% vim: textwidth=75 \documentclass[a4paper,11pt]{article} \usepackage[german]{babel} \usepackage{epsfig} \usepackage{verbatim} %\usepackage[]{footbib} \usepackage[titleformat={italic,commasep},% authorformat={citationreversed,reducedifibidem},% ibidem={strictdoublepage,name&title}, % lookforgender,% commabeforerest,% endnote,% crossref={long},% bibformat={ibidem,compress,raggedright}]{jurabib} %\AddTo\bibsgerman{\renewcommand*{\urldatecomment}{Abruf: }} % % \AddTo\bibsgerman{ \def\bibidemSmname{---}\def\idemSmname{Ders.} % \def\bibidemsmname{---}\def\idemsmname{ders.} } \sloppy \newcommand{\tilda}{\def\~{}} \newcommand{\grad}{\ensuremath{^\circ}} \usepackage{german} %\selectlanguage{\austrian} \usepackage[breaklinks=true]{hyperref} \hypersetup{ pdfauthor = {Alexander \"Olzant}, pdftitle = {Ausarbeitung eines Planungsrasters f\"ur den Chemieunterricht: Feuer - Oxidation}, pdfsubject = {chemistry}, pdfkeywords = {Feuer, Oxidation, Radikale }, pdfcreator = {LaTeX with hyperref package}, pdfproducer = {dvips + ps2pdf}} \begin{document} \titlepage \title{Ausarbeitung eines Planungsrasters f\"ur den Chemieunterricht:\\ Feuer und Oxidation \vskip10em 164.115, 164.116\\ Schulversuch I/II LU\\ bei Dr Edwin Scheiber,\\ GRG14/Sir-Karl-Popper-Schule im Gymnasium Wieden } \author{Alexander \"Olzant\\ alexander@oelzant.priv.at\\ 9301547\\ E 190 884 423} \maketitle \thispagestyle{empty} \newpage \tableofcontents \newpage \section{Einleitung} Feuer und Flamme sind seit Menschengedenken in mannigfaltiger Form mit grosser Faszination besetzt, und im Bereich der Chemie ist von der Flammenf\"arbung \"uber die Erw\"armung mittels Drahtnetz und Keramikplatte bis zur Selbstentz\"undung in der Sauerstoffatmosph\"are oder der entflammenden Ozidation organischer Substanzen mit Permanganat einiges zu demonstrieren. Das Projekt ist grunds\"atzlich interdisziplin\"ar angesetzt, GSK, Deutsch und Ethik oder Religion (falls Sch\"ulerInnen dieses Fach besuchen) w\"urden sich zur Kooperation anbieten, um historische, soziologische und wirtschaftliche Aspekte zu beleuchten. \subsection {Eintr\"age in die Matrix des Planungs- und Analyserasters} Nach dem Analyseraster gem\"ass M. Pitzl \footnote{\cite{paru2004}}, wie es auch in der \"Ubung vorgestellt wurde, erfolgt eine Erarbeitung der Materie in Hinblick auf die mathematisch-naturwissenschaftliche Grundbildung\footnote{\cite{gbk2002}}. Pitzl beruft sich dabei wiederum auf die subjektwissenschaftliche Lerntheorie von Klaus Holzkamp\footnote{\cite{holzkamp1995}} bezieht, nach der die Lernt\"atigkeit in sehr vereinfachter Form immer ein Prozess der Stoff- und Selbstbeobachtung ist und dialektisch durch Aufbau einer Lernproblematik (dort als terminus technicus verwendet im Sinne eines aktiven Zugangs zum Lernprozess) bew\"aeltigt werden muss, wenn es sich nicht um triviale oder in ihrer G\"anze vorab bekannte Inhalte handelt. \section{Lehrplanbezug} \subsection{Lehrplanbezug allgemein} \begin{itemize} \item Allgemeines Bildungsziel I.1 Allegemeine Steuerung: Projekt(selbst)organisation \item 4. Wissensvermittlung, Religi\"os-ethische Aspekte (historische Entwicklung) \item 5. Bildungsbereiche: Natur und Technik, Mensch und Gesellschaft (tw GSK, sozio-psychologische Aspekte der Brandstiftung, ...) \item Allgemeine didaktische Grunds\"atze 4. F\"orderung durch Differenzierung und Individualisierung 6. St\"arken von Selbst\"andigkeit und Eigenverantwortung \end{itemize} \subsection{Lehrplanbezug