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Zusammenfassung Chemie Didaktik 1 -GYM...

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Bildungsstandards, Kompetenzbereiche & Basiskonzepte Bildungsstandards Bildungsstandards sind die Kompetenzniveaus, die die SuS zum Ende einer best. Jahrgangsstufe erreicht haben sollen und dienen der Beschreibung inhaltsübergreifender und inhaltsbezogener Kompetenzen. Die Bildungsstandards umfassen dabei 4 Kompetenzbereiche, gelten bundesweit und sind in Form zentraler Tests prüfbar. Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation & Bewertung stellen die vier Kompetenzbereiche dar. Die verschiedenen Schwierigkeitsgrade innerhalb einer Kompetenz werden durch die Anforderungsbereiche wiedergegeben. Folglich sind die Bildungsstandards Output-orientiert statt Input-orientiert, wie es die Lehrpläne sind. Kompetenzstrukturmodell Beschreibt fachspezifische Fähigkeiten in den beiden Dimensionen Gegenstandsbereiche (innere Felder) & prozessbezogene Kompetenzen (äußere Ring), die im Unterricht eine Einheit bilden und die Grundlage für einen aktiven Umgang mit Fachwissen sowie den Erwerb von Fähigkeiten & Fertigkeiten zum Lösen fachlicher Probleme bilden. Das Modell orientiert sich an den vier Kompetenzbereichen der Bildungsstandards. Die Dimension Gegenstandsbereiche spiegelt den Kompetenzbereich Fachwissen wieder, die Dimensionen prozessbezogene Kompetenzen vereint die drei weiteren Kompetenzbereiche der KMK-Bildungsstandards, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung.

Kompetenzen Kompetenzen nach Weinert sind von Individuen verfügbare oder durch sie erlernbare kognitiven Fähigkeiten&Fertigkeiten, um Probleme zu lösen, sowie die damit verbundenen volitionalen, motivationalen und sozialen Bereitschaften und Fähigkeiten, um die Problemlösungen in variablen Situationen verantwortungsvoll und erfolgreich anwenden zu können. Neben dem Anwenden können, steht daher auch das Anwenden wollen im Fokus. Der Erwerb von Kompetenzen geht über den Wissenserwerb hinaus, da dieser auch immer eine Anwendungssituation im Blick hat. Den SuS wird somit ein Werkzeug zur Hand gereicht, zur Lösung fachbezogener & lebensweltlicher Problemstellungen, sowie zur aktiven Teilhabe an gesellschaftlichen Prozessen. Zudem wird die Basis für lebenslanges Lernen gelegt. Jedoch gibt es eine Abhängigkeit zwischen Kompetenzen und Wissen. Die Basis für den Erwerb von Kompetenzen bildet das Fachwissen, das als sogenanntes intelligentes Wissen (sinnvoll vernetztes) Wissen vorliegen sollte. Wird dieses Wissen zusammen mit fachlichen Fertigkeiten in angemessener Art&Weise in einer Handlungssituation eingesetzt, zeigt sich die Kompetenz einer Person. Für den Unterricht bedeutet das, dass dieser nicht nur aus reiner Stoffvermittlung bestehen kann, sondern dass der Unterricht darüber hinaus sinnvolle Anwendungsmöglichkeiten für das Fachwissen bieten muss, damit sich Kompetenzen der SuS entwickeln können.

