Didaktische FWU-DVD. Eigenschaften von Stoffen

Transkript

1 Didaktische FWU-DVD Eigenschaften von Stoffen

2 Zur Bedienung Die didaktische DVD startet automatisch. Der Vorspann kann mit der Enter- oder der Skip-Taste der Fernbedienung oder durch einen Mausklick am PC übersprungen werden. Mit den Pfeiltasten der Fernbedienung können Sie die Menüpunkte (z. B. Film, Filmsequenz, Bild etc.) ansteuern und mit Enter starten. Auch die Buttons am unteren Bildschirmrand steuern Sie mit den Pfeiltasten an und rufen diese mit Enter auf: Der Button Hauptmenü führt zurück zum Hauptmenü. Der Button zurück führt zum jeweils übergeordneten Menü. Einige Bildschirmtafeln bieten den Button Info ein bzw. Info aus, über den Sie Zusatzinformationen ein-/ausblenden können. Stehen innerhalb eines Menüpunktes mehrere Bilder zur Verfügung, können Sie mit den Buttons > und < zwischen diesen vor- und zurückblättern. Aus dem laufenden Film oder einer laufenden Filmsequenz gelangen Sie mit der Taste Menu oder Title der Fernbedienung wieder in das Ausgangsmenü zurück. Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards Die Schülerinnen und Schüler nennen und beschreiben bedeutsame Stoffe mit ihren typischen Eigenschaften, beschreiben und begründen Ordnungsprinzipien für Stoffe, z. B. mit ihren typischen Eigenschaften oder mit charakteristischen Merkmalen der Zusammensetzung und Struktur der Teilchen, erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mithilfe chemischer Kenntnisse und Untersuchungen, insbesondere durch chemische Experimente, zu beantworten sind, beachten beim Experimentieren Sicherheits- und Umweltaspekte, finden in erhobenen oder recherchierten Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen, recherchieren zu einem chemischen Sachverhalt in unterschiedlichen Quellen, binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese an. 2

3 Zum Inhalt Stoffe und ihre Eigenschaften (Film 14 min) Im Labor seines Vaters entfernt Jonas versehentlich die Beschriftungen von einigen bereitgestellten Chemikalien. Um die Schilder wieder zuzuordnen, müssen Jonas und sein Vater einen Bestimmungsschlüssel durchlaufen. Mithilfe der Eigenschaften Aggregatzustand, Farbe, Viskosität, Geruch, Ätzwirkung, Brennbarkeit, Siedetemperatur, Magnetismus, und Kristallform können sie nach und nach alle Beschriftungen den richtigen Stoffen zuordnen. Darüber hinaus wird der Begriff der Dichte erläutert. Da im Labor auch mit gefährlichen Stoffen gearbeitet wird, erklärt der Film einige Sicherheitsregeln und die neuen (GHS) Gefahrensymbole giftig, gesundheitsschädlich, umweltgefährlich, ätzend, entzündlich, explosiv und brandfördernd. 3

