Roland Baum
Lüneburg, den 03.02.08
Lehrer-Anwärter
Studienseminar Buchholz
Unterrichtsentwurf für den Prüfungsunterricht II im Fach
Sachunterricht gemäß § 14 (5) PVO-Lehr II
Datum:
03.03.2008
Zeit:
10.15 Uhr 11.00 Uhr (3. Stunde)
Lerngruppe:
3b (14 Mädchen, 11 Jungen)
Prüfungsvorsitzender:
Klassenlehrerin:
Fachbetreuerin:
Schulleiterin:
Fachseminarleiterin:
Pädagogikseminarleiterin:
Thema der Unterrichtseinheit: Stoffe und ihre Umwandlungen Chemie im Haushalt
Thema der Unterrichtsstunde: Warum geht ein Kuchen auf? Zur Wirkungsweise von Backpulver
Perspektive laut Kerncurriculum:
- inhaltlich: Natur
- prozessbezogen: Erkenntnisgewinnung
Stellung der Stunde in der Unterrichtseinheit:
1.
Vorerfahrungen und Interessen
(1)
2. Die Alchemisten: Ein Rollenspiel / Regeln bei Experimenten => Zeit und Geschichte
(1)
3. Stoffe mischen und trennen: Salz und Wasser
=> Natur
(1)
4. Warum benutzen wir Spülmittel? Versuche mit Wasser und Öl => Natur
(1)
5. Neue Stoffe entstehen Stahlwolle rostet
=> Natur
(1)
6. Welche Stoffe bringen das Brausepulver zum schäumen?
=> Natur
(1)
7. Das Gas aus der Sprudelflasche Kohlenstoffdioxid
=> Natur
(1)
8. Warum geht ein Kuchen auf? Zur Wirkungsweise von Backpulver => Natur
(1)
9. Wie funktioniert ein Feuerlöscher?
=> Technik
(1)
10. Eine Alternative zur Plastiktüte: Eine Folie aus Maistärke
=> Gesellschaft und Politik (1)
11. Leben im Haushalt ohne Chemie?
=> Gesellschaft und Politik (1)
Themenbezogene Zielsetzung:
Erwartete Kompetenz:
Die Schülerinnen und Schüler können Eigenschaften und Veränderungen von ausgewählten
Stoffen erkennen und erläutern.
Stundenziel: Die Schülerinnen und Schüler ermitteln experimentell das Wirkungsprinzip von
Backpulver.
Teillernziele:
Die Schülerinnen und Schüler
TLZ 1: ...
verbalisieren begründet Vermutungen über die für das Aufgehen eines Kuchens
notwendigen Zutaten.
TLZ 2: ...
erfassen die Anleitung zur Durchführung des Experiments korrekt.
TLZ 3: ...
führen das Experiment sachgerecht, selbständig und kooperativ durch.
TLZ 4: ...
verbalisieren ihre Beobachtungen sachgerecht.
TLZ 5: ..
erklären die Wirkungsweise von Backpulver im Teig altersangemessen.
Differenzierung:
Qualitative Differenzierung
TLZ 6: ...
identifizieren Natron und Weinsäure als bezüglich der Gasbildung wirksame
Bestandteile von Backpulver.
2
1. Bemerkungen zur Lerngruppe und zur Unterrichtssituation
1.1 Eigenarten der Lerngruppe
Die Klasse 3b unterrichte ich seit Januar 2007 eigenverantwortlich im Fach Sachunterricht und seit
September 2007 in Sport. Die Klasse ist angenehm lebhaft; soziale Konflikte treten selten auf und
lassen sich in der Regel durch ein kurzes Gespräch schnell lösen. XXXX fällt seit einigen Monaten
verstärkt durch aggressives Verhalten gegenüber seinen Mitschülern auf und ist deswegen in
psychotherapeutischer Behandlung. Er wird durch mich verstärkt beobachtet, um im Konfliktfall
deeskalierend eingreifen zu können. Für die Gruppenarbeit wurde er einer Gruppe zugeordnet, in
der wenige Konflikte zu erwarten sind.
