Unterrichtsmaterialien → Chemie Sekundarstufen

Tipp der Redaktion

Feuer und Verbrennung

In dieser Unterrichtssequenz lernen die Schülerinnen und Schüler den Aufbau einer Flamme am Beispiel einer Kerzenflamme kennen.

Tipp der Redaktion

Allgemeine Chemie

In dieser Unterrichtseinheit untersuchen die Lernenden anhand eines Erklärvideos die Eigenschaften und Bedeutung von Kohlenstoff.

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Woraus bestehen Autos?

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler am Beispiel Autobau verschiedene chemische und physikalisch-technische Zusammenhänge hinsichtlich der Werkstoffzusammensetzung von Autos und deren Recycling-Möglichkeiten kennen. Darüber hinaus werden Bezüge zu Wirtschaft, Nachhaltigkeit und Ökologie hergestellt.Die Unterrichtseinheit lehnt sich an die Vorgaben des Lehrplans für die Sekundarstufe I für die Fächer Physik und Chemie an. Sie hat (lehrplangemäß) eine naturwissenschaftliche Grundbildung zum Ziel, die darin schult, naturwissenschaftliche Beobachtungen auf verschiedene Fächer und Sachbereiche zu übertragen und Zusammenhänge herzustellen. Zudem trägt sie einen Teil dazu bei, die Schülerinnen und Schüler für Herausforderungen und Chancen einer sich stetig verändernden Welt vorzubereiten. Thematischer Anker der Unterrichtseinheit ist der Autobau als einem der wichtigsten Wirtschaftszweige unseres Landes. Die Unterrichtseinheit verdeutlicht, dass die Branche großen Veränderungen unterliegt. Es gilt, Nachhaltigkeit , Wirtschaftlichkeit, bewussten Umgang mit Ressourcen und technische Anforderungen unter einen Hut zu bringen, bei gleichzeitiger Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit der Branche. Die Unterrichtseinheit greift diese komplexen Zusammenhänge auf, indem einzelne Aufgaben auch die Aspekte Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit, Ökologie und Forschung thematisieren. Die Unterrichtseinheit ist konzipiert nach dem Prinzip des handlungsorientierten Lernens. Sie verknüpft Alltagswissen mit Beobachtungen sowie aus Sachtexten gewonnenen Informationen. Auch dem Experimentieren räumt sie Raum ein. Sie entspricht so den im Lehrplan festgeschriebenen prozessbezogenen Kompetenzbereichen der Erkenntnisgewinnung, Bewertung und Kommunikation. Ein Schwerpunkt der Unterrichtseinheit liegt auf dem Erarbeiten der im Auto verbauten Roh- und Werkstoffe. Die neuesten Entwicklungen in der Materialforschung sowie in der Automobiltechnik können die Schülerinnen und Schüler sowohl durch eigene Recherche als auch durch die Auswertung vorgegebener Sachtexte herausarbeiten.Das Thema Autobau und die Bedeutung des Autos in einer sich verändernden Welt liefert eine gute Basis für die Behandlung sowohl in den Naturwissenschaften als auch in den Fächern Sozialkunde, Geografie, Wirtschaft und/oder Ethik. Die Unterrichtseinheit geht damit auch auf die im Lehrplan geforderte naturwissenschaftliche Grundbildung ein, nach der Erkenntnisse im Wechselspiel der Fächer Chemie und Physik/Technik (ferner: Biologie) betrachtet werden sollen. Gleichzeitig regt die Unterrichtseinheit die Schülerinnen und Schüler zur Verknüpfung mit Alltagsbeobachtungen und Phänomenen aus der eigenen Lebenswelt an. In den Fächern Sozialkunde, Wirtschaft und/oder Ethik kann sich die Unterrichtsgestaltung um die Themen Nachhaltigkeit, Recycling, Ressourcenschonung und Ökologie drehen. Durch entsprechende Gewichtung der Aufgaben können hier im Unterrichtsverlauf nochmals eigene Schwerpunkte gesetzt werden. Die Differenzierung der Fragen in den Arbeitsblättern ermöglicht das Arbeiten sowohl mit Schülerinnen und Schülern ohne Vorkenntnisse als auch mit jenen, die schon auf einschlägige Vorkenntnisse zurückgreifen können. Didaktisch-methodisch wird ein Wechsel aus Lehrenden-zentriertem Unterricht und Paar- beziehungsweise Gruppenarbeit angestrebt. Zu betonen sei jedoch, dass auch die Lehrenden-zentrierten Phasen eine Aktivierung der Schülerinnen und Schüler beinhalten, beispielsweise durch die Methoden Brainstorming oder Assoziieren. Ein Fokus liegt überdies bei der Medienrecherche (online) sowie beim Herausfiltern von Informationen aus vorgegebenen Texten und der Wiedergabe herausgefilterter Erkenntnisse mit eigenen Worten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende chemische, physikalische Zusammenhänge kennen. verknüpfen Unterrichtsinhalte mit Alltagsbeobachtungen. stellen eine Verbindung zu den Fächern Wirtschaft, Sozialkunde, Ethik her. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlangen Geläufigkeit beim Ausformulieren und Präsentieren von Informationen. trainieren das Herausfiltern von relevanten Informationen aus Sachtexten. stärken ihre Fähigkeit, den Computer für die Recherche zu nutzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlangen Routine in Paar- und Gruppenarbeit. entwickeln ihre Fähigkeit, Arbeitsergebnisse zu präsentieren und zu kommunizieren.

