WESTFÄLISCHE-WILHELMS- UNIVERSITÄT Referat 1: Stoffe und Eigenschaften Didaktik Seminar...
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WESTFÄLISCHE-WILHELMS-UNIVERSITÄT
Referat 1:
Stoffe und Eigenschaften
Didaktik Seminar
Fehlvorstellungen in der Chemie: Diagnose und Korrektur
N. Hambach/ H. Ohletz 2
Gliederung
• Einführung• Animistische Sprechweisen• Umwandlungskonzepte• Mischungskonzepte• Vernichtungsvorstellungen• Verbrennungsvorstellungen• Gase und Substanzbegriff• Zusammenfassung
N. Hambach/ H. Ohletz 3
• 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
N. Hambach/ H. Ohletz 4
• „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-
stellungenUnterrichts-
konzepte
• Umwandlungs-konzepte
• Mischungskonzepte• Vernichtungs-
vorstellungen• Verbrennungs-
vorstellungen• Gase und
Substanzbegriff• Zusammenfassung
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• Beispiele:„Das Holz will nicht brennen.“
„Säuren zerfressen unedle Metalle.“
„Natrium reagiert mit Wasser wie bei einer Brausetablette.“
• Einführung
• Animistische Sprechweisen
Fehlvor-
stellungenUnterrichts-
konzepte
• Umwandlungs-konzepte
• Mischungskonzepte• Vernichtungs-
vorstellungen• Verbrennungs-
vorstellungen• Gase und
Substanzbegriff• Zusammenfassung
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• 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
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• 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
• Umwandlungskonzepte
Fehlvor-stellungen
Unterrichts-
konzepte
• Mischungskonzepte• Vernichtungs-
vorstellungen• Verbrennungs-
vorstellungen• Gase und
Substanzbegriff• Zusammenfassung
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• Demonstration der verschiedenen Stoffe
keine „Umwandlung“ sondern „Neubildung“
• Beispielexperiment:
- Bildung von schwarzem CuO in Brennerflamme (Vorführung)
• Einführung• Animistische
Sprechweisen
• Umwandlungskonzepte
Fehlvorstellungen
Unterrichts-konzepte
• Mischungskonzepte• Vernichtungs-
vorstellungen• Verbrennungs-
vorstellungen• Gase und
Substanzbegriff• Zusammenfassung
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• Einführung• Animistische
Sprechweisen
• Umwandlungskonzepte
Fehlvorstellungen
Unterrichts-konzepte
• Mischungskonzepte• Vernichtungs-
vorstellungen• Verbrennungs-
vorstellungen• Gase und
Substanzbegriff• Zusammenfassung
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• Weiteres Beispielexperiment:
- Erhitzen von blauem Kupfersulfat (CuSO4
. 5 H2O)
• Irreführung durch historische Namen („Kalkwasser“)
• Einführung• Animistische
Sprechweisen
• Umwandlungskonzepte
Fehlvorstellungen
Unterrichts-konzepte
• Mischungskonzepte• Vernichtungs-
vorstellungen• Verbrennungs-
vorstellungen• Gase und
Substanzbegriff• Zusammenfassung
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• 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-
stellungenUnterrichts-konzepte
• Vernichtungs-vorstellungen
• Verbrennungs-vorstellungen
• Gase und Substanzbegriff
• Zusammenfassung
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• 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
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• Einführung• Animistische
Sprechweisen• Umwandlungs-
konzepte
• Mischungs-konzepte
Fehlvorstellungen
Unterrichts-konzepte
• Vernichtungs-vorstellungen
• Verbrennungs-vorstellungen
• Gase und Substanzbegriff
• Zusammenfassung
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• 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
• Vernichtungsvorstellungen
Fehlvor-
stellungenUnterrichts-
konzepte
• Verbrennungs-vorstellungen
• Gase und Substanzbegriff
• Zusammenfassung
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• 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
• Vernichtungsvorstellungen
Fehlvorstellungen
Unterrichts-
konzepte
• Verbrennungs-vorstellungen
• Gase und Substanzbegriff
• Zusammenfassung
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• 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
• Verbrennungsvorstellungen
Fehlvor-
stellungenUnterrichts-
konzepte
• Gase und Substanzbegriff
• Zusammenfassung
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• 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
• Verbrennungsvorstellungen
Fehlvorstellungen
Unterrichts-konzepte
• Gase und Substanzbegriff
• Zusammenfassung
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• Experimente:- Reaktionen der Brennstoffe in reinem Sauerstoff- Brennende Kerzen und ihr
Erlöschen unter einem Gefäß(„Sichtbarmachen“ des
Gases)- Bildung von CuO
• Experiment zur vermeindlichenMassenabnahme:- Brennende Kerze auf der
Waage(Vorführung und Diskussion)
• Einführung• Animistische
Sprechweisen• Umwandlungs-
konzepte• Mischungskonzepte• Vernichtungs-
vorstellungen
• Verbrennungsvorstellungen
Fehlvorstellungen
Unterrichts-konzepte
• Gase und Substanzbegriff
• Zusammenfassung
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• 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-
stellungenUnterrichts-
konzepte
• Zusammenfassung
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• 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
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• 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