Die Animation zur virtuellen Ermittlung einer Spannungsreihe ist ein interaktives Programm, das aus zwei Szenarien besteht. Im ersten Teil (Button "Versuch") erwartet die Schülerinnen und Schüler eine virtuelle Experimentier- und Messumgebung aus U-Rohr, digitalem Multimeter und einer interaktiven Halbzellenauswahl über ein Menü. Das Ziel in dieser Szene besteht darin, verschiedene Halbzellen zu kombinieren, die Spannungen des jeweiligen galvanischen Elements zu messen und diese Werte zu speichern. Dazu wird beim Betätigen des Schalters ein Ereignisfenster eingeblendet, in dem die eingesetzten Halbzellen benannt werden (Formelschreibweise: Metall/Metallsalz) und die Spannung des galvanischen Elements angezeigt wird. Schülerinnen und Schüler müssen jetzt entscheiden, welche Rolle die linke Halbzelle spielt: Donatorhalbzelle oder Akzeptorhalbzelle. Die Bildung eines Belags auf einer der beiden Elektroden (mögliche Abscheidung) bzw. das Auflösen (Verjüngung) der anderen wird in der Animation nicht gezeigt. Deshalb können Schülerinnen und Schüler über die Einblendung eines Trickfilms mit animierten Elektrodenreaktionen die richtige Entscheidung treffen. Abschließend muss der "Merken-Button" zum Speichern der Ergebnisse bei jedem neuen Versuch gedrückt werden.
Von Versuch zu Versuch wird den Lernenden zunächst die Reihenfolge vom starken zum schwachen Reduktionsmittel stückweise bewusst, zum Teil unterstützt durch die Vorerfahrung mit eventuell früheren real durchgeführten Tauchversuchen. Gleichzeitig werden jetzt auch die unterschiedlichen Spannungen allmählich dahingehend reflektiert, dass eine Reihenfolge der Halbzellen mit "Spannungsabständen" erfassbar wird und man damit Voraussagen über die Spannung anderer Halbzellenkombinationen machen kann.
Letztere Überlegung macht dann eine Auswertung der Messdaten notwendig. Dies geschieht in der zweiten Szene (Button "Auswertung"). Der Auswertungsbildschirm enthält eine vorgegebene Spannungsskala von 0 – 2,2 V. Über die Betätigung der Buttons "Messdaten" und "Symbole" werden zwei Fenster geöffnet. Die Halbzellensymbole lassen sich aus dem Fenster heraus verschieben und neben der Skala positionieren. Laut Aufgabenstellung muss die Halbzelle, die gegenüber allen anderen Halbzellen als Donatorhalbzelle fungiert, dem Wert Null zugeordnet werden. Alle anderen untersuchten Halbzellen werden entsprechend den Spannungen aus der eigenen Messdatensammlung zugeordnet.
Um die Spannungsabstände visuell hervorzuheben, können über eine Toolbox (Button "Toolbox") sogenannte "Spannungslineale" eingeblendet werden. Zur Anpassung der Lineale kann ein neuer Spannungswert (bitte mit Dezimalpunkt!) eingegeben und mit der Maus (!) direkt unterhalb des angezeigten Wertes bestätigt ("OK-Button") werden. Ebenso befindet sich dort ein "Verschieben-Button", mit dem das angepasste Spannungslineal positioniert werden kann.
Zur Sicherung der Ergebnisse bzw. für eine spätere Aussprache im Plenum dient ein Arbeitsblatt als Protokoll. Ebenso können Programmergebnisse per Beamer oder über die digitale Tafel von einer Arbeitsgruppe präsentiert werden.
Technische Information zur Animation
Als Voraussetzung für den Einsatz der Animation im Unterricht benötigt man einen Computer oder ein Tablet sowie einen Internetzugang.Die ursprüngliche Konzeption des Animationsprogramms sah zwei Aufgaben vor: 1. Erkundung eines galvanischen Zink-Kupfer-Elements, mit Veranschaulichung (animiert) der unterschiedlichen Lösungsbestreben der Metalle in beiden Halbzelle (Donator oder Akzeptor) und der daraus resultierenden Richtung des elektrischen Stroms. 2. Virtuelle Entwicklung einer Spannunngsreihe (Thema II).