  • Chemie / Natur & Umwelt / Geographie / Jahreszeiten / Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik
  • Sekundarstufe I

"Handwerk macht Schule" legt erfolgreichen Start hin

News

Hammerstark! Drei Monate ist "Handwerk macht Schule" online und kann nach dieser Zeit erste Erfolge verzeichnen. So wurde das Portal in dieser Zeit von mehr als 18.000 Nutzerinnen und Nutzern unter www.handwerk-macht-schule.de besucht und die aktuell bereitgestellten Materialien über 11.000 Mal heruntergeladen.

  • Mathematik / Rechnen & Logik / Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co. / Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Ernährung & Gesundheit / Gesundheitsschutz / Pflege, Therapie, Medizin / Chemie / Natur & Umwelt / Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik / Elektrotechnik / Informationstechnik / Metalltechnik
  • Sekundarstufen

Haare färben im Chemie-Unterricht

Unterrichtseinheit

Möglichkeiten des Haarefärbens kennenlernen und experimentieren: In dieser handlungsorientierten und kooperativ ausgelegten Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Möglichkeiten des Haarefärbens kennen, dauerhaft und temporär. Sie erhalten einen kurzen Überblick über den Aufbau des Haars und erarbeiten die Abläufe beim Färben mit oxidativen Haarfarben.Beim Experimentieren mit verschiedenen temporären Haarfarben oder bei der Untersuchung verschiedener Packungen mit Haarfarben und Tönungen stellen die Lernenden Unterschiede in Aussehen und Haltbarkeit der unterschiedlichen Farben fest. Anschließend erarbeiten sie sich in Einzel- und Paararbeit den Aufbau des Haars und die Funktionsweise temporärer, semipermanenter und permanenter Haarfarben. Als Abschluss verfassen die Lernenden einen kurzen Fachtext über dauerhafte und temporäre Haarfarben. Das Thema Haare färben im Chemie-Unterricht Diese Unterrichtseinheit lässt sich in das Inhaltsfeld "Säuren, Laugen, Salze" integrieren, aber auch später in den Bereich "Produkte der Chemie". Die Möglichkeit, die eigene Haarfarbe zu ändern, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit allen Lernenden bewusst und nicht wenige haben bereits Erfahrungen – im Friseursalon oder zuhause – mit verschiedenen Arten der Färbung gemacht. Damit besteht ein deutlicher Bezug zum Leben der Schülerinnen und Schüler und ein echter Grund, sich mit dem chemischen Hintergrund des Haarefärbens zu beschäftigen. Der handlungsorientiere Einstieg (Färben von Wolle) motiviert erfahrungsgemäß sehr. Gleichzeitig können dabei Fragen aufkommen, die durch die Unterrichtseinheit direkt geklärt werden. Der alternative Einstieg führt gezielt zur Erarbeitung, gleichzeitig wird eine