Elemente des Darstellenden Spiels im Chemieunterricht

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Zwei Schüler stehen für das Chlormolekül. Jeder Chlor-Schüler hat einen Schwamm in der Hand, beide Chlor-Schüler drücken die Schwämme aneinander.

Modelle spielen im Chemieunterricht eine große Rolle. Üblicherweise werden Molekülbaukästen oder zeichnerische Modelle zur besseren Anschauung verwendet. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Schüler selbst als Modell einzusetzen.

Im Folgenden beschreibe ich einige Möglichkeiten, die Schüler selbst als Modellbestandteile einzusetzen.

Vorweg noch einige allgemeine Bemerkungen. Erfahrungsgemäß haben viele Schüler der achten oder neunten Klasse eine große Scheu, sich vor der Klasse zu produzieren, aus diesem Grunde ist es hilfreich, zunächst die Schüler selbst auszuwählen. Später, wenn die Schüler mit dieser Methode vertraut sind, melden sich auch Freiwillige, um vor der Klasse eine chemische Reaktion nachzuspielen. Ein Punkt, der zu beachten ist, ist der Zeitaufwand. Selbst kleine Darstellungen werden zu Beginn relativ viel Zeit in Anspruch nehmen. Haben die Schüler jedoch diese Methode kennen gelernt, wird die Durchführung zusehends effektiver. Zumal die Schüler es immer weniger als Spiel, denn als neue Unterrichtsmethode ansehen.

Inhaltsverzeichnis

Fachliche Beziehung: Änderungen des Aggregatzustandes

Beschreibung

Drei bis vier Schüler stehen vor der Klasse, jeder Schüler verkörpert ein Wassermolekül. Ein weiterer Schüler fungiert als Regisseur. Nun nennt der Lehrer einen Aggregatzustand und der „Regisseur” gibt den Wassermolekülen die entsprechenden Anweisungen für ihre Bewegung im Raum. So könnten die „Wassermoleküle” im gasförmigen Aggregatzustand hüpfen und schnell durch den Raum laufen, im flüssigen Aggregatzustand verlangsamen sich die Bewegungen und es wird nicht mehr gesprungen. Der feste Aggregatzustand könnte durch enges Beinanderstehen dargestellt werden.

Auf diese Weise lassen sich leicht die Teilchenbewegungen bei Aggregatzustandsübergängen darstellen. Leider ist an dieser Methode nur ein Bruchteil der Klasse beteiligt. Eine Variante, bei der alle Schüler beteiligt sind, die aber von der Darstellung der Realität noch weiter abweicht, ist folgende: Um die Teilchenbewegungen zu veranschaulichen, werden lediglich die Arme benutzt. Alle Schüler strecken die Arme gerade nach vorne, wird der feste Aggregatzustand dargestellt, werden nur die Handgelenke langsam bewegt. Eine mäßige Bewegung der Arme bis zu den Ellenbogen steht für den flüssigen Aggregatzustand und die schnelle Bewegung des gesamten Armes bis zu den Schultern symbolisiert den gasförmigen Zustand.


Fachliche Beziehung: Chemische Reaktionen

Beschreibung

Zwei Schüler halten sich an den Händen, sie stellen zusammen ein Teilchen dar. Jetzt werden die „Eigenschaften” dieses Modellteilchens bestimmt: Es besitzt zwei Köpfe, zwei freie Arme und vier Beine. Um die für eine chemische Reaktion notwendige Energiezufuhr darzustellen werden die beiden Schüler durch den Lehrer (oder einen anderen Schüler) in leichte Bewegung versetzt. Hüpfend lassen die Schüler des Modellteilchens ihre Hände los (Lösen der Bindung). Anschließend werden die Eigenschaften der beiden Reaktionsprodukte bestimmt: Jedes neue Teilchen besitzt einen Kopf, zwei freie Arme und zwei Beine. Es treten durch die Reaktion neue Eigenschaften auf!

Chemie und DS - Chemische Reaktionen.png

Mit dieser Methode habe ich gute Erfahrungen gemacht, den Schülern die Stoffumwandlung bei einer chemischen Reaktion zu verdeutlichen. Allerdings gerät man hinsichtliche der Stoffeigenschaften leicht an die Grenzen dieses Modells. Fachlich betrachtet lassen sich nicht alle Eigenschaften eines Stoffes auf eines seiner Moleküle oder Atome zurückführen (z.B. Farbe, Dehnbarkeit). Hier ist es besonders wichtig, die Schüler auf die Grenzen von Modellen hinzuweisen.

