Der Sprung zu den Atomen von Peter Buck, Markus Rehm und Thomas Seilnacht

1. 02.06.2009 Der Sprung zu den Atomenvon Peter Buck, Markus Rehm und Thomas Seilnacht Studienseminar für Gymnasien Heppenheim Fachseminar Chemie 2. Hauptsemester 2009 Seminarleitung: Herr Dr. Gräber Referenten: Jochen Kohlmann und Jens Nickels

2. Inhalt • Allgemeine Buchdaten • Gründe und Aufbau des Buches • Kapitel 3: Erster Unterrichtsbericht von Peter Buck. Ausnutzung der Differenz zw. der englischen und deutschen Sprache. • Kapitel 4: Ein zweiter Unterrichtsbericht von Thomas Seilnacht. Von der systemischen Welt der Stoffe zu einem phänomenologischen orientierten Unterricht. • Kapitel 5: Ein dritter Unterrichtsbericht von Markus Rehm. Erzieherisches Potenzial des im Chemieunterricht vollzogenen Sprungs zu den Atomen. • Zusammenfassung • Literatur

3. Allgemeine Buchdaten • Verlag: Seilnacht Verlag • 130 Seiten • 1. Auflage • 2004 • 5 Kapitel • Kapitel 1+2 Hinführung, Kapitel 3-5 Unterrichtsberichte • Autoren: Buck ,P., Rehm, M., Seilnacht, T.

4. Hinführende Episoden Max Born (Physiknobelpreis 1954) In einem Vortrag zu „Modell und Wirklichkeit“: … Später hat es mich interessiert wo das Hindernis lag, dass mich von der Chemie fernhielt. Es hat etwas zu tun mit der weiten Kluft zwischen wahrgenommener Wirklichkeit und Symbol zu tun. Das Wasser, das ich trinke […] und das Symbol H2O schienen mir keine Beziehung zu haben. […] als später von Pauling das Wesen der chemischen Kräfte auf physikalische Prinzipien zurückführte […] habe ich versucht etwas beizutragen, aber was wurde nicht viel, weil ich zu wenig von Chemie wusste.

5. Hinführende Episoden Die Kluft zwischen der erfahrbaren Welt der Tische und Stühle und die Andersartigkeit der atomaren Welt, soll durch den Sprung zu den Atomen überbrückt werden! An die junge Generation Der Chemeiunterricht geht nicht mehr von Stoffen und Versuchen aus. An deren Stelle isr all zu häufig eine naturwissenschaftlich unhaltbare Präsentation von Atom- und Orbital- „Modellen“ getreten, welche bestens dazu geeignet ist, jungen Menschen die Freude an naturwissenschaftlicher Erkenntnis auf immer zu vergällen. Das ist ein Frevel an der Jugend.

6. Minimum des Gedankengangs System- Komponente: Material: Zinkplatte, Kupferplatte, Papierhandtuch, Coca-Cola, 2 Kabel, 1 Gleichstrommotor. In einer einzigen Anordnung ergibt sich ein System : die Cola-Batterie! Kupferplatte / Papier mit Cola getränkt / Zinkplatte, Kabel an beide Platen, Motor anschließen

7. Minimum des Gedankengangs • Das System Cola-Batterie ist nur in dieser einen Anordnung wirksam. • Das System hat Eigenschaften, die die Komponenten nicht haben. • Die Komponenten haben Eigenschaften, die das System nicht hat Welche weiteren Systeme fallen euch ein?

8. Minimum des Gedankengangs

9. Minimum des Gedankengangs Der Sprung zum System Atom kann also nicht von den Schülern geleistet werden. Der Systemsprung muss durch den Lehrer stattfinden. • Jedes System ist System und Komponente zugleich • Systeme lassen sich also ineinander schachteln. • Jeder kann ein übergeordnetes System nennen. • Von einem System zum nächsten wird auch immer ein „Wesenssprung“ durchgeführt! Das Signifikante eines Stiftes ist anders als das einer Stadt.