Alltagskompetenz eingeübt – Beipackzettel lesen und verstehen. Welcher Einstieg der richtige ist, hängt von der Lerngruppe und den zeitlichen und materiellen Voraussetzungen ab. Die Paararbeit durch die kooperative Methodik "Fragen auf den Tisch" ist gut für die Textarbeit der Erarbeitungsphase geeignet, sie schafft Motivation für das Lesen eines Textes, bietet die Möglichkeit zur körperlichen Bewegung und beinhaltet eine gewisse Differenzierung (erst die leichten Fragen, dann die schwereren, der Läufer / die Läuferin konzentriert sich jeweils auf die Frage, der Schreiber / die Schreiberin sucht die Antwort). Vorbereitung Für den Einstieg mit dem Färben der Wolle werden verschiedene temporäre Haarfarben benötigt: Farbsprays, Haarkreiden, Tönungsshampoo, außerdem Handschuhe, ungefärbte Wolle (am besten entfettet), normales Haarshampoo und entsprechende Behälter (Bechergläser, Petrischalen...). Für den alternativen Einstieg werden Packungen mit Blondierung, dunklerer Haarfarbe, Intensivtönung und Tönungsshampoo benötigt. Die Methode "Fragen auf den Tisch" Das Ziel ist, schnell und effektiv Antworten in einem Text zu finden. Das motiviert Lernende besonders. Der Ablauf besteht darin, dass jedes Paar einen Informationstext erhält. Die Fragen zum Text liegen an einer (oder an mehreren Stellen) im Raum aus. Eine Person ist die Läuferin / der Läufer, er/sie geht zum Fragezettel, merkt sich die Frage und gibt sie an seine/-n Partner/-in weiter. Die Antwort wird aus dem Text gesucht und notiert. Anschließend wird die zweite Frage gemerkt, weitergegeben und beantwortet. Für die Textarbeit gibt es eine Zeitvorgabe, die nicht zu großzügig sein sollte. Die Rollen können nach der Hälfte der Fragen / der Zeit gewechselt werden. Eine Besprechung erfolgt durch aushängende Lösungszettel oder per Besprechung im Plenum. Wichtige Regeln sind dabei, dass die Fragezettel an ihrem Platz bleiben und dass nur geflüstert wird. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler benennen Unterschiede in Aussehen und Haltbarkeit verschiedener Haarfarben. beschreiben chemische Färbevorgänge von temporären, semipermanenten und permanenten Haarfarben. erläutern den Aufbau des Haars. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten in Gruppen oder Paararbeit chemische Fragestellungen mithilfe vorgegebener Quellen. arbeiten kooperativ. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen Modelle zur Beschreibung chemischer Färbevorgänge von temporären, semipermanenten und permanenten Haarfarben. stellen Arbeitsergebnisse adressatengerecht in Kurzvorträgen oder kurzen Fachtexten dar. erarbeiten Ergebnisse mithilfe der Methode "Fragen auf den Tisch".

