ISBN: 3540417257
TITLE: Chemiedidaktik heute
AUTHOR: Barke, Harsch
TOC:

Einfhrung in das "Tortenschema" zur Chemiedidaktik 1
1 Schlervorstellungen 9
1.1 Fachliche Schwerpunkte - Theorien aus der Geschichte der Naturwissenschaften 11
1.2 Lernende - Empirische Hinweise auf Schlervorstellungen 15
1.3 Vermittlungsprozesse - Bercksichtigung der Schlervorstellungen 22
1.4 Gesellschaftliche Bezugsfelder - Schlervorstellungen und Umgangssprache 24
Literatur 24
bungsaufgaben zu "1 Schlervorstellungen" 25
Experimente zu "1 Schlervorstellungen" 26
2 Motivation 35
2.1 Lernende - Entwicklungsstand, Einstellungen und ursprngliche Vorstellungen 36
2.2 Vermittlungsprozesse - Mglichkeiten zum Aufbau sachbezogener Motivation 38
2.3 Fachliche Schwerpunkte - experimentelle Fertigkeiten 44
2.4 Gesellschaftliche Bezugsfelder - Motivation durch Alltagssprache und Medien 45
Literatur 47
bungsaufgaben zu "2 Motivation" 47
Experimente zu "2 Motivation" 48
3 Unterrichtsziele 55
Allgemeindidaktische Einfhrung 56
3.1 Gesellschaftliche Bezugsfelder Richtlinien und Lehrplne 61
3.2 Lernende - kognitive Entwicklung, Prkonzepte, Einstellungen, Interessen 65
3.3 Fachliche Schwerpunkte - Chemieunterricht als Spiralcurriculum 68
3.4 Vermittlungsprozesse - Methodenvielfalt zur Realisierung von Unterrichtszielen 72
Literatur 77
bungsaufgaben zu "3 Unterrichtsziele" 78
Schema fr einen Unterrichtsentwurf (Vorschlag) 78
4 Medien 79
4.1 Vermittlungsprozesse - Vielfalt der Medien fr den Chemieunterricht 81
4.2 Fachliche Schwerpunkte - sachliche Angemessenheit von Medien 90
4.3 Lernende Medien und Abstraktionsfhigkeit 92
4.4 Gesellschaftliche Bezugsfelder - Massenmedien 95
Literatur 96
bungsaufgaben zu "4 Medien" 97
Experimente zu "4 Medien" 97
5 Experimente 103
5.1 Fachliche Schwerpunkte - Experiment, Experimentierfhigkeiten, Sicherheit 104
5.2 Vermittlungsprozesse - Funktionen, Auswahlkriterien und Formen des Experiments 111
5.3 Lernende, Spieltrieb und Neugierverhalten, experimentelle Fertigkeiten 118
5.4 Gesellschaftliche Bezugsfelder - Umwelt- und Alltagsbezge, historische Entwicklungen 119
Literatur 121
bungsaufgaben zu "5 Experimente" 121
Praktikum zu "5 Experimente" 122
Experimente zu Alkalimetallen 123
6 Modelle, Modellvorstellungen 135
6.1 Fachliche Schwerpunkte - Modelle und deren Funktionen 137
6.1.1 Modellbegriff und Erkenntnis in den Naturwissenschaften 137
6.1.2 Denkmodelle in der Chemie 141
6.1.3 Anschauungsmodelle in der Chemie 142
6.2 Vermittlungsprozesse - Modelle und deren fachdidaktische Funktionen 145
6.2.1 Vermittlung chemischer Sachverhalte durch Modellvorstellungen 146
6.2.2 Anpassung und Erweiterung von Modellen im Chemieunterricht 148
6.2.3 Weitere Funktionen von Modellen und Modellvorstellungen 150
6.3 Lernende - Erfahrungen mit Modellen 152
6.4 Gesellschaftliche Bezugsfelder - interdisziplinre Modellvorstellungen 154
Literatur 155
bungsaufgaben zu "6 Modelle und Modellvorstellungen" 155
Praktikum: Strukturen der Metalle und Salze 157
Lsungen und Zeichnungen zu den Aufgaben 161
7 Fachsprache und Symbole 163
7.1 Fachliche Schwerpunkte - Begriffe, Symbole, Gren, Einheiten 164
7.1.1 Systme Internationale und abgeleitete Einheiten 164
7.1.2 Schulrelevante Gren und Einheiten 165
7.1.3 Schulrelevante Fachbegriffe 167
7.2 Vermittlungsprozesse -Alltagssprache -> Fachsprache -> Symbolsprache 174
7.2.1 Verknpfung von Alltagssprache und Fachsprache 174
7.2.2 Die chemische Symbolsprache 177
7.2.3 Ableitung erster chemischer Symbole im Unterricht 182
7.3 Lernende - Schlervorstellungen zu Strukturen und Symbolen 184