10. Minimum des Gedankengangs Wieder zurück zu immer kleineres Systeme! Die optische Grenze ist an der Haut oder den Haaren des Schülers erreicht, denn optische Mikroskope können nicht weiter auflösen.

11. Minimum des Gedankengangs Optische Bilder: Farben sind erkennbar • Virtuelle Bilder: • Farben sind irrelevant. • Bilder sind errechnet.

12. Minimum des Gedankengangs

13. Kapitel 3 • Erster Unterrichtsbericht von Peter Buck: Ausnutzung der Differenz zw. der englischen und deutschen Sprache • Beispiel: „System und Komponente“ im deutschen weniger gebräuchlich • „To de-compose“ zerlegen statt zersetzen • Vorteil compount (Verbindung) und components • Im deutschen: Verwechslung Bildung und Bindung • Im Englischen Einführung leichter

14. Kapitel 3 • Internationale Schule • École d´Humanité in Goldern/Schweiz • 9 SuS zw. 14-17 Jahren • Beispiele: Kugelschreiber, Feuerlöscher, Walkman (Gerät zum Abspielen einer Kassette) • Weitere Beispiele: …

15. Kapitel 3

16. Kapitel 3 • Vorteile dieser Methode: • Bsp.: Kugelvolumen Sonnensystem und Atom • Beispiel Wasserzerlegung (Hofmannscher Zersetzungsapparat) • Der Stoff Wasser ist ein anderes System als Wasserstoff und Sauerstoff • Erklären nicht über Modelle, sondern durch zuordnen. • Erscheinungen in das Spektrum der Weltgegebenheiten einordnen (Gesamtzusammenhang)

17. Kapitel 3 • Wenige Vergleiche zwischen der deutschen und englischen Sprache!

18. Kapitel 4 Weltformel Wenn wir alle Berge bestiegen, alle Meere befahren, alle Höhen erforscht, alle Planeten erkundet, wenn wir Krankheiten besiegt, unseren Durst gestillt, Und alle Drachen getötet haben. Was bleibt dann noch übrig? Von Thomas Seilnacht: Über die systemische Welt der Stoffe zu einem phänomenologisch orientiertem Unterricht über Atome

19. Kapitel 4 1.) Systeme sind Ganzheiten2.) Natürliche Systeme sind holarchisch verschachtelt 3.) Die Eigenschaften von  Systemen sind nicht reduzierbar auf ihre Komponenten (Subsysteme) 4.) Systeme sind einzigartig und kommunizieren 5.) Systeme sind voneinander abhängig und miteinander verbunden 6.) Wie geordnete Systeme entstehen 7.) Das System Materie ist komponiert Beispiele aus dem Unterrichtsgang.

20. Kapitel 4 40 Liter Wasser, 7 kg Fett, 8 kg Eiweiß, 2 kg Kalk, 200 g Zucker, 100g Salz. Schüler: Das ist ein Mensch ! ? Erst das Zusammenspiel von Komponenten macht einen Menschen. Und Systeme sind als ihre Komponenten.

21. Kapitel 4 Bsp.: ein Fluoritkristall reagiert auf Wärme durch blaues leuchten. Der Kristall „antwortet“ auf die Erwärmung. Von einfachen chemischen Reaktionen zu höheren Systemen. Systeme kommunizieren!

22. Kapitel 4 Experimentelle Hausaufgabe: Herstellung von Kupferacetat aus Kupfer und Essigesäure: Stoffzerlegung: Die Analyse von Kupferacetat

23. Und die Zerlegung durch erhitzen

24. Kapitel 4 Kreisreaktionen: Zeigen eine Möglichkeit, wie aus einfachen Stoffsysteme Systeme höherer Ordnung entstehen können.

25. Kapitel 4 Geordnete Systeme entstehen durch Kommunikation: Bsp: Liessgangschen Ringe. Oszillationsreaktion von Belousov-Zhabotinsky Rückgekoppelte Systeme als Bsp. Für höhere Systeme wie lebendige Systeme und Ökologie Phänomenologische Einstieg, weil das Staunen dem Schüler ein ganzheitliches Bewusstsein vermittelt.

