Nach dieser Unterrichtsstunde sind die Schülerinnen und Schüler der 7. Klasse in der Lage, einfache Trennverfahren für Stoffgemische zu beschreiben. Sie können einfache Versuche zur Trennung von Stoffgemischen planen und auch durchführen. Sie sind weiterhin in der Lage, dies auf der Teilchenmodellebene zu erklären.
Im weiteren Verlauf können sie die Bedingungen für Verbrennungsvorgänge beschreiben und Schutzmaßnahmen erläutern. Ebenso können sie die Bedingungen für chemische Reaktionen nennen und erkennen die Bedeutung der Aktivierungsenergie.
Inhaltsverzeichnis
1. Einbettung der Unterrichtsstunde in die Unterrichtsreihe
2. Lernziele
2.1 Ziel der Unterrichtsreihe
2.2 Ziel der Unterrichtsstunde
2.3 Teilziele der Unterrichtsstunde
3. Lehr- und Lernausgangslage
4. Legitimation des Themas
5. Didaktische und methodische Überlegungen
5.1 Methodische Entscheidungen
5.2 Didaktische Überlegungen
6. Gefährdungsbeurteilung
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, Schülerinnen und Schülern der Klasse 7e das wissenschaftliche Verfahren der Papierchromatographie als Methode zur Stofftrennung näherzubringen und dabei ein Verständnis für die Teilchenebene zu entwickeln. Im Rahmen einer „kriminalistischen“ Unterrichtssituation sollen die Lernenden durch forschend-entwickelndes Experimentieren Stoffgemische analysieren und die physikalisch-chemischen Hintergründe verstehen.
- Grundlagen der Stofftrennung und Identifizierung von Stoffen
- Einsatz der Papierchromatographie als analytisches Verfahren
- Verständnis der Teilchenebene bei Trennvorgängen
- Planung und Durchführung von naturwissenschaftlichen Experimenten
- Forschend-entwickelndes Lernen durch kriminalistische Problemstellungen
Auszug aus dem Buch
Didaktische Überlegungen in Bezug auf das Experiment, welches die Schüler durchführen sollen
Das Problem besteht darin, eine verständliche Sprache zu finden, welche die Schüler verstehen können. Zum einen beobachten diese ein Experiment und zum anderen sollen diese auch noch die Vorgänge auf mikroskopischer Ebene verstehen können. Allein die Wirkung der Kapillarkräfte ist ja schon faszinierend. Daher wird den Schülern der Zusammenhang folgendermaßen dargestellt.
Der schwarze Filzstift erscheint als homogener Stoff. Der Farbstoff befindet sich auf dem Filterpapier, dies ist die stationäre Phase. Das Lösungsmittel, in diesem Fall Wasser, gelangt durch die Kapillarkräfte entgegen der Schwerkraft auf das Filterpapier. Als mobile Phase wird das Wasser bezeichnet, dieses transportiert die einzelnen Farbstoffe entsprechend der Löslichkeit unterschiedlich weit. Damit wird eine Auftrennung erreicht.
Eine weitere Schwierigkeit sind die Fachbegriffe, wie stationäre und mobile Phase. Daher wird den Schülern der Zusammenhang auf dem Arbeitsblatt folgendermaßen erklärt, da die Schüler bereits den Begriff der Löslichkeit kennen und somit auf das Vorwissen aufgebaut wird. Sie kennen auch das unterschiedliche Löslichkeitsverhalten von Stoffen, bzw. auch Stoffe, die gänzlich unlöslich sind. Daher wird nachfolgender Text auf dem Arbeitsblatt erscheinen:
„Der Docht, also das zusammengerollte Filterpapier, zieht das Wasser nach oben und gibt es an das Filterpapier ab. Hier beginnt die Auftrennung der Farbstoffmischung. Viele Stoffe lösen sich in Wasser. Wasser ist ein gutes Lösungsmittel. Gibt man ein Farbstoffgemisch auf ein Rundfilter, so breitet sich das Lösungsmittel nach allen Seiten hin aus und nimmt die gelösten Stoffe mit unterschiedlicher Geschwindigkeit mit. Stoffe, die auf Papier gut haften, wandern langsamer und bleiben zurück. Stoffe, die schlecht haften, werden leichter vom Lösungsmittel transportiert, und wandern schneller. Durch die unterschiedliche Laufgeschwindigkeit werden die Stoffe getrennt“.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einbettung der Unterrichtsstunde in die Unterrichtsreihe: Dieses Kapitel ordnet die Unterrichtseinheit in eine Reihe zur Stofftrennung und chemischen Reaktionen ein, wobei die jeweiligen Kompetenzziele für fünf Stunden definiert werden.