7.4 Gesellschaftliche Bezugsfelder - Wie weit versteht der Laie die Fachsprache? 187
Literatur 188
bungsaufgaben zu "7 Fachsprache und Symbole" 188
8 Alltag und Chemie 191
8.1 Lernende - Neugier und Interesse 192
8.2 Fachliche Schwerpunkte - Fachsystematik versus Alltagschemie 198
8.3 Vermittlungsprozesse - Fachsystematik plus Alltagschemie 205
8.4 Gesellschaftliche Bezugsfelder - Rollenspiele und Umweltbildung 211
Literatur 215
bungsaufgaben zu "8 Alltag und Chemie" 216
Experimente zu "8 Alltag und Chemie" 216
9 Der "Horror vacui" in den Vorstellungen zum Teilchenkonzept 223
9.1 Ist das Vakuum wirklich leer? 224
9.2 Vorstellungen aus vergangenen Jahrhunderten 225
9.3 Horror-vacui-hnliche Vorstellungen bei Schlern 232
9.4 Folgerungen fr den Unterricht 240
Literatur 245
Experimente zu "9 Horror vacui" 246
10 Raumvorstellung zur Struktur von Teilchenverbnden 253
10.1 "Raumvorstellung" als Faktor der Intelligenz 253
10.2 Eigene Untersuchungsergebnisse 257
10.3 Der Raumvorstellungstest (RVT) 257
10.4 RVT-Untersuchungen im Raum Mnster 264
10.5 RVT-Leistungen von Jugendlichen aus Deutschland und thiopien 269
Literatur 274
Anhang 275
11 Runge: Bilder, die sich selber malen, als Motivationshilfen fr den Chemieunterricht 289
11.1 Runges Bilderbcher 289
11.2 Diskussion der Quellenmaterialien im Unterricht 296
11.3 Nachschaffung von Runge-Bildern mit heutigen Mitteln 304
Literatur 310
12 Organische Chemie nach dem PIN-Konzept - phnomenorientiert, integrativ und vernetzt 311
12.1 Ordnen unbekannter Stoffe mit unbekannten Reagenzien 314
12.2 Vernetzung der Stoffe durch Synthesebeziehungen 315
12.3 Untersuchung von Haushaltsstoffen 318
12.4 Entdeckung weiterer Synthesebeziehungen 320
12.5 Der Sprung auf die Ebene der Teilchen 322
12.6 Anwendung der Formeln ("Struktur-Eigenschafts-Denken") 324
12.7 Integration weiterer Stoffe 326
12.7.1 Untersuchung eines Naturstoffs 326
12.7.2 Erarbeitung des Begriffs der homologen Reihe 326
12.7.3 Viele Wege fhren zur Essigsure 328
12.8 Weitere assoziierbare Experimente und Konzepte 331
12.9 Erfahrungen mit dem PIN-Konzept in der Lehrerausbildung 333
12.10 Erfahrungen mit dem PIN-Konzept im Chemieunterricht der Sekundarstufe II 333
12.10.1 Beurteilung durch die Lehrer 334
12.10.2 Beurteilung durch die Schler 336
12.10.3 Vortestleistungen der Schler 339
12.10.4 Nachtestleistungen der Schler 340
12.11 Schluss 343
Literatur 343
13 Konzeption des strukturorientierten Chemieunterrichts 349
13.1 Chemische Strukturen in der heutigen Chemie 349
13.2 Chemische Strukturen als Grundlage zur Interpretation von Reaktionen 350
13.3 Der lonenbegriff auf der Ebene des Daltonmodells 352
13.4 Atome und Ionen als Grundbausteine der Materie 353
13.5 Verknpfung von Atomen und Ionen zu Gittern und Moleklen 355
13.5.1 Verknpfung von Metall-Atomen ("links und links im PSE") 356
13.5.2 Reaktionen der Metalle - Umgruppierung von Metall-Atomen 361
13.5.3 Verknpfung von Ionen ("links und rechts im PSE") 364
13.5.4 Reaktionen der Salze - Umgruppierung von Ionen 368
13.55 Verknpfung von Nichtmetall-Atomen ("rechts und rechts im PSE") 370
13.5.6 Reaktionen der Nichtmetalle - Umgruppierung von Moleklen 373
13.6 Strukturvorstellungen im Spiralcurriculum 375
13.6.1 Zum Teilchenmodell in der Primarstufe 376
13.6.2 Zum Teilchenmodell im Anfangsunterricht Chemie (Klassenstufe 7 oder 8) 377
13.6.3 Zum Daltonschen Atommodell im Chemieunterricht (Klassenstufe 8 oder 9) 380
Literatur 384
14 Stereobilder zum Training des Raumvorstellungsvermgens 385
14.1 Einfhrung 385
14.2 Kristallstrukturen von Metallen und Legierungen 388
14.2.1 Hexagonal dichteste Kugelpackung (Motiv 1) 388