26. Kapitel 4 Weltformel Wenn wir alle Berge bestiegen, alle Meere befahren, alle Höhen erforscht, alle Planeten erkundet, wenn wir Krankheiten besiegt, unseren Durst gestillt, Und alle Drachen getötet haben. Was bleibt dann noch übrig? Erst wenn wir das Staunen über Naturphänomene erleben, entwickeln wir so etwas wie Ehrfurcht und dann vielleicht auch Verantwortungsbewusstsein gegenüber dem, worüber wir staunen.

27. Kapitel 5 • Ein dritter Unterrichtsbericht von Markus Rehm: Hier wird gezeigt, worin das erzieherische Potential des im Chemieunterricht vollzogenen Sprungs zu den Atomen liegt.

28. Kapitel 5 • Pädagogische Dimension im Mittelpunkt • Anlehnung an Martin Wagenschein – genetisch-sokratisch-exemplarische Methode • Ziel: SuS Methoden aufzeigen, die zum Erwerb der moralischen und ethischen Kompetenzen notwendig sind, ohne ein „moralisches“ Thema zu behandeln.

29. Kapitel 5 • Einstieg über Sofies Welt • „Aus nichts kann nichts werden“ (Postulat von Parmenides) • „Alles fließt“ • „vier Grundstoffe“ • „Etwas von allem ist in allem“ • SuS kamen auf Atom und sollten dies zeichnen (Kreise, Vierecke, Kugeln)

30. Kapitel 5 • Einstieg System-Komponenten-Schema am Bsp. Zerlegung Fahrrad • „Nur wenn die Teile des Fahrrads richtig zusammengebaut sind, erhalten wir die Eigenschaften eines Fahrrads.“ • „das Ganze und seine Komponenten“ • 2. Beispiel Wasserkochen (Zerlegung von Wasser)

31. Kapitel 5 • Reflexion: Wie habe ich gelernt? Was ist da bei mir passiert? • Aushandlung: System immer andere Eigenschaften als seine Komponenten • System-Komponenten Schema unausgefüllt an SuS (Nur Mensch) • SuS sollten Atome zeichnen • Aushandlung: Atome können lediglich gedacht werden; sind Komponenten; ganze Materie besteht aus Atomen

32. Kapitel 5 • Folgende erzieherische Kompetenzen sollen gefördert werden: • 1. Förderung von Empathie und Perspektivenübernahme • 2. Förderung von Fähigkeiten zur Identitätsbildung • 3. Förderung der Fähigkeit zum moralischen Urteilsvermögen

33. Kapitel 5 • 1. Förderung von Empathie und Perspektivenübernahme: • Aushandlungsprozesse in der Gemeinschaft • Gegenseitiges Verstehen • Beziehungsebene zwischen den SuS wird aufgebaut

34. Kapitel 5 • 2. Förderung von Fähigkeiten zur Identitätsbildung : • Kritik- und Argumentationsfähigkeit • Identitätsgefühl und reflektiertes Selbstverständnis • Zur Förderung des Selbstgefühls • Zur Förderung des Kohärenzgefühls • Zur Förderung des Selbstverständnisses

35. Kapitel 5 • 3. Förderung der Fähigkeit zum moralischen Urteilsvermögen : • Auseinandersetzung mit Problemen und Konflikten • Abstraktionsvermögen für die Kärung von Fragen • Gerechte Lösung für alle Beteiligten

36. Literatur • Buck/Rehm/Seilnacht: Der Sprung zu den Atomen, Seilnacht-Verlag, Bern 2004 • Internetquellen: • http://www.seilnacht.com/PoStreit.htm • http://www.break.com/usercontent/2007/3/Zoom-100-million-light-years-away-from-earth-in-tw-248443.html • http://www.seilnacht.com/versuche/index.html Bildnachweis: • http://www.uni-mainz.de/FB/Physik/Magnetismus/Magnetismus/Gallery/Atome.htm • http://www.mynetcologne.de/~nc-wittweal/UltraschallbildSSW13.jpg