Handreichung

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Handreichung

Professional Reflection-Oriented Focus on Inquiry-based Learning and Education through Science
PROFILES Unterrichtsmaterialien – Lehrerhandreichung
Zusammengestellt von PROFILES Bremen/DE
Was mache ich mit meinem
alten Handy?
Naturwissenschaftlicher Unterricht –
Schwerpunkt Chemie – Klasse 7/8
Entwickelt von:
Institution:
Homepage:
Darius Schindler, Carola Hauk, Evelyn Jäschke-Behrendt, Marina Wilkes
und Silvija Markic (2012)
Institut für Didaktik der Naturwissenschaften, Universität Bremen/DE
www.idn.uni-bremen.de - Mail: [email protected]
Inhalte des Moduls
Innerhalb des Bremer Bildungsplanes für den integrierten Naturwissenschaftsunterricht der
7./8. Klassenstufe der Oberschule sollen die Schülerinnen und Schüler mithilfe des
Rahmenthemas „Schätze der Erde“ bspw. Metalle als besondere Rohstoffe kennen lernen.
Dazu sollen sie mit Hilfe einfacher Redoxreaktionen die Gewinnung von Metallen
beschreiben können und sich mit den möglichen ökologischen und ökonomischen Folgen
der Metallgewinnung auseinandersetzen sowie allgemein über eine nachhaltige Nutzung der
Ressourcen reflektieren (Die Senatorin für Bildung und Wissenschaft, 2010).
Das vorliegende Unterrichtsmodul greift diese Lernziele auf und versucht über den
lebensweltlichen Kontext des Handys die Schüler und Schülerinnen zu motivieren und
entlang der Frage “Was mache ich mit meinem alten Handy?” sowohl das notwendige
Fachwissen als auch die Kommunikations- und Bewertungskompetenzen der Schülerinnen
Project funded within the EC FP7 Programme: 5.2.2.1 – SiS-2010-2.2.1
Grant Agreement No.:266589
Supporting and coordinating actions on innovative methods in science education: teacher
training on inquiry based teaching methods on a large scale in Europe
1/15
und Schüler zu fördern. Dabei werden die fachlichen Grundlagen in Bezug auf die
Redoxreaktionen relativ kurz gefasst, so dass eine tiefergreifende und absichernde
Erarbeitung des Konzepts an anderer Stelle erforderlich sein wird.
Die Unterrichtseinheit besteht im Wesentlichen aus vier Phasen, die je nach Bedarf auch
unabhängig voneinander behandelt werden können. Überdies greift sie vielfach auf
Methoden des kooperativen Lernens zurück und nutzt beispielsweise die Methode des
Stationenlernens, des Kugellager oder die 1-2-4-Alle-Methode. An verschiedenen Stellen
bieten
sich
Differenzierungsmöglichkeiten
sowie
zu
den
wesentlichen
Aufgaben
Musterlösungen, die von der Lehrperson genutzt oder zur selbstständigen Gegenkontrolle
durch die Schülerinnen und Schüler eingesetzt werden können.
Entwickelt von D. Schindler, C. Hauk, E. Jäschke-Behrendt, M. Wilkes und S. Markic (2012)
Institution: Institut für Didaktik der Naturwissenschaften, Bremen/DE
Homepage: www.idn.uni-bremen.de - Mail: [email protected]
www.profiles-projects.eu
Für Lehrer – 2/15
Unterrichtsablauf
Die Tabelle 1 gibt eine Übersicht über die Inhalte der Unterrichtseinheit.