Fachliche Beziehung: Ionenbildung

Beschreibung

Ein Schüler stellt ein Natriumatom dar, ein weiterer Schüler ein Chloratom. Zur Verdeutlichung wird jedem Schüler ein Blatt Papier mit dem entsprechendem Elementsymbol mittels Klebeband auf dem Pullover befestigt. Vorhandene freie Elektronenpaare werden auf dem Papier mit der Valenzstrichschreibweise angegeben (hier nur bei dem Chloratom). Für jedes einzelne Elektron in der Außenschale bekommt der Schüler einen Tafelschwamm in die Hand. In diesem Beispiel haben beide Schüler je einen Schwamm. Da das Natriumatom ein Elektron „zu viel” besitzt, um die Edelgaskonfiguration zu erreichen und das Chloratom ein Elektron „zu wenig” hat, gibt der Natrium-Schüler seinen Schwamm (sein Elektron) an den Chlor-Schüler ab (Elektronenübergang).

Chemie und DS - Ionenbildung.png

Durch den Vergleich des Protonen-Elektronen-Verhältnisses vor und nach dem Elektronenübergang lassen sich die Ladungen der resultierenden Ionen erklären. Alternativ zur Verwendung der Elementsymbole können auch Applikationen verwendet werden, die die Anzahl der Protonen und Elektronen des gesamten Atoms beschreiben.

Um der molekularen Struktur des Chlors gerecht zu werden, lässt sich dieses Modell erweitern. Die folgende Variante lässt sich auch durch die Schüler gut aus der obigen ableiten.

Es werden vier Schüler benötigt, zwei repräsentieren zwei Natriumatome, zwei Schüler stehen für das Chlormolekül. Jeder Chlor-Schüler hat einen Schwamm in der Hand, beide Chlor-Schüler drücken die Schwämme aneinander.

Chemie und DS - Ionenbildung2.png

Die Schwämme stehen hier für die beiden Elektronen der Atombindung zwischen den Chloratomen. Nehmen nun die Choratome je ein Elektron der Natriumatome auf, wird die Chlor-Chlor-Bindung gelöst und es entstehen die zwei Chlorid- und die zwei Natrium-Ionen.

Fachliche Beziehung: Polymerisation von Ethen zu Polyethen

Beschreibung

Es werden vier bis sechs Schüler benötigt, jeder Schüler erhält eine Applikation mit der Beschriftung CH2. Jeweils zwei Schüler fassen sich an beide Hände, diese Schülerpaare symbolisieren jeweils ein Ethen-Molekül, die beiden Armpaare stehen für die Doppelbindung. Wird nun ein Armpaar losgelassen (die Doppelbindung öffnet sich), kann diese Molekül mit anderen Ethenmolekülen reagieren. Es entsteht eine Kette von CH2-Gruppen (Schülern), die das Polymer darstellen.

Chemie und DS - Polymerisation.png

Bei diesem Modell finden die endständigen CH2-Gruppen nur einen Partner, sie haben also noch einen Arm frei. An diesem Problem lassen sich Möglichkeiten für Abbruchreaktionen mit den Schülern diskutieren. Eine Variante des Modells geht ebenfalls in diese Richtung: Um die Polymerisation zu starten, werden Stoffe benötigt, die kein Monomer sind. Im Modell könnte ein solches Molekül durch den Tageslichtprojektor verkörpert werden. Er besitzt nur einen „Arm” (gemeint ist die Befestigung der Spiegelklappe) und die Polymerisation erfolgt nur in eine Richtung. Bezieht man die Beine der Schüler in dieses Modell mit ein, so können auch Vernetzungen dargestellt werden.

Im beschriebenen Beispiel bin ich von maximal sechs Schülern ausgegangen, es hat sich herausgestellt, dass die Einbeziehung von mehr Schülern in der Klasse für ein großes Durcheinander sorgt. Es können aber auch alle Schüler der Klasse zu einer Polymerisation herangezogen werden, wenn die relative Größe eines Polymers zu den entsprechenden Monomeren aufgezeigt werden soll.

Diese Seite wurde ursprünglich von Rüdiger Freiboth erstellt und mit seiner Erlaubnis ins ZUM-Wiki übernommen. --Karl Kirst 22:34, 9. Okt. 2011 (CEST)