4 Problemstellung: Welcher Stoff ist das? (Filmsequenz 1:50 min) Jonas zieht im Labor seines Vaters Schutzbrille und Kittel an, da er weiß, dass manche Stoffe Augen oder Haut verletzen oder die Kleidung beschädigen können. Dann entfernt Jonas versehentlich die Beschriftungen von einigen bereitgestellten Stoffen. Um die Schilder wieder zuzuordnen, müssen sie einen Bestimmungsschlüssel durchlaufen. Menü Mit den Sinnen unterscheiden Jeder Stoff hat bestimmte Eigenschaften, die ihn von anderen Stoffen unterscheiden. Manche dieser Eigenschaften kann man mit den Sinnen wahrnehmen, so zum Beispiel den Aggregatzustand. Bei der Anwendung eines Bestimmungsschlüssels lassen sich auf diese einfache Weise bereits feste von flüssigen Stoffen trennen. Farbe (Filmsequenz 1:10 min) Die Farbe ist ebenfalls eine Eigenschaft, mit der man leicht Stoffe klassifizieren kann. Die einzige farbige Flüssigkeit, die Jonas Vater bereitgestellt hatte, ist Bromwasser. Unter den Feststoffen sticht das Kupfersulfat aufgrund seiner blauen Kristalle heraus. Viskosität (Filmsequenz 0:40 min) Viskosität ist eine Eigenschaft, über die man durch Schwenken einer Flüssigkeit Aufschluss erhält. So lässt sich Glycerin von Wasser, Ethanol, Octan, Essigsäure und Salpetersäure, die auf den ersten Blick gleich aussehen, unterscheiden. Glycerin ist im Vergleich zu den anderen Flüssigkeiten besonders viskos. Geruch (Filmsequenz 0:30 min) An chemischen Stoffen riecht man, indem man sich den Geruch vorsichtig zufächelt. Die Essigsäure hat als einziger Stoff einen für Jonas bekannten Geruch. Sie riecht nach Essig und wird auf diese Weise bestimmt. 4

5 Menü Mit Hilfsmitteln unterscheiden Ätzwirkung (Filmsequenz 2:00 min) Die übrigen Flüssigkeiten (Wasser, Ethanol, Octan und Salpetersäure) sind alle farblos und klar. Sie lassen sich aber aufgrund ihres Säuregehalts unterscheiden. Gibt man jeweils einen Tropfen von jeder Flüssigkeit auf ein Blatt Papier, ätzt nur die Salpetersäure ein Loch hinein. Hier ist das Tragen von Schutzkleidung besonders wichtig. Brennbarkeit (Filmsequenz 1:00 min) Durch die Eigenschaft Brennbarkeit lässt sich Wasser von Ethanol und Octan unterscheiden, da Wasser als einziger Stoff nicht entzündbar ist. Um das zu testen, hält man vorsichtig ein brennendes Streichholz an die Stoffproben. Siedetemperatur (Filmsequenz 1:30 min) Octan und Ethanol lassen sich durch ihre Siedetemperatur unterscheiden. Hierzu erhitzt man beide Stoffe mithilfe von Heizplatten und misst dabei kontinuierlich ihre Temperatur. Ethanol beginnt bei ca. 80 Grad Celsius zu sieden, Octan bei knapp 126 Grad Celsius. Somit sind auch die übrigen Flüssigkeiten bestimmt. Magnetismus (Filmsequenz 0:40 min) Die Feststoffe lassen sich in zwei Stoffe, die metallisch glänzen und zwei weiße kristalline Stoffe unterteilen. Bei den Metallen handelt es sich um Eisen und Silber. Sie werden mithilfe eines Magneten unterschieden, da nur das Eisen magnetisierbar ist und somit vom Magneten angezogen wird. Form (Filmsequenz 1:00 min) Die beiden weißen kristallinen Stoffe lassen sich unterscheiden, indem man die Kristall-Form unter dem Mikroskop betrachtet. Die Kristalle des Kochsalzes sind im Gegensatz zu denen des Calcits würfelförmig. Dichte (Filmsequenz 1:00 min) Nach den Experimenten gönnt sich Jonas eine Cola und sein Vater eine Cola light. Beim Eintauchen der Flaschen in Wasser stellen sie fest, dass die Cola untergeht, während die Cola light an der Oberfläche schwimmt. Sie hat also eine geringere Dichte als die echte Cola. 5

