Modulbeschreibung für das Studium der Chemie Lehramt an Gymnasien (Bachelor und Master of Education)

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1 Modulbeschreibung für das Studium der Chemie Lehramt an Gymnasien (Bachelor und Master of Education) Aufstellung der Lehrveranstaltungen mit einer Charakterisierung ihrer Inhalte Stand Juli 2010

2 Modulbeschreibung für das Studium der Chemie Lehramt an Gymnasien (Bachelor und Master of Education) Aufstellung der Lehrveranstaltungen mit einer Charakterisierung ihrer Inhalte In dieser vom Fachbereich Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften der Johannes Gutenberg-Universität Mainz angelegten Ergänzung zum Studienplan und zur Studienordnung des Studiengangs Chemie Bachelor of Education und Master of Education sind alle Pflichtveranstaltungen aufgeführt und mit Angaben zu ihren Lehrinhalten charakterisiert. Die Aufstellung ist nach Semester gegliedert. Die Inhaltsangaben sind im Einzelnen nicht als streng verbindlich anzusehen, denn ihre genaue Festlegung wird vom verantwortlichen Leiter individuell in Anlehnung an die Vorgaben für jede der Lehrveranstaltungen erfolgen. Diese Aufstellung soll den Studierenden des Faches Chemie zur Orientierung dienen. gez. Prof. Dr. M. Niemeyer (Studiengangbeauftragter, Abteilung für Lehramtskandidaten der Chemie)

3 Bachelorstudium 1. Semester Modul 1: Allgemeine und Anorganische Chemie 1 Grundlagen Dieses Modul aus Vorlesungen und Übungen läuft über ein Semester. Das Ziel dieses Moduls besteht im Erlangen vom grundlegenden Verständnis über den Aufbau und das Verhalten von Stoffen und ihre Bedeutung für Mensch und Umwelt. a) Vorlesung: -Grundlegende Modelle und Konzepte; Atom- und Molekülbau; chemische Reaktion; chemisches Gleichgewicht; Energiehaushalt -Trends im PSE; Struktur-Eigenschafts-Beziehungen -Stoffgruppen aus dem Bereich der Anorganischen Chemie b) Übungen: Übungsaufgaben zum Inhalt der Vorlesung werden in kleineren Gruppen besprochen. Modulabschlussprüfung (Klausur (2 h) oder Mündliche Prüfung (45 min)). Voraussetzung für die Zulassung zur Modulabschlussprüfung ist die erfolgreiche Teilnahme an einer Abschlussklausur zu den Übungen. Modul 4: Organische Chemie 1 Grundlagen Das Modul Organische Chemie läuft über die Dauer eines Semesters und besteht aus Vorlesungen und Übungen. Ziel dieses Moduls ist das Beherrschen der Grundlagen der Organischen Chemie, die Kenntnis wichtiger Stoffklassen und deren spezifischer Eigenschaften und das Verständnis ihrer Bedeutung für Mensch und Umwelt. a) Vorlesung: -Grundbegriffe und Systematik der Organischen Chemie, Nomenklatur, funktionelle Gruppen -Grundlagen der Stereochemie -Einführung in die Stoffklassen in der Organischen Chemie -Einführung in die Naturstoffe -Grundlegende Transformationen, industrielle Prozesse b) Übungen: Übungsaufgaben zum Inhalt der Vorlesung werden in kleineren Gruppen besprochen. Modulabschlussprüfung (Klausur (3 h) oder Mündliche Prüfung (45 min)).