Im Kompetenzbereich Fachwissen… (Chemie) sollen die SuS chemische Begriffe, Phänomene, Gesetzmäßigkeiten kennen und Konzepten zuordnen können. (Biologie) sollen die SuS Lebewesen, biologische Begriffe, Phänomene, Prinzipien und Fakten kennen und Konzepten zuordnen können. Die SuS erwerben somit neben Faktenwisse auch Zusammenhangs- und konzeptuelles Wissen. Der Erwerb von Kompetenzen erfolgt hierbei anhand von Inhalten, die in verschiedenen Basiskonzepten strukturiert werden. Bsp:

(Jhgs. 8: Aggregatszustände > Stoff-Teilchen-Konzept)

Basiskonzepte Basiskonzepte sind wesentliche chemische/biologische Grundprinzipien, mit deren Hilfe die SuS Gelerntes neu gliedern, Einzelaspekte miteinander verknüpfen und neue Sachverhalte selbstständig erarbeiten und einordnen können. Basiskonzepte dienen der Strukturierung von Inhalten und unterstützen einen fachsystematischen Wissensaufbau. Auf diese Weise fördern sie die vertikale Vernetzung von Inhalten aus der Chemie und bieten gleichzeitig eine Chance für horizontale Vernetzung von Inhalten über die naturwissenschaftlichen Fächer hinweg, wie z.B. Energie. Basiskonzepte dienen somit neben der Strukturierung des Unterrichts durch den Lehrer auch der Strukturierung des Wissens für den Schüler. Sie dienen als Hilfe zur Erschließung neuen Wissens, da auf bereits bestehende Erklärungsmuster zurückgegriffen werden kann. Das Vorwissen der SuS wird aktiviert und die neuen Sachverhalte können in das bestehende Wissensnetz integriert werden. Basiskonzepte ermöglichen daher kumulatives Lernen und fördern intelligentes statt träges Wissen. Stoff-Teilchen-Konzept Konsequente Unterscheidung der erfahrbaren Phänomene der stofflichen Welt & deren Deutung auf der Teilchenebene. Grundlage für die Deutung ist die Vorstellung von der Existenz submikroskopische kleiner Teilchen & Teilchenverbände Bei der Beschreibung der mit den Sinnen erfassbaren und mit Geräten messbaren Stoff- und Energieänderungen ist man auf der Stoffebene. Hier geht es um Beobachtungen, um Phänomene. Die Erklärung für diese Ebene liefert die mit dem bloßen Auge unsichtbare Teilchenebene (Atome, Ionen, Moleküle) Bsp zur Erzielung von Strukturierung: o (C12)erkennen in Molekülen asymmetrische C-Atome, um chirale von achiralen Molekülen zu unterscheiden und Moleküle den Isomerietypen Enantiomere und Anomere zuzuordnen Bsp Thema Salze: o Lösen von NaCl in Wasser. Auf der Stoffebene lässt sich mittels Thermometer das Phänomen beobachten, dass die Temperatur beim Auflösen des Salzes abnimmt. Auf der Teilchenebene lässt es sich mit einer Entropiezunahme erklären o Auf der Stoffebene lässt sich beobachten, dass Salze spröde sind. Auf der Teilchenebene lässt sich dies mittels einer modellhaften Darstellung eines Salzkristalls erklären.

Struktur-Eigenschaft-Konzept Beim Struktur-Eigenschafts-Konzept werden Bezüge zwischen der Teilchen- und der Stoffebene zur Erklärung ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften hergestellt. Art, Anordnung & Wechselwirkung der Teilchen bestimmen die Eigenschaften von Stoffen

Bsp zur Erzielung von Strukturierung: o (C12)Unterscheiden Kunststoffe hinsichtlich ihres thermischen Verhaltens und erklären dieses aufgrund des räumlichen Baus der Makromoleküle, sowie deren zwischenmolekularen Wechselwirkungen o (C12)Ordnen Kunststoffe den Gruppen Thermoplaste, Elastomere und Duroplaste zu und bewerten aufgrund dieser Einteilung die Eignung ausgewählter Kunststoffe für verschiedene Einsatzgebiete o Löslichkeit von Stoffen in polaren und unpolaren Lösungsmitteln o (C)Schmelz- und Siedetemperaturen bei z.B. Alkenen

