Die Unterrichtsreihe vom Cyclohexan zum Nylon vor dem Hintergrund ihrer
Realisierungsmöglichkeit in einem Grundkurs
der Jahrgangsstufe 12

Schriftliche Hausarbeit im Rahmen der
Zweiten Staatsprüfung für das Lehramt für die
Sekundarstufe I/II
Dem Staatlichen Prüfungsamt für Zweite
Staatsprüfungen für Lehrämter an Schulen
Düsseldorf

vorgelegt von

Markus Schmidt

Duisburg, Mai 2002

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung ... 2

2. Bedingungsanalyse ... 5
    2.1 Einordnung in den Lehrplan Chemie für die Sek. II ... 5
    2.2 Materielle Voraussetzungen ... 7
    2.3 Rahmenbedingungen der Lerngruppe ... 8
    2.4 Fachliche Vorraussetzungen ... 9
    2.5 Sachreduktion des Gegenstandes ... 9

3. Planung der Reihe ... 11
    3.1 Recherche der vorhandenen Literatur und Versuchsvorschriften ... 14
    3.2 Auswahl des Syntheseweges ... 16
    3.3 Theorie - Praxis Probleme des Syntheseweges ... 21

4. Vergleich der Planung mit der Durchführung der Reihe ... 25
    4.1 Geplanter Verlauf der Reihe ... 25
    4.2 Problemstellen während des Verlaufs ... 27

5. Kritische Reflexion ... 29

6. Literaturverzeichnis ... 34

7. Anhang ... 36

1. Einleitung

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Gegenstand einer Unterrichtsreihe, die in den Richtlinien und Lehrplänen für die Sekundarstufe II in NRW1 vorgeschlagen wird. Da diese Richtlinien und Lehrpläne erst am 1. August des Jahres 1999 in Kraft getreten sind und noch keine Schulbücher oder andere Unterrichtsmaterialien zur Verfügung stehen, entstanden bereits im Vorfeld viele Fragen, die der Verfasser beantwortet wissen wollte. So wurde die Entscheidung für dieses Thema zu einem großen Teil dadurch beeinflusst, dass die eigenständige Planung der Reihe vielfältige Recherchen und Versuchsreihen erforderte. Dies war zugleich Ansporn für mich zu versuchen selbstständig eine Einheit zu entwickeln, um damit zur Innovation des Chemieunterrichtes beizutragen.
Ein weiterer Gesichtspunkt war die Hinführung der Schüler und Schülerinnen zu eigenständigem wissenschaftlichen Arbeiten. Dieses Ziel wird durch den direkten Bezug vom bekannten Rohstoff zu Anwendungsprodukten, die täglich benutzt werden, motivierend unterstützt. Ausgehend von dieser Grundmotivation erschien es mir bei dieser Reihe vielversprechend den Schülern den wissenschaftlichen Erkenntnisweg in der Chemie, als eines der Hauptziele im Chemieunterricht, mit einem stark experimentell gestalteten Unterricht näher zu bringen. Ein Kernanliegen sollte hierbei das selbstständige Erarbeiten von Synthesewegen sein, die dann experimentell überprüft werden sollten.
Der Gegenstand dieser Arbeit begründet sich also aus dem Wunsch, und den damit einhergehenden Problemen, das Themenfeld B der Richtlinien1 "Reaktionswege zur Herstellung von Stoffen in der organischen Chemie" schülerorientiert, interessant und mit hohem Verständnisgrad aufzuarbeiten, um so einen Beitrag zur Innovation zu leisten. Der Gegenstand der Arbeit ist die Reihe "vom fossilen Rohstoff über Cyclohexanol zu Anwendungsprodukten"1.
Für diese spezielle Reihe habe ich mich entschieden, da im Vorfeld die Entstehung und Gewinnung von Erdöl, sowie deren Aufarbeitung im Unterricht thematisiert wurde. Eine nahtlose Anknüpfung war möglich und es erschien auch sinnvoll das vorhandene Wissen zu nutzen.

Die alternative Reihe "vom fossilen Rohstoff über Ethen zu Anwendungsprodukten"1 wurde aus methodischen Gründen verworfen, da für Anwendungsprodukte keine einfachen Schülerversuche zur Synthese von Kunststoffen möglich sind.
Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in folgenden bei der Planung und Durchführung der Reihe aufgeworfenen Problemen:

• Diskrepanz zwischen benötigtem und von den Richtlinien gefordertem Vorwissen
• Der experimentellen Praktikabilität in der Schule
• Vereinbarkeit mit dem wissenschaftspropädeutischen Arbeiten in der Sekundarstufe II
• Rahmenbedingungen der Richtlinien für einen GK der Jahrgangstufe 12

Die Arbeit soll hierbei aufzeigen, dass eine Realisierung dieser Reihe selbst bei engagierter Planung und erhöhter Grundmotivation des Lehrers mit den Rahmenbedingungen der Richtlinien an mehreren Stellen nicht korreliert und sich eine praktische Umsetzung in einem experimentell ausgelegten Unterricht nicht bewährt hat. Diese Aussagen können zwar nicht verallgemeinert werden und treffen für die konkrete Planung nur auf eine Lerngruppe zu, sind aber im Hinblick auf die experimentelle Durchführung auf jede Lerngruppe übertragbar. Außerdem wird aufgezeigt, dass Alternativkonzepte mit geringerem Experimentalanteil für das Verständnis der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung in der Chemie für die Schüler eher hinderlich als förderlich sind.

2. Bedingungsanalyse

Die Grundlage jedes Unterrichts bedarf einer sorgfältigen Planung im Vorfeld. Bei der Konzeption dieser Reihe waren zunächst folgende Bedingungsfaktoren kritisch zu betrachten:

• Vorgaben der Richtlinien und Lehrpläne
• Voraussetzungen der Lerngruppe in fachlicher, methodischer und sozialer Kompetenz
• Materielle Ausstattung der Schule
• Komplexität des Gegenstandes und dessen Sachreduktion

2.1 Einordnung in den Lehrplan Chemie für die Sek. II

Die Inhalte der Jahrgangsstufe 12 stehen nach dem Lehrplan unter dem Leitthema "Chemie in Anwendung und Gesellschaft" und gliedern sich in drei Themenfelder. Die zu konzipierende Reihe ist dabei in das Themenfeld B "Reaktionswege in der organischen Chemie" einzuordnen. Eine Begründung für das Leitthema ist nach dem Lehrplan, dass durch Erweiterung und Vertiefung der chemischen Kenntnisse auch "komplexere chemische Vorgänge in der Umwelt und in der Technik verstanden werden können"1, wobei dessen Themenfelder dazu beitragen sollen ein solides Basiswissen zu vermitteln, das zu wissenschaftspropädeutischem Arbeiten führt.

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