Leh­rer­in­for­ma­ti­on

Am An­fang der vor­ge­schla­ge­nen Un­ter­richts­ein­heit steht ein so­ge­nann­tes „Egg Race“, mit dem die Schü­le­rin­nen und Schü­ler für das Thema Elek­tro­che­mie mo­ti­viert wer­den sol­len und gleich­zei­tig Vor­kennt­nis­se ak­ti­viert wer­den. Zudem wer­den erste neue Er­kennt­nis­se und ex­pe­ri­men­tel­le Fer­tig­kei­ten er­wor­ben sowie Ver­mu­tun­gen for­mu­liert, die im wei­te­ren Un­ter­richts­ver­lauf ge­klärt wer­den kön­nen.

Ein Egg Race folgt we­ni­gen Grund­sät­zen:

1. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wer­den in Grup­pen ein­ge­teilt.
2. Die Grup­pen er­hal­ten eine über­schau­ba­re Pro­blem­stel­lung , die unter Wett­be­werbs­be­din­gun­gen zu lösen ist.
3. Die Grup­pen er­hal­ten eine Zeit­vor­ga­be , eine Liste aus­schließ­lich zu ver­wen­den­der Ma­te­ria­li­en und ggf. ei­ni­ge zu­sätz­li­che Re­geln (z.B. zum si­che­ren Ex­pe­ri­men­tie­ren und zum Aus­schluss tri­via­ler Lö­sun­gen).
4. Nach Ab­lauf der Zeit wer­den die Lö­sun­gen prä­sen­tiert und be­wer­tet. ^{< 1}

Das Thema „Wer baut die größ­te Obst­bat­te­rie“ greift eines der zen­tra­len The­men der Un­ter­richts­ein­heit mit hohem All­tags­be­zug für die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­reits in der ers­ten Stun­de auf: die Bat­te­rie. Die Frage nach elek­tro­che­mi­schen Strom­quel­len ist eine Leit­fra­ge der ge­sam­ten Un­ter­richts­ein­heit.

Mit dem Egg Race ist eine wett­be­werbs­ar­ti­ge Aus­ein­an­der­set­zung mit der The­ma­tik mög­lich, die Team­fä­hig­keit för­dert sowie plan­mä­ßi­ges Ar­bei­ten und selbst­stän­dig er­ar­bei­te­te Lö­sun­gen ver­langt.

Abb.:1

Abb.:2

Ab­bil­dun­gen: Zwei ver­schie­de­ne Lö­sungs­vor­schlä­ge:  „Obst­bat­te­rie“ mit Kar­tof­fel, Zink­blech und Kup­fer­blech (Abb.:1); sowie Rei­hen­schal­tung zwei­er Bat­te­ri­en mit Ap­fel­hälf­ten (Abb.:2). Die Pole sind rich­tig ge­schal­tet. Die hohe Span­nung bei Ver­wen­dung von Zink­blech wurde er­kannt. Die Ad­di­ti­on der bei­den Ein­zel­span­nun­gen bei Rei­hen­schal­tung (Abb.:2) war hier eine zu­sätz­li­che Er­kennt­nis.

Das Egg Race soll­te nach der Prä­sen­ta­ti­on der Er­geb­nis­se der Grup­pen noch­mals im Un­ter­richts­ge­spräch auf­ge­ar­bei­tet wer­den, um die we­sent­li­chen Er­kennt­nis­se allen zu­gäng­lich zu ma­chen.

Lern­zie­le sind unter an­de­rem, dass die Schü­le­rin­nen und Schü­ler

• mit vor­ge­ge­be­nen Ma­te­ria­li­en einen elek­tri­schen Strom­kreis bauen kön­nen, ggf. sogar eine Rei­hen­schal­tung;
• die Hand­ha­bung eines ana­lo­gen Span­nungs­mess­ge­räts be­herr­schen (An­schluss, Mess­be­reich, kor­rek­tes Ab­le­sen der Werte, Plus- und Mi­nus­pol be­stim­men);
• eine Test­rei­he sinn­voll pla­nen, durch­füh­ren und aus­wer­ten;
• Ver­mu­tun­gen zur Funk­ti­on der Obst­bat­te­rie, ins­be­son­de­re zur Ver­wen­dung ver­schie­de­ner Me­tal­le und zur Be­deu­tung des Elek­tro­ly­ten, for­mu­lie­ren kön­nen;
• er­ken­nen, dass bei einer Bat­te­rie die Orte der Re­duk­ti­on und der Oxi­da­ti­on räum­lich ge­trennt sind;
• ggf. be­reits eine Re­ak­ti­ons­glei­chung für die Oxi­da­ti­on des Zinks am Mi­nus­pol for­mu­lie­ren kön­nen.

Mit die­sem Egg Race wer­den viele Ele­men­te des fol­gen­den Un­ter­richts in­halt­lich vor­be­rei­tet:
In der un­mit­tel­bar fol­gen­den Stun­de kann sich dann die Be­schäf­ti­gung mit ein­fa­chen Re­dox­re­ak­tio­nen und mit der Re­dox­rei­he der Me­tal­le an­schlie­ßen. Zum Ab­schluss der nächs­ten Stun­de sind schon ei­ni­ge Vor­gän­ge in der „Obst­bat­te­rie“ bes­ser er­klär­bar. Auch für die Vor­gän­ge am Plus­pol lie­fert der Be­fund, dass die Obst­bat­te­rie auch mit einem Gra­phit­stab als Ab­lei­t­e­lek­tro­de funk­tio­niert, erste Lö­sungs­an­sät­ze.

Leh­rer­in­for­ma­ti­on: Her­un­ter­la­den [doc] [116 KB]

Leh­rer­in­for­ma­ti­on: Her­un­ter­la­den [pdf] [151 KB]