Energetische Betrachtung bei Stoffumwandlungen Alle chemischen Reaktionen sind mit einem Energieumsatz verbunden. Die energetische Betrachtung chemischer Reaktionen liefert Aussagen darüber, ob und in welchem Ausmaß eine Reaktion prinzipiell abläuft Bsp zur Erzielung von Strukturierung: o (C11)Wenden das Prinzip von Le Chatelier zur Optimierung galvanischer Zellen an und begründen die Auswirkungen der gewählten Veränderungen auf Teilchenebene o (C11)Treffen Vorhersagen über den Verlauf von Redoxreaktionen und ermitteln die Leerlaufspannung glavanischer Zellen mithilfe der elektrochemischen Spannungsreihe und der Nernst-Gleichung

Chemische Reaktion Donator-Akzeptor-Konzept Die Vielfalt chem. Reaktionen lässt sich auf Teilchenebene nach der Funktion der reagierenden Teilchen ordnen. Ein Reaktionspartner fungiert als Donator, der andere als Akzeptor. Gleichgewichtskonzept Reversible chemische Reaktionen können zu einem Gleichgewichtszustand führen. In geschlossenen Systemen verlaufen sie in beiden Richtungen niemals vollständig, sondern erreichen den Zustand des chemischen Gleichgewichts, in dem weder ein Stoff- noch ein Energieumsatz beobachtet werden Bsp zur Erzielung von Strukturierung: o (C9)Beschreiben die Ionenbildung als Elektronenübergang zwischen Metall- und Nichtmetall-Atomen und wenden dabei das Donator-Akzeptot-Konzept an o (C9)Beschreiben das Reaktionsverhalten von Metallen in Metallsalzlösungen und deuten es auf der Teilchenebene als Redoxreaktion. Über die Formulierung von Redoxteilgleichungen verdeutlichen sie Elektronenabgabe und Elektronenaufnahme

Unterrichtsstunde nach forschender Unterrichtsmethode (induktiv), in der das StrukturEigenschafts-Konzept thematisiert wird > induktiv: von Einzelaspekten zum Allgemeinen; am Ende Merksatz bilden > forschend: schülerzentriert mit gewissem Grad an Offenheit > Struktur-Eigenschafts.K: Bezug makroskopische und submikroskopische Ebene LZ1: Analysieren die Eigenschaften von Elastomeren, Thermoplasten und Leukoplasten anhand ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften. LZ2: Ermitteln den Zusammenhang von Molekülstruktur der Kunststoffe und ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften LZ3: Führen selbst geplante Experimente zur Bestimmung der physikalischen und chemischen Eigenschaften durch. Zeit

U-Phase

L-Verhalten

S-Verhalten

0-5

Einstieg

Begrüßen L; Begeben sich in Gruppen. Fangen an zu überlegen, wie die verschiedenen Kunststoffe zu unterscheiden sind

5-20

Erarbeitung 1

Begrüßt SuS; Präsentiert Problem: In einem Lagerhaus für Polymer-Granulate sind nach einem Wasserschaden sämtliche Etkietten abgelöst. Fordert SuS auf sich in Gruppen zu überlegen wie diese unterschieden werden können Teil Gruppen ein Begleitet GA ,hilft bei Problemen, beantwortet Fragen

2535

Erarbeitung 2

3542

Sicherung

4245

Abschluss

Präsentiert Abbildung von den Molekülstrukturen der drei Kunststofftypen. Fordert Gruppen auf diese mir den vorhandenen Granulaten anhand der gewonnen Erkenntnisse in Verbindung zu bringen. Hilft bei Fragen und Schwierigkeiten. Weist auf gestufte Hilfen hin Fixiert anhand von U-Beträgen die Erkenntnisse der SuS in der bereits angelegten Tabelle. Diktiert Merksatz Rückbezug auf Lagerhausproblem. Verabschiedet sich von Klasse

