Leh­rer­in­for­ma­ti­on

Ent­de­cken las­sen­der Ein­stieg in das Thema „gal­va­ni­sche Zelle“

Of­fe­ne Auf­ga­ben­stel­lun­gen - Bei­spiel für ein Ex­pe­ri­ment mit of­fe­nem Lö­sungs­weg

Jens Mühl­hoff (ent­nom­men aus: LEU, Me­tho­den­reich­tum Che­mie, Kurs­stu­fe)

Wo?

Die­ser Ver­such (Dauer: ca. 45 min) kann so­wohl im vier­stün­di­gen Fach als auch im zwei­stün­di­gen Fach beim Pflicht­the­ma „Gal­va­ni­sche Zel­len“ ein­ge­setzt wer­den.

Warum?

Das (Schü­ler-) Ex­pe­ri­ment nimmt eine zen­tra­le Stel­lung im Un­ter­richt ein. Dabei han­delt es sich häu­fig um Ver­su­che, die die Schü­ler nach einer vor­ge­ge­be­nen An­lei­tung nach­voll­zie­hen. Beim na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Ex­pe­ri­men­tie­ren in der Pra­xis fehlt meist ein vor­ge­ge­be­ner Lö­sungs­weg. Teil des na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Vor­ge­hens ist die Ent­wick­lung krea­ti­ver Lö­sungs­stra­te­gi­en. Dabei füh­ren man­che Wege nicht oder erst über Um­we­ge zum Ziel.
Elek­tro­che­mi­sche Span­nungs­quel­len sind von tech­ni­scher Be­deu­tung (Li­thi­umio­nen- Akku eines Note­books, Bat­te­ri­en, Blei­ak­ku, Brenn­stoff­zel­le, ...). Die­ser Ver­such soll zwi­schen All­tags­er­fah­rung und che­mi­scher Theo­rie ver­mit­teln.

Wie?

• Wie­der­ho­len der Vor­kennt­nis­se zum Thema Re­dox­re­ak­ti­on (Oxi­da­ti­ons­zah­len, Re­dox­paa­re, Ein­rich­ten von Re­dox­glei­chun­gen)
• Die Schü­ler er­hal­ten ein Auf­ga­ben­blatt, auf dem die Pro­blem­stel­lung, die zur Ver­fü­gung ste­hen­den Ma­te­ria­li­en (er­laub­te Hilfs­mit­tel) sowie die Durch­füh­rung der Er­folgs­kon­trol­le ge­nannt sind.
• Die Schü­ler ar­bei­ten in Teams. Sie ent­wi­ckeln eine Lö­sungs­stra­te­gie, die vor der ex­pe­ri­men­tel­len Um­set­zung einer Si­cher­heits­über­prü­fung durch den Leh­rer un­ter­zo­gen wer­den muss. Eine Be­ur­tei­lung der Er­folgs­aus­sicht durch den Leh­rer soll dabei nicht er­fol­gen.
• Hin­weis auf mög­li­che Pro­ble­me: Die Schü­ler ver­bin­den meist – ana­log zur Ver­wen­dung einer Bat­te­rie - die Elek­tro­den der Halb­zel­len mit­ein­an­der, einen Strom­schlüs­sel für den La­dungs­aus­gleich zwi­schen den Halb­zel­len bauen sie nicht ein. Der Leh­rer kann dann fol­gen­de ab­ge­stuf­ten Hin­wei­se geben:
  1. Vor­aus­set­zung für den Strom­fluss ist ein ge­schlos­se­ner Strom­kreis.
  2. Es kommt nicht zur spon­ta­nen La­dungs­t­ren­nung: Die ab­flie­ßen­den Elek­tro­nen müs­sen durch an­de­re gleich­na­mi­ge La­dungs­trä­ger er­setzt wer­den, die zu­flie­ßen­den Elek­tro­nen müs­sen durch un­gleich­na­mi­ge La­dungs­trä­ger aus­ge­gli­chen wer­den.

Es ist mög­lich, Teil­neh­mer zu dis­qua­li­fi­zie­ren, die un­er­laub­te Hilfs­mit­tel ein­set­zen, Si­cher­heits­be­stim­mun­gen miss­ach­ten oder an­de­re Grup­pen stö­ren.

Li­te­ra­tur

• Gärt­ner, Hans Joa­chim und Scharf, Vol­ker: Egg Race, Lern­me­tho­den Lehr­me­tho­den – Wege zur Selbst­stän­dig­keit (1997): Jah­res­heft, Seite 77 – 79, Fried­rich­ver­lag

Leh­rer­in­for­ma­ti­on: Her­un­ter­la­den [doc] [55 KB]

Leh­rer­in­for­ma­ti­on: Her­un­ter­la­den [pdf] [84 KB]