Zur Vereinfachung wird bei dem selbst zu erstellenden PSE die Zahl der Elemente reduziert. Die Vorenthaltung von mindestens einem Element erzeugt dabei eine ?Lücke?. Diese fungiert als Pendant der Elemente, die zu Mendelejews Zeiten noch nicht bekannt waren. Dieser Effekt dient zum einen der Anknüpfung an die Wissenschaftsgeschichte. Zum anderen demonstriert die ?Lücke? durch die Vorhersagbarkeit eines unentdeckten Elementes (und seiner Eigenschaften) die Schlüssigkeit des Systems auf eindrucksvolle Weise! Schließlich ordnen die Schülerinnen und Schüler auch noch die Edelgase in den PSE-Entwurf ein. Darauf aufbauend ergibt sich zwangsläufig die Frage nach dem Atombau. Abschließend werden die Erkenntnisse mithilfe eines interaktiven Periodensystems gefestigt. Den Schülerinnen und Schülern wird in dieser Unterrichtseinheit klar, was hinter der PSE-Systematik steckt. Sie lernen, mit diesem elementaren Werkzeug der Chemie sicher umzugehen.
Das Periodensystem der Elemente – selbst gepuzzelt!
- Chemie
- Sekundarstufe I
- 1-2 Unterrichtsstunden
- Ablaufplan, Arbeitsblatt
- 1 Arbeitsmaterial
Basierend auf der Kenntnis erster Elementfamilien ordnen die Schülerinnen und Schüler weitere Elemente verschiedenen Familien zu und „puzzeln“ so einen Teil des Periodensystems der Elemente (PSE) selbstständig zusammen.
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Unterrichtsablauf
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Einstieg
Vorstellung des Themas und Ankündigung einer historischen Vorgehensweise
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Problematisierung
„Mitte des 19. Jahrhunderts war ein Sammelsurium von etwa 50 Elementen bekannt, von denen man mehrere Eigenschaften, unter anderem die Atommasse, kannte.“ An der Tafel wird eine Auswahl von Elementen fixiert (DIN-A4-Karten).
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Problemlösung (I)
Problemfrage: Wie kann man das Element-Sammelsurium ordnen? Lösungsvorschläge werden gesammelt.
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Problemlösung (II)
Vorbereitung der Gruppenarbeit: Vorstellung der kleinen PSE-Puzzle-Karten zu einem "kleinen PSE".
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Problemlösung (III)
Die Schülerinnen und Schüler ordnen die PSE-Puzzle-Karten.
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Vorstellung der Ergebnisse
Die Schülergruppen stellen ihre Ergebnisse an der Tafel vor.
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Verknüpfung zur Geschichte
Die Lernenden werden darauf hingewiesen, dass sie bei Ihrer Vorgehensweise die Arbeiten von Mendelejew und Meier selbstständig nachvollzogen haben.
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Anwendung
Es werden Vorhersagen für die im PSE-Puzzle vorenthaltenen Elemente Ge und/oder Ga entwickelt. Die Ergebnisse werden dann mit den Vorhersagen von Mendelejew und mit den von Winkler tatsächlich gefunden Werten verglichen.
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Sicherung
Die Schülerinnen und Schüler ordnen die Edelgase in das PSE ein. Der Begriff „Periodensystem der Elemente“ wird abschließend erklärt und die Tendenzen bezüglich des metallischen Charakters werden mit Pfeilen dargstellt.
Didaktisch-methodischer Kommentar
Die Unterrichtseinheit zum Periodensystem zeigt, wie man historische Wege der Erkenntnis nutzen kann, um die Schülerinnen und Schüler Sachverhalte eigenständig entdecken zu lassen. Unterrichtsmethodisch wird der frontale Lehrgang mit stark offenen Unterrichtsformen verschränkt.
- Voraussetzungen und Einstieg in die Thematik
Die Schülerinnen und Schüler werden mit der "historischen" Aufgabe konfrontiert, in ein Element-Sammelsurium Ordnung zu bringen. - Per Elemente-Puzzle zum PSE
In Partnerabeit experimentieren die Schülerinnen und Schüler mit einem Kartensatz ausgewählter Elemente und testen verschiedene Ordnungsstrategien. - Präsentation und Ergebnissicherung
Eine Schülergruppe ordnet das PSE-Puzzle an der Tafel. Die Edelgase werden ergänzt und die dem PSE zugrunde liegenden Ordnungskriterien gesichert. - Übergang zum Atommodell
Die Schülerinnen und Schüler lernen die historische Entwicklung des Atommodells kennen und festigen die Erkenntnisse mithilfe eines interaktiven Periodensystems.
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pse_puzzle_materialien.zip
Alle Arbeitsmaterialien in einem Rutsch (DIN-A4-Karten der Elemente für die Tafel, Puzzle-Kartensätze für Schülerinnen und Schüler im PDF- und RTF-Format).
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Rutherford Online-Lexikon der Elemente
Ein interaktives Periodensystem mit Informationen zu Elementen, Gruppen und Periodizitäten.
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Lenntech PSE
Chemischen Merkmale, gesundheitliche und umwelttechnische Effekte, Anwendungen, Bilder und Infos zur Geschichte der Elemente.
Vermittelte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler sollen
- gemäß der Bildungsstandards (PDF-Download) im Kompetenzbereich "Kommunikation" im Team auf Basis des Vorwissens Elemente eigenständig Elementfamilien zuordnen.
- gemäß der Bildungsstandards im Kompetenzbereich "Kommunikation" ihre Ergebnisse auf geeignete Weise darstellen und mitteilen (K1-3, K5-10).
- gemäß der Bildungsstandards im Kompetenzbereich "Erkenntnisgewinnung" historische Wege der Erkenntnis selbst beschreiten und nachvollziehen (E1, E6-8).
- gemäß der Bildungsstandards im Kompetenzbereich "Fachwissen" vorhandenes Wissen zu den Elementen und ihren Eigenschaften vertikal und horizontal erweitern und vernetzen.
Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial
| Thema | Das Periodensystem der Elemente - selbst gepuzzelt! |
|---|---|
| Autor | Gregor von Borstel |
| Fach | Chemie |
| Zielgruppe | Klasse 9 (8) |
| Zeitraum | 1-2 Unterrichtsstunden |
| Technische Voraussetzungen | Computer mit Internetanschluss für die Nutzung des Online-PSE |
| Planung | Das Periodensystem der Elemente - selbstgepuzzelt! |
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