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe I

MINT-Town – spielbasierte Förderung von kritischem Denken in der Chemie

Unterrichtseinheit

Die Lernenden erlangen – beziehungsweise erweitern – Fähigkeiten im Bereich des kritischen Denkens mithilfe der spielbasierten Lernumgebung MINT-Town. In den drei browserbasierten Szenarien der Lernumgebung werden sie mit einem fachübergreifenden (Eutrophierung eines Teiches) und zwei chemiespezifischen Problemkontexten (Synthese von Apfelester & Hydrolyse von Fetten) konfrontiert, welche sie im Laufe der Szenarien schrittweise lösen.In dieser Unterrichtseinheit spielen die Schülerinnen und Schüler die digitale Lernumgebung MINT-Town. MINT-Town besteht aktuell aus drei inhaltlich aufeinander aufbauenden Teilen, in denen die Lernenden jeweils mit einem Problemkontext konfrontiert werden, welchen sie schrittweise lösen müssen. Dabei durchlaufen die Lernenden Phasen des Problemlösens (Problem verstehen, Problem charakterisieren, Problem lösen) und müssen verschiedene Teilfähigkeiten des kritischen Denkens (zum Beispiel Analyse von Argumenten, Beobachten, logisches Schlussfolgern) einsetzen, um zu einer Problemlösung zu gelangen. Die Lernumgebung kann sowohl lokal als auch mobil in gängigen Windows- und Android-Browsern ausgeführt werden. Zum Spielen wird eine Internetverbindung benötigt. Im ersten Szenario "MINT-Town Tutorial" machen sich die Schülerinnen und Schüler zunächst mit der Steuerung vertraut und werden dann mit dem Problem eines eutrophierten Teiches konfrontiert. Sie sammeln durch Interaktion mit der virtuellen Welt, darin enthaltenen Gegenständen sowie Nicht-Spieler-Charakteren Informationen, welche ihnen bei der Charakterisierung und der anschließenden Lösung des Problems helfen. Das zweite Szenario "Apfelhain" konfrontiert die Spielenden mit einer Situation, in der Wespen mithilfe von Apfelester weggelockt werden müssen. Dieser steht allerdings nicht einfach zur Verfügung, sondern muss zunächst aus einer Carbonsäure und einem Alkohol mithilfe einer Kondensationsreaktion synthetisiert werden. Die Spielenden müssen auch hier schrittweise alle nötigen Informationen sammeln und auf dieser Basis in einer Multiple-Choice Abfrage geeignete Schlussfolgerungen auswählen, um die passende Lösungsstrategie zu finden. Diese wird nach dem Sammeln aller notwendigen Gegenstände in Form einer Ester-Synthese im virtuellen Labor umgesetzt. Die Spielenden müssen ihr Produkt anschließend virtuell herausdestillieren, indem sie die richtige Siedetemperatur herausfinden und angeben. Danach kontrollieren sie das Produkt mit dem Brechungsindex, welchen sie in einem Laborbuch abgleichen können. Die Schülerinnen und Schüler lernen hier neben den fachlichen Inhalten auch wichtige Vorgehensweisen bei einer Laborsynthese (virtuell) kennen. Sie kommen dadurch zudem zu der Erkenntnis, dass nach einer Synthese nicht immer gleich das fertige Produkt vorliegt, sondern weitere Schritte nötig sind, um dieses in reiner Form zu erhalten. In einem abschließenden Dialog mit einem Nicht-Spieler-Charakter reflektieren die Spielenden noch einmal ihre Vorgehensweise bei der Problemlösung. Im dritten Szenario "Bergregion" werden die Spielenden mit einer neuen Problemsituation konfrontiert, in der sie durch den Einsatz von Nitroglycerin einen Tunnel freisprengen sollen. Das Nitroglycerin liegt allerdings nicht von Anfang an vor, sondern muss von einem Nicht-Spieler-Charakter synthetisiert werden. Von diesem werden die Spielenden im Rahmen einer Quest losgeschickt, um Glycerin zu beschaffen, welches mithilfe einer sauren Ester-Hydrolyse aus einem fetten Öl (Raps) gewonnen werden soll. Auch in diesem Szenario gibt es verschiedene Multiple-Choice-Abfragen, in denen beispielsweise das Problem schrittweise charakterisiert oder eine Quelle auf Glaubwürdigkeit untersucht werden muss. Die Spielenden gelangen gegen Ende des Szenarios zu der Erkenntnis, dass die saure Hydrolyse die entgegengesetzte Reaktion