6 Wärmeleitfähigkeit (Bild) Ein Wärmebild eines Hauses zeigt die unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit von Stoffen. Die Metallstreben der Fenster sind wegen der großen Wärmeabstrahlung rot. Die Ziegel aus Ton sind blau, da sie Wärme weniger gut leiten. Elektrische Leitfähigkeit (Bild) Ein Foto eines Kabels verdeutlicht unterschiedliche elektrische Leitfähigkeiten. Die Drähte aus Kupfer leiten den elektrischen Strom gut. Die Ummantelung ist aus Plastik, da dies den Strom sehr schlecht leitet. Menü Exkurs: Gefahren im Labor Gefahren im Labor (Filmsequenz 1:30 min) Gefährliche Chemikalien oder Stoffe aus dem Alltag müssen mit speziellen Symbolen gekennzeichnet werden. Die Symbole für giftige, gesundheitsschädliche, umweltgefährliche, ätzende, entzündliche, brandfördernde und explosive Stoffe werden gezeigt und erklärt. Gefahrensymbole (Grafik) In dieser Grafik werden alle neun GHS- Symbole gezeigt. Über einen Info ein - Button werden die Gefahrenbezeichnungen der Symbole eingeblendet. Interaktionen Stoffbestimmung In der Interaktion Stoffbestimmung können die Schülerinnen und Schüler mithilfe einiger Hilfsmittel unbekannte Stoffe erkennen. Auf diese Weise lernen sie spielerisch 30 verschiedene Stoffe kennen. Im integrierten Lexikon werden die chemischen Formeln, die Gefahrensymbole und die Eigenschaften des jeweiligen Stoffes angezeigt. Zusätzlich können sich die Schülerinnen und Schüler über die Verwendung des Stoffes informieren. Es sind auch Stoffe vertreten, die im Schulunterricht verboten sind (z. B. Brom, Chlor, Quecksilber). Die Schülerinnen und Schüler können also diese Stoffe kennenlernen, ohne in direkten Kontakt mit ihm zu kommen. Das integrierte Punktesystem sorgt für kurzweiliges Lernen. 6

7 Sicherheit im Labor In der Interaktion Sicherheit im Labor wird eine typische Laborszene aus dem Schulalltag gezeigt: Die abgebildeten Jugendlichen halten sich nicht wirklich an die Verhaltens- und Sicherheitsregeln. Durch Anklicken der Fehler können die Schülerinnen und Schüler sie markieren und erhalten zusätzlich eine Information, die das richtige Verhalten in dieser Situation erläutert. Wenn sie nicht alle Fehler auf Anhieb finden, können sie in einer Infotafel die Sicherheitsregeln nochmals nachlesen und gezielt auf die Suche gehen. Gefahrensymbole In der Interaktion Gefahrensymbole lernen die Schülerinnen und Schüler spielerisch die neuen GHS Symbole kennen. Verschiedene Fotos zeigen auf, was Stoffe alles anrichten können. Die Schülerinnen und Schüler müssen überlegen, welches Symbol zu der gezeigten Situation passen könnte. 7

8 Verwendung im Unterricht Die Inhalte der DVD können im Unterricht von der Lehrkraft an geeigneten Stellen präsentiert werden. Den Schülerinnen und Schülern kann im Computerraum jedoch auch die Möglichkeit gegeben werden, sich allein oder in Gruppen mit einzelnen Themenbereichen auseinanderzusetzen. Das umfangreiche Arbeitsmaterial im ROM-Teil der DVD kann für eine eigenständige Erarbeitung der Inhalte genutzt werden. Folgende Themenschwerpunkte werden behandelt: Erste Vorstellung vom Stoffbegriff Eigenschaften von Stoffen Ermittlung von Stoffeigenschaften mithilfe chemischer Experimente Unterscheidung und Vergleich von Stoffen Chemische Nachweisreaktionen Verhaltensregeln für das Arbeiten in einem Labor Gefahrensymbole Die didaktische DVD bietet eine Vielzahl an unterschiedlichen Medien, die in verschiedenen Unterrichtseinheiten eingesetzt werden können. Es ist hilfreich, sich zunächst die Programmstruktur zur Hand zu nehmen, die einen guten Überblick über die auf der DVD vorhandenen Medien gibt. Mit dem im ROM-Teil enthaltenen Arbeitsmaterial kann der Film sehr viel intensiver ausgewertet werden, als dies beim Betrachten des bewegten Bildes möglich ist. Die Schülerinnen und Schüler können oft nicht vermutete Kreativität freisetzen, indem sie mithilfe von Bildern, eigenen Texten, eigenen Sichtweisen und mit zusätzlichen, selbst recherchierten Informationen und Materialien eine Präsentation anfertigen. Methodische Hinweise Die Arbeitsblätter und der Filmkommentar liegen sowohl als PDF- als auch als Word-Dateien vor: Die PDF-Dateien können ausgedruckt werden. Die PDF-Dateien zum Ausfüllen können direkt am Computer abgespeichert und ausgedruckt werden. Die Word-Dateien (im Ordner Arbeitsmaterial/Word_Dateien ) können bearbeitet und so an die Unterrichtssituation angepasst werden. Das Materialangebot des ROM-Teils eröffnet Chancen für einen stärker schülerzentrierten, kreativen und ergebnisorientierten Unterricht. 8

9 Arbeitsmaterial Im ROM-Teil der DVD stehen Ihnen Hinweise zur Verwendung im Unterricht, Interaktionen sowie Arbeitsblätter (mit Lösungen) und ergänzende Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Um die Arbeitsmaterialien zu sichten und auszudrucken, legen Sie die DVD in das DVD-Laufwerk Ihres Computers ein und öffnen Sie den Ordner Arbeitsmaterial. Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet die Startseite. Über diese können Sie bequem alle Arbeitsmaterialien aufrufen (PDF-Dokumente). Am unteren Rand der aufgerufenen Seiten finden Sie Buttons ( Inhaltsverzeichnis und Startseite ), die Ihnen das Navigieren erleichtern. Diese erscheinen nicht im Ausdruck. Um die PDF-Dateien lesen zu können, benötigen Sie den Adobe Reader. Die aktuelle Version finden Sie auf der DVD im Ordner Adobe. Übersicht der Materialien im DVD-ROM-Teil Verwendung im Unterricht Arbeitsblätter Interaktionen Grafiken Filmkommentar Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Hinweise zum Einsatz der DVD im Unterricht 5 Arbeitsblätter (mit Lösungen und als PDFs zum Ausfüllen): Stoffe aus der Sicht des Chemikers Gefahrensymbole Unterscheidung von Stoffen Chemische Nachweisreaktionen Stoffeigenschaften Stoffbestimmung Sicherheit im Labor Gefahrensymbole Übersicht der Gefahrensymbole (GHS) Kommentartext zum Unterrichtsfilm Begleitheft zur DVD Übersicht über den Aufbau der DVD Informationen über ergänzende FWU-Medien kommentierte Linksammlung zum Thema 9

10 Programmstruktur Hauptmenü Eigenschaften von Stoffen Stoffe und ihre Eigenschaften Film 14 min Untermenüs Mit den Sinnen unterscheiden Problemstellung: Welcher Stoff ist das? Sequenz 1:50 min Farbe Viskosität Geruch 1:10 min 0:40 min 0:30 min Mit den Sinnen unterscheiden Sequenzen Mit Hilfsmitteln unterscheiden Sequenzen/Bilder Mit Hilfsmitteln unterscheiden Exkurs: Gefahren im Labor Arbeitsmaterial Arbeitsmaterial (im ROM-Teil der DVD) Sequenz/Grafik Legen Sie die DVD in das DVD- Laufwerk Ihres Computers und öffnen Sie im Windows-Explorer den Ordner Arbeitsmaterial. Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet die Startseite. Verwendung im Unterricht 5 Arbeitsblätter (mit Lösungen) 3 Interaktionen 3 Grafiken Filmkommentar Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Ätzwirkung 2:00 min Brennbarkeit 1:00 min Siedetemperatur 1:30 min Magnetismus 0:40 min Form 1:00 min Dichte 1:00 min Wärmeleitfähigkeit Bild Elektrische Leitfähigkeit Bild Exkurs: Gefahren im Labor Gefahren im Labor 1:30 min Gefahrensymbole Grafiken 10

11 Produktionsangaben Eigenschaften von Stoffen (DVD) Produktion FWU Institut für Film und Bild, 2011 DVD-Konzept Anne Berkmüller Christina Loock Daniel Schaub DVD-Authoring und Design msm-studios GmbH im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2011 Bildnachweis Fotolia.com: Ingo Bartussek: Wärmebild Wikimedia commons: Kabel, GFDL, CC-BY 3.0, Erik Baas Grafiken Fotolia.com: Manuela Heins: Steckbrief Christina Loock: Gefahrensymbole, GFDL, CC-BY 3.0 Interaktionen Alexandros Kokkalis Christina Loock Arbeitsmaterial Petra Reinold Daniel Schaub Begleitheft Petra Reinold Daniel Schaub Pädagogische Referenten im FWU Anne Berkmüller Anne Köhler Daniel Schaub Produktionsangaben zum Film Stoffe und ihre Eigenschaften Produktion Matthias Seitz im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2011 Buch und Regie Matthias Seitz Kamera Uwe Tautenhahn Schnitt Frank Erftemeier Fachberatung Sarah Hillebrecht Sprecherin Cordula Senfft Redaktion Anne Berkmüller Wir danken für die freundliche Unterstützung der Universität Kassel, Fachgebiet Chemiedidaktik, Prof. Dr. David Di Fuccia Nur Bildstellen/Medienzentren: öv zulässig 2011 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D Grünwald Telefon (089) Telefax (089) info@fwu.de vertrieb@fwu.de Internet 11

12 Didaktische FWU-DVD Eigenschaften von Stoffen Reinstoffe können auf den ersten Blick völlig gleich aussehen. Genauer betrachtet merkt man jedoch, dass jeder Reinstoff charakteristische Eigenschaften besitzt. Mithilfe der didaktischen DVD lernen die Schülerinnen und Schüler die wichtigsten Eigenschaften kennen (z. B. Dichte, Schmelz- und Siedetemperatur, Löslichkeit in einem Lösungsmittel) und erfahren, wie sie zur Bestimmung und Unterscheidung der Stoffe eingesetzt werden können. Im ROM-Teil der DVD stehen Arbeitsblätter, anschauliche Interaktionen, didaktische Hinweise und weitere ergänzende Unterrichtsmaterialien zur Verfügung. Erscheinungsjahr: 2011 Laufzeit: 14 min Sequenzen: 11 Menüs: 4 Bilder/Grafiken: 3 Sprache: Deutsch DVD-ROM-Teil: Arbeitsblätter: Unterrichtsmaterialien 5 (mit Lösungen; als PDFs zum Ausfüllen) Interaktionen: 3 Adressaten: Allgemeinbildende Schule (Klasse 5-10) Schlagwörter: Aggregatzustand, Ätzwirkung, Bestimmung, Bestimmungsschlüssel, Brennbarkeit, Chemiker, Dichte, Experiment, Farbe, Feststoff, Flüssigkeit, Gas, Gefahrensymbol, Gefahrstoff, Geruch, GHS, Kristallform, Labor, Leitfähigkeit, Löslichkeit, Magnetismus, Nachweisreaktion, Ordnungsprinzip, Reinstoff, Schmelztemperatur, Schutzbrille, Schutzkleidung, Sicherheitsregel, Siedetemperatur, Sinn, Stoff, Teilchen, Verhaltensregel, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit Systematik: Chemie Physik Lehrprogramm gemäß 14 JuSchG Allgemeine Chemie Arbeitsmethoden, Untersuchungsmethoden Anorganische Chemie Stoffgemische, Elemente Angewandte Chemie Chemie in Alltag und Umwelt Wärmelehre Temperatur, Wärmemenge, Aggregatzustände, Lösungen Magnetismus GEMA-FREI Systemvoraussetzungen bei Nutzung am PC: DVD-Laufwerk und DVD- Player-Software, empfohlen für Windows ME/2000/XP/ Vista/Windows 7 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz Grünwald Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) info@fwu.de Bestell-Hotline: +49 (0) vertrieb@fwu.de