In dieser Unterrichtsstunde entwickeln die SchülerInnen der 9. Klasse anhand von drei an Rutherfords Streuversuch angelehnten Experimentierstationen selbstständig, ausgehend vom Teilchenmodell, eine detailliertere Atomvorstellung.
Die Unterrichtsstunde ist von grundsätzlicher, aktueller Bedeutung für die Schülerinnen und Schüler. Im Rahmen einer Wiederholung des Teilchenmodells erkannten die SuS, wie sie Reaktionsgleichungen aufstellen und ausgleichen können. Durch das bildhafte "Abwiegen" von Kugeln erkannten Sie ein sich wiederholendes System für die Erarbeitung solcher Aufgaben.
Dennoch führten die darauffolgenden Arbeitsaufträge rasch zu einem Problem: Die Reaktionsprodukte waren bisher vorgegeben worden. Sie wurden gesetzt und nicht hinterfragt. Die letzte Unterrichtstunde führte die SuS in eine kognitive Krise, weil das Bild der Balkenwaage mit den verschiedenen Kugeln keine Möglichkeit bot, die Zusammensetzung von Stoffen zu erschließen. Diesen Unmut gilt es in dieser Unterrichtsstunde gezielt zu lenken.
Durch die Anlehnung an den forschend entwickelnden naturwissenschaftlichen Unterricht sollen die SuS selbst zu Forscher werden, die eine ungenügende Vorstellung selbst gedanklich reformiert. Der motivationale Anreiz ist hoch, der gewählte Einstieg setzt daher an der Unzulänglichkeit der Kugelvorstellung an und lässt den SuS Freiraum selbst kreativ zu werden.
Weil das Rutherford'sche Atommodell trotz des experimentellen Forschens für die SuS sehr abstrakt bleibt, sind die Aufgaben an den Stationen nicht völlig offen formuliert, sondern schwach aber gezielt lenkend. Ebenso ist das zur Verfügung gestellte Material stark begrenzt, um die SuS durch die vielen Möglichkeiten nicht zu überfordern.
Inhaltsverzeichnis
1. Einbettung der Unterrichtsstunde in die Unterrichtsreihe
2. Ziel der Unterrichtsreihe
3. Ziel der Unterrichtsstunde
4. Teilziele der Unterrichtsstunde
5. Lehr- und Lernausgangslage
6. Didaktische Überlegungen
7. Legitimation des Themas
8. Lernschwierigkeiten und Fehlvorstellungen
9. Methodische Überlegungen
9.1 Gruppenarbeiten
9.2 Schülerexperiment
9.3 Reflexion
10. Verlaufsplan
Zielsetzung und Themen der Unterrichtseinheit
Das Hauptziel der Arbeit besteht darin, Schülerinnen und Schülern ein differenzierteres Verständnis des Atommodells zu vermitteln, indem sie ausgehend von Rutherfords Streuversuch ihre bisherigen Modellvorstellungen kritisch hinterfragen und erweitern. Die zentrale Forschungsfrage fokussiert dabei darauf, wie durch forschend-entwickelnden Unterricht der Übergang von einem einfachen Teilchenmodell hin zu einer komplexeren Atomvorstellung gelingen kann, ohne dass Lernende bisher erworbenes Wissen als grundsätzlich "falsch" wahrnehmen.
- Entwicklung eines tieferen Verständnisses für den Atombau (Kern-Hülle-Modell).
- Einsatz des Schülerexperiments als zentrale Methode zur Erkenntnisgewinnung.
- Förderung der Abstraktionsfähigkeit durch forschend-entwickelnde Unterrichtsphasen.
- Umgang mit Modellgrenzen und der historischen Entwicklung chemischer Vorstellungen.
- Methodische Gestaltung von innerer Differenzierung innerhalb des KiD-Modells.
Auszug aus dem Buch
Didaktische Überlegungen
Die Unterrichtsstunde ist von grundsätzlicher, aktueller Bedeutung für die Schülerinnen und Schüler. Im Rahmen einer Wiederholung des Teilchenmodells erkannten die SuS, wie sie Reaktionsgleichungen aufstellen und ausgleichen können. Durch das bildhafte „abwiegen“ von Kugeln erkannten Sie ein sich wiederholendes System für die Erarbeitung solcher Aufgaben. Dennoch führten die darauffolgenden Arbeitsaufträge rasch zu einem Problem: Die Reaktionsprodukte waren bisher vorgegeben worden. Sie wurden gesetzt und nicht hinterfragt. Die letzte Unterrichtstunde führte die SuS in eine kognitive Krise, weil das Bild der Balkenwaage mit den verschiedenen Kugeln keine Möglichkeit bot, die Zusammensetzung von Stoffen zu erschließen. Diesen Unmut gilt es in dieser Unterrichtsstunde gezielt zu lenken. Durch die Anlehnung an den forschend entwickelnden naturwissenschaftlichen Unterricht sollen die SuS selbst zu Forscher werden, die eine ungenügende Vorstellung selbst gedanklich reformiert. Der motivationale Anreiz ist hoch, der gewählte Einstieg setzt daher an der Unzulänglichkeit der Kugelvorstellung an und lässt den SuS Freiraum selbst kreativ zu werden. Weil das Rutherford´sche Atommodell trotz des experimentellen Forschens für die SuS sehr abstrakt bleibt, sind die Aufgaben an den Stationen nicht völlig offen formuliert, sondern schwach aber gezielt lenkend. Ebenso ist das zur Verfügung gestellte Material stark begrenzt, um die SuS durch die vielen Möglichkeiten nicht zu überfordern.
