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	pdfauthor = {Alexander \"Olzant},
						pdftitle = {Ausarbeitung eines Planungsrasters 
						f\"ur den Chemieunterricht: Feuer - Oxidation},
						pdfsubject = {chemistry},
						pdfkeywords = {Feuer, Oxidation, Radikale
						},
						pdfcreator = {LaTeX with hyperref package},
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\begin{document}
\titlepage
\title{Ausarbeitung eines Planungsrasters f\"ur den Chemieunterricht:\\
Feuer und Oxidation
\vskip10em
164.115, 164.116\\
	Schulversuch I/II LU\\
		bei Dr Edwin Scheiber,\\
		GRG14/Sir-Karl-Popper-Schule im Gymnasium Wieden
}
\author{Alexander \"Olzant\\
alexander@oelzant.priv.at\\
	9301547\\
		E 190 884 423}
		\maketitle

		\thispagestyle{empty}
		\newpage
		\tableofcontents
		\newpage


\section{Einleitung}
Feuer und Flamme sind seit Menschengedenken in mannigfaltiger Form mit
grosser Faszination besetzt, und im Bereich der Chemie ist von der
Flammenf\"arbung \"uber die Erw\"armung mittels Drahtnetz und Keramikplatte
bis zur Selbstentz\"undung in der Sauerstoffatmosph\"are oder der
entflammenden Ozidation organischer Substanzen mit Permanganat einiges zu
demonstrieren.

Das Projekt ist grunds\"atzlich interdisziplin\"ar angesetzt, GSK, Deutsch
und Ethik oder Religion (falls Sch\"ulerInnen dieses Fach besuchen)
w\"urden sich zur Kooperation anbieten, um historische, soziologische und
wirtschaftliche Aspekte zu beleuchten.

\subsection {Eintr\"age in die Matrix des Planungs- und 
Analyserasters}

Nach dem Analyseraster gem\"ass M. Pitzl \footnote{\cite{paru2004}}, wie es auch
in der \"Ubung vorgestellt wurde, erfolgt eine Erarbeitung der Materie in
Hinblick auf die mathematisch-naturwissenschaftliche
Grundbildung\footnote{\cite{gbk2002}}. 
Pitzl beruft sich dabei wiederum auf die
subjektwissenschaftliche Lerntheorie von Klaus
Holzkamp\footnote{\cite{holzkamp1995}} bezieht, nach der die Lernt\"atigkeit
in sehr vereinfachter Form immer ein Prozess der Stoff- und
Selbstbeobachtung ist und dialektisch durch Aufbau einer Lernproblematik
(dort als terminus technicus verwendet im Sinne eines aktiven Zugangs zum
Lernprozess) bew\"aeltigt werden muss, wenn es sich nicht um triviale oder
in ihrer G\"anze vorab bekannte Inhalte handelt.

\section{Lehrplanbezug}

\subsection{Lehrplanbezug allgemein}
\begin{itemize}
\item Allgemeines Bildungsziel
I.1 Allegemeine Steuerung: Projekt(selbst)organisation
\item 4. Wissensvermittlung, Religi\"os-ethische Aspekte (historische
Entwicklung)
\item 5. Bildungsbereiche: Natur und Technik, Mensch und Gesellschaft
(tw GSK, sozio-psychologische Aspekte der Brandstiftung, ...)
\item Allgemeine didaktische Grunds\"atze
4. F\"orderung durch Differenzierung und Individualisierung

6. St\"arken von Selbst\"andigkeit und Eigenverantwortung
\end{itemize}

\subsection{Lehrplanbezug Chemie}

\begin{itemize}
\item Energiekonzept: Alle chemischen Reaktionen sind mit einem
Energieumsatz verbunden
\item Oxidation/Redox-Gleichungen 
\item Freie Radikale
\end{itemize}

\section{Fachinhalte}

\begin{itemize}
\item Oxidation (Organik, Metalle, ...)
\item Reduktion (reduzierende Flamme/CO, ...)
\item technische Aspekte (Z\"undholzproduktion, Explosionsgrenzen, ...)
\end{itemize} 

\section{Bildungsrelevanz} 

M. A. Anton spezifiziert die chemische Grundbildung 
im wesentlichen als "`[...] mit der spezifischen
Denkweise von Chemikern vertraut
zu sein, d.h. Stoffeigenschaften und Stoffartumwandlungen auf relativ
wenige
(philosophische!) Deutungssysteme und Grundvorstellungen zur\"uckf\"uhren zu
k\"onnen."' \footnote{\cite[4]{gbk2004}}

Durch Beobachtung, Experiment und Reflexion \"uber aus dem Alltag bekannte
Ph\"anomene soll eine chemische Denkweise nahegebracht und der Blick f\"ur
chemische Prozesse geschult werden.