4 2. Semester Modul 2: Allgemeine und Anorganische Chemie 2 Umgang mit Stoffen Das Modul Anorganische Chemie 2 besteht aus Praktika und Seminaren, es läuft über die Dauer von einem Semester. Ziel des Moduls ist das Erlernen von grundlegenden Kompetenzen in der selbstständigen Durchführung, Auswertung, Beurteilung und Nutzung chemischer Experimente. a) Praktikum und b) Seminar: -Grundlegende Labortechniken; Umgang mit Chemikalien; Anwendung der Gefahrstoffverordnung -Handversuche zu Stoffgruppen; Nachweisreaktionen; einfache qualitative und quantitative Analysen Voraussetzung für die Teilnahme: Modul 1 Modulabschlussprüfung (Klausur (2 h) oder Mündliche Prüfung (45 min)). Voraussetzung für die Zulassung zur Modulabschlussprüfung und für die Vergabe von Kreditpunkten ist die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum. 3. Semester Modul 3: Fachdidaktik 1 Schülergerechtes Experimentieren Dieses Modul läuft über die Dauer vom 3. und 4. Semester, es beinhaltet Seminare und Praktika. Ziele des Moduls sind: die Studierenden sind vertraut mit unterrichtsrelevanten Medien und deren Einsatz; sie haben einen fachbezogenen Einblick im Hinblick auf das Berufsfeld Schule und sind fähig, didaktische Reduktionen vorzunehmen. Sie können Bezüge zwischen Didaktik und Methodik aufstellen und sind in der Lage, schulbezogene Experimente mit dem Schwerpunkt Anorganische Chemie unter Berücksichtigung didaktischer und methodischer Aspekte und entsprechendem Medieneinsatz durchzuführen. a) Seminar (3. Semester) und b) Praktikum (4. Semester): -Vermittlung des Umgangs mit zeitgemäßen Medien -Vorbereitung auf das Berufsfeld Schule -Schülergerechtes Aufarbeiten von Unterrichtsinhalten -Sicherheit im Chemieunterricht -Berücksichtigung der Gefahrstoffverordnung -Demonstrationsversuche und Schülerversuche mit dem Schwerpunkt Anorganische Chemie -Beachtung der Sicherheit -Arbeitsblattgestaltung Voraussetzung für die Teilnahme am Seminar: Modul 1 Voraussetzung für die Teilnahme am Praktikum: Modul 2 Modulteilprüfungen: zweistündige Klausur oder 30minütige mündliche Prüfung (Seminar) und Demonstrationsexperiment (Praktikum), Gewichtung nach Leistungspunkten.

5 Modul 5: Organische Chemie 2 Organische Synthesechemie Dieses Modul läuft über die Dauer vom 3. und 4. Semester, es besteht aus Vorlesungen, Übungen und einem Grundpraktikum in Organischer Chemie. Ziele des Moduls sind: die Studierenden kennen ausgewählte Stoffklassen und deren Umwandlungen, sie können Reaktionsmechanismen anhand von Reaktionsabläufen deuten und Substanzen mit Hilfe geeigneter Methoden klassifizieren. a) Vorlesung (3. Semester) und c) Praktikum (4. Semester): -Transformation funktioneller Gruppen (C-Atom-Heteroatom); Anwendung an praktischen Beispielen -Grundlagen zu wichtigen analytischen Methoden -Reaktionsmechanismen -Grundlagen spektroskopischer Methoden -Ein- und zweistufige Präparate zu oben genannten Themenkreisen; ausgewählte Handversuche -Intensive Laborpraxis b) Übungen (3. Semester): Schriftliche Übungen zu den genannten Vorlesungen und Praktika Voraussetzung für die Teilnahme: Module 2 und 4. Modulabschlussprüfung (Klausur (3 h) oder Mündliche Prüfung (45 min)). Voraussetzung für die Zulassung zur Modulabschlussprüfung und für die Vergabe von Kreditpunkten ist die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum und an den Übungen. Modul 8: Alltags und Umweltchemie Dieses Modul besteht aus Übungen und Seminaren, es läuft über die Dauer von einem Semester. Ziele des Moduls sind: die Studierenden sind in der Lage, chemische Prozesse in Alltagsphänomenen zu erkennen und zu deuten und können Verknüpfungen zu weiteren Fachwissenschaften herstellen. a) Seminar: -Betrachtung ausgewählter chemischer Phänomene und Stoffklassen mit engem Alltagsbezug (z. B. Chemische Stromgewinnung, Atmosphärenchemie, Luft- und Wasserreinigung, Korrosionsvorgänge, Farbstoffe und Pigmente, Baustoffe, Metallgewinnung und reinigung) b) Übungen: Vertiefung und Anwendung der Seminarinhalte Voraussetzung für die Teilnahme: Module 1 und 4. Modulabschlussprüfung (Klausur (2 h) oder Mündliche Prüfung (45 min)).

