Formulierung des LernzielesZentrales Stundenziel: Die Schüler sollen durch eigenes Experimentieren erkennen, dass durch Zufuhr von Wärme Eis zu Wasser und Wasser zu Wasserdampf überführt wird.
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VoraussetzungenSoziokulturelle VoraussetzungenDie Lerngruppe, für die der Unterricht geplant wird, umfasst 28 Schüler und Schülerinnen der siebten Klasse einer Realschule. Die Zusammensetzung, was Leistungsbereitschaft und Leistungsfähigkeit betrifft, ist heterogen. Ein Teil der Schüler ist mit dem Experimentieren schon so gut vertraut, dass sie ohne große Probleme die gestellte Aufgabe durchführen können und zu verwendbaren Ergebnissen gelangen.Einzelne Schüler haben noch nicht die nötige Geduld und Ausdauer, die insbesondere der für die Stunde geplante Versuch erfordert. Es ist daher erforderlich, gemischte Arbeitsgruppen zu bilden, um den schwächeren Schülern die Möglichkeit zu geben, den Versuch durch Anleitung und Unterstützung der Mitschüler in der Gruppe durchzuführen. Ziel dieser Maßnahme ist es, Teamfähigkeit zu entwickeln, indem die Schüler ein gemeinsames Ergebnis erarbeiten und präsentieren. Sachliche VoraussetzungenDer Lerngruppe wurde in der vorigen Stunde der Auftrag gegeben, sich über Eigenschaften des Wassers zu informieren. Hierzu standen der Lerngruppe mehrere mediale Möglichkeiten zur Verfügung. Eine Arbeitsgruppe informierte sich in entsprechenden Fachbüchern, eine weitere im Internet, eine dritte sah eine Videoaufzeichnung eines naturwissenschaftlichen Magazins zum Thema Wasser, und die vierte erkundigte sich beim örtlichen Wasserwerk über Informationsprospekte.Dabei kamen wir zu folgenden Ergebnissen:
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Didaktische Analyse (nach KLAFKI)Exemplarische BedeutungWasser ist die am weitest verbreitete Flüssigkeit, und jeder Schüler ist mit seinen Eigenschaften unbewusst vertraut. Die Phänomene Schnee und Eis sind in Mitteleuropa durchaus keine Seltenheit, und Wasser als lebensnotwendiger Grundstoff hat auch in anderen Fächern wie Biologie oder Chemie Bedeutung.Durch den Versuch läßt sich die Nichtlinearität, verursacht durch Schmelz- und Verdampfungswärme eines jeden Stoffes, exemplarisch verdeutlichen. Bei der Behandlung der Themen "Spezifische Wärmekapazität" und "Thermodynamik" in späteren Schuljahren (Spiralprinzip nach BRUNER) werden durch diesen Versuch Grundlagen gelegt, auf die dann die entsprechenden weiterführenden Themen aufbauen können. GegenwartsbedeutungUnter dem Gesichtspunkt des Zugangs zum Thema ist festzuhalten, dass alle Schüler schon einmal Eis haben schmelzen und Wasser sieden sehen. Auch andere Stoffe unterliegen den zu erkennenden Gesetzmäßigkeiten, so können z.B. Metalle bei sehr hohen Temperaturen geschmolzen und verdampft (Bedampfung von Glas mit Metallen) werden, während Gase bei sehr tiefen Temperaturen kondensieren und später erstarren (Trockeneis). Schüler, die eine dementsprechende Beobachtung bereits gemacht haben, können diese aufgreifen und sich erklären.ZukunftsbedeutungGerade unter dem ökologischen Gesichtspunkt spielt das Thema "Wasser" eine besondere, ernstzunehmende Rolle. Durch die Erfahrung, in welchen Formen Wasser vorkommt, soll den Schülern bewusst werden, wie viele Möglichkeiten es gibt, Wasser zu verunreinigen, und wie schwierig es ist, Trinkwasser zu gewinnen. Durch den Kreislauf des Wassers schlagen sich auch Luftverunreinigungen auf die Trinkwasserbestände nieder.Experimentelle Grundfertigkeiten, das nachvollziehbare Aufzeichnen gewonnener Messdaten und Arbeiten im Team sind ebenfalls bedeutende Aspekte, die zwar mit der sachlichen Kompetenz nicht direkt zusammenhängen, jedoch im weiteren Werdegang des Schülers die Erfassung komplexerer Themen ermöglicht und von den Schülern immer wieder - auch im Berufsleben - gefordert wird. Struktur des InhaltsSo, wie der Lerninhalt "Aggregatzustände des Wassers" bislang betrachtet wurde, lässt er sich verhältnismäßig schwer in einen für die Physik üblichen Formalismus einfügen. Dies soll erst nach dem nächsten Behandeln des Themengebiets in einer höheren Klassenstufe nach Einführung des Begriffs "Spezifische Wärmekapazität" erfolgen. Es geht vielmehr darum, dass der Übergangsprozess fest-flüssig formal gleich dem Übergang flüssig-gasförmig ist.Das Mindestwissen, das die Schüler aus dem Unterricht mitnehmen sollen, beruht auf der Erkenntnis, dass allein zum Umformen eines festen in einen flüssigen Stoff bzw. eines flüssigen in einen gasförmigen Energie notwendig ist. Alle Stoffe führen bei ihnen eigenen Temperaturen Schmelz-/Erstarrungs- bzw. Verdampfungs-/Kondensationsprozesse durch. Unterrichtliche ZugänglichkeitDer Zugang zu dem Phänomen "Aggregatzustände" lässt sich am besten durch eigenes Experimentieren der Schüler bewerkstelligen. Selbständig entdeckte Naturregelmäßigkeiten ermöglichen dem Schüler, das erlangte Wissen stärker zu verinnerlichen. Unter Anleitung des Lehrers sollen die Schüler in der Lage sein, die aus dem Versuch gewonnenen Ergebnisse nachvollziehbar zu protokollieren und im Unterrichtsgespräch zu interpretieren.Das so gewonnene Wissen erleichtert den Schülern, in einem späteren Unterrichtszyklus die Einsicht in komplexere Themen aus dem Bereich der Thermodynamik zu erarbeiten und zu verstehen. |
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Methodische AnalyseBis auf die in Kleingruppen erfolgende Versuchsdurchführung und -auswertung ist die vorherrschende Aktionsform zwangsläufig das Unterrichtsgespräch, da für das Erreichen der Zielsetzung insbesondere die argumentative Auseinandersetzung der Lernenden mit der sich aus den Beobachtungen ergebenden Problematik erforderlich ist. |
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Strukturschema des möglichen Unterrichtsablaufs
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| Diese Webseite wurde im Rahmen einer Hausarbeit für das Seminar "Theorien der Didaktik", gehalten von Dr. M. Geuting im Wintersemester 1999/2000 an der RWTH Aachen, von Dagmar Mevissen (Matr.Nr. 193289) und Jochen Frank (Matr.Nr. 204967) erstellt. |