Das Verhältnis zwischen Lehrer und Klasse ist positiv und zugewandt. Durch den stetigen Kontakt
in zwei Unterrichtsfächern wurde ein vertrauensvolles Verhältnis aufgebaut.
Einigen Schülerinnen und Schülern fällt das Einhalten von Gesprächsregeln trotz Ermahnungen
häufig schwer (z.B. XXXX). Zur Verbesserung des Gesprächsklimas wird in der Klasse das
,,KlasseKinderSpiel" (vgl. Brinck 2006) durchgeführt: Störendes Verhalten eines Schülers wird
durch einen Kreidestrich an der Tafel als ,,Foul" für dessen Gruppentisch gewertet. Die
Gruppentische, die am Ende der Unterrichtsstunde am wenigsten Fouls haben, sammeln
Klebesterne, die gegen eine Belohnung eingetauscht werden können.
Die Schülerinnen und Schüler sind die Arbeit in Kleingruppen gewöhnt. In der Regel arbeiten sie
dabei bei Experimenten konzentriert und sachgerecht.
1.2. Lernverhalten und Leistungsvermögen
Während fast alle Schülerinnen und Schüler der Klasse eine hohe Lernbereitschaft zeigen und
dem Sachunterricht ein hohes Interesse entgegenbringen, ist das Leistungsvermögen
ausgesprochen heterogen. Einige Schüler (z.B. XXXX) können auf ein breites Vorwissen in vielen
Inhaltsbereichen zurückgreifen und sich durch eine gute Auffassungsgabe neue Inhalte schnell
und eigenständig erarbeiten. Sie bereichern die Unterrichtsgespräche häufig durch zielführende
Beiträge und hinterfragen Inhalte auch kritisch.
Einer Gruppe von leistungsschwächeren Schülerinnen und Schülern (z.B. XXXX) fällt das Finden
von Zusammenhängen und Entdecken von Lösungswegen sehr schwer. XXXX haben darüber
hinaus Schwierigkeiten mit der Schriftsprache, deshalb werden Arbeitsaufträge von mir in der
Regel visualisiert. Ich versuche, diese Gruppe vor allem in Gesprächsphasen mit
reproduzierendem Charakter einzubinden. Für die Arbeit mit Experimenten wurden
leistungsheterogene Gruppen gebildet, um ein gegenseitiges Lernen der Schüler zu ermöglichen.
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1.3. Fachspezifische Lernausgangslage
In der laufenden Unterrichtseinheit wurden mit den Schülerinnen und Schülern elementare
chemische Prozesse (Mischen und Trennen von Stoffen, Umwandlung von Stoffen) untersucht.
Dabei wurden prozessbezogene Kompetenzen im Bereich des sach- und fachgerechten Planens,
Durchführens und Deutens von Experimenten entwickelt.
Den Schülerinnen und Schülern ist bekannt, dass Stoffe sich zu neuen Stoffen umwandeln
können. Dazu wurde exemplarisch die Bildung von Rost untersucht. Das Phänomen einer
Gasbildung ist bereits bei der Untersuchung der Zutaten von Brausepulver aufgetreten. Bei der
Auswertung dieses Experimentes wurde dieser Aspekt aber nicht aufgegriffen, da der
Schwerpunkt hier auf der systematischen Untersuchung der Inhaltsstoffe lag.
Die Aggregatzustände fest, flüssig und gasförmig wurden mit den Schülerinnen den Schülern in
Jahrgang 2 am Beispiel des Wassers erarbeitet. Der Begriff Gas wurde in der unmittelbar vor der
hier beschriebenen Unterrichtsstunde anhand des Beispiels Kohlenstoffdioxid gefestigt.
Kohlenstoffdioxid wurde von den Schülerinnen und Schülern durch Schütteln einer
Mineralwasserflasche auf physikalischem Weg gewonnen und in einem Luftballon über der
Flasche aufgefangen. Das Aufblasen des Luftballons als Ergebnis einer Gasentwicklung ist den
Schülerinnen und Schülern also bekannt.