6 4. Semester Modul 3: Fachdidaktik 1 Schülergerechtes Experimentieren Teil b): Praktikum (s.o.) Modul 5: Organische Chemie 2 Organische Synthesechemie Teil c): Praktikum (s.o.) Modul 7: Fachdidaktik 2 Methoden im Chemieunterricht Dieses Modul läuft über die Dauer des 4. und 5. Semesters, es beinhaltet Seminare und Praktika. Ziele des Moduls sind: die Studierenden kennen verschiedene Unterrichtsformen und können einzelne Unterrichtsformen sowie schulbezogene Experimente aus dem Bereich der Organischen Chemie unter Berücksichtigung didaktischer und methodischer Aspekte und mit adäquatem Medieneinsatz wirkungsvoll einsetzen. a) Seminar (4. Semester) und b) Praktikum (5. Semester): -Sozial- und Aktionsformen im Unterricht -Denken in und Arbeiten mit Modellen -Demonstrations- und Schülerversuche mit dem Schwerpunkt Organische Chemie Voraussetzung für die Teilnahme am Seminar: Modul 3 Voraussetzung für die Teilnahme am Praktikum: Modul 5 Modulteilprüfungen: Klausur (2 h) oder Mündliche Prüfung (30 min) für den Seminarteil und Demonstrationsexperiment mit anschliessender Diskussion für den Praktikumsteil. 5. Semester Modul 7: Fachdidaktik 2 Methoden im Chemieunterricht Teil b): Praktikum (s.o.) Modul 6: Physikalische Chemie 1 Grundlagen Das Modul Physikalische Chemie besteht aus Vorlesungen, Übungen, Praktika und Seminaren, es läuft über die Dauer vom 5. und 6. Semester. Ziel dieses Moduls sind: die Studierenden haben ein grundlegendes Verständnis physikalisch-chemischer Phänomene und können grundlegende physikalisch-chemische Experimente planen und durchführen. a) Vorlesung, b) Übungen, c) Praktikum, d) Seminar: -Grundlegende Konzepte und Arbeitsweisen der Physikalischen Chemie; mathematische Grundlagen -Thermodynamik und Gleichgewichtslehre -Grundlagen und Anwendungen der Elektrochemie

7 -Einführung in die Reaktionskinetik -Einführung in die Quantenchemie -Grundlagen der Spektroskopie Voraussetzung für die Teilnahme: Module 1 und 2 Modulteilprüfungen: Eine Klausur (3 h) für den Vorlesungsteil und eine Klausur (3 h) oder Mündliche Prüfung (45 min) für den Praktikumsteil. Die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum ist Voraussetzung für die Vergabe von Kreditpunkten. 6. Semester: Modul 6: Physikalische Chemie 1 Grundlagen Teile c) Praktikum und d) Seminar (s.o.) Bachelorarbeit Die Bachelorarbeit ist eine schriftliche Prüfungsleistung. Sie soll zeigen, dass die Kandidatin oder der Kandidat in vorgegebener Zeit eine begrenzte Aufgabenstellung aus seinen Studienfächern selbstständig lösen kann. Der Zeitraum von der Ausgabe des Themas bis zur Ablieferung der Bachelorarbeit beträgt sechs Wochen. Die Bachelorarbeit kann im Fach Bildungswissenschaften oder in einem der beiden gewählten Fächern angefertigt werden. Zu beachten ist, dass die Masterarbeit in einem anderen Fach als die Bachelorarbeit absolviert werden muss. Masterphase (großes Fach)* 1. Semester Modul 11: Organische Chemie 3 Organische Synthesechemie Das Modul Organische Chemie 3 läuft über die Dauer von einem Semester und besteht aus Vorlesungen, Übungen, Praktika und Seminaren. Ziel: Die Studierenden erwerben -die Kenntnis wichtiger Synthesemethoden zum Aufbau von Kohlenstoffverbindungen -die Fähigkeit, Zusammenhänge zwischen Phänomen und Mechanismus zu erkennen -die Fähigkeit, Struktur-Eigenschaftsbeziehungen abzuleiten -eine vertiefte experimentelle Erfahrung und Sicherheit a) Vorlesung, b) Übungen, c) Praktikum, d) Seminar: -Fortgeschrittene Synthesen insbesondere C-C-Bindungsknüpfung -Fortgeschrittene Transformationen funktioneller Gruppen -Oxidationen und Reduktionen -anspruchsvolle mehrstufige Präparate und ausgewählte Handversuche -intensive Laborpraxis

8 Teilnahmevoraussetzung ist der Bachelor of Education. Modulabschlussprüfung: dreistündige Klausur oder 45minütige mündliche Prüfung. Die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum ist Voraussetzung für die Vergabe von Kreditpunkten. 2. Semester Modul 12: Anorganische Chemie 1 Chemie der Hauptgruppen- und Nebengruppenelemente Dieses Modul aus Vorlesungen, Praktika, und Seminaren läuft über ein Semester. Ziel: Die Studierenden -besitzen die Kenntnis wichtiger Stoffe und Stoffklassen aus dem Bereich der Anorganischen Chemie -beherrschen den Einsatz moderner Konzepte und Modellvorstellungen in der Entwicklung von Struktur- Eigenschaftsbeziehungen -beherrschen grundlegende präparative Arbeitstechniken zur Synthese sowie Techniken zur Analyse Anorganischer Stoffe a) Vorlesung, c) Praktikum, d) Seminar: -Chemie der Elemente Eigenschaften und Reaktivität der Elemente und ausgesuchter Verbindungen -Weiterführende Modellvorstellungen zum Aufbau, zu Eigenschaften und zum Reaktionsverhalten von Stoffen -Moderne Analyse- und Synthesemethoden Teilnahmevoraussetzung ist der Bachelor of Education. Modulabschlussprüfung: dreistündige Klausur oder 60minütige mündliche Prüfung. Die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum ist Voraussetzung für die Vergabe von Kreditpunkten. 3.Semester Modul 13: Aktuelle Themen der modernen Chemie und vertiefende Fachdidaktik Dieses Modul besteht aus Vorlesungen, Übungen und Seminaren, es läuft über die Dauer von einem Semester. Ziel: Die Studierenden -besitzen die Fähigkeit, aktuelle Erkenntnisse der Fachwissenschaft aufzunehmen, zu durchdringen und für den eigenen Unterricht aufzuarbeiten -besitzen die Fähigkeit, beliebige oberstufenspezifische Themen zu elementarisieren a) + b)vorlesungen "Spezielle Kapitel der Organischen und Anorganischen Chemie", c) + d) Übungen zu den Vorlesungen, e) Fachdidaktikseminar zu speziellen Kapiteln der Chemie -Aktuelle Themen aus einem Teilfach der Chemie und der Fachdidaktik - Beispielhafte fachdidaktische Umsetzungen und Vertiefungen Teilnahmevoraussetzung: Module 11 und 12

9 Modulteilprüfungen: Hausarbeit oder Vortrag mit dem Schwerpunkt Fachdidaktik, Mündliche Prüfung (45 min) oder Klausur (3 h) mit dem Schwerpunkt Fachwissenschaft. 4. Semester Modul 14: Physikalische Chemie 2 Dieses Modul läuft über die Dauer eines Semesters und besteht aus Vorlesungen zu dem Thema Physikalische Chemie. Ziel: Die Studierenden -besitzen ein vertieftes Verständnis physikalisch-chemischer Phänomene und können diese didaktisch reduzieren -Vertiefung des Physikalisch-Chemischen Grundlagenwissens -Thermodynamik und Elektrochemie realer Systeme -Kinetik komplexer Reaktionen -Angewandte Spektroskopie -Moderne Physikalisch-Chemische Forschung Teilnahmevoraussetzung: Bachelor of Education Modulabschlussprüfung: 45minütige mündliche Prüfung oder zweistündige Klausur. Masterarbeit und Abschlussprüfung Masterphase (kleines Fach)* 1. Semester und 2. Semester Modul13a: Aktuelle Themen der modernen Anorganischen Chemie und vertiefende Fachdidaktik Dieses Modul besteht aus Vorlesungen, Übungen und Seminaren, es läuft über die Dauer des 1. und 2. Semesters. Ziel: Die Studierenden -besitzen die Kenntnis wichtiger Stoffe und Stoffklassen aus dem Bereich der Anorganischen Chemie -beherrschen den Einsatz moderner Konzepte und Modellvorstellungen in der Entwicklung von Struktur- Eigenschaftsbeziehungen -besitzen die Fähigkeit, aktuelle Erkenntnisse der Fachwissenschaft aufzunehmen, zu durchdringen und für den eigenen Unterricht aufzuarbeiten -besitzen die Fähigkeit, auch schwierige Sachverhalte zu elementarisieren a) Vorlesung "Anorganische Chemie 1", b)vorlesung "Spezielle Kapitel der Anorganischen Chemie", c) Übungen zu b), d) Fachdidaktikseminar zu speziellen Kapiteln der Chemie

10 -Weiterführende Modellvorstellungen zum Aufbau, zu Eigenschaften und zum Reaktionsverhalten von Stoffen -Aktuelle Themen aus einem Teilfach der Chemie und der Fachdidaktik - Beispielhafte fachdidaktische Umsetzungen und Vertiefungen Teilnahmevoraussetzung: Bachelor of Education. Modulteilprüfungen: Hausarbeit oder Vortrag mit dem Schwerpunkt Fachdidaktik, Mündliche Prüfung (45 min) oder Klausur (3 h) mit dem Schwerpunkt Fachwissenschaft. Hinweis: Der Masterabschluss im großen Fach berechtigt den Studierenden zum Chemieunterricht in der Sekundarstufe 2, das kleine Fach erlaubt lediglich Chemieunterricht in der Sekundarstufe 1.