Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS

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1 Stand: August 2016 Diagnoseaufgabe Reibungselektrizität Jahrgangsstufen Fach/Fächer Übergreifende Bildungsund Erziehungsziele Zeitrahmen benötigtes Material 8 (NTG), 9 (SG, MuG, WSG) Chemie -- 1 Unterrichtsstunde Kunststofflineal ca. 20 cm, 2 stabile Folienstreifen ca. 2,5 cm x 20 cm an einem schmalen Ende mit Klebestreifen zusammengeklebt Kompetenzerwartungen Die Schülerinnen und Schüler beurteilen die Aussagekraft von Modellvorstellungen zum Aufbau der Materie, indem sie Modelle mit der Wirklichkeit vergleichen. C9 (SG) LB 1 beurteilen die Eignung verschiedener Modelle zum Aufbau der Materie zur Erklärung von chemischen Phänomenen, erkennen dabei die Eigenschaften, Aussagekraft und Grenzen von Modellen und leiten daraus die Notwendigkeit ab, Modelle weiterzuentwickeln. C8 (NTG) LB1, C9 (SG) LB 1 zeigen anhand experimenteller Befunde (z. B. elektrische Leitfähigkeit, Reibungselektrizität) die Grenzen des Daltonschen Atommodells auf. C8 (NTG) LB 4, C9 (SG) LB 4

2 Aufgabe Beschreibe und erkläre die Versuchsbeobachtungen so genau wie möglich. Verwende aus dem Physikunterricht bekannte Fachbegriffe. Versuchsdurchführung: Zwischen den Innenseiten zweier schmaler, langer Folienstreifen wird ein Kunststoff-Lineal hin und her gerieben. Anschließend wird das Lineal nach unten herausgezogen. Versuchsergebnis: Quellen- und Literaturangaben Abbildung verändert nach: Fischer, Deißenberger: Stoffe, Reaktionen, Energie, Umwelt, C 1. C.C.Buchner, Bamberg, 1992, S.43 f Hinweise zum Unterricht Ziel der Aufgabenstellung ist es, am Beispiel der Reibungselektrizität vorhandene Schülervorstellungen zum beobachteten Phänomen und zum Aufbau der Materie zu diagnostizieren. die Grundgesetze der Elektrostatik zu sichern ( Es gibt zwei verschiedene Arten elektrischer Ladung; gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige Ladungen ziehen sich an. ), die Grenzen des Daltonschen Atommodells aufzuzeigen ( Atome sind nicht unkaputtbar. ), Je nach Vorunterricht in Natur und Technik bzw. Physik besitzen die Lernenden schon mehr oder weniger treffende Vorkenntnisse zum Aufbau von Atomen und zu Anziehungskräften zwischen geladenen Körpern. Diese müssen im Chemieunterricht bei der Weiterentwicklung des Daltonschen Atommodells zum Kern-Hülle-Modell aufgegriffen und gegebenenfalls korrigiert werden. Die Aufgabe eignet sich zur Diagnose vorhandener Schülervorstellungen und ermöglicht in der diskursiven Verhandlung der Schülerlösungen deren Korrektur. Je nach Kenntnisstand der Lernenden können Protonen und Elektronen als Träger der positiven und Seite 2 von 5

3 negativen Ladung eingeführt werden, wobei eine Abgrenzung zu Kationen und Anionen erfolgen sollte. Ein Strukturdiagramm zum Überblick über die verschiedenen Teilchenarten liefert den Lernenden die notwendige kategoriale Klarheit. Beispiele für Produkte und Lösungen der Schülerinnen und Schüler Schülerlösung 1: Die kategoriale Klarheit bezüglich der Grundbausteine der Materie fehlt. Schülerlösung 2: Der Unterschied zwischen elektrischer und magnetischer Anziehung fehlt. Seite 3 von 5

4 Schülerlösung 3: Der Ionenbegriff fehlt. Schülerlösung 4: Es bestehen Unsicherheiten bzgl. der Kategorisierung der Teilchen. Seite 4 von 5

5 Anregung zum weiteren Lernen Vorschlag für die Ergebnissicherung: Zur Erklärung von elektrischen Phänomenen ist es grundsätzlich wichtig zu wissen, dass es positive und negative elektrische Ladungen gibt: 1. Ein Teilchen kann eine elektrische Ladung besitzen; das Teilchen wird dann als Ladungsträger bezeichnet. Negativ geladene Teilchen in einem Atom heißen Elektronen, positiv geladene Teilchen in einem Atom heißen Protonen. Teilchen (Atome und Moleküle) mit einer unterschiedlichen Anzahl von Elektronen und Protonen sind elektrisch geladen; sie werden Ionen genannt. Gleichnamig geladene Teilchen stoßen sich ab, ungleichnamig geladene Teilchen ziehen sich an. 2. Ein elektrisch ungeladener Gegenstand (Körper) besitzt die gleiche Menge an positiver und negativer elektrischer Ladung. 3. Beim Reiben unterschiedlicher Gegenstände (z. B. Lineal und Folie) aneinander wird negative elektrische Ladung in Form von Elektronen von einem Gegenstand auf den anderen übertragen, sodass danach der eine Gegenstand einen Überschuss an negativer Ladung und der andere einen Überschuss an positiver Ladung besitzt. Folglich ist der eine Gegenstand dann negativ, der andere positiv geladen (Reibungselektrizität). 4. Gleichnamig geladene Gegenstände stoßen sich ab, ungleichnamig geladene Gegenstände ziehen sich an. Seite 5 von 5