Einstieg: Eröffnung der Kontroverse
M1
Ab
„Unser liebstes Spielzeug - das Handy“
M2
Folie
Die 5-Schritt-Lesetechnik
Arbeitsphase I: Fachliche Klärung - Stationenlernen
M3
Ab
Den Metallen auf der Spur
M 4a
Ab
Den Metallen auf der Spur – Metalle im Vergleich
M 4b
LAb
Metalle im Vergleich - Musterlösung
M 5a
Sk
Station 1: Aussehen
M 5b
Sk
Station 2: Verformbarkeit
M 5c
Sk
Station 3: Härte
M 5d
Sk
Station 4: Verhalten gegenüber Magneten
M 5e
Sk
Station 5: Dichtebestimmung
M 5f
Sk
Hilfekarten Dichtebestimmung
M 5g
Sk
Station 6: Wärmeleitfähigkeit
M 5h
Sk
Station 7: Weitere Verwendungsmöglichkeiten
M 5i
Sk
Wahlstation 8: Elektrische Leitfähigkeit
M 5j
Sk
Wahlstation 9: Zink gegen Zinn
M 5k
LAb
Wahlstation 9: Zink gegen Zinn - Musterlösung
M6
Ab
Der Kupfer-Wettbewerb
M 7a
Ab
Wie gewinnt man Kupfer aus Kupferoxid
M 7b
LAb
Kupfer aus Kupferoxid - Musterlösung
M 7c
Ab
Kupferforschung
Arbeitsphase II: Wiederaufgreifen der Kontroverse
M8
Folie
Kugellager
M 9a
Ab
Aluminium – das wichtigste Metall aus roter Erde
M 9b
Ab
Gold – Wertvoll und nützlich
M 9c
Ab
Lohnt sich das Recycling? Was kann man machen…
M 9d
LAb
Lohnt sich das Recycling? - Musterlösung
Arbeitsphase III: Diskussion und Positionierung
M 10
Folie
Podiumsdiskussion
M 11a
Ab
Experte 1: Chef einer Telefongesellschaft
M 11b
Ab
Expertin 2: Die Umweltschützerin
M 11c
Ab
Experte 3: Vertreter der Wirtschaft
M 11d
Ab
Expertin 4: Die Konsumkritikerin
M 11e
Ab
Die Moderatoren der Podiumsdiskussion
M 12
Hk
Hilfekarten Podiumsdiskussion
Abschluss: Metareflexion
M: Material, Ab: Arbeitsblatt, LAb: Lehrerarbeitsblatt, F: Film, Sk: Stationskarte, Hk: Hilfekarte
Die Unterrichtseinheit umfasst insgesamt ca. 10 Unterrichtsstunden.
Als Einstieg in das Unterrichtsthema und zur Eröffnung der Kontroverse können den
Schülerinnen und Schüler aktuelle Werbematerialien, die zum Kauf eines Handys anregen
gezeigt werden, woraufhin die Schülerinnen und Schüler schätzen sollen, wie viele Handys
insgesamt in Deutschland genutzt und jährlich neu verkauft werden. Dazu können die
Schülerinnen
und
Schüler
auch
gefragt
werden,
wie
viele
Handys
sie
bereits
besaßen/besitzen und wie viele innerhalb ihres Haushaltes ungenutzt vorhanden sind. Die
historische Entwicklung kann auch in diesem Zusammenhang angesprochen werden. Am
Ende
dieser
Handreichung
befindet
sich
eine
tabellarische
Auflistung
der
Entwicklungsgeschichte des Handys.
Anschließend soll nun auf die Frage nach der Entsorgung eines ausgedienten Handys
eingegangen werden. Hierzu sollen die Schülerinnen und Schüler zur Aktivierung ihres
Vorwissens Vorschläge machen, die bspw. an der Tafel gesammelt werden können. Mithilfe
eines Arbeitsblattes (M 1) sollen sich die Schülerinnen und Schüler im nun folgenden
Unterrichtsschritt näher mit aktuellen Zahlen bzgl. dieser Problematik sowie mit den
Bestandteilen eines Handys und der Notwendigkeit und Möglichkeiten der Wiederverwertung
auseinandersetzen. An dieser Stelle kann den Schülerinnen und Schülern exemplarisch ein
Texterschließungs-verfahren vorgestellt werden, die 5-Schritte-Lesetechnik. Dazu steht der
Lehrperson eine Folie (M 2) zur Verfügung. Die Erarbeitung des Arbeitsblattes (M 1) erfolgt
anhand der 1-2-4-Alle-Methode (Witteck et al., 2005). Dazu lesen die Schülerinnen und
Schüler den Text auf M 1 zunächst mithilfe der 5-Schritte-Lesetechnik in Einzelarbeit und
tauschen sich anschließend mit einem Partner aus und bearbeiten gemeinsam die
Aufgaben. Dann finden sich jeweils Vierergruppen zusammen und tauschen sich erneut aus
und bearbeiten bzw. kontrollieren gemeinsam die Aufgaben. Als Ergebnis dieser
Einstiegsphase sollten die Ergebnisse der Aufgaben besprochen und die unter Aufgabe 3 (M
1) von den Schülerinnen und Schüler formulierten Fragen an der Tafel gesammelt werden
Die Schülerinnen und Schüler sollten unter Aufgabe 3 idealerweise Fragen formulieren, die
zu einer vertieften Behandlung mit fachlichen Inhalten führen sollten, so dass diese Frage im
Sinne der Transparenz durch den Lehrer dazu genutzt werden können, um den weiteren
Unterrichtsverlauf der Einheit vorzustellen.
