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Vor­wort

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.

Die Ent­wick­lung neuer An­triebs­kon­zep­tio­nen für Autos ist in den letz­ten Jah­ren plötz­lich in Be­we­gung ge­ra­ten. Nach­dem sich viele Jahr­zehn­te alles nur um die Op­ti­mie­rung von Ver­bren­nungs­mo­to­ren auf Basis von Ben­zin (Ver­ga­ser­mo­to­ren mit Fremd­zün­dung) oder Die­sel­kraft­stoff (Selbst­zün­der) dreh­te, wer­den nun mit der Ver­knap­pung fos­si­ler Roh­stof­fe ver­mehrt Kon­zep­te auf Basis von Elek­tro­mo­to­ren mit Ak­ku­mu­la­to­ren, Brenn­stoff­zel­len­tech­nik oder Hy­brid­tech­nik dis­ku­tiert. Ent­spre­chen­de Mo­del­le für die Mas­sen­pro­duk­ti­on konn­ten sich bis­her aber (noch?) nicht maß­geb­lich durch­set­zen. Statt­des­sen ist der­zeit ein in­ter­es­san­tes Phä­no­men zu be­trach­ten: Viele Au­to­her­stel­ler bie­ten ihre ak­tu­el­len Mo­dell­rei­hen mit un­ter­schied­li­chen An­triebs­kon­zep­ten an, die je­doch alle noch auf Ver­bren­nungs­mo­to­ren mit neuen, un­ter­schied­li­chen Treib­stof­fen be­ru­hen. Dabei zei­gen sich Ef­fek­te in Bezug auf die Ein­spa­rung fos­si­ler Roh­stof­fe und die Ver­rin­ge­rung von CO 2 -Em­mis­sio­nen. Im All­tag wird dies sicht­bar, indem nun neben Die­sel und ver­schie­de­nen Ben­zin­sor­ten viele Tank­stel­len auch Au­to­gas (LPG) und in ge­rin­ge­rer Zahl auch Erd­gas (CNG) an­bie­ten. Auch her­kömm­li­ches Su­per­ben­zin wird mo­di­fi­ziert und mit hö­he­rem An­teil an "Bio­etha­nol" – neu­er­dings 10% - an­ge­bo­ten.

Diese ak­tu­el­le Ent­wick­lung dient als all­tags- und le­bens­welt­be­zo­ge­ner Kon­text für die Pla­nung einer Un­ter­richts­ein­heit zum Thema Al­ka­ne. Die dort be­han­del­ten In­hal­te sind ge­eig­net, im Sinne der Bil­dungs­stan­dards eine Viel­zahl von Kom­pe­ten­zen aus allen vier Kom­pe­tenz­be­rei­chen – vom Fach­wis­sen über Koh­len­was­ser­stof­fe bis hin zur fach­kom­pe­ten­ten Be­wer­tung ge­sell­schaft­li­cher Ent­wick­lun­gen – zu för­dern.

Von Leh­re­rin­nen und Leh­rern wird häu­fig das Thema Al­ka­ne als Ein­stieg in die Welt der or­ga­ni­schen Ver­bin­dun­gen ge­wählt. Die Struk­tur der Al­kan­mo­le­kü­le und die Ei­gen­schaf­ten der Al­ka­ne sind ein­fach auf­klär­bar und er­fahr­bar; zen­tra­le Be­grif­fe wie un­po­la­re Elek­tro­nen­paar­bin­dung, ho­mo­lo­ge Reihe, Iso­me­rie, van-der-Waals-Kräf­te usw. kön­nen ein­fach er­schlos­sen wer­den. Spä­ter mit der Grup­pe der Al­ko­ho­le sind diese As­pek­te auf einer kom­ple­xe­ren Stufe an­wend­bar, indem z. B. der Ein­fluss des Al­kyl­rests auf die Stof­f­ei­gen­schaf­ten dis­ku­tiert und mit der Hy­droxy­grup­pe ver­gli­chen wird.
Aus fach­di­dak­ti­scher Sicht spricht also vie­les für die­sen An­satz. Ein gro­ßer Kri­tik­punkt be­stand aber immer im ge­rin­gen Mo­ti­va­ti­ons­wert des The­mas Al­ka­ne für die Schü­ler. Al­ka­ne seien che­mi­sche Lang­wei­ler, Erd­gas und Erdöl seien weit weg vom All­tag der Schü­ler und zudem oft ne­ga­tiv be­setzt.