Zusammenfassung der Kapitel
Einbettung der Unterrichtsstunde in die Unterrichtsreihe: Dieses Kapitel verortet die Stunde innerhalb des Lernzirkels über das Periodensystem und erläutert die verschiedenen Stationen sowie die damit verknüpften Kompetenzbereiche.
Ziel der Unterrichtsreihe: Es wird das fundamentale Verständnis für Materiestruktur und Atombau beschrieben, das die Schülerinnen und Schüler im Laufe der Reihe erwerben sollen.
Ziel der Unterrichtsstunde: Hier wird definiert, dass die Lernenden eine differenzierte Vorstellung des Atommodells entwickeln sollen, basierend auf der Interpretation experimenteller Beobachtungen.
Teilziele der Unterrichtsstunde: Die spezifischen Lernziele hinsichtlich Modellverständnis, Fachsprache und Kommunikationsfähigkeit werden detailliert aufgeführt.
Lehr- und Lernausgangslage: Dieses Kapitel analysiert die Rahmenbedingungen des Kurses, insbesondere die innere Differenzierung im KiD-Modell sowie das Vorwissen und die Motivation der Lernenden.
Didaktische Überlegungen: Es wird begründet, wie der Unterricht so gestaltet wird, dass er die kognitive Krise der Schülerinnen und Schüler produktiv für den Lernprozess nutzt.
Legitimation des Themas: Die Einordnung in den Kernlehrplan NRW und die didaktische Notwendigkeit des Themas für den Chemieunterricht werden hier dargelegt.
Lernschwierigkeiten und Fehlvorstellungen: Es wird thematisiert, wie der Übergang zwischen verschiedenen Modellen ohne Demotivation durch "falsches" Vorwissen gelingen kann.
Methodische Überlegungen: Dieses Kapitel erläutert den Einsatz von Gruppenarbeit, Schülerexperimenten und Reflexionsphasen als pädagogische Werkzeuge.
Verlaufsplan: Eine tabellarische Übersicht über die Phasen, Sozialformen und Materialien der Unterrichtsstunde.
Schlüsselwörter
Atommodell, Rutherford, Teilchenmodell, Periodensystem, Chemieunterricht, Schülerexperiment, Modellbildung, Sekundarstufe I, Naturwissenschaften, Kompetenzorientierung, Innere Differenzierung, KiD-Modell, Fachsprache, Erkenntnisgewinnung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der didaktischen Planung einer Chemie-Unterrichtsstunde, in der Schülerinnen und Schüler ausgehend vom Rutherfordschen Streuversuch ihr Verständnis vom Atombau vertiefen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Unterrichtsreihe?
Die Reihe behandelt den Aufbau des Atoms, das Kern-Hülle-Modell, das Periodensystem der Elemente, die Elementfamilien und die chemische Fachsprache.
Was ist das primäre Ziel der Unterrichtsstunde?
Das Ziel ist die Entwicklung einer differenzierten Vorstellung des Atommodells bei den Lernenden durch das Interpretieren eigener experimenteller Ergebnisse.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Arbeit basiert primär auf dem forschend-entwickelnden naturwissenschaftlichen Unterricht, insbesondere durch den Einsatz von Schülerexperimenten.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine Analyse der Ausgangslage, didaktische Begründungen, methodische Erläuterungen zur Gruppenarbeit und Experimentierführung sowie eine detaillierte Verlaufsplanung.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren diese Unterrichtseinheit?
Zu den Kernbegriffen zählen Modellvorstellung, Atombau, forschendes Lernen, Gruppenarbeit und die fachliche Auseinandersetzung mit der historischen Entwicklung des Atommodells.
Warum wird im Unterricht mit Modellen wie der Balkenwaage gearbeitet?
Die Arbeit nutzt diese Modelle zur Veranschaulichung des Teilchenmodells, wobei bewusst ihre Grenzen aufgezeigt werden, um ein tieferes Verständnis für komplexere atomare Strukturen zu initiieren.
Wie geht die Lehrkraft mit der Heterogenität der Lerngruppe um?
Dies geschieht durch innere Differenzierung im Rahmen des KiD-Modells, bei dem Arbeitsaufträge in ihrer Anforderung gestaffelt sind und Hilfsmaterialien zur Unterstützung bereitgestellt werden.
Welche Rolle spielt die Reflexion am Ende der Stunde?
Die Reflexion dient dazu, den Unterricht aus der Perspektive der Schülerinnen und Schüler zu evaluieren und ihre Lernerfahrungen sowie ihr Arbeitsverhalten in der Gruppe zu thematisieren.
- Arbeit zitieren
- Anonym (Autor:in), 2019, Auf den Spuren von Ernest Rutherford. Die Entwicklung einer detaillierteren Atomvorstellung, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/909561