Chemie} \begin{itemize} \item Energiekonzept: Alle chemischen Reaktionen sind mit einem Energieumsatz verbunden \item Oxidation/Redox-Gleichungen \item Freie Radikale \end{itemize} \section{Fachinhalte} \begin{itemize} \item Oxidation (Organik, Metalle, ...) \item Reduktion (reduzierende Flamme/CO, ...) \item technische Aspekte (Z\"undholzproduktion, Explosionsgrenzen, ...) \end{itemize} \section{Bildungsrelevanz} M. A. Anton spezifiziert die chemische Grundbildung im wesentlichen als "`[...] mit der spezifischen Denkweise von Chemikern vertraut zu sein, d.h. Stoffeigenschaften und Stoffartumwandlungen auf relativ wenige (philosophische!) Deutungssysteme und Grundvorstellungen zur\"uckf\"uhren zu k\"onnen."' \footnote{\cite[4]{gbk2004}} Durch Beobachtung, Experiment und Reflexion \"uber aus dem Alltag bekannte Ph\"anomene soll eine chemische Denkweise nahegebracht und der Blick f\"ur chemische Prozesse geschult werden. \section{Ziele (Lernzielkatalog)} \begin{itemize} \item Einarbeiten in Arbeitsteams \item Sicheres Durchf\"uhren einfacher chemischer Versuche (Brenner, Oxidationsmittel, ...) \item Protokoll/Publikation: Schreiben Lernen/Korrekturlesen/Publizieren ... \item Auffinden relevanter Inhalte in netzwerkbasierten Datenbanken \end{itemize} \section{Thema} \subsection{Fachperspektive (Didaktik)} \begin{itemize} \item Wiederholung von Oxidation/Reduktion \item Energieumsatz bei Reaktionen (exotherm/endotherm) \item evtl. Katalyse (Aktivierungsenergie) \item Eigenschaften von Gasen (Ausdehnung, Explosionsgrenzen) \end{itemize} \subsection{LehrerInnenperspektive} \begin{itemize} \item didaktisches Konzept: (teilweise interdisziplin\"are) Projektarbeit \item die Sch\"ulerInnen sollen eine chemische Herangehensweise an Alltagsgegenst\"ande und technische Prozesse ein\"uben und im Projekt bisherige Stoffinhalte auf das Themengebiet (Feuer/Oxidation) anwenden \item Wissenschaftlichkeit: durch Beobachtung, Experimente, Protokollierung, Schlussfolgerungen \end{itemize} \subsection{Sch\"ulerInnenperspektive (Mathetik)} \begin{itemize} \item Vorwissen: Oxidation/Reduktion \item (praktische) Vorerfahrung: Schulversuche, Deduktion \item Pr\"akonzepte: Klischee der Chemie als explosiv/laut; klassische Probleme der Oxidation (Wertigkeit der Elemente vs Sauerstoff als intuitivstes Oxidationsmittel) \item (potentielle) Interessen: praktische Erfahrung/Beobachtung, selbst\"andige, verantwortliche Arbeit \end{itemize} \section{Design der Unterrichtssequenz} \begin{tabular}[t]{|p{.5\textwidth}|p{.3\textwidth}|p{.3\textwidth}|} \hline {\bf Struktur} & {\bf Aktions-, Sozialformen/Methoden} & {\bf Begr\"undung}\\ \hline Wiederholung Oxidationsstufen & Frontalunterricht & gleiche Basis/kompakte Form \\ Sch\"ulerInnenversuche: \linebreak O$_2$-Produktion aus H$_2$O$_2$ + MnO$_2$ (glimmender Holzspan), \linebreak Reaktion von Eisen(II)-Ionen mit Kaliumpermanganat bzw. Wasserstoffperoxid in saurer L\"osung. \linebreak Finger-Flash und/oder Nachweis roten Phosphors in der Reibfl\"ache von Z\"undholzschachteln\footnote{\cite[12]{obendrauf2003}} & Gruppenarbeit (2 - 3 Personen) & direkte Erfahrung, kommunikative Verarbeitung \\ Besprechung der Ergebnisse, Formulierung & schriftliche Ausf\"uhrung, Nachbesprechung & \"Uberpr\"ufung des Lehrzieles \\ LehrerInnenexperiment: Oxidation/Entz\"undung von Glycerin mit KMnO$_4$ \linebreak Entz\"undung eines "`Ethersees"' \linebreak L\"oschen von Kerzen durch Einf\"ullen von CO$_2$ in eine Wanne & Frontalunterricht/\-Demonstration durch die Lehrperson & starkes Oxidationsmittel/explosive Entz\"undung \\ Besprechung, Formulierung & Wiederholung/Meldungen, ansonsten frontal & z\"ugiger \"Ubergang zu den Aufgaben/Projekten \\ \hline Sammlung/Recherche zu \begin{itemize} \item Feuerwerksk\"orper \item Brennstoffe (Quellen, Abgase) \item R\"aucherwerk \item L\"oschmittel \item ... \end{itemize} & Arbeitsaufgabe/Projekte (zu Hause oder als Projektunterricht) & eigenst\"andige Bearbeitung, Publikation \\ \hline Abschlusspr\"asentation & nach Gruppen orientiert & Vorstellung der Ergebnisse, Motivation, Austausch\\ \hline \end{tabular} \section{Evaluation} \subsection{Messinstrumente} \begin{tabular*}{\textwidth}[t]{p{0.5\textwidth}|p{0.5\textwidth}} \bf "`Messwert"' & \bf Messinstrument \\ \hline\\ Begeisterung/Mitarbeit/Eifer (motivationaler Faktor als Rechtfertigung f\"ur Projekt) & Beobachtung, Befragung, Fragebogen, Gespr\"ache mit involvierten KollegInnen \\ Behalteverm\"ogen/\-Wiederholungsresultat der Stoffinhalte & Beurteilung nach Inhalt Umfang und Qualit\"at der schriftlichen Arbeit und der Abschlusspr\"asentation \linebreak schriftliche oder m\"undliche LZK\\ \end{tabular*} \subsection{Bewertung der Messergebnisse} Zufriedenheit/Interesse und Stoffwiederholung sollten gleichermassen vorhanden sein, um den Projektunterricht zu rechtfertigen \subsection{Folgerungen} Bei Unzufriedenheit: Projektstrategien \"andern oder weitere interdisziplin\"are Projekte hintanstellen bei fachlichen Defiziten: k\"unftig den Stoff detaillierter aufbereiten, mehr Beispiele bearbeiten, Erkl\"arungen und Vergleiche liefern \section{Zeit- und Organisationsplan} \begin{quote} Im Jahre 1933 wurden meine B\"ucher in Berlin, auf dem gro\ss{}en Platz neben der Staatsoper, von einem gewissen Herrn Goebbels mit d\"uster-feierlichem Pomp verbrannt. Erich K\"astner\footnote{\cite{kaestner}, s. auch \href{http://www.dgb-son.de/Erich_Kaestner.heft19-1.0.html}{http://www.dgb-son.de/Erich\_Kaestner.heft19-1.0.html}. An anderer Stelle nennt E.~K. ihn auch den "`Minister f\"ur literarische Feuerbestattung"'} \end{quote} Grunds\"atzlich ist das Projekt f\"acher\"ubergreifend und ausserhalb des normalen Stundenplanes angedacht, sodass auch Exkursionen und Recherchen in den Arbeitsgruppen ausserhalb der normalen Stundengrenzen durchgefuehrt werden k\"onnen. Dies erm\"oglichte auch eine Aufteilung in Arbeitsgruppen, wobei es durchaus denkbar w\"are, dass eine Person je nach dem vorhandenen Zeitbudget in mehreren Gruppen zum Teil mitarbeitet; Gruppeneinteilung und Organisation innerhalb der Projektbereiche sind von den Sch\"ulerInnen durchzuf\"uhren, ebenso die Berichterstattung und Pr\"asentation, jedoch nicht ohne die beratende Hilfestellung der Lehrpersonen, welche bei Bedarf auch eine Eingrenzung der Themengebiete vornehmen werden m\"ussen. Als Beispiele f\"ur Projektgruppen abseits der Chemie seien etwa die Behandlung kultischer Verwendungen, sozialer Riten, nicht zu vergessen die einerseits symbolische Sch\"andung durch B\"ucherverbrennung (siehe Zitat oben) und andererseits die Gr\"auel der Shoa\footnote{Die Konzentrations- und Vernichtungslager dienen dem totalen Herrschaftsapparat als Laboratorien, in denen experimentiert wird, ob der fundamentale Anspruch der totalit\"aren Systeme, da\ss{} Menschen total beherrschbar sind, zutreffend ist. [...]