14.2.2 Kubisch dichteste Kugelpackung (Motiv 2) 389
14.2.3 Kubisch innenzentrierte Kugelpackung (Motiv 3) 390
14.2.4 Zusammenhang zwischen kubisch innenzentrierter und kubisch dichtester Kugelpackung (Motiv 4) 390
14.2.5 Lckenverteilung in der kubisch dichtesten Kugelpackung (Motiv 5) 391
14.2.6 Lckenverteilung in der hexagonal dichtesten Kugelpackung (Motiv 6) 392
14.2.7 Gre der Tetraederlcken in dichtesten Kugelpackungen (Motiv 7) 392
14.2.8 Gre der Oktaederlcken in dichtesten Kugelpackungen (Motiv 8) 393
14.3 Kristallstrukturen von Ionenverbindungen 394
14.3.1 Natriumchlorid NaCl - eine kubisch dichteste Packung mit vollstndig besetzten Oktaederlcken (Motiv 9) 394
14.3.2 Nickelarsenid NiAs - eine hexagonal dichteste Packung mit vollstndig besetzten Oktaederlcken (Motiv 10) 395
14.3.3 Cadmiumchlorid CdCl_2 - eine kubisch dichteste Packung mit zur Hlfte besetzten Oktaederlcken (Motiv 11) 395
14.3.4 Cadmiumiodid CdI_2 - eine hexagonal dichteste Packung mit zur Hlfte besetzten Oktaederlcken (Motiv 12) 396
14.3.5 Zinkblende ZnS - eine kubisch dichteste Packung mit zur Hlfte besetzten Tetraederlcken (Motiv 13) 397
14.3.6 Wurtzit ZnS - eine hexagonal dichteste Packung mit zur Hlfte besetzten Tetraederlcken (Motiv 14) 398
14.3.7 Perowskit CaTiO_3 - eine kubisch dichteste Mischpackung mit zu einem Viertel besetzten Oktaederlcken (Motiv 15) 398
14.3.8 Spinell MgAl_2O_4 - eine kubisch dichteste Packung mit zur Hlfte besetzten Oktaederlcken und zu ein Achtel besetzten Tetraederlcken (Motiv 16) 399
14.4 Kristallstrukturen mit kovalenten Bindungen 401
14.4.1 Selen - eine hexagonale Packung eindimensional infiniter Molekle (Motiv 17) 401
14.4.2 Quarz eine hexagonale Raumnetzstruktur (Motiv 18) 402
14.4.3 Graphit - eine hexagonale Packung zweidimensional infiniter Molekle (Motiv 19) 404
14.4.4 Diamant - ein dreidimensional infinites Riesenmolekl mit kubischer Symmetrie (Motiv 20) 405
14.5 Von den Bravais-Gittern zu den Raumgruppen 407
14.5.1 Die neun rechtwinkligen Bravais-Gitter (Motiv 21) 407
14.5.2 Symmetriegerste einiger rechtwinkliger Bravais-Gitter (Motiv 22) 408
14.5.3 Ausfall potenzieller rechtwinkliger Bravais-Gitter (Motiv 23) 408
Literatur 410
15 Simulationsspiele fr den Chemieunterricht 411
15.1 Adsorptionschromatographie 412
15.2 Verteilungsgleichgewichte 418
15.3 Kristallisation 422
15.4 Entmischung 425
15.5 Lichtabsorption 426
15.6 Sedimentationsgleichgewichte und Energieverteilung 432
15.7 Radioaktiver Zerfall 435
15.8 Monomolekulare Reaktion 437
15.9 Bimolekulare Reaktion 439
15.10 Folgereaktion 441
15.11 Parallelreaktion 444
15.12 Gleichgewichtsreaktion 447
15.13 Katalyse und Autokatalyse 452
15.14 Oszillierende Reaktionen 456
15.15 Schluss 462
Literatur 463
16 Max von Laue: Ein Experiment verifiziert zwei groe Theorien 465
16.1 Kristallgitterhypothesen von Kepler, Hay, Bravais und Sohncke 466
16.2 Rntgen's Entdeckung einer "neuen Art von Strahlen" 468
16.3 Laue's geniale Idee 470
16.4 Zur Prfung von Hypothesen im Chemieunterricht 474
16.5 Das Prinzip der Rntgenstrukturanalyse im Chemieunterricht 477
16.5.1 Experimente zur Interferenz von Laserstrahlen 477
16.5.2 Experimente mit einem Schulrntgengert 479
Literatur 484
17 Watson und Crick: Nobelpreistrger spielen mit Modellen 485
Literatur 496
18 Kekul: Benzol und die Geschichte der Struktursymbole 497
18.1 Vorstellungen und Symbole vor dem Karlsruher Kongress 1860 500
18.2 Der Weg Kekul's von der Typentheorie zur Strukturtheorie 509
18.3 Chronologische Zusammenfassung 523
18.4 Chemiedidaktische Folgerungen fr den Unterricht 525
Literatur 529
Sachwortverzeichnis 531
END
