PIN -Konzept

A.Kunert Speyer Nov. 2004

PINPIN-Konzept-KonzeptPhänomenologisch

-Integratives Netzwerkkonzept

Prof. Dr. Günter Harsch und Dr. Rebekka Heimann

Westfälische Wilhelms Universität Münster – Institut für Didaktik der Chemie

Es stellt ein experimentell realisierbares Curriculum zum Aufbau einer vernetzten Wissenstruktur im Bereich des organisch – chemischen Grundlagenwissens dar.


Adressaten:

• Chemielehrerinnen und –lehrer der Sekundarstufe IIChemielehrerinnen und –lehrer der Sekundarstufe II, die bei , die bei der Behandlung der Organischen Chemie neue Wege gehen wollen: der Behandlung der Organischen Chemie neue Wege gehen wollen: Schülerinnen und Schüler sollen nicht mit einer weitgehend fertigen Schülerinnen und Schüler sollen nicht mit einer weitgehend fertigen Fachsystematik konfrontiert werden, sondern an deren Genese teilhaben.Fachsystematik konfrontiert werden, sondern an deren Genese teilhaben.

• Chemielehrerinnen und –lehrer der Sekundarstufe IChemielehrerinnen und –lehrer der Sekundarstufe I, die an , die an einer frühzeitigen Einführung der Organischen Chemie interessiert sind, einer frühzeitigen Einführung der Organischen Chemie interessiert sind, und die zur Bereicherung ihrer eigenen Konzepte neue fachdidaktische und die zur Bereicherung ihrer eigenen Konzepte neue fachdidaktische Ideen und ausgearbeitete Schülerexperimente suchen.Ideen und ausgearbeitete Schülerexperimente suchen.

• Chemiedidaktiker an den UniversitätenChemiedidaktiker an den Universitäten

• Lehramtsstudierende der ChemieLehramtsstudierende der Chemie

• Fachleiter an Studienseminaren und für SchulbuchautorenFachleiter an Studienseminaren und für Schulbuchautoren


• Die Schüler sollen einen Die Schüler sollen einen Einblick in Einblick in naturwissenschaftliches Arbeiten erhaltennaturwissenschaftliches Arbeiten erhalten, statt , statt fertiges Wissen zu lernen. Sie sollen also sehen, fertiges Wissen zu lernen. Sie sollen also sehen, wie man wie man in der Chemie zu Erkenntnissen gelangtin der Chemie zu Erkenntnissen gelangt, und einen , und einen Einblick in die Logik hinter dem chemischen Wissen bekom-Einblick in die Logik hinter dem chemischen Wissen bekom-men.men.

• Um die zuvor angegebenen Ziele zu erreichen, werden die Um die zuvor angegebenen Ziele zu erreichen, werden die Stoffe, um die es im Unterricht geht, zunächst einmal in Stoffe, um die es im Unterricht geht, zunächst einmal in ihren ihren Eigen-schaften kennenEigen-schaften kennen gelernt. Jede Beobachtung gelernt. Jede Beobachtung bleibt dauerhaft wichtig!bleibt dauerhaft wichtig!

Ziele des PIN-KonzeptsZiele des PIN-Konzepts


• Erst viel Erst viel späterspäter wird der wird der molekulare Aufbau der Stoffemolekulare Aufbau der Stoffe er-mittelt. Nun kann man er-mittelt. Nun kann man prüfenprüfen, ob die , ob die Formeln einen Formeln einen Sinn habenSinn haben, ob man die vielen , ob man die vielen BeobachtungenBeobachtungen mit ihrer mit ihrer Hilfe Hilfe er-klären und verstehener-klären und verstehen kann. kann.

• Das Konzept soll auch ganz allgemein Das Konzept soll auch ganz allgemein Denkfähigkeiten Denkfähigkeiten ver-bessernver-bessern, wie z. Bsp. das Ziehen richtiger , wie z. Bsp. das Ziehen richtiger Schlussfolgerungen, das Erkennen und Vermeiden von Schlussfolgerungen, das Erkennen und Vermeiden von Widersprüchen und ein vernetztes Denken herbeiführen.Widersprüchen und ein vernetztes Denken herbeiführen.

Ziele des PIN-KonzeptsZiele des PIN-Konzepts


Verhalten von 6 organischen Stoffen bei den Nachweisreaktionen

AA BB CC DD EE FF

DichromDichromat-testat-test

CernitratCernitrat-test-test

BTB-testBTB-test

Rohjahn-Rohjahn-testtest


A B C D ?

Der experimentelle Weg zum Der experimentelle Weg zum Begriff der homologen Reihe Begriff der homologen Reihe

am Beispiel der Alkoholeam Beispiel der Alkohole

(Klasse 10)(Klasse 10)



AA BB CC DDDichromat-Dichromat-testtest

Cernitrat-Cernitrat-testtest

VeresterbaVeresterbar-keitr-keit

Löslichkeit Löslichkeit in Hexanin Hexan

Löslichkeit Löslichkeit in Wasserin Wasser

Löslichkeit Löslichkeit in in SalzwasserSalzwasser

exp. ermit-exp. ermit-telte telte molare molare Masse Masse g/molg/mol

+ + + ++ + +

++ +++

--

--44,1 - 47,4

30,6 – 32,7

59,7 – 61,6 73,4 – 76,3



Definition der homologen ReiheDefinition der homologen Reihe

StoffeStoffe, die eine homologe Reihe bilden, gehören , die eine homologe Reihe bilden, gehören der-selben Stoffklasse an; sie zeigen weitgehend der-selben Stoffklasse an; sie zeigen weitgehend überein-stimmende chemische Eigenschaften. In überein-stimmende chemische Eigenschaften. In ihren physika-lischen Eigenschaften (z.B. ihren physika-lischen Eigenschaften (z.B. Löslichkeitsverhalten) zeigen sie einen Löslichkeitsverhalten) zeigen sie einen monotonen Trend, aufgrund dessen sie in eine monotonen Trend, aufgrund dessen sie in eine Rangfolge eingeordnet werden können.Rangfolge eingeordnet werden können.

MoleküleMoleküle, die eine homologe Reihe bilden, haben , die eine homologe Reihe bilden, haben gleiche funktionelle Gruppen, aber gleiche funktionelle Gruppen, aber unterschiedlich lange Kohlenwasserstoffketten, unterschiedlich lange Kohlenwasserstoffketten, die sich von Glied zu Glied um eine CHdie sich von Glied zu Glied um eine CH22-Einheit -Einheit (Methylengruppe) unterscheiden.(Methylengruppe) unterscheiden.



Strukturermittlung mittels

Spektren

Massenspektrum

Erarbeitung der Eigenschaften der Homologen Reihe

Löslichkeitsuntersuchungen (Hexan, Wasser, Salzwasser)

Bestätigung durch Reaktionsverhalten

Untersuchen der unbekannten Substanzen

C-NMR-Spektrum

Bestimmung der molaren Massen

Identifizierung der Stoffgruppe durch Gruppentests


Literatur:

Harsch, G.; Heimann, R.: Didaktik der Organischen Chemie nach dem PIN-Konzept. - Vom Ordnen der Phänomene zum vernetzten Denken. - Verlag Vieweg. Wiesbaden. 1998

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