\cite[907]{arendt1951}} selbst oder der Hexenverbrennungen\footnote{und des literarischen Symbols davon: \cite{miller}} in GSK und Religion, literarischer Einflussnahmen von der "`Glocke"'\footnote{\cite{schiller}, \\ Nehmet Holz vom Fichtenstamme, \\ Doch recht trocken la\ss{}t es sein,\\ Da\ss{} die eingepre\ss{}te Flamme\\ Schlage zu dem Schwalch hinein.\\ s. auch \href{http://gutenberg.spiegel.de/schiller/gedichte/glocke.htm}{http://gutenberg.spiegel.de/schiller/gedichte/glocke.htm} } bis zu William Goldings Lord of the Flies\footnote{\cite{golding}, "`There's another thing. We can help them to find us. If a ship comes near the island they may not notice us. So we must make smoke on top of the mountain. We must make a fire"'}. Der Informatik wird zumindest eine unterst\"utzende Rolle zukommen, falls gen\"ugend Sch\"ulerInnen den (meist wohl nur als Wahlpflichtfach zug\"anglichen) Unterricht besuchen, k\"onnte auch eine Geschichte der Elektronenrechner (Analogcomputer mit R\"ohren, ...) verfasst werden, andernfalls blieben die elektrotechnischen und elektronischen Aspekte bis hin zur Gesundheitsgef\"ahrdung\footnote{etwa angesichts des derzeit inoperablen elektropathologischen Museums \href{http://www.elektropathologisches-museum.at/}{http://www.elektropathologisches-museum.at/}} der Physik \"uberlassen. Von Seiten der Philosophie/Psychologie oder der klassischen Sprachen w\"are Platos H\"ohlengleichnis als Ansatzpunkt denkbar.\footnote{wobei ein Vergleich mit der virtuellen Realit\"at durchaus seine Reize h\"atte: "`Auf keine Weise also k\"onnen diese irgend etwas anderes f\"ur das Wahre halten als die Schatten jener Kunstwerke? - Ganz unm\"oglich."'\cite[Politeia]{platon}/\href{http://gutenberg.spiegel.de/platon/politeia/politeia.htm}{http://gutenberg.spiegel.de/platon/politeia/politeia.htm}} Als Zeitrahmen w\"are etwa eine Woche angedacht, alternativ k\"onnte bei regul\"arem Unterricht ohne g\"anzliche Aufl\"osung des Stundenplanes die Arbeit auf zwei Wochen erweitert werden, was bei einer Zusammenarbeit ausreichend vieler KollegInnen die Bearbeitung des Themas unter Erreichung eines zufriedenstellenden Ergebnisses ermoeglichen sollte. F\"ur die Zeitabfolge w\"are vermutlich jeweils eine reine Fachstunde am Anfang und am Ende vorzusehen, sodass anf\"anglich die Grundlagen der Verbrennung (Oxidation, exotherme (irreversible) Reaktionen, \dots) wie im obigen Stundenbild besprochen werden k\"onnen, w\"ahrend am Ende abseits der allgemeinen Abschlusspr\"asentation Raum f\"ur fachliche Diskussion der Ergebnisse bleibt. Sollte ein (f\"acher\"ubergreifender) Projektunterricht \"uberhaupt nicht m\"oglich sein, w\"aren die entsprechenden Aufgaben der Arbeitsgruppen als Hausaufgaben nebenher oder am Nachmittag in der unterrichtsfreien Zeit (nach Massgabe der M\"oglichkeiten unter Anleitung) in weniger aufwendiger Form durchzuf\"uhren. \clearpage \appendix \section{Bibliographie} \nocite{*} %\def\btxeditionlong{Auflage} \def\btxeditionlong{} \def\btxeditionshort{Aufl.} \def\Btxinlong{in} \def\Btxinshort{i.} \def\btxandlong{und} \def\btxandshort{u.} \def\btxeditorshort{Hrsg.} \def\btxeditorlong{Hrsg.} \def\btxeditorslong{Hrsg.} \def\btxeditorsshort{Hrsg.} % \bibliographystyle{gerapali} % (uses file "plain.bst") %\footbibliographystyle{geralpha} % (uses file "plain.bst") %\footbibliography{gm_sem} %amsra.bst %amsrn.bst %amsrs.bst %amsru.bst %amsry.bst %amsxport.bst \bibliographystyle{jurabib} % (uses file "plain.bst") \bibliography{schulversuchspraktikum_sem} \end{document}