Zur fachlichen Klärung sollen die Schülerinnen und Schüler in der nun folgenden
Unterrichtsphase innerhalb von Kleingruppen anhand eines 3-stündigen Stationenlernens
eine Auswahl von Metallen (Kupfer, Eisen, Aluminium und Zink) und deren Eigenschaften
(experimentell) vergleichend untersuchen (M 3, M4a, b). Das Stationenlernen bietet die
Möglichkeit zur Differenzierung hinsichtlich des Umfangs der zu bearbeitenden Stationen.
Dabei sind die Stationen M 5a-h von allen Schüler und Schülerinnen zu bearbeiten,
wohingegen die Wahlpflichtstationen M 5i (Elektrische Leitfähigkeit von Kupfer und Eisen)
und M 5j (Zink gegen Zinn) von leistungsstärkeren Schülergruppen bearbeitet werden
können. Diese Stationen weisen keine Versuchsdurchführungen sondern lediglich eine
Materialauswahl sowie einen Forschungsauftrag auf, so dass die Schülerinnen und Schüler
die Durchführung eigenständig entwickeln müssen.
Innerhalb der Pflichtstationen (M 5a-h) untersuchen die Schülerinnen und Schüler die
verschiedenen Metalle hinsichtlich ihres Aussehens und Geruchs, der Verformbarkeit, der
Härte, des Verhaltens gegenüber Magneten, der Dichte, der Wärmeleitfähigkeit sowie der
Verwendungsmöglichkeiten. Zur allgemeinen Übersicht erhalten die Schülerinnen und
Schüler sowohl eine Checkliste zum Abhaken bearbeiteter Stationen (M 3) sowie eine
Tabelle zum Festhalten der Ergebnisse (M 4a). Eine Musterlösung kann angeboten werden
(M 4b).
Für die Station zur Dichtebestimmung (M 5e) liegen Hilfekarten zur Differenzierung zur
Verfügung (M 5f). Zur Sicherung des Stationenlernens sollen die in der Tabelle festgehalten
Ergebnisse innerhalb eines Unterrichtsgesprächs verglichen werden, falls den Schülerinnen
und Schülern während des Durchführens keine Musterlösungen zur eigenständigen Kontrolle
ausgehändigt wurden.
Im weiteren Unterrichtsverlauf soll innerhalb von ca. 2 Stunden exemplarisch an der
Gewinnung von Kupfer aus Kupferoxid die Gewinnung der Metalle nachempfunden werden.
Dazu sollen die Schülerinnen und Schüler zu dieser Frage innerhalb eines Egg-Races (M 6)
mit Hilfe einer Vorauswahl an Materialien eigenständig Ideen entwickeln und experimentell
erproben (M 7a). Eine Musterlösung kann auf dem Tisch liegen (M 7b). Nach Ablauf einer
vorgegeben Zeit sollten die Ideen und Beobachtungen der Gruppen besprochen werden und
auf die Feststellung konkretisiert werden, dass der Sauerstoff „so fest“ mit dem Kupfer
verbunden ist, dass dieser mit den bisher bekannten Trennverfahren wie Filtration oder
durch einfaches Herausschmelzen nicht entfernt werden kann. Sollte ein/e SchülerIn das
Problems bereits durch Vorwissen oder vorherige Recherche beantworten können, kann er
oder sie die Lösung als Experte/in verkünden. Ansonsten gibt sie die Lehrkraft bekannt: Es
wird ein Sauerstoffdieb benötigt, der dem Kupferoxid den Sauerstoff entzieht (M 7a). Hier
sollte durch die Lehrperson das Prinzip der Sauerstoffspaltung und -übertragung auf die
Kohle besprochen werden. Hier kann optional auch eine szenische Darstellung mit Hilfe von
zwei freiwilligen Schülerinnen oder Schülern durchgeführt werden, um die relativ feste
Bindung des Kupferoxids und den Prozess der Sauerstoffübertragung mithilfe der Kohle
darzustellen. Zur Bestätigung dieser Lösung führen die bestehenden Schülergruppen ein
vorgegebenes Experiment durch und protokollieren ihre Beobachtungen. Der Vorteil bei der
Reduktion von Kupferoxid im Vergleich zu anderen Oxiden ist die Farbänderung vom
schwarzen Pulvergemisch zu einem schwarzen Gemisch mit roten Kupferpartikeln. Die
Farbänderung ist bereits mit bloßem Auge erkennbar und wird unter dem Mikroskop noch
deutlicher. Diese Phase des Unterrichts wird mit dem Aufstellen des Reaktionsschemas
Kupferoxid + Kohlenstoff → Kupfer + Kohlenstoffdioxid beendet.
