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.
Inhaltsverzeichnis
1. Bemerkungen zur Lerngruppe und zur Unterrichtssituation
1.1 Eigenarten der Lerngruppe
1.2. Lernverhalten und Leistungsvermögen
1.3. Fachspezifische Lernausgangslage
2. Zur Sachstruktur des Lerngegenstandes
3. Zu den Ziel- / Inhaltsentscheidungen
3.1 Themenwahl
3.2 Themenbezogene Zielsetzung
3.3 Didaktische Reduktion
3.4 Zentrale Aufgabenanalyse
3.5 Differenzierung
4. Unterrichtsprägende methodische Entscheidungen
4.1 Methodischer Aufbau und Gliederung des Unterrichts
4.2 Wahl der Arbeits- und Organisationsformen
4.3 Medieneinsatz
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Diese Arbeit legt einen Unterrichtsentwurf für eine Sachunterrichtsstunde dar, deren primäres Ziel es ist, das Wirkungsprinzip von Backpulver als chemisches Triebmittel durch eigenständige Experimente zu ermitteln und zu erklären. Dabei wird der Fokus auf die Steuerung alltagsrelevanter Prozesse gelegt.
- Untersuchung chemischer Prozesse (Stoffumwandlung) im Grundschulunterricht.
- Planung, Durchführung und Deutung naturwissenschaftlicher Experimente durch Schülerinnen und Schüler.
- Vertiefung des Verständnisses für die Rolle von Kohlenstoffdioxid bei der Teiglockerung.
- Förderung der fachsprachlichen Verbalisierung von Beobachtungen durch gezielte methodische Unterstützung.
- Binnendifferenzierung durch Untersuchung der Einzelbestandteile von Backpulver.
Auszug aus dem Buch
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 (NaHCO3, Natron), - eine kristalline Säure (z.B. C4H6O6, 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 (CO2) führt: „Das sich entwickelnde Kohlendioxid sammelt sich als Blasen im Teig und lässt ihn aufgehen. Um einen guten Teig zu erhalten, sollte das CO2 in zwei Schritten freigesetzt werden: Im ersten Schritt, der bei Raumtemperatur abläuft, wird wenig CO2 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 CO2 gemäß folgender Reaktionsgleichung: „ NaHCO3 (aq) + H3O+ (aq) Na+ (aq) + 2 H20 (l) + CO2 (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.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Bemerkungen zur Lerngruppe und zur Unterrichtssituation: Es wird die soziale Zusammensetzung der Klasse 3b, das Lernverhalten sowie die fachspezifische Ausgangslage bezüglich chemischer Grundkenntnisse dargelegt.
2. Zur Sachstruktur des Lerngegenstandes: Dieses Kapitel erläutert die chemischen Hintergründe des Backpulvers und erklärt das Wirkungsprinzip der Gasentwicklung durch Natriumhydrogencarbonat und Säure.
3. Zu den Ziel- / Inhaltsentscheidungen: Hier wird die fachdidaktische Begründung für die Themenwahl geliefert, Ziele definiert und eine didaktische Reduktion sowie Aufgabenanalyse durchgeführt.
4. Unterrichtsprägende methodische Entscheidungen: Dieser Abschnitt beschreibt den methodischen Aufbau der Unterrichtsstunde, die Wahl der Sozialformen und den geplanten Einsatz von Medien.
Schlüsselwörter
Sachunterricht, Chemie, Backpulver, Naturwissenschaften, Grundschule, Experiment, Stoffumwandlung, Kohlenstoffdioxid, Teiglockerung, naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung, didaktische Reduktion, Natron, Weinsäure, Alltagsphänomene.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit stellt einen detaillierten Unterrichtsentwurf für eine Sachunterrichtsstunde in der 3. Klasse dar, die sich mit chemischen Prozessen im Haushalt befasst.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Im Zentrum steht das Aufgehen von Kuchenteig und die Untersuchung der Wirkungsweise von Backpulver als chemisches Triebmittel.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Die leitende Forscherfrage ist „Warum geht ein Kuchen auf?“, wobei das Stundenziel darin besteht, dass die Schülerinnen und Schüler das Wirkungsprinzip von Backpulver experimentell ermitteln.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einem konstruktivistischen Ansatz, bei dem Schülerinnen und Schüler durch angeleitetes Experimentieren in Kleingruppen Erkenntnisse über Stoffumwandlungen gewinnen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine Analyse der Sachstruktur, didaktische Begründungen, eine methodische Planung der Unterrichtsphasen und eine detaillierte Aufgabenanalyse.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die zentralen Schlagworte sind Sachunterricht, Chemie, Experiment, Stoffumwandlung, Backpulver und naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung.
Wie werden leistungsschwächere Kinder unterstützt?
Es kommen differenzierende Maßnahmen wie die Visualisierung durch Bildkarten, Wortkarten zur Begriffsstützung und das Spiel „Satzball“ zur Förderung der verbalen Ausdrucksfähigkeit zum Einsatz.
Warum wird der Versuch mit Wasser anstatt mit Essig durchgeführt?
Der Autor wählt die Variante mit Wasser, um den inhaltlichen Transfer auf den Kuchenteig zu erleichtern und die Fehlvorstellung zu vermeiden, dass im Teig zwingend Essig oder Zitrone enthalten sein müsse.
Welche Rolle spielt die Differenzierung im Experiment?
Leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler untersuchen in einem weiterführenden Experiment die spezifische Beteiligung der Inhaltsstoffe Natron und Weinsäure an der Gasbildung.
Wie wird das Gelernte am Ende der Stunde gesichert?
Die Sicherung erfolgt durch eine Verbalisierung der Beobachtungen, die Anwendung der Erkenntnisse auf ein Flaschenmodell und ein Abschlussritual, bei dem die Kinder ihren individuellen Lernzuwachs formulieren.
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- Roland Baum (Author), 2008, Unterrichtsstunde: Warum geht ein Kuchen auf? Zur Wirkungsweise von Backpulver, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/128367