2. Lernziele: Hier werden die übergeordneten Ziele der Unterrichtsreihe sowie das spezifische Lernziel der Unterrichtsstunde formuliert und in konkrete Teilziele für die Schülerinnen und Schüler unterteilt.
3. Lehr- und Lernausgangslage: Dieses Kapitel analysiert die Zusammensetzung der Lerngruppe, das Arbeitsverhalten der Schüler sowie deren Vorwissen und leitet daraus notwendige Konsequenzen für die Unterrichtsgestaltung ab.
4. Legitimation des Themas: Die Einordnung erfolgt anhand des Kernlehrplans des Landes NRW, wobei die Relevanz der Themen „Stoffgemische“ und „Trennverfahren“ theoretisch begründet wird.
5. Didaktische und methodische Überlegungen: Dieser Teil beschreibt den methodischen Einstieg sowie die theoretischen didaktischen Überlegungen zur Durchführung des Chromatographie-Versuchs und der Einführung der Teilchenebene.
6. Gefährdungsbeurteilung: In diesem Kapitel werden die Sicherheitsaspekte des Experiments bewertet, wobei insbesondere der Umgang mit Glasgeräten hervorgehoben wird.
Schlüsselwörter
Papierchromatographie, Stofftrennung, Stoffgemisch, Teilchenebene, Kapillarkräfte, mobile Phase, stationäre Phase, naturwissenschaftliche Kompetenzen, Unterrichtsplanung, experimentelles Arbeiten, analytische Chemie, Löslichkeit, Kriminalistik, Didaktik, Stoffeigenschaften.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der vorliegenden Unterrichtseinheit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Planung und methodischen Gestaltung einer Chemieunterrichtsstunde, in der Schülerinnen und Schüler der 7. Klasse die Papierchromatographie als Verfahren zur Stofftrennung kennenlernen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Zentrale Themen sind Stofftrennung, der Aufbau von Stoffgemischen, das Teilchenmodell sowie die forschend-entwickelnde Herangehensweise an chemische Problemstellungen.
Was ist das primäre Ziel der Unterrichtsstunde?
Das Hauptziel besteht darin, dass die Schülerinnen und Schüler die Papierchromatographie als Trennverfahren charakterisieren und die Trennung von Stoffgemischen auf der Teilchenebene erklären können.
Welche wissenschaftliche Methode wird primär verwendet?
Es wird die Methode der Papierchromatographie eingesetzt, eingebettet in ein forschend-entwickelndes Experiment, bei dem eine kriminalistische Fragestellung als Motivationsfaktor dient.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil umfasst die didaktische Begründung, die methodische Strukturierung des Unterrichts – inklusive der Einführung von Fachbegriffen wie mobile und stationäre Phase – sowie eine Gefährdungsbeurteilung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Begriffe sind Papierchromatographie, Stofftrennung, Teilchenebene, Stoffgemische, Experiment und didaktische Planung.
Warum wurde eine „kriminalistische“ Einstiegssituation gewählt?
Die Situation dient der kognitiven Aktivierung und Motivation der Schüler, um diese trotz der anstehenden Osterferien für die Analyse der Filzstiftfarben zu begeistern.
Wie wird die Teilchenebene für die Schüler verständlich gemacht?
Durch die Verwendung einer farbigen Folie, auf der Kugeln unterschiedlicher Größe entsprechend ihrer Wanderungsgeschwindigkeit dargestellt sind, wird der Zusammenhang zwischen Teilchengröße/Masse und Wanderungsgeschwindigkeit visualisiert.
Welche Rolle spielen Kapillarkräfte in diesem Experiment?
Die Kapillarkräfte sorgen dafür, dass das Wasser als Lösungsmittel (mobile Phase) entgegen der Schwerkraft in das Filterpapier aufsteigt und die Farbstoffe transportiert.
Was ist das Ergebnis der Tätersuche im Unterrichtsbeispiel?
Die Lehrkraft gibt sich selbst als Eigentümer des Stiftes zu erkennen, um die Tätersuche zeitlich zu begrenzen und den Fokus wieder auf die chemischen Erkenntnisse zu lenken.
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- Anonym (Author), 2018, Stofftrennung mit Hilfe der Papierchromatographie, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/909564