Alternativ kann hier die Experimentierphase mit einem weiteren Versuch verlängert werden.
Nachdem dem Kupferoxid bereits mit Kohle der Sauerstoff entfernt wurde, können die
Schülerinnen und Schüler auf die Suche nach weiteren Stoffen gehen, um weitere
„Sauerstoffdiebe“ zu finden (M 7c). Es können verschiedene Metalle, aber auch andere
Stoffe untersucht werden. Die Ergebnisse ermöglichen ein späteres Anknüpfen an die
Oxidationsreihe der Metalle.
Nachdem mit Hilfe des Stationenlernens die fachliche Klärung stattgefunden hat, soll im
folgenden Unterrichtsverlauf nun wieder die Kontroverse um das Recycling eines Handys
aufgegriffen und die ökonomischen, ökologischen und gesellschaftlichen Aspekte der
Gewinnung von Metallen am Beispiel von Aluminium und Gold näher betrachtet werden.
Dazu wird die Methode des Kugellagers angewendet. Ein Überblick über den methodischen
Ablauf des Kugellagers findet sich in M 8, welcher als Folie während der Durchführung
genutzt werden kann. Die Lerngruppe wird in zwei Großgruppen unterteilt, wobei sich die
eine Hälfte wiederum in Kleingruppen unterteilt mit dem Text „Aluminium – das wichtige
Metall aus roter Erde“ (M 9a) auseinandersetzt und die andere Gruppe mit dem Text „Gold –
Wertvoll und nützlich“ (M 9b). Das Kugellager kann im Gegensatz zum Ablauf, der in M 8
dargestellt ist, beliebig um weitere Runden ergänzt werden. So wäre es bspw. denkbar, die
Schüler und Schülerinnen in einer weiteren Runde die auf M 9c vorgegebenen Ratschläge,
wie man Rohstoffe sparen und die Umwelt schonen kann, gemeinsam beurteilen und
bewerten zu lassen. Dadurch kann die anschließende stattfindende Podiumsdiskussion
bereits vorentlastet werden.
Innerhalb der im Folgenden nun stattfindenden Podiumsdiskussion sollen die Schülerinnen
und
Schüler
verschiedene
Positionen,
vertreten
durch
Politiker
und
andere
Interessenvertreter, als Grundlage für eine offene Diskussionslage erarbeiten. Zur Übersicht
über den methodischen Ablauf und zum Einführen der Methode kann M 10 herangezogen
werden. Die Lerngruppe wird in 4 Schülergruppen zu je 4 Schüler/innen eingeteilt und durch
die Lehrperson jeweils ein Gruppensprecher ernannt. Die restlichen Schülerinnen und
Schüler werden zu einer Moderatorengruppe zusammengefasst. Die Schülergruppen
erhalten jeweils Texte (M 11a-e), die ihnen dabei helfen sollen, sich durch die Bearbeitung
von Aufgaben in ihre Rolle einzuarbeiten und so vorzubereiten, dass sie ebendiese in einer
später stattfindenden Diskussion verkörpern können. Als differenzierende Maßnahme stehen
den verschiedenen Gruppen hier Hilfekarten zur Verfügung (M 12). Eine Gruppe nimmt die
Perspektive eines Chefs einer Telefongesellschaft ein, dem vor allem wirtschaftliche
Interesse und das Image des Unternehmens wichtig sind (11a). Eine weitere Gruppe setzt
sich für eine nachhaltige Produktion sowie Entsorgung von Altgeräten ein, damit Schadstoffe
nicht in die Umwelt gelangen, vertreten durch eine Politikerin (M 11b). Die Gruppe, die den
Vertreter der Wirtschaft verkörpern soll, stellt die besondere Bedeutung der alten Handys für
die Wirtschaft heraus (M 11c). Die Gruppe der Konsumkritikerin weist daraufhin, dass die
Problematik des Recycling viel komplizierter und per se keine Lösung und das Problem eher
im zu hohem Konsum Europas zu suchen sei (M 11d). Die Gruppe der Moderatoren erhält
zur Vorbereitung die wichtigsten Aussagen der verschiedenen Gruppen (M 11e).
