Chemiedidaktik: Diagnose und Korrektur von Schülervorstellungen Hans-Dieter Barke

1. Chemiedidaktik:Diagnose und Korrektur von SchülervorstellungenHans-Dieter Barke Kapitel 3: Stoffe und Eigenschaften Sandra Senk, 2.HS Chemie/Sport, Seminarleiter: Dr. Gräber, 29.05.2012

2. Inhalt • Einleitung • Das Umwandlungskonzept • Das Mischungskonzept • Das Vernichtungskonzept • Das Verbrennungskonzept • Gase und der Substanzbegriff

3. Einleitung • Das zentrale Ziel des Chemieunterrichts ist es den SuS Phänomene aus dem Alltag und der Lebenswelt verständlich zu machen. • Problem: die Naturphänomene sind ohne eine naturwissenschaftliche Modellvorstellung nicht zu durchschauen. • Solange Jugendliche keine Modelle kennen, entwickeln sie eigene Vorstellungen. • Um in der Lage zu sein diese Interpretationen (zu Stoffe und Eigenschaften) zu diskutieren und zu verändern, sollten die Lehrpersonen diese alternativen Vorstellungen kennen.

4. Das Umwandlungskonzept • SuS nehmen an, dass bei einer chemischen Reaktion keine neuen Stoffe entstehen, sondern lediglich neue Eigenschaften. • Für die SuS existiert eine Art „Eigenschafts-träger“. • Bspw.: Silber läuft schwarz an, Eisen färbt sich rostig braun. • Zusätzlich fördert unsere Alltagssprache die Entstehung solcher Präkonzepte.

6. Unterrichtsvorschlag 1. Schwarzwerden von Silber: hierbei können verschiedene Sulfidbildungen aus den Elementen gezeigt werden. Dasselbe Silbersulfid wie es auf dem Besteck vorkommt. Auch kann durch erhitzen des schwarzen Silbersulfids, das silbrige Metall zurück gewonnen werden. 2. Eisen bzw. Eisenoxide mit verschiedenen Erscheinungsformen: Man benötigt einen stark verrosteten Gegenstand und vergleicht ihn mit Eisenoxid-Proben.

7. Das Mischungskonzept • Dieses Konzept erklärt sich direkt aus den Äußerungen der SuS, wie bspw.: „Wasser besteht aus Wasserstoff und Sauerstoff“. „Kupfersulfid enthält Kupfer und Schwefel.“

8. Unterrichtsvorschlag • Die SuS sollen den Unterschied zwischen einem heterogenen Gemisch und einem homogenen Reinstoff begreifen lernen. • Dazu können Gemische gezeigt werden wie bspw. Granit oder Salz-Sand-Gemische.

9. Das Vernichtungskonzept • Sie entstehen durch die faszinierenden Beobachtungen, die bspw. bei sichtbaren „Zerstörungen“ von Materie bei Bränden gemacht werden können. • „Kerzen, Spiritus oder Benzin verbrennen vollständig.“ • „Eine Substanz kann aufhören zu existieren, trotzdem bleibt ihr Geschmack: Zucker verschwindet beim Umrühren in der Lösung, der süße Geschmack bleibt.“

10. Unterrichtsvorschlag • Durch Experimente ist zu zeigen, dass bei Verdunstungsvorgängen keine „Vernichtung“ von Materie stattfindet. • „Verschwinden“ von Li oder Na

11. Das Verbrennungskonzept • Die Aussagen der SuS beinhalten immer wieder, dass bei einer Verbrennung „etwas in die Luft abgegeben wird“. • → Phlogiston-Theorie • Bsp. Verbrennung Mg an der Luft.

12. Modellvorstellung eines Schülers der Jahrgangsstufe 9 zur Verbrennung

13. Unterrichtsvorschlag • Vorstellung der Elemente Sauerstoff und Stickstoff und dem Gemisch Luft. • Kerze unter Becherglas • Kupferbrief • Zusätzlich kann bei Verbrennungs- vorgängen eine Waage genutzt werden (Massenzunahme bei offenen Apparaturen). • Eisenwolle an einer Balkenwaage

14. Wichtig: die SuS müssen ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass bei Verbrennungen die Massen weder ab- noch zunehmen! • Erhitzen von Eisenwolle in einer abgeschlossenen Apparatur.

15. Gase als Substanzen mit spezifischen Eigenschaften • In der Vorstellung vieler SuS wird Luft nicht als eine Substanz wahrgenommen. • „Gase sind gefährlich, giftig, explosiv,“ • „Gase sind unsichtbar, man kann sie nicht schmecken,“ • „Gas ist nicht so gesund, man atmet immer ein bisschen Gas ein.“ • „Gas ist unsichtbar und ist in der Luft enthalten.“

16. Unterrichtsvorschlag • Bestimmung der Masse einer bestimmten Luftportion und anschließende Berechnung der Dichte der Luft. • Bestimmung weiterer Gase durch die Dichte, bspw. Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoffdioxid.