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WESTFÄLISCHE-WILHELMS- UNIVERSITÄT Referat 1: Stoffe und Eigenschaften Didaktik Seminar Fehlvorstellungen in der Chemie: Diagnose und Korrektur.

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1 WESTFÄLISCHE-WILHELMS- UNIVERSITÄT Referat 1: Stoffe und Eigenschaften Didaktik Seminar Fehlvorstellungen in der Chemie: Diagnose und Korrektur

2 N. Hambach/ H. Ohletz2 Gliederung Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungskonzepte Mischungskonzepte Vernichtungsvorstellungen Verbrennungsvorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

3 N. Hambach/ H. Ohletz3 Ziel des Chemieunterrichts: Erklärung von Alltagsphänomenen Anknüpfen an Anschauungen der Schüler Verändern fehlerhafter Präkonzepte durch naturwissenschaftliche Modellvorstellungen - kritische Diskussionen - Einsatz geeigneter Medien Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

4 N. Hambach/ H. Ohletz4 Der Animismus bezeichnet die Annahme immaterieller Wesenheiten: die Vorstellung der Personifizierung, […] phantastische Belebungen der Erscheinungen in Natur… (Quelle: Wikipedia) Nach Piaget: Stadium konkreter Denkoperationen Umschreibung konkret- bildhaft und magisch- animistisch Einführung Animistische Sprechweisen Fehlvor- stellungen Unterrichts- konzepte Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

5 N. Hambach/ H. Ohletz5 Beispiele: Das Holz will nicht brennen. Säuren zerfressen unedle Metalle. Natrium reagiert mit Wasser wie bei einer Brausetablette. Einführung Animistische Sprechweisen Fehlvor- stellungen Unterrichts- konzepte Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

6 N. Hambach/ H. Ohletz6 Sprechweisen nicht korrigieren Aber: Korrektur falscher Vorstellungen Willen des Holzes vs. (äußere) Bedingungen Einführung Animistische Sprechweisen Fehlvorstellungen Unterrichts- konzepte Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

7 N. Hambach/ H. Ohletz7 Schüler: dieselben Stoffe mit neuen Eigenschaften (Stoff als Eigenschaftsträger) Umwandlungskonzept Beispiele: Kupferdächer werden grün. Eisen färbt sich rostig braun. Chemische Reaktion: Entstehen neuer Stoffe mit neuen Eigenschaften Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs konzepte Fehlvor- stellungen Unterrichts- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

8 N. Hambach/ H. Ohletz8 Demonstration der verschiedenen Stoffe keine Umwandlung sondern Neubildung Beispielexperiment: -Bildung von schwarzem CuO in Brennerflamme (Vorführung) Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs konzepte Fehlvorstellungen Unterrichts- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

9 N. Hambach/ H. Ohletz9 Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs konzepte Fehlvorstellungen Unterrichts- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

10 N. Hambach/ H. Ohletz10 Weiteres Beispielexperiment: -Erhitzen von blauem Kupfersulfat (CuSO 4. 5 H 2 O) Irreführung durch historische Namen (Kalkwasser) Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs konzepte Fehlvorstellungen Unterrichts- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

11 N. Hambach/ H. Ohletz11 Präkonzepte der Schüler: Eisensulfid enthält Eisen und Schwefel Diskussion im Seminar Fehler: Anwendung auch auf makroskopische Ebene bei homogenen Substanzen Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungs- konzepte Fehlvor- stellungen Unterrichts- konzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

12 N. Hambach/ H. Ohletz12 Vorführen heterogener Gemische und zugehöriger homogener Reinstoffe Wichtig: Sowohl Elemente als auch Verbindungen können Reinstoffe sein Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungs- konzepte Fehlvorstellungen Unterrichts- konzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

13 N. Hambach/ H. Ohletz13 Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungs- konzepte Fehlvorstellungen Unterrichts- konzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

14 N. Hambach/ H. Ohletz14 Vernichtungskonzept: Bei chemischen Reaktionen können Stoffe vernichtet werden Beispiele: Wasser verdunstet. Kerzen und Benzin verbrennen. Metalle werden zersetzt. Vernichtungskonzept vs. Gesetz der Erhaltung der Masse (Lavoisier) Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs vorstellungen Fehlvor- stellungen Unterrichts- konzepte Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

15 N. Hambach/ H. Ohletz15 Reflexion der Präkonzepte mit den Schülern Hinweis auf Aggregatzustands- änderungen Experimente -Verdunstung von Aceton -Reaktion von Lithium mit Wasser (Vorführung) Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs vorstellungen Fehlvorstellungen Unterrichts- konzepte Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

16 N. Hambach/ H. Ohletz16 Verbrennungsvorstellungen Teil der Vernichtungsvorstellungen Präkonzept durch Beobachtung: Beim Verbrennen verschwindet etwas. Vergleich mit Phlogiston (Georg E. Stahl) Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs vorstellungen Fehlvor- stellungen Unterrichts- konzepte Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

17 N. Hambach/ H. Ohletz17 Aufmerksamkeit der Schüler auf den Umsatz des Brennstoffs mit Luft lenken Kenntnisse zur Brandbekämpfung heranziehen -Feuerlöscher -Löschdecke -Sand -Kühlen mit Wasser (Diskussion) Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs vorstellungen Fehlvorstellungen Unterrichts- konzepte Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

18 N. Hambach/ H. Ohletz18 Experimente: -Reaktionen der Brennstoffe in reinem Sauerstoff -Brennende Kerzen und ihr Erlöschen unter einem Gefäß (Sichtbarmachen des Gases) -Bildung von CuO Experiment zur vermeindlichen Massenabnahme: -Brennende Kerze auf der Waage (Vorführung und Diskussion) Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs vorstellungen Fehlvorstellungen Unterrichts- konzepte Gase und Substanzbegriff Zusammenfassung

19 N. Hambach/ H. Ohletz19 Präkonzept resultiert aus Alltagssprache: Luft hat keine Masse Keine Substanz Aussagen von Schülern: -Farblose Gase sind Luft. -Gase sind gefährlich. -Gas ist leichter wie eine feste Substanz, es kann überall hinschweben und vordringen. Flüssiggas ??? Überwindung falscher Präkonzepte oftmals schwierig Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanz- begriff Fehlvor- stellungen Unterrichts- konzepte Zusammenfassung

20 N. Hambach/ H. Ohletz20 Konzept: Gase für Schüler sichtbar und wägbar machen -Temperaturabhängigkeit (z. B. Vorführung von flüssigem Stickstoff) -Druckabhängigkeit (z. B. Komprimierung von Butangas) -Evakuierung und Befüllen von Glaskugel Unterscheidung von Gasen durch geeignete Nachweis- reaktionen Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanz- begriff Fehlvorstellungen Unterrichts- konzepte Zusammenfassung

21 N. Hambach/ H. Ohletz21 Präkonzepte diskutieren und vergleichen Individuelle Interpretationen einfordern Gewohnte Sprechweisen der Schüler nicht korrigieren ABER: Falsche Vorstellungen durch geeignete Experimente verändern Nachhaltigkeit durch ständige Wiederholung, auch bei neuen Erscheinungen Einführung Animistische Sprechweisen Umwandlungs- konzepte Mischungskonzepte Vernichtungs- vorstellungen Verbrennungs- vorstellungen Gase und Substanzbegriff Zusammen- fassung

22 N. Hambach/ H. Ohletz22 VIELEN DANK FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT FRAGEN? Handout:


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