Sitzung 8

Question 1

Nennen Sie mindestens zwei Alltagsbezüge, mit denen Sie bei SuS Interesse am Thema „Elektrochemie“ wecken könnten

Answer 1

• aktuelle Forschung im Bereich erneuerbare Energien (Notwendigkeit der Energiespeicherung) z.B. Redox-Flow-Batterien
• alternativ zu den Vanadium-Verbindungen können im Chemieunterricht Hydrochinonen und Chinonen verwendet werden (lassen sich in grünem Tee, Rotwein oder Kakao finden)
• Lithiummetall-Akkumulatoren als moderne Form der Energiespeicherung (auch in Bezug auf die erneuerbaren Energien) → problemorientierter naturwissenschaftlicher Unterricht

Question 2

Erklären Sie die „Predict-Observe-Explain Strategy“ (POE-Strategie)

Answer 2

• SuS lernen, wie sie Daten aus einem Versuch für die Interpretation von Ergebnissen nutzen
• Strategie ist konstruktivistisch orientiert, da lernenden das Wissen selbst erarbeiten
• Experiment wird vorgestellt und SuS sollen Hypothese aufstellen und erklären (Predict)
• Experiment durchgeführt und beobachtet (Observe)
• es wird die Hypothese mit den Beobachtungen verglichen und Unterschiede werden erklärt (Explain)
• Hypothese wird angepasst

Question 3

Was ist wichtig für die „Predict-Observe-Explain Strategy“ ?

Answer 3

• Lernende sollten Unterrichtsgegenstand als relevant betrachten und im eigenen Umfeld antreffen können
• Lernende müssen ausreichend Zeit bekommen, um Hypothese zu entwickeln
• Hypothesen in der Klasse sammeln, so werden Sichtweisen ausgetauscht
• Lehrperson achtet darauf, dass Beobachtungen direkt notiert werden, damit Hypothesen Beobachtung nicht verfälschen

Question 4

Geben Sie mind. drei Themenbereiche für Fehlvorstellungen zum Thema Elektrochemie
an

Answer 4

1. Fehlvorstellungen zum Ladungstransport im Elektrolyten
2. Fehlvorstellung zur Elektrolyse
3. Fehlvorstellung zu Anode und Kathode
4. Fehlvorstellung zu Minus- und Pluspol

Question 5

Welche zehn Schlussfolgerungen können

Sie aus den Fehlvorstellungen der Elektrochemie für Ihren Unterricht ziehen?

Answer 5

1. Ladungstransport im Elektrolyten klar und deutlich ansprechen
2. auf Elektrolytbrücken/ Diaphragma verzichten, bis Leitungsmechanismus im Elektrolyten
   eindeutig erklärt ist
3. Definition Anode und Kathode allgemeiner fassen, aber den Bezugspunkt für die Aufnahme und Abgabe von Elektronen klar benennen
4. Minus- und Pluspol sollten selten verwendet werden, hauptsächlich im Zusammenhang mit der Galvanischen Zelle
5. die Alltagschemie soll nicht über den Unterricht bestimmen, sondern eher Anschauungsmaterial bleiben
6. Chemikalien sollten, wenn möglich, durch Stoffe aus dem Alltag ersetzt werden
7. die Entwicklung von grundlegenden Prinzipien sollte zunächst aufgrund von Beobachtungen erfolgen
8. erst wenn das grundlegende Prinzip bekannt ist, kann die Thematik umfassender betrachtet werden
9. Theorie wird erst dann eingeführt, wenn sie notwendig ist und auch nur in geringem Maße, so verständlich wie möglich
10. Schülerexperimente sollen zur Steigerung der intrinsischen Motivation genutzt werden und einen größeren Teil des Unterrichts ausmachen

Question 6

Erkläre Fehlvorstellungen zum Ladungstransport im Elektrolyten

Answer 6

• SuS denken, dass Elektronen, die durch die Oxidation frei werden, durch
  den Elektrolyten fließen
• „Huckepack-Theorie“, nach der Ionen bei der Reduktion die Elektronen aufnehmen
  und mit ihnen zur Anode wandern, dort werden die Elektronen abgegeben, bevor
  sich die Ionen wieder zurück zur Kathode bewegen
• SuS glauben, dass ein Stromfluss auch dann funktionieren kann, wenn die
  Halbzellen nicht mit einer Ionenbrücke verbunden sind

Question 7

Erkläre Fehlvorstellung zur Elektrolyse

Answer 7

• SuS glauben, dass Anionen und Kationen erst durch die Elektrolyse voneinander
  getrennt werden (freiwillige Dissoziation von Salzen in Lösung wurde nicht verstanden,
  SuS verstehen nicht, wie unterschiedlich geladene Ionen nebeneinander
  vorliegen können, ohne sich anzuziehen)
• die Vorstellung von einer räumlich getrennten Oxidation und Reduktion fällt
  schwer

Question 8

Erkläre Fehlvorstellung zu Anode und Kathode

Answer 8

• SuS können Elektrodenbezeichnungen oft nicht richtig zuordnen, obwohl sie die
  Definition verinnerlicht haben, da für sie nicht ersichtlich ist, ob sich die Elektronenaufnahme oder -abgabe auf den Elektrolyten oder die Elektrode bezieht

Question 9

Erkläre Fehlvorstellung zu Minus- und Pluspol

Answer 9

• Begriff Minus- und Pluspol wird gleichzeitig zu Kathode und Anode verwendet
• der Wechsel der Pole von der Elektrolyse zur Galvanischen Zelle verwirrt die SuS
• positive Kationen werden bei der Galvanischen Zelle zum Pluspol geschoben
  (stimmt nicht mit dem Vorwissen aus dem Physikunterricht überein)

Question 10

Bewerte Potential von “Augmented Reality” zum Thema Elektrochemie (2 Vor- und Nachteile)

Answer 10

Vorteile:

• Möglichkeit dem realen Lebensraum durch digitales Medium virtuelle Infos hinzuzufügen (Brillennutzung - Google Glass, Tablets/Handys)
• Vorgänge, die mit dem Auge nicht zu sehen sind, können dargestellt werden
• Elektrochemie: bei der Zitronen-Batterie kann der Elektronenfluss dargestellt werden
• verbesserte Motivation der SuS, da eigenverantwortliches Lernen
• digitale Lernzettel besser strukturiert und mit Hilfestellungen (z.B. Video)

Nachteile:

• Kostenfaktor für digitale Medien/Tablets und co.
• hoher Zeitaufwand beim Erstellen des Unterrichts, da zusätzlich Hilfestellungen für verschiedene Lernstärken erstellt werden müssen