Nach erfolgter Einarbeitungsphase erfolgt eine 20-minütige Diskussionsphase, die
organisatorisch wie in M 10 vorbereitet wurde. Dabei eröffnen die zwei Moderatoren die
Diskussion, indem sie die Problemstellung ansprechen und die jeweiligen Experten kurz
vorstellen. Die Moderatoren sollen die Diskussion durch gezielte Fragen oder provokante
Thesen anregen und am Laufen halten. Der Vorteil dieser Art von Podiumsdiskussion liegt in
der Tatsache, dass sich neben jeweils einem Experten (dem Gruppensprecher) ein weiterer
freier Stuhl befindet, der jederzeit von einem weiteren Experten aus dem Außenkreis des
eigenen Teams zum gleichrangigen Mitdiskutieren besetzt werden kann. So hat jede/r
Schüler/in die Möglichkeit, sich aktiv an der Diskussion zu beteiligen, ohne dazu gedrängt
oder überfordert zu werden. Hat ein Teilnehmer seinen Beitrag geäußert, kehrt er wieder in
den Außenkreis zurück und bietet einem anderen Experten die Möglichkeit, sich in den
Innenkreis zu setzen.
Kurz vor Ablauf der Zeit erhalten die verschiedenen Experten angeleitet durch die
Moderatoren die Möglichkeit ein abschließendes Statement abzugeben. Nach Beendigung
der Diskussion durch die Moderation wird die Runde aufgelöst und die Schülerinnen und
Schüler aus ihren Rollen entlassen. Die Lehrperson leitet nun in eine Metareflexionsrunde
ein, in denen die Schülerinnen und Schüler zunächst Gelegenheit erhalten, unabhängig von
ihrer zuvor eingenommenen Rolle Fragen oder Kommentare zu äußern. Anschließend sollen
die Schüler und Schülerinnen unter Berücksichtigung des in dieser Einheit Erlernten
begründet Stellung zu der Frage “Was mache ich mit meinem alten Handy?” beziehen. Die
Lehrperson kann im Anschluss selbst ein Fazit ziehen, dass angesichts dieser Frage keine
richtige Lösung vorliege. Neben dem inhaltlichen Aspekt sollte aber zusätzlich auch
reflektiert werden, ob es innerhalb der Diskussion Experten gab, die ihre Rolle besser,
überzeugender als andere wahrgenommen haben und wer aus welchen Gründen eine
solche Auswahl an Experten vorgenommen hat. Es gilt zu fragen, warum bspw.
ausgerechnet jene Experten eingeladen wurden und wie das evtl. Meinungsbildung
beeinflussen kann.
Quellen:
Senatorin für Bildung und Wissenschaft (2010): Die Sekundarstufe I im Land Bremen.
Naturwissenschaften: Biologie, Chemie, Physik - Bildungsplan für die
Oberschule.
Witteck, T.; Most, B.; Leerhoff, G. & Eilks, I. (2005): Beispiele für kooperatives Lernen mit
Kugellager und Internet. In: A. Pitton (Hrsg.): Relevanz fachdidaktischer
Forschungsergebnisse für die Lehrerbildung. Gesellschaft für Didaktik der
Chemie und Physik. Jahrestagung in Heidelberg 2004. Münster: LITVerlag, S. 184-186
Anhang: Hinweise zu den einzelnen Materialen
Einstieg: Eröffnung der Kontroverse
„Unser liebstes Spielzeug - das Handy“
Dieses Arbeitsblatt beinhaltet einen adressatengerechten
Sachtext, der die Schüler und Schülerinnen über aktuelle
M1
Ab
Zahlen, die Bestandteile eines Handys sowie Gründe und
Möglichkeiten zur Wiederverwertung von Handys
informiert. Zur vertieften Textarbeit müssen die
Schülerinnen und Schüler drei Aufgaben bearbeiten.
Die 5-Schritt-Lesetechnik
Diese Folie kann zur erstmaligen exemplarischen
M2
Folie
Einführung der 5-Schritt-Lesetechnik angewandt werden.
Auf ihr werden die wesentlichen Schritte zur Erschließung
eines Fließtextest übersichtlich dargestellt.
Arbeitsphase I: Fachliche Klärung - Stationenlernen
Den Metallen auf der Spur
Bei diesem Arbeitsblatt handelt es sich um das allgemeine
Arbeitsblatt für das Stationenlernen, was jeder Schüler
M3
Ab
erhalten sollte. Hier wird den Schülern eine Übersicht über
die verschiedenen Stationen gegeben und es werden
allgemeine Aufgaben für die Durchführung gestellt.
Den Metallen auf der Spur – Metalle im Vergleich
Dieses Arbeitsblatt dient als Sicherung des StationenM 4a
Ab
lernens. Es zeigt eine Tabelle, in der die Beobachtungen
zu den verschiedenen, zu untersuchenden Metallen
miteinander vergleichend eingetragen werden sollen.
