"Wer eine Synthese recht prägnant in sich fühlt, der hat eigentlich das Recht zu analysieren, weil er am äußeren Einzelnen sein inneres Ganzes prüft und legitimiert.“ (Johann-Wolfgang von Goethe, Dichtung und Wahrheit, IV 19)

Das analytisch-synthetische Verfahren nach Holla Studienseminar Heppenheim Modul: Fachdidaktik Chemie Leitung: Dr. Gerd Gräber Referent: Maximilian Kroworsch

Gliederung Definition Mehrwert aus lernpsychologischer Sicht Praxisorientierte Umsetzung im Unterricht 3.1 Die Chemie der Carbidlampe (chemisch analytisches Verfahren) 3.2 Silverstar-Reiniger-Platten 4. Literatur

1. Definition: Das analytisch-synthetische Verfahren Eigenständiges Unterrichtsverfahren Lernzuwachs wird am technischen Gerät bzw. am technischen Vorgang gewonnen Etymologie In der Theorie – Die Artikulationsstufen im Überblick nach Holla Problemgewinnung am technischen Gerät Problemformulierung durch technische Analyse des Geräts - SuS entwickeln Fragestellung nach den wirkenden chemischen Prozessen (3) Analyse und Bearbeitung der Grundprobleme (einschl. der Durchführung von Modellversuchen) Bearbeitung von Nebenproblemen Synthetische Betrachtung: Nachbau und Weiterentwicklung oder Nacherfindung des Geräts analytisch (lateinisch: analyticus = aufgliedernd, zerlegend): Unterrichtsgegenstand in seiner Ganzheit betrachtet und in seine Elemente zerlegt synthetisch (lateinisch: synthesis = zusammensetzen, -fügen): wesentliche Elemente werden unter bestimmten Gesichtspunkten zur Ganzheit zusammengefügt.

2. Mehrwert aus lernpsychologischer Perspektive Analytischer Gedankengang Betrachtung des Gesamten in seiner hohen Komplexität und anschließendem Prozess der Zerlegung Reduzierung durch Beschränkung auf relevante Detailbetrachtung Rückbezug auf Vorwissen Synthetischer Gedankengang Verständnis u. Überprüfung der Funktionsweise des technischen Geräts bzw. des technischen Vorgangs durch Rekonstruktion der bekannten Elemente Transferleistung I: Erklärung des Geräts durch logische Rekombination bekannter Verfahren (verknüpftes Wissen) Transferleistung II: durch im Unterricht gewonnene Erkenntnisse (neue) Zusammenhänge generieren Kognition vs. Konsum Pädagogische Perspektive Hohe Motivierung der SuS durch Förderung der Eigenständigkeit (Schülerexperiment) Erfolgserlebnis in Form eines selber hergestellten Produktes Eröffnung bzw. Anregung neuer Freizeitbeschäftigungen (Basteln und Modellbau) Reparatur technischer Geräte im Alltag

3. Praxisorientierte Umsetzung im Unterricht 3.1 Die Carbidlampe Problemgewinnung am technischen Gerät Problemformulierung (technische Analyse) Welches Gas wird in der Carbidlampe entzündet (chemische Analyse)?

Durchführung des Modellversuch Wasser + Phenolphthalein unbekanntes Gas SuS entwickeln Modellversuch Calciumcarbid

Untersuchung des Gases (chemische Analyse) Aufgaben a) Ermitteln Sie die Molekülmasse des unbekannten Gases. b) Formulieren Sie dann eine mögliche Reaktionsgleichung. Transferleistung: Rekombination durch Nutzung des Satzes von Avogadro Molekülmassenbestimmung des Gases mit Hilfe der Gaswägekugel, die vorher mit Sauerstoff gefüllt war, ergeben sich folgende Messwerte: m1(Kugel+Sauerstoff) = 113,40g m2(Kugel evakuiert) = 113,08g m3(Kugel mit Gas) = 113,34g  

Transferleistung durch Rekombination bekannter Verfahren – das Messprinzip evakuieren befüllen Gaswägekugel mit bekanntem Gas gefüllt: ( m1 = 113,4 g) Gaswägekugel evakuiert: (m2 = 113,08g) Gaswägekugel mit unbekanntem Gas gefüllt: (m3 = 113,34 g) gleiche Teilchenzahl nach Satz von Avogadro Aus den Messwerten des Versuchs: m3 – m2 0,26 g m( ) = = m1 – m2 0,32 g m( ) . Ergebnis: = 0,8125 m( ) m( ) Die Masse des Gasmoleküls ist somit 0,8125- mal so groß wie die Masse eines Sauerstoffmoleküls

Summenformel des sogenannten Ethinmoleküls: M( Gasmoleküls) = 0,8125 m( Sauerstoffmoleküls) 26 u M(Gasmoleküls) Summenformel des sogenannten Ethinmoleküls: C2H2 CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2 Qualitative Analyse von Ethin, die labortechnische Herstellung + Stoffeigenschaft (Brennbarkeit)

Silverstar-Reiniger Platte – so wird Ihr Silber wieder blank

Aufgaben Stellt das Experiment aus dem Waschbärkatalog nach und überprüft, ob die Aussagen richtig sind. Entwickelt dazu einen geeigneten Versuchsaufbau! Gebt eine Deutung der Vorgänge auf der Teilchenebene (Reaktionsgleichung) an und begründet geeignet Würdet ihr das Waschbärprodukt kaufen. Begründet Eure Entscheidung. Problemgewinnung am chemischen Prozess Problemformulierung (vgl. Aufgabe 1) Analytisch-synthetische Betrachtung durch Modellierung 3H2S(g) 3S2- + 3H2 6 H2O 6 OH- + 2Al3+ 2 Al(OH)3 6Ag 6 e- 6 e- 3Ag2S 2Al Silbersulfid Aluminium

Reaktionsgleichungen Teilschritt I: 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 Teilschritt II: 3Ag2S + 3H2 → 6Ag + 3H2S Gesamtgleichung: 3Ag2S + 2Al + 6H2O → 6Ag + 2Al(OH)3 + 3H2S Aufgabe 3) Würdet ihr das Waschbärprodukt kaufen? Urteilsfindung über chemisch fundiertes Wissen (Bewertungskompetenz)

Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit

4. Literatur Autor unbekannt: Methodische Grundlagen des Chemieunterrichts, S.223 Otto, Günther: Chemiedidaktik – Unterrichtsverfahren im Chemieunterricht URL://http:www.oguenther.homepage.t-online.de/seminar/unterric.htm Marder, M: Die Carbidlampe Urheber unbekannt: Waschbär URL: http://graeber.homepage.t-online.de/40319.html