Gruppen überlegen sich wie die verschiedenen Polymere zu rennen sind. Testen die Granulate auf ihre Dehnbarkeit und Erhitzen alle mit dem Feuerzeug Überlegen sich, wie die Eigenschaften mit der Struktur in Verbindung zu bringen sind. Diskutieren verschiedene Lösungsmöglichkeiten

Präsentieren Lösungsansätze und diskutieren im Plenum über ihre Richtigkeit. Notieren Lösung auf Ab Verabschiedung der Lehrkraft

Sozialform UG

GA

GA

UG

UG

Medien PPT, Kisten mit verschiedene n Kunststoffgra nulaten

Kisten mit versch. Kunststoffgra nulaten, Feuerzeug Arbeitsblatt, Molekülstruk turen, gestufte Hilfen

Arbeitsblatt

Im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung… werden die Wege betont, auf denen inhaltliche Erkenntnisse erzielt werden (Chemie) Es geht um naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen wie experimentelle Untersuchungen und das Denken in Modellen. (Biologie) sollen die SuS beobachten, vergleichen, experimentieren, Modelle nutzen und naturwissenschaftliche Arbeitstechniken anwenden können. Zudem sollen sie den Weg der Erkenntnisgewinnung in den Naturwissenschaften, samt Möglichkeiten und Grenzen, nachvollziehen & verstehen können. Ausgangspunkt für den Erkenntnisprozess ist eine Fragestellung, die mithilfe einer Untersuchungsmethode oder von Erklärungsmodellen beantwortet werden. Aus den Ergebnissen werden mit Blick auf die Fragestellung Schlussfolgerungen gezogen Erkenntnisgewinnung Teilbereich I) Naturwissenschaftliche Untersuchungen Aspekte Fragestellung Hypothese Untersuchungsdesign Datenauswertung Standards: o I/Fragestellung : o o

I/Hypothese : I/Datenauswertung:

o o

I/Untersuchungsdesign: II/Alle Aspekte:

Bsp:

II) Naturwissenschaftliche Modellbildung Funktionalität Modellanwendung Grenzen

III)Wissenschaftstheoretische Reflektion Eigenschaften Entwicklung

SuS erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chem. Kenntnisse und Untersuchungen, insbesondere durch Experimente, zu beantworten sind SuS planen geeignete Untersuchungen zur Überprüfung von Vermutungen und Hypothesen SuS führen qualitative und einfache quantitative Untersuchungen durch und protokollieren diese SuS erheben bei Untersuchungen relevante Daten oder recherchieren diese SuS finden in erhobenen oder recherchierten Daten Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen SuS beachten beim Experimentieren Sicherheits- und Umweltaspekte SuS nutzen geeignete Modelle (Atommodelle, PSE) um chemische Fragestellungen zu beantworten

(Jhgs. 8) Teilchenmodell zum Aufbau von Atomen

Im Kompetenzbereich Kommunikation… Sollen die SuS chemische/biologische Sachverhalte sach- und fachbezogen erschließen und austauschen können. Dabei sollen sie adressatenspezifisch kommunizieren und zwischen verschiedenen Darstellungs-/Repräsentationsformen übersetzen können. Bsp:

(Jhgs. 8) PSE als Infoquelle für die versch. Atomarten, Zuordnung der Elemente zu den verschiedenen Stoffklassen Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle

Im Kompetenzbereich Bewerung… Sollen die SuS chemische/biologische Sachverhalte in verschiedenen Kontexten erkennen, sowie auf Basis des erworbenen Fachwissens bewerten und argumentieren können. Bsp:

(Jhgs. 8) Verbrennung verschiedener Brennstoffe. Vergleich der CO 2-Bildung & Reaktionswärme, um die Verwendung verschiedener Energieträger zu bewerten (Umweltbelastung, Nachhaltigkeit, Energieeffizienz)

Anforderungsbereiche Die unterschiedlichen Schwierigkeitsgrade innerhalb einer Kompetenz werden durch die verschiedenen Anforderungsbereiche wiedergegeben. Man unterscheidet drei Anforderungsbereiche. Anforderungsbereich I umfasst das wiedergeben/reproduzieren von Sachverhalten, Methoden & Fertigkeiten. Anforderungsbereich II umfasst das anwenden von Sachverhalten, Methoden & Fertigkeiten in neuen Situationen/Zusammenhang. Anforderungsbereich III umfasst das selbstständige erarbeiten und reflektieren neuer Sachverhalte, sowie das selbstständige auswählen und anwenden von Methoden & Fertigkeiten. Anforderungsbereich Kompetenzbereich Fachwissen

I

II

II

Kenntnisse/Konzepte wiedergeben

Kenntnisse/Konzepte auswählen und anwenden

Erkenntnisgewinnung

Methode/Modelle beschreiben

Kommunikation

Bekannte Informationen in versch. Darstellungsformen erfassen und wiedergeben

Bewertung

Vorgegebene Bewertung/Argumente eines Sachverhaltes erkennen, nachvollziehen und wiedergeben

Methode/Modelle zur Bearbeitung überschaubarer Sachverhalte auswählen und anwenden Informationen erfassen und in geeigneter Darstellungsform situations- & adressatengereicht veranschaulichen Geeignete Argumente zur Bewertung eines Sachverhaltes auswählen und nutzen

Wissen transferieren & verknüpfen; komplexe Fragestellungen bearbeiten Metode/Modelle zur Bearbeitung komplexer Sachverhalte auswählen und anwenden Informationen auswerden, reflektieren und für eigene Argumentation nutzen Eigene Bewertung vornehmen / Bewertungen aus verschiedenen Perspektiven abwägen sowie Entscheidungsprozesse reflektieren

Unterrichtsmittel & Medien Unterrichtsmittel Alle im Unterricht eingesetzten Lehr- und Lernmittel einschließlich Naturobjekte, die der Erschließung von Lerninhalten dienen. Man unterscheidet dabei primäre Informationsträger und sekundäre Informationsträger. Unter Primäre Informationsträger fallen Naturobjekte, Realobjekte, Präparate und Experimente. Lebende/Tote Objekte und die Lehrenden/Lernen selber fallen nicht unter sekundären Informationsträger, Medien im engeren Sinne. Medien Sekundäre Informationsträger, sprich Medien i.e.S., für Unterrichtszwecke sind Mittler zwischen Lehrpersonen und SuS, indem sie Lerninhalte präsentieren, aber auch Lern- & Denkprozesse unterstützen. Unterrichtsmedien sind gekennzeichnet von einer didaktischen Funktion im Hinblick auf den Unterricht, was vom Autor realisiert wird. Es gibt keine einheitliche Definition von Medien, im Folgenden wird eine Einteilung nach der Autorenschaft vorgenommen, bei der man selbst- und fremdgestaltete Unterrichtsmedien unterscheidet: o Vorwiegend selbst gestaltete Medien, die Lehrpersonen sehr passgenau für den Zweck und die Zielgruppe entwickeln können  Tafel; Arbeitsblatt; Interaktive Elemente; Computer (Aspekte); Lehrenden-Sprache o Vorwiegend fremd gestaltete Medien vor deren Einsatz sich Lehrpersonen mit den Beweggründen (didaktische Absicht, Zielgruppe, didaktischer Ort…) eines Autors auseinandersetzten müssen, wie z.B. Arbeitsblatt- und Materialsammlungen  Computer (Aspekte); Modelle; Schulbuch; statische & bewegte Bilder Funktionen des Medieneinsatzes (Staeck) Informationsfunktion Vermittlung spezifischer Informationen Motivationsfunktion Erhöhte Aufmerksamkeit, Interesse & Bereitschaft Repräsentationsfkt. Vermittlung von Informationen, die sonst schwer transportiert werden können, wie Bewegungsabläufe, Lösungsvorgang, Osmose, Diffusion…) Verstärkerfunktion transportierte Inhalte werden durch medienspezifische Wirkung verstärkt Erklärende Funktion Beitrag zum Problemlösen, Erkennen & Verstehen durch adäquate Darstellung von Beziehungen & Zusammenhängen Gedächtnisstütze Hilfe bei Organisation, Abspeicherung, Behalten Diagnostische Fkt. Ermittlung Lernererfolg, Üben, Festigem Klassische Medien  Tafelskizze, OHP, Modelle, Schulbuch, Zeitungsauschnitt, Arbeitsblatt, Magnettafel, Molekülbaukasten, Rollenspiele, Planspiele, Mitschüler, Interviewpartner/Fachleute Digitale/Moderne Medien  PC/Laptop/Tablet, Beamer, Dokumentenkamera, Smartboard, Smartphone, Lernprogramme,