der Ester-Synthese ist, und viele chemische Reaktionen nicht nur in eine Richtung ablaufen. Wie man dieses chemische Gleichgewicht beeinflussen kann, wird hier noch nicht thematisiert.Sowohl das "Tutorial" als auch das Szenario "Apfelhain" sind so aufgebaut, dass sie sich vorwissensunabhängig bearbeiten lassen. Das Szenario "Bergregion" knüpft hingegen thematisch an das Szenario "Apfelhain" an, sodass ein separater Einsatz nur zu empfehlen ist, wenn das Thema Ester-Synthese vorher im Unterricht behandelt wurde. Die chemiespezifischen Szenarien "Apfelhain" und "Bergregion" lassen sich beispielsweise im "Rahmenlehrplan Teil C Chemie" für Berlin/Brandenburg im Themenbereich 3.12 "Ester – Vielfalt der Produkte aus Alkoholen und Säuren" der Klassenstufe 10 verorten (Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie, 2015). Sie fokussieren das "Basiskonzept der chemischen Reaktion". Nach dem Spielen beider Teilszenarien sollten die Lernenden ein erstes Verständnis dafür entwickelt haben, dass nicht alle chemischen Reaktionen vollständig ablaufen und sich einige Reaktionen umkehren lassen. Die Faktoren zur Beeinflussung des Gleichgewichts zwischen Hin- und Rückreaktion werden in den Lernumgebungen nicht thematisiert. Zudem werden zwar Summenformeln und funktionelle Gruppen der eingesetzten Stoffe benannt, auf konkrete Reaktionsgleichungen wird aber zugunsten allgemeiner Wortgleichungen verzichtet. Es empfiehlt sich, entweder nach dem Spielen beider Teilszenarien oder nach jedem einzelnen Teilszenario eine Sicherungsphase durchzuführen, in der allgemeine Erkenntnisse entsprechend festgehalten werden. Denkbar wäre auch ein Einsatz in der Qualifikationsphase (11) in den Themenbereichen 3.1.4 "Grundlagen der organischen Chemie", 3.1.5 "Organische Stoffe als Energielieferanten" oder in der Sekundarstufe II (12–13) als Einstieg in den Themenbereich "3.2.5 Chemisches Gleichgewicht" (Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie Berlin; Ministerium für Bildung, Jugend und Sport des Landes Brandenburg, 2021), um die "Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen als Voraussetzung für das chemische Gleichgewicht" aufzugreifen. Erforderliche digitale Kompetenzen der Lehrenden (nach dem DigCompEdu-Modell) Die Lehrenden sollten in der Lage sein, die digitale Lernumgebung so in ihren Unterricht einzubetten und mit entsprechenden Sicherungsphasen thematisch nachzubereiten, dass die Lernenden einen möglichst großen Lerneffekt haben. Es wird empfohlen, die Szenarien wenigstens einmal selbst getestet oder im besten Fall komplett durchlaufen zu haben (3.1 Lehren). Zudem ist ein grundlegendes Verständnis für den Umgang mit dem jeweiligen Endgerät (Computer, Mobiles Device) nötig. Da die Umgebung im Browser ausgeführt wird, sollte das jeweilige Gerät eine Verbindung mit dem Internet aufweisen. Die Lehrenden sollten gewährleisten, dass allen Lernenden unabhängig von ihrer digitalen Affinität zu den eingesetzten Endgeräten oder von anderen besonderen Bedürfnissen ein Zugang zu der digitalen Lernumgebung ermöglicht wird (5.1 Digitale Teilhabe). Sofern mit dem „Tutorial“ begonnen wird, eignet sich die Lernumgebung grundsätzlich für Selbstgesteuertes Lernen (3.4), welches je nach individuellem Bedarf der Lernenden durch die Lehrenden unterstützt werden kann (5.2 Differenzierung und Individualisierung). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben chemische Reaktionen anhand von Wortgleichungen. beschreiben Vorgänge, bei denen sich Stoffeigenschaften ändern. beschreiben die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler erlangen/festigen Teilkompetenzen des kritischen Denkens. lösen schrittweise Probleme in authentischen Kontexten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler analysieren, interpretieren und bewerten Informationen und Daten kritisch. arbeiten selbstständig mit einer digitalen spielbasierten Lernumgebung. verwenden eine strukturierte Sequenz zur Lösung eines Problems.