Metalle im Vergleich – Musterlösung
Hierbei handelt es sich um die Musterlösung der Tabelle,
die die Schülerinnen und Schüler während des
Stationenlernens mit ihren Beobachtungen ergänzen
M 4b
LAb
sollten. Sie kann als Vergleich während der gemeinsamen
Besprechung und Sicherung des Stationenlernens oder als
ausliegende Musterlösung zur Selbstkontrolle der Schüler
und Schülerinnen genutzt werden.
Station 1: Aussehen
Hierbei handelt es sich um eine Stationskarte, die zur
Bearbeitung durch die Schüler und Schülerinnen
M 5a
Sk
bereitgestellt werden soll. Hier sollen die Schülerinnen und
Schülern durch das Anschleifen verschiedener Metalle,
deren Farbe und Oberfläche untersuchen und
beschreiben.
Station 2: Verformbarkeit
M 5b
Sk
An dieser Stationen sollen die Schülerinnen und Schüler
die Verformbarkeit verschiedener Metalle miteinander verEntwickelt von D. Schindler, C. Hauk, E. Jäschke-Behrendt, M. Wilkes und S. Markic (2012)
M 5c
Sk
M 5d
Sk
M 5e
Sk
M 5f
Sk
M 5g
Sk
M 5h
Sk
M 5i
Sk
M 5j
Sk
M 5k
LAb
gleichen und eine Reihenfolge der Verformbarkeit
festlegen.
Station 3: Härte
An dieser Station sollen die Schülerinnen und Schüler
mithilfe eines Nagels die Härte verschiedener Metalle
miteinander vergleichend untersuchen.
Station 4: Verhalten gegenüber Magneten
Mithilfe eines Magneten sollen die Schüler und
Schülerinnen hier die magnetische Anziehung der verschiedenen Metallstücke miteinander vergleichen.
Station 5: Dichtebestimmung
An dieser Station sollen die Schülerinnen und Schüler die
Dichte der verschiedenen Metalle mithilfe einer Waage und
eines Standzylinders bestimmen, eine Rangfolge aufstellen
und Ideen entwickeln, wofür die Begriffe Leichtmetall und
Schwermetall stehen.
Hilfekarten Dichtebestimmung
Hier liegen zur Differenzierung für den Fall, dass einigen
Gruppen(mitgliedern) der Dichtebegriff unbekannt sein
sollte, dreistufige Hilfekarten zur Verfügung.
Station 6: Wärmeleitfähigkeit
Mithilfe eines Metallbleches, einem Tropfen Wachs und
einer Kerze sollen die Schülerinnen und Schüler die
Wärmeleitfähigkeit verschiedener Metalle miteinander
vergleichen.
Station 7: Weitere Verwendungsmöglichkeiten
Bei dieser Station müssen die Schülerinnen und Schüler
theoretisch arbeiten und aus ausliegenden Texten (z.B.
verschiedene Schulbücher) weitere Verwendungsmöglichkeiten von Metallen herausarbeiten und in die
Übersichtstabelle übertragen.
Wahlstation 8: Elektrische Leitfähigkeit
Bei dieser Wahlstation sollen die Schülerinnen und Schüler
aus einer vorgegebenen Auswahl an Materialien selbst
einen Versuch entwickeln, um die Leitfähigkeit verschiedener Metalle miteinander vergleichen zu können.
Wahlstation 9: Zink gegen Zinn
Bei dieser Wahlstation sollen die Schülerinnen und Schüler
aus einer vorgegebenen Auswahl an Materialien selbst
einen Versuch entwickeln, um die Metalle Zink und Zinn
voneinander unterscheiden zu können. Als unterstützende
Maßnahme steht den Schüler und Schülerinnen eine
Tabelle mit den wesentlichsten Eigenschaften der beiden
Metalle zur Verfügung.
Wahlstation 9: Zink gegen Zinn – Musterlösung
Diese Musterlösung enthält zwei Vorschläge für einen
Versuchsaufbau zur Unterscheidung von Zink und Zinn.
Der Kupfer-Wettbewerb
Das Arbeitsblatt beinhaltet einen kurzen fachlich
informativen Text über Metalloxide und einen offenen
M6
Ab
Arbeitsauftrag, mit dessen Hilfe die Schüler und
Schülerinnen mit einer Auswahl vorgegebener Materialien
eigenständig einen Versuch zum Gewinnen von Kupfer
aus Kupferoxid entwickeln und erproben sollen.
Wie gewinnt man Kupfer aus Kupferoxid
Dieses Arbeitsblatt fasst zunächst noch einmal kurz in
Anlehnung an den Kupferwettbewerb das Problem der
Metallgewinnung aus Metalloxiden zusammen, ohne die
Begriffe der Oxidation bzw. Reduktion zu verwenden.
