Im Rahmen einer Promotion soll eine Unterrichtseinheit zur Stöchiometrie (Schülerzielgruppe: 8. Klasse, Gymnasien) entwickelt werden. Die Anlage soll jedoch so gestaltet sein, dass sie auf weitere Inhalte des Chemiecurriculums ausgedehnt werden kann.

Das Thema „stöchiometrische Berechnungen“ oder allgemein „Quantitative Betrachtungen chemischer Reaktionen“ stellt eine Gelenkstelle im Mittelstufenchemieunterricht dar. Es gilt als schwierig und, als Folge davon, auch als unmotivierend, zudem beklagen Lehrer das Fehlen geeigneter Unterrichtskonzepte, wie Untersuchungen zeigen. Die zu entwickelnde und im Folgenden auch zu optimierende Unterrichtseinheit soll deshalb an genau diesen Stellen ansetzen. Basierend auf der Selbstbestimmungstheorie der Motivation sollen Materialien und Organisation der Einheit so gestaltet werden, dass eine hohe Lernmotivation erreicht werden kann. Die Inhalte sollen am Vorwissen und an den Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler ansetzen, sie sollen möglichst lebensweltnahe Kontexte einbeziehen und die Unterrichtsformen sollen ein hohes Maß an eigenständigem Arbeiten ermöglichen. Deshalb soll die Einheit durch Aufgaben strukturiert werden, da Aufgaben in besonderer Weise geeignet scheinen, die Umsetzung dieser Ziele unterstützen zu können.

Zur praktischen Umsetzung sind drei Abschnitte geplant: Zunächst sollen die in der Literatur beschriebenen Schülervorstellungen zur Stöchiometrie erhoben und ausgewertet werden. In einem zweiten Schritt sollen dann durch empirische, vorwiegend qualitative Methoden Daten zu Aufgaben im Chemieunterricht allgemein und zu stöchiometrischen Aufgaben im Speziellen erhoben und ausgewertet werden. Außerdem soll eine erste Version der Einheit in der Schule erprobt und begleitend evaluiert werden. Aus diesen Daten sollen dann weitere Materialien entwickelt bzw. vorhandene optimiert werden, die abschließend zu einer kompletten Unterrichtseinheit zusammengestellt werden.

Eine erste Version der Unterrichtseinheit wurde bereits erfolgreich in drei achten Klassen an niedersächsischen Gymnasien erprobt. Die Materialien wurden daraufhin noch einmal überarbeitet und an vielen Stellen ergänzt. Bei Interesse stellen wir Ihnen alle überarbeiteten Materialien gerne zur Verfügung und sind im Austausch gespannt auf die im Unterricht gemachten Erfahrungen (letzte Aktualisierung der Datei am 07.02.2007):

Materialien_Bausteine und Stoffportionen (ZIP-Archiv, Größe: 6,5 MB)

Zum Lesen der Dateien benötigen Sie den Acrobat Reader, der unter www.adobe.de frei zugänglich herunterladbar ist. Dem Dateiordner ist eine Datei namens "Infobrief" beigefügt, die die Materialien in einer Übersicht darstellt. Am besten öffnen Sie diese Datei als erstes.

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Zudem wird das Konzept in Lehrerfortbildungen vorgestellt. Für die aktuellen Termine beachten Sie bitte die Seiten des GDCh-Lehrerfortbildungszentrums Bremen-Oldenburg, die Sie hier finden können.

Martin Fach, Tanja de Boer, Ilka Parchmann (2007): "Results of an interview study as basis for the development of stepped supporting tools for stoichiometric problems", Chemistry Education: Research and Practice, 8, 1, S. 13-31
(Die Publikation kann auf der Seite des Journals direkt abgerufen werden: CERP-homepage)

Martin Fach, Wiebke Endres, Ilka Parchmann (2006): "Bausteine und Stoffportionen - Erste quantitative Betrachtungen chemischer Reaktionen", NiU-Chemie Heft 94+95, 17, S. 26-31

Martin Fach, Tanja de Boer, Wiebke Endres, Ilka Parchmann (2006): "Mathematik als Brücke zwischen Stoff und Teilchenbetrachtungen". In Anja Pitton (Hrsg.): "Lehren und Lernen mit neuen Medien", Tagungsband der Jahrestagung der GDCP in Paderborn 2005, Berlin: LIT Verlag