MOLiS 2.0 - Lehrprogramm zur Isomerie

MOLiS steht für Molekül-Isomerie. Das frei zugängliche Online-Angebot behandelt alle schulrelevanten Isomerieformen und kommt dabei mit einem Minimum an spezifischen Fachbegriffen aus. Es enthält zahlreiche interaktive 3D-Elemente und abwechslungsreiche Übungsaufgaben, die sowohl das Selbstlernen im schülerzentrierten Unterricht als auch den lehrerzentrierten Unterricht unterstützen.
 

Bei den MOLiS-Lehrgängen werden stets Stufen aus der problemorientierten Konzeption verwendet, da der Unterricht bisher innerhalb der Isomerieklassen häufig zu deduktiv erfolgt. Die Isomerieklassen sind dabei zu einem vollständigen, klaren System zusammengefasst, wobei man von der Frage ausgeht, wie man eine Verbindung eindeutig beschreiben kann. Über drei Ebenen (Abb. 1) nähert man sich schließlich der Problemstellung. Der MOLiS-Lehrerbereich fasst zentrale Bausteine der MOLiS-Lehrgänge zusammen, die für die Lehrperson bei der Unterstützung des Unterrichtsgesprächs hilfreich sein können (Visualisierungen, Aufgaben). MOLiS 2.0 wurde im Verlauf mehrerer Jahre von Studenten und Wissenschaftlern des Lehrstuhls für Mathematik II (Prof. Adalbert Kerber, Prof. Reinhard Laue) und von der Abteilung für Didaktik der Chemie (Walter M. Wagner) der Universität Bayreuth entwickelt.

Das Konzept von MOLiS

Die einzelnen Isomerieformen werden nicht auf bestimmte Stoffklassen bezogen, sondern drei Beschreibungsebenen zugeordnet, mit denen man sich mit steigender Stringenz einer eindeutigen Beschreibung von Verbindungen annähert (Abb. 1).

 
Drei Ebenen der Beschreibung in MOLiS (Flussdiagramm)
Abb. 1: Drei Ebenen der Beschreibung, Screenshot aus MOLiS, © Walter M. Wagner und Karl H. Pfister
  • Ebene der Zusammensetzung
    Auf dieser Ebene wird nur das zahlenmäßig kleinste Verhältnis der Elemente in einer Verbindung angegeben. Verbindungen können deshalb nur sehr grob beschrieben werden.
  • Ebene der Bindungsbeziehung
    Hier werden die Art und die Reihenfolge von Atomen und Bindungen im Molekül beschrieben, ohne jedoch die Anordnung im Raum zu beachten. Hierfür ist der Begriff der Konstitution gebräuchlich.
  • Ebene der räumlichen Anordnung
    Dieser Ebene ordnet man die Konfigurations- und Konformationsisomerie zu. Auf dieser Ebene sind wir in der Lage, eine Verbindung für chemische Zwecke hinreichend genau zu charakterisieren. Zusätzlich zur Bindungsbeziehung der Atome zu den Nachbarn wird hier die räumliche Orientierung berücksichtigt.

Im Lehrprogramm weiß man immer auf welcher der drei Ebenen man sich gerade befindet: Alle MOLiS-Seiten sind durch Randstreifen in den Leitfarben von Abb. 1 gekennzeichnet (Abb. 3 zum Layout der Seiten).

Die Inhalte - didaktisch auf dem neuesten Stand

Bei der in MOLiS verwendeten Gliederung wird die Gefahr der missverständlichen Zuordnung einzelner Isomerieformen zu Stoffklassen, wie es im herkömmlichen Unterricht oft der Fall ist, vermieden. Jedes einzelne Kapitel (zum Beispiel Konformationsisomerie) gliedert sich in

  • den Lehrgang mit den dazwischen geschalteten Erfolgskontrollen für die Schülerinnen und Schüler.
  • ein abschließendes Aufgabenkapitel zur Festigung und Vertiefung der gelernten Inhalte.

Einsatzmöglichkeiten

  • Selbstständiges Neulernen von Isomerieformen
    Schülerinnen und Schüler können sich in Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit im Rahmen des MOLiS-Lehrgangs mit zwischengeschalteten Erfolgskontrollen einzelne Isomerieformen selbstständig erarbeiten. Abwechslungsreiche Übungsaufgaben am Ende eines jeden Kapitels ermöglichen die Festigung des Gelernten im Selbststudium.
  • Wiederholung von im Unterricht behandelten Inhalten
    Lernende können Isomerieformen zu Hause als Nachbereitung der Unterrichtsstunde oder im Unterricht im Anschluss an lehrerzentrierte Unterrichtsphasen wiederholen. Mithilfe von  Übersichtsseiten sind wichtige Informationen schnell erreichbar.
  • Prüfungsvorbereitung
    MOLiS kann der Vorbereitung auf Prüfungen (Klausuren, Abitur) dienen. Dabei ist das Bearbeiten und Lösen von Aufgaben zu den für die Prüfung relevanten Kapiteln und das Durchgehen umfangreicherer Programmteile im Schnellverfahren nützlich. Alle Aufgaben sind für die Schülerinnen und Schüler über die im Stil des Windows-Explorers gestalteten Kapitelübersichten schnell zugänglich.
  • Nutzung von Programmteilen im lehrerzentrierten Unterricht
    Die in den Lehrgang eingebundenen interaktiven 3D-Elemente (insbesondere Molekülmodelle) und Übungsaufgaben können auch im lehrerzentrierten Unterricht genutzt werden. Ein schneller Zugriff auf diese Bausteine ist mithilfe der Übersichtsseiten im Lehrerbereich möglich.

Kurzinformation

TitelMOliS 2.0
MediumOnline-Arbeitsmaterial, frei zugänglich
AnbieterAbteilung für Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
ZielgruppeSekundarstufe II, Organische Chemie
Technische VoraussetzungenComputer mit Internetzugang; Javascript muss zugelassen sein; Browser, zum Beispiel Microsoft Internet Explorer ab Version 5; weitere Hinweise zu den Systemanforderungenfinden Sie auf der MOLiS-Seite (siehe Internetadresse)
PluginsDamit alle Darstellungen richtig angezeigt werden, müssen wenige kostenfreie Plugins für den Internetbrowser installiert werden. Wir empfehlen folgende Auswahl:
Symyx Chime zur Darstellung von PDB-Dateien (kostenfrei, Anmeldung erforderlich),
BS Contact VRML 6.1 oder 7.2 (Virtual Reality Modeling Language),
Java-Runtime-Environment (kostenfreier Download)

Internetadresse

Informationen zu den Autoren

Walter M. Wagner ist Akademischer Direktor und Leiter der Abteilung für Didaktik der Chemie an der Universität Bayreuth.

Karl H. Pfister ist im Rahmen seiner Zulassungsarbeit Mitarbeiter der Abteilung für Didaktik der Chemie an der Universität Bayreuth.

  • Mehr Infos im Autorenverzeichnis
    Hier können Sie Kontakt mit Herrn Pfister aufnehmen. Zudem finden Sie eine Liste mit allen Lehrer-Online Beiträgen des Autors.
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