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Lehrplan GS Fach: Heimat- und Sachkunde Grobziel: Kind und Natur Erfahrungen mit Luft (Jgst. 2) Erfahrungen mit Wasser (Jgst. 2) Natürl. Wasser kreislauf (Jgst. 4) - Umgang mit Feuer (Jgst. 1) Verbrennung (Jgst. 3).
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Lehrplan GS Fach: Heimat- und Sachkunde Grobziel: Kind und Natur Erfahrungen mit Luft (Jgst. 2) Erfahrungen mit Wasser (Jgst. 2) Natürl. Wasserkreislauf (Jgst. 4) - Umgang mit Feuer (Jgst. 1) Verbrennung (Jgst. 3) AntikeEmpedokles, 450 v. Chr.: die Welt besteht aus vier Elementen.LuftWasserErdeFeuer Lehrplan HS Fach Biologie/Chemie/Physik Wie GS (Jgst. 5–9)Zu Wasser, Luft, Verbrennung noch:Boden Parallelen Erde Geschichte der Chemie Chemie in den Schularten AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Mittelalter Stoffwissen als „geheime“ Steckbriefe. Stoffetrennen, unterscheiden, kennen (Jgst. 5) und Säuren, Laugen, Salze(Jgst. 8) Lehrpläne für RS und Gymnasium Fachsystematische OrientierungPSE (111 Elemente), VerbindungenReaktionsmechanismenÄhnlich: Lehrplan HS (Jgst. 10) Neuzeit Chemie als NaturwissenschaftPSE (111 Elemente), VerbindungenReaktionsmechanismen Parallelen Geschichte der Chemie Chemie in den Schularten AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Bedeutung historischer Unterrichtsverfahren „Beginn“ heute AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Voraussetzungen: Elementarformel Artikulation nach einemhistorischen Unterrichtsverfahren Bsp. Realschule: Die Struktur von Benzen (Benzol) • Lehrziel:Aufklärung submikroskopische Strukturen, ohne diese direkt zu sehen. • Feinziele: • Mehrere Theorien stehen jeweils in Konkurrenz zueinander; Erkennen der begrenzten Gültigkeit. • Erkennen, dass Erkenntnisschwierigkeiten der Forscher früher die gleichen Schwierigkeiten sind, die Schüler heute haben. • Kennen lernen des Menschen im Forscher: Kekulé bzw. van´t Hoff; Menschlich-Allzumenschliches aus der Auseinandersetzung um Theorien (das Aufeinanderprallen von „allgemein anerkannter Lehrmeinung“ und neuer Theorie). Methodische Planung:Sozialform: GruppenarbeitModelleinsatz AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Artikulation nach einemhistorischen Unterrichtsverfahren Artikulationsstufe 1: ProblemstellungEntscheidung erforderlich für eine räumliche Struktur aus einer Reihe denkbarer • Artikulationsstufe 2: Information • Das Wissen zur Zeit Kekulés, Ladenburgs, Dewars • Verhältnisformel aus CH-Analyse • Vermutung über den ungesättigten Charakter • Reaktion mit Brom • Substitutionsprodukte. • Aussage moderner theoretischer Modelle heute: • Das Computerprogramm MOLGEN errechnet 217 denkbare Isomere für die Molekülformel C6H6. • Artikulationsstufe 3: Lösung des Problems (schülerzentriert) • Arbeitsauftrag:Tragen Sie Argumente für die drei o.a. Strukturvorschläge zusammen! • Arbeitsphase: • Interpretation vorliegender Analysedaten (das Wissen der Zeit). • Errechnen aller denkbaren Strukturen für C6H6 mit MolGen. • Ausschließen von Strukturen auf Grund der Analysedaten. AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Artikulation nach einemhistorischen Unterrichtsverfahren • Diskussion: • Vorstellen der übriggebliebenen Strukturvorschläge. • Vergleich der Argumente. • Entscheidung für die wahrscheinlichste Struktur. • Artikulationsstufe 4: Erweiterung, z.B. • Der heutige Stand des Wissens. • Fortbestehende Probleme der modernen Bindungstheorie. • Probleme mit der Schreibweise. • Schicksal von anderen Strukturvorschlägen (Dewar-Benzol 1963 synthetisiert, Ladenburg-Benzol 1973). • Andere Aromaten (Phenol, Naphthalin, Benzoesäure,...) • Artikulationsstufe 5: Sicherung • Fixierung theoretischer Grundzüge (Arbeiten mit Modellen, Wandlung von Modellen über die Zeit, Vereinbarungen über Schreibweisen…) • Erfolgskontrollen • nach den verschiedenen Anforderungsbereichen I-III AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Disubstitutionsisomere des Ladenburg-Benzols „Prisman“ AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Disubstitutionsisomere des Kekulé-Benzols AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Karikatur auf Kekulé‘s Oszillationstheorie AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Artikulation nach einemhistorischen Unterrichtsverfahren Bsp. Gymnasium: Die Struktur von Methan Voraussetzungen: Elementarformel, Gaschromatographie, Isomerie-Begriff (Stellungsisomerie), Chlorierung • Lehrziel:Korrekte Raumstruktur heraus finden, ohne dass man einzelne Moleküle sehen kann. • Feinziele: • Mehrere Theorien stehen jeweils in Konkurrenz zueinander; Erkennen der begrenzten Gültigkeit. • Erkennen, dass Erkenntnisschwierigkeiten der Forscher früher die gleichen Schwierigkeiten sind, die Schüler heute haben. • Kennen lernen des Menschen im Forscher: Kekulé bzw. van´t Hoff; Menschlich-allzumenschliches aus der Auseinandersetzung um Theorien (das Aufeinanderprallen von „allgemein anerkannter Lehrmeinung“ und neuer Theorie). Methodische Planung:Sozialform: GruppenarbeitModelleinsatz AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Artikulation nach einemhistorischen Unterrichtsverfahren Artikulationsstufe 1: Problemstellung (lehrerzentriert)Zwei verschiedene räumliche Strukturen von Methan werden diskutiert: die planare und die tetraedrische. Welche ist richtig? Artikulationsstufe 2:Informationsphase Das Wissen von van´t Hoff (Molekülformel aus CH-Analyse, Reaktion mit Chlor, Substitutionsprodukte). Vorstellen von Substitutionsprodukten. AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Die Isomere eines planaren Bromchlorfluormethans. Isomere des substituierten Methans I AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Isomere eines tetraedrischen Bromchlorfluormethans (Enantiomere). Isomere des substituierten Methans I AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Artikulation nach einemhistorischen Unterrichtsverfahren • Artikulationsstufe3: Durchführung (schülerzentriert) • Überprüfen anhand von Modellen, welche Anordnung von 4 Liganden um ein Zentralatom machbar sind. Arbeiten in mehreren Gruppen. Verfolgen der planaren und der tetraedrischen Hypothese. • Artikulationsstufe4: Abstraktion • Erkenntnis verallgemeinert: Moleküle sind nicht planar, sie sind räumlich. • Übertragung auf alle Moleküle. Artikulationsstufe5: Sicherung Heft- und Tafelskizzen der Methanstruktur • Erfolgskontrolle • Wiederholung der Methanstruktur (Anf.Bereich I) • Übertragung auf Tetrachlormethan(Anf.Bereich II) • Übertragung auf Ethan (Anf.Bereich III) AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