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Whitepaper: Bildung nachhaltig transformieren

Fachartikel

Die Digitalisierung hat alle Lebensbereiche, auch die moderne Bildung, erreicht. Das Conrad Education Team, erfahrener Technik-Experte und Lösungsanbieter im Education-Bereich, arbeitet mit unterschiedlichsten Bildungseinrichtungen zusammen und zeigt: Diese können voneinander lernen und von ihren Erfahrungen profitieren. Im neuen, umfangreichen Whitepaper "Bildung transformieren – für eine nachhaltige Digitalisierung" kommen Verantwortliche aus drei Bildungsbereichen im Rahmen von ausführlichen Best-Practice-Beispielen zu Wort und berichten von ihren Erfahrungen.Längst hat die Digitalisierung alle Lebensbereiche erreicht und spätestens seit der Corona-Pandemie ist klar: Moderne Bildung geht nicht ohne. Mit Mitteln aus dem DigitalPakt ist vielerorts der Anfang gemacht – die erforderlichen Infrastrukturen wurden ausgebaut und digitale Endgeräte angeschafft. Doch wie kann die Digitalisierung im Bildungsumfeld weiter ausgebaut und nachhaltig in den schulischen und außerschulischen Alltag integriert werden, sodass Lernerlebnisse mehr Relevanz und Lebensweltbezug erhalten, Lernende aller Altersklassen auch in Zukunft davon profitieren und digitales Equipment Lehrkräften langfristig Flexibilität und Zeitersparnis bei der Unterrichtsgestaltung bringt.

  • Technik / Sache & Technik / Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co. / Mathematik / Rechnen & Logik / Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Physik / Astronomie / Chemie / Natur & Umwelt

Aktuelle News für das Fach Chemie

  • "Handwerk macht Schule" legt erfolgreichen Start hin

    Hammerstark! Drei Monate ist "Handwerk macht Schule" online und kann nach dieser Zeit erste Erfolge verzeichnen. So wurde das Portal in dieser Zeit von mehr als 18.000 Nutzerinnen und Nutzern unter www.handwerk-macht-schule.de besucht und die aktuell bereitgestellten Materialien über 11.000 Mal heruntergeladen.

  • Auf ins neue Schuljahr mit LEIFIchemie!

    LEIFIchemie ist ein werbefreies Portal für den Chemieunterricht – von der 5. Klasse bis zum Abitur. Passend zu den Lehrplänen der Bundesländer stehen dort rund 300 Artikel zu Grundwissen, Aufgaben und Versuchen kostenfrei zur Verfügung. Jeden Monat werden neue Inhalte veröffentlicht.

  • Fresh-up für das Lehr- und Lernportal "Energie macht Schule"

    Was versteht man unter Sektorkopplung? Wie funktionieren eine Solarzelle oder ein Elektroauto? Wie nachhaltig ist ein Pumpspeicherkraftwerk? Welche Möglichkeiten gibt es, Energie zu sparen? Welche Potenziale bietet Wasserstoff als Energielieferant? Antworten auf diese und weitere Fragen liefert seit 2013 das Lernportal "Energie macht Schule". Dafür stellt es über 600 Informations- und Unterrichtsmaterialien zur Verfügung. Nun wurde das Portal grundlegend aktualisiert.

Unterrichtsmaterial und Arbeitsblätter Chemie

Chemie-Unterrichtsmaterial zu Themen wie Allgemeine Chemie, Stoffe und Reaktionen, Organische Chemie oder Nanotechnologie finden Chemie-Lehrkräfte in diesem Fachportal.

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