Anschließend findet sich ein vorgegebener, mehrschrittiger
M 7a
Ab
Versuch zur Gewinnung von Kupfer aus Kupferoxid mit
Kohle als “Sauerstoffdieb”. Der Vorteil bei der Reduktion
von Kupferoxid im Vergleich zu anderen Oxiden ist die
Farbänderung vom schwarzen Pulvergemisch zu einem
schwarzen Gemisch mit roten Kupferpartikeln, die bereits
mit bloßem Auge erkennbar sind.
Kupfer aus Kupferoxid – Musterlösung
Dieses Blatt enthält die Musterlösung zu dem BestätiM 7b
LAb
gungsversuch und den vertiefenden Aufgaben, bei dem die
Schülerinnen und Schüler Kupferoxid mithilfe von Kohle
reduzieren.
Kupferforschung
Nachdem die Schülerinnen und Schüler im vorangegangenen Versuch Kupferoxid mit Kohle reduziert haben,
sollen sie nun aus einer vorgegebenen Auswahl
M 7c
Ab
experimentell in Erfahrung bringen, ob auch andere Stoffe
(z.B. verschiedene Metalle) als “Sauerstoffdiebe” dienen
können. Die Ergebnisse ermöglichen ein späteres
Anknüpfen an die Oxidationsreihe der Metalle.
Arbeitsphase II: Wiederaufgreifen der Kontroverse
M8
Folie
Kugellager
Diese Folie kann zur Einführung in die Methode oder den
verschiedenen Phasen des Kugellagers entsprechend
überblickshaft während der Durchführung genutzt werden.
M 9a
Ab
Aluminium – das wichtigste Metall aus roter Erde
Bei diesem Arbeitsblatt handelt es sich um einen
selbstständig zu erschließenden Text für die eine Hälfte
der Lerngruppe im Kugellager. Der sachlich-informative
Text enthält fünf Abschnitte: einen kurzen Impuls mit
allgemeinen Informationen zu dem Metall und dessen
Vorkommen. Anschließend wird der Herstellungs- bzw.
Gewinnungsprozess erläutert und auf die Gefahren sowie
Nachteile verwiesen. Am Ende wird mit dem Recycling
eine
Alternative
beschrieben.
Zur
vertiefenden
Erschließung des Textes gibt es strukturierende Aufgaben.
M 9b
Ab
Gold – Wertvoll und nützlich
Bei diesem Arbeitsblatt handelt es sich um einen
selbstständig zu erschließenden Text für die eine Hälfte
der Lerngruppe im Kugellager. Der sachlich-informative
Text enthält fünf Abschnitte: einen kurzen Impuls mit
allgemeinen Informationen zu dem Metall und dessen
Vorkommen. Anschließend wird der Herstellungs- bzw.
Gewinnungsprozess erläutert und auf die Gefahren sowie
Nachteile verwiesen. Am Ende wird mit dem Recycling
eine
Alternative
beschrieben.
Zur
vertiefenden
Erschließung des Textes gibt es strukturierende Aufgaben
M 9c
Ab
Lohnt sich das Recycling? Was kann man machen…
Dieses Arbeitsblatt kann optional für eine weitere Runde
im Kugellager genutzt werden. Hier müssen die Schüler
und Schülerinnen verschiedene vorgegebene Vorschläge
zum Einsparen von Rohstoffen und zur Umweltschonung
beurteilen. Hiermit könnte die anschließend stattfindende
Podiumsdiskussion bereits vorentlastet werden.
M 9d
LAb
Lohnt sich das Recycling? – Musterlösung
Dieses Lehrerarbeitsblatt enthält die Musterlösungen bzw.
Erläuterungen zu den verschiedenen vorgegebenen
Vorschlägen zur Rohstoffeinsparung und Umweltschonung.
Arbeitsphase III: Diskussion und Positionierung
Podiumsdiskussion
Diese Folie kann zur Einführung oder Vorbereitung der
M 10
Folie
Methode sowie überblickshaft während der Durchführung
genutzt werden.
Experte 1: Chef einer Telefongesellschaft
Dieses Arbeitsblatt dient als Vorbereitung auf die Rolle in
der Podiumsdiskussion. Es enthält strukturierende
M 11a
Ab
Aufgaben sowie eine Stellungnahme des Chefs einer
Telefongesellschaft, dem vor allem wirtschaftliche
Interesse und das Image des Unternehmens wichtig sind.