Mit der hier kon­zi­pier­ten Un­ter­richts­ein­heit soll ge­zeigt wer­den, dass mit dem Thema Al­ka­ne durch­aus ein schü­ler­mo­ti­vie­ren­der Ein­stieg in die or­ga­ni­sche Che­mie mög­lich ist.

Bezug zu den Bil­dungs­stan­dards, Kom­pe­ten­zen

Dar­ge­stellt sind die in der Un­ter­richts­ein­heit be­ar­bei­te­ten Bil­dungs­stan­dards (Bil­dungs­plan BW 2004) und ihre Zu­ord­nung zu den Kom­pe­tenz­be­rei­chen für den na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Un­ter­richt (KMK):

  • Fach­wis­sen ( F )
  • Er­kennt­nis­ge­win­nung ( E )
  • Kom­mu­ni­ka­ti­on ( K )
  • Be­wer­ten ( B )

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen ...

1.2 Nach­wei­se wich­ti­ger Stof­fe be­zie­hungs­wei­se Teil­chen be­schrei­ben
(... Koh­len­stoff­di­oxid, Was­ser, ...).

F, E

1.4 ty­pi­sche Ei­gen­schaf­ten aus­ge­wähl­ter or­ga­ni­scher Stof­fe be­schrei­ben (Al­ka­ne, ...). F
3.1 ... Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen als quan­ti­ta­ti­ve Be­schrei­bung des Teil­chen­um­sat­zes for­mu­lie­ren. F, K
5.3 unter Be­ach­tung der Si­cher­heits­maß­nah­men ein­fa­che Ex­pe­ri­men­te durch­füh­ren, be­schrei­ben und aus­wer­ten. E, K
5.4 Stof­f­ei­gen­schaf­ten ex­pe­ri­men­tell er­mit­teln (... Lös­lich­keit) E
5.10 wich­ti­ge Grö­ßen er­läu­tern (... mo­la­re Masse, ...). F, K
5.11 Be­rech­nun­gen durch­füh­ren und dabei auf den kor­rek­ten Um­gang mit Grö­ßen und deren Ein­hei­ten ach­ten. F, E
6.6 die Rolle der Koh­len­was­ser­stof­fe als En­er­gie­trä­ger be­ur­tei­len. K, B
6.7 die Ver­wen­dung aus­ge­wähl­ter or­ga­ni­scher Stof­fe in All­tag und Tech­nik er­läu­tern (Me­than ...). K, B


Wei­te­re an­ge­steu­er­te Kom­pe­ten­zen

  • Einen Nach­weis für Was­ser und Koh­len­stoff­di­oxid be­schrei­ben und durch­füh­ren.
  • Einen Ver­such zur Er­mitt­lung der Sum­men­for­mel eines gas­för­mig bzw. flüs­sig vor­lie­gen­den Stof­fes (Me­than, Butan oder Oktan) durch­füh­ren und aus­wer­ten.
  • Vor­kom­men und Ent­ste­hung der Koh­len­was­ser­stof­fe nen­nen.
  • Die ver­schie­de­nen Koh­len­was­ser­stof­fe als Treib­stof­fe be­züg­lich ihrer En­er­gie­aus­beu­te und CO 2 -Bi­lanz be­wer­ten.
  • Das Prin­zip der Iso­me­rie (Kon­sti­tu­ti­on) er­klä­ren.
  • Ddas Prin­zip einer ho­mo­lo­gen Reihe am Bei­spiel der Al­ka­ne er­klä­ren.
  • Den Un­ter­schied zwi­schen fos­si­len und er­neu­er­ba­ren En­er­gie­trä­gern be­schrei­ben.

Vor­wort: Her­un­ter­la­den [doc] [262 KB]
Vor­wort: Her­un­ter­la­den [pdf] [321 KB]