Tafelformate im Vergleich Kreide-Tafel

Smartboard

Informationsträger ist eine Schreibfläche, die i.d.R. frontal vor einem Auditorium angebracht ist und deren Oberfläche entweder mit Kreide oder Markern beschrieben wird.

Spezialtafel mir Projektor und Computer. Interaktivität kann über verschiedene Gerätekombinationen erreicht werden > Dokumentenkamera, Videokamera, Handy

Format weicht erheblich vom Heftformat ab, Hilfestellung für junge SuS erforderlich > besser mit Blatt-Papier unter der Dokumentenkamera Sichtbarkeit von Inhalten unterscheidet sich zum Heft: Gelb Farben kontrastieren genauso wie im Heft >gut für junge SuS kontrastiert auf der grünen Tafel gut, im Heft kaum Ansehbare Korrekturen und Ergänzungen müssen angekündigt werden, im Heft nicht entfernbar Nasse Tafel muss trocknen Sofort wieder einsetzbar Tafelbild von Grund auf gefertigt Tafelbild kann vorbereitet und ggf. nur in Teilbereichen weiter entwickelt werden Tafelbild nach der Unterrichtseinheit verloren Tafelbild kann abgespeichert und wieder aufgerufen werden Kreidegeräusche Eigewöhnung nötig Direkt nutzbar, ohne technische Kenntnisse und ohne Muss erst gestartet werden, ggf. Kompatibilitätsprobleme; Elektrizität/funktionierende Software… „Macken der Technik“ Zeiteffektiver (weniger Zeit um z.B. Tabelle zu zeichnen mehr Zeit für Interaktion mit SuS*) durchgehendes Layout, ansprechenderes Layout Möglichkeit alle Tafelbilder immer dabei zu haben Ein/Ausblenden oder Bewegen von Objekten, Zoom Vorabpräsentation des „Skeletts“ eines Tafelbilds übersichtlichere Hefteinträge…

Didaktische Rolle der Tafel Die Tafel unterstützt idR. lehrerzentrierte Unterrichtsformen in zentraler Situation.  Angeben des Unterrichtsziels u/o Thema der Stunde  Setzen von Impulsen  Festhalten einer Gliederung für den Unterricht  Sammeln von Diskussionsmaterial, Argumenten, Hypothesen…  Anfertigen einer beschrifteten Versuchsaufbauskizze  Protokollieren eines Versuchs mit Zielangabe, Beobachtung, Interpretation…  Notieren von Definition, Grundwissen-Begriffe, Diskussionsergebnis  Entwickeln von Skizzen zur Visualisierung  Informieren  Zusammenfassen, Festigen  Lösen von Prüfungs- oder Übungsaufgaben durch SuS Vor und Nachteile der Tafel Vorteile Überall vorhanden, muss nicht angeschaltet werden Leichte Handhabung, keine technischen Kenntnisse notwendig Methodisch vielfältig verwendbar (Mind-Maps, Versuchsskizze, Applikationen…) Fehler schnell korrigierbar Klapptafel bietet optische Gliederung oder Notizb...