Expertin 2: Die Umweltschützerin
M 11b
Ab
Aufgaben sowie eine Stellungnahme einer Politikerin und
Umweltschützerin, die für eine nachhaltige Produktion
sowie eine sachgerechte Entsorgung von Altgeräten
M 11c
Ab
M 11d
Ab
M 11e
Ab
M 12
Hk
plädiert, damit Schadstoffe nicht in die Umwelt gelangen.
Experte 3: Vertreter der Wirtschaft
Aufgaben sowie eine Stellungnahme eines Vertreter der
Wirtschaft, der darauf hinweist, dass die deutsche
Wirtschaft die in den alten Handys enthaltenen Metalle
dringend benötigt und diese daher recycelt werden
müssen.
Expertin 4: Die Konsumkritikerin
Aufgaben
sowie
eine
Stellungnahme
einer
Konsumkritikerin, vertreten durch die Sängerin Funky D,
die der Meinung ist, dass das Recycling alleine noch keine
Lösung sei, da das Problem komplizierter sei. Die Werbung
setzte falsche Anreize, sodass heutzutage in Europa zu
viel konsumiert würde, was zu einer Flut an Elektromüll
führe.
Die Moderatoren der Podiumsdiskussion
Aufgaben sowie die Kernaussagen der verschiedenen
Diskussions-teilnehmer.
Hilfekarten Podiumsdiskussion
Hier werden 2-stufige Hilfekarten für die Einarbeitung in die
verschiedenen Rollen (mit Ausnahme der Moderatoren)
angeboten, die die Kernaussagen der jeweiligen
Diskussionsteilnehmer konkretisieren.
Übersicht über (wichtigen) Kenndaten in der Entwicklungsgeschichte des
Handys
Jahr/
Zeitpunkt
1952
Innovation/ Ereignis
Erläuterung
Erstes Telefon im
Auto
Das erstes Autotelefon in Deutschland wurde in ein Bremer
Taxi eingebaut. Gewicht des Telefon 16kg, Kosten15.000 DM,
drei Mal so viel wie der VW Käfer selbst
Nach zehnjähriger Entwicklungszeit brachte Motorola das erste
kommerziell vertriebene Handy, das „DynaTAC 8000X, auf
den Markt. Es wog 800g und kostete bereits damals mehrere
tausend Dollar.
Das erstes Handy von Nokia wird eingeführt. Man konnte
telefonieren und SMS schreiben. Leider konnte die Netzte noch
keine SMS übertragen
Erstes kommerzielles
Mobiltelefon
1983
1992
Erste Handy mit
Mobilfunk und SMS
1994
Erstes Handy mit
verschiedene
Klingeltöne
Erstes Farbdisplay
1997
Datenübertragung per
Infrarot
Foto- und
Videokamera
2000
2002
Ende 2002
Januar 2003
2003 / 2004
Seit 2005
2005
2007
MMS
Radio
Bluetooth
Klapphandy
Erstes Smartphone
TV
Routenplaner und
GPS-Empfänger
iPhone 1
Nokia 2110, 5110
Zwei Arten für die Einbindung neuer Klingeltöne waren
möglich:
- Download per SMS oder
- Klingeltöne im Handy selbst generieren
Mit dem Siemens S10 wird das erste Handy mit einem
Farbdisplay eingeführt.
Die ersten Handy mit einer Infrarotschnittstelle werden
entwickelt. Nachfolgegeneration waren alle Infrarot ausgestattet
Nokia 7650Das erste Multimedia-Mobiltelefon mit integrierter
Digitalkamera (Kostenpunkt: 560 Euro) wird eingeführt.
Seitdem komm kein Handys mehr ohne Kamera aus.
Das Versenden von MMS ist möglich.
Nokia 8310 kann als Radiogerät genutzt werden
Die Bluetooth-Datenübertragung wird eingeführt.
Das Motorola RAZR V3, ein Design-Handy mit Klappe wird
zum Verkaufserfolg.
Das erste Smartphones, das Siemens SX1, wird eingeführt.
Die ersten mobilen Telefon können TV-Programme empfangen
und abspielen.
Das Siemens SXG75 enthält einen GPS-Empfänger und kann
als Routenplaner genutzt werden.
Das iPhone 1 wird vom Time-Magazin zur Erfindung des
Jahres 2007 gewählt. in den kommenden Jahren werden
mehrere Hundertmillion iPhones vertrieben.
Project funded within the EC FP7 Programme: 5.2.2.1 – SiS-2010-2.2.1
Grant Agreement No.:266589
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training on inquiry based teaching methods on a large scale in Europe
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