Im Rahmen einer früheren Unterrichtseinheit zum Thema Luft wurde das Aufblasen eines
Luftballons über einer Flasche durch die Ausdehnung von sich erwärmender Luft beobachtet. Um
eine Temperaturveränderung als Ursache des Aufblasens des Luftballons auszuschließen, wird
daher das Experiment in dieser Stunde auch mit anderen Stoffen als Backpulver ausgeführt.
4
2. Zur Sachstruktur des Lerngegenstandes
Wer aber Hefe benutzt, erleidet immer einen Verlust an Teig; denn die Hefe lebt ja vom Teige. (...) Zum Zwecke des Auftreibens von
Brot verwendet man auch Fabrikate, welche unter dem Namen Backpulver in den Handel kommen. Im Jahr 1893 nahm ich die
Fabrikation dieses Artikels auf und jetzt werden jährlich Millionen Kuchen mit Dr. Oetker´s Backpulver hergestellt. (...) Besonders sei
noch erwähnt, dass beim Backen mit diesem Backpulver die Zutaten keinerlei Verlust erleiden.
August Oetker 1895, zit. nach
Schwedt 2004, S. 158
Backpulver als chemisches Triebmittel zur Teiglockerung wurde im 19. Jahrhundert im
Zusammenhang mit einer Getreideknappheit als Ersatz für die mit Teigverlusten verbundene Hefe
entwickelt (vgl. Schwedt 2003, S. 27). Bestandteile des heute üblichen Backpulvers sind
- Natriumhydrogencarbonat (NaHCO
3
, Natron)
- eine kristalline Säure (z.B. C
4
H
6
O
6
, Weinsäure)
- und Stärke als Trennmittel
(vgl. Falbe & Regitz 1997, S. 212).
Wirkungsprinzip von Backpulver ist eine chemische Reaktion im Kuchenteig, die zur Bildung des
Gases Kohlenstoffdioxid (CO
2
) führt: ,,Das sich entwickelnde Kohlendioxid sammelt sich als Blasen
im Teig und lässt ihn aufgehen. Um einen guten Teig zu erhalten, sollte das CO
2
in zwei Schritten
freigesetzt werden: Im ersten Schritt, der bei Raumtemperatur abläuft, wird wenig CO
2
freigesetzt,
das kleine Blasen bildet. Bei der Backtemperatur vergrößern sich im zweiten Schritt diese Blasen
durch die Entwicklung der Hauptmenge des Gases" (Atkins & Beran 1998, S. 747). Das
Backpulver bewirkt in der Reaktion mit im Teig z.B. durch Milchzugabe enthaltenem Wasser
zunächst eine Säurebildung (auf die hier nicht genauer eingegangen werden soll) und dann die
Bildung von CO
2
gemäß folgender Reaktionsgleichung:
,, NaHCO
3
(aq)
+ H
3
O
+
(aq)
Na
+
(aq)
+ 2 H
2
0
(l)
+ CO
2
(g)
"
(Atkins & Beran 1998, S. 718).
Diese Reaktion lässt sich auch durch die isolierte Zugabe von Backpulver zu Wasser bei
Raumtemperatur beobachten. Dabei kann die Gasbildung durch einen geeigneten
Versuchsaufbau (vgl. 5.4) sichtbar gemacht werden.
Je nach Teigart sind unterschiedliche Stoffe und Prozesse am Aufgehen des Teiges beteiligt. Die
Zutaten Salz und Zucker bewirken jedoch im Kontakt mit Wasser keine Gasbildung (vgl.
Materialanalyse 5.5).
Alle an den Experimenten beteiligten Stoffe sind ungiftig (vgl. Falbe & Regitz 1997). Mit den
Schülerinnen und Schülern wurde dennoch die Sicherheitsregel erarbeitet, dass Stoffe, die zum
Experimentieren verwendet werden, nicht gegessen oder probiert werden.
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