\section{Ziele (Lernzielkatalog)}

\begin{itemize}
\item Einarbeiten in Arbeitsteams
\item Sicheres Durchf\"uhren einfacher chemischer Versuche (Brenner,
Oxidationsmittel, ...)
\item Protokoll/Publikation: Schreiben Lernen/Korrekturlesen/Publizieren ...
\item Auffinden relevanter Inhalte in netzwerkbasierten Datenbanken
\end{itemize}

\section{Thema}

\subsection{Fachperspektive (Didaktik)}

\begin{itemize} 
\item Wiederholung von Oxidation/Reduktion
\item Energieumsatz bei Reaktionen (exotherm/endotherm)
\item evtl. Katalyse (Aktivierungsenergie)
\item Eigenschaften von Gasen (Ausdehnung, Explosionsgrenzen)
\end{itemize} 

\subsection{LehrerInnenperspektive}

\begin{itemize}	
\item didaktisches Konzept: (teilweise interdisziplin\"are) Projektarbeit 
\item die Sch\"ulerInnen sollen eine chemische Herangehensweise an
Alltagsgegenst\"ande und technische Prozesse ein\"uben und im Projekt
bisherige Stoffinhalte auf das Themengebiet (Feuer/Oxidation)
anwenden
\item Wissenschaftlichkeit: durch Beobachtung, Experimente,
Protokollierung, Schlussfolgerungen
\end{itemize} 

\subsection{Sch\"ulerInnenperspektive (Mathetik)} 

\begin{itemize}	
\item Vorwissen: Oxidation/Reduktion
\item	(praktische) Vorerfahrung: Schulversuche, Deduktion
\item	Pr\"akonzepte: Klischee der Chemie als explosiv/laut; klassische
Probleme der Oxidation (Wertigkeit der Elemente vs Sauerstoff als
intuitivstes Oxidationsmittel)
\item (potentielle) Interessen: praktische Erfahrung/Beobachtung,
selbst\"andige, verantwortliche Arbeit
\end{itemize} 

\section{Design der Unterrichtssequenz}

\begin{tabular}[t]{|p{.5\textwidth}|p{.3\textwidth}|p{.3\textwidth}|}
\hline
{\bf Struktur} & {\bf Aktions-, Sozialformen/Methoden} & {\bf Begr\"undung}\\
\hline
Wiederholung Oxidationsstufen & Frontalunterricht & gleiche Basis/kompakte
Form \\
Sch\"ulerInnenversuche:
\linebreak
O$_2$-Produktion aus H$_2$O$_2$ + MnO$_2$ (glimmender
Holzspan), 
\linebreak
Reaktion von Eisen(II)-Ionen mit Kaliumpermanganat bzw.
Wasserstoffperoxid in saurer L\"osung.
\linebreak
Finger-Flash und/oder Nachweis roten Phosphors in der
Reibfl\"ache von Z\"undholzschachteln\footnote{\cite[12]{obendrauf2003}}
  & Gruppenarbeit (2 - 3 Personen) & direkte Erfahrung, kommunikative
	Verarbeitung \\
Besprechung der Ergebnisse, Formulierung 
  & schriftliche Ausf\"uhrung, Nachbesprechung & \"Uberpr\"ufung des
	Lehrzieles \\
LehrerInnenexperiment: Oxidation/Entz\"undung von Glycerin mit KMnO$_4$
\linebreak
Entz\"undung eines "`Ethersees"'
\linebreak
L\"oschen von Kerzen durch Einf\"ullen von CO$_2$ in eine Wanne
  & Frontalunterricht/\-Demonstration durch die Lehrperson 
	& starkes Oxidationsmittel/explosive Entz\"undung \\
Besprechung, Formulierung & Wiederholung/Meldungen, ansonsten frontal
  & z\"ugiger \"Ubergang zu den Aufgaben/Projekten \\ 
\hline
Sammlung/Recherche zu
\begin{itemize} 
\item Feuerwerksk\"orper
\item Brennstoffe (Quellen, Abgase)
\item R\"aucherwerk
\item L\"oschmittel
\item ...
\end{itemize} 
  & Arbeitsaufgabe/Projekte (zu Hause oder als Projektunterricht)
	& eigenst\"andige Bearbeitung, Publikation \\
\hline
Abschlusspr\"asentation & nach Gruppen orientiert 
  & Vorstellung der Ergebnisse, Motivation, Austausch\\
\hline
\end{tabular}

\section{Evaluation}
\subsection{Messinstrumente}

\begin{tabular*}{\textwidth}[t]{p{0.5\textwidth}|p{0.5\textwidth}}
\bf "`Messwert"' & \bf Messinstrument \\
\hline\\
Begeisterung/Mitarbeit/Eifer (motivationaler Faktor als
Rechtfertigung f\"ur Projekt)
  & Beobachtung, Befragung, Fragebogen, Gespr\"ache mit involvierten
	  KollegInnen \\
Behalteverm\"ogen/\-Wiederholungsresultat der Stoffinhalte
	& Beurteilung nach Inhalt  Umfang und Qualit\"at der schriftlichen Arbeit
	  und der Abschlusspr\"asentation
		\linebreak
		schriftliche oder m\"undliche LZK\\
\end{tabular*} 

\subsection{Bewertung der Messergebnisse}

Zufriedenheit/Interesse und Stoffwiederholung sollten gleichermassen
vorhanden sein, um den Projektunterricht zu rechtfertigen

\subsection{Folgerungen}

Bei Unzufriedenheit: Projektstrategien \"andern oder weitere 
interdisziplin\"are Projekte hintanstellen

bei fachlichen Defiziten: k\"unftig den Stoff detaillierter aufbereiten,
mehr Beispiele bearbeiten, Erkl\"arungen und Vergleiche liefern

\section{Zeit- und Organisationsplan}

\begin{quote}
Im Jahre 1933 wurden meine B\"ucher in Berlin, auf dem gro\ss{}en Platz neben
   der Staatsoper, von einem gewissen Herrn Goebbels mit d\"uster-feierlichem
	    Pomp verbrannt. 

Erich K\"astner\footnote{\cite{kaestner}, s. auch
\href{http://www.dgb-son.de/Erich_Kaestner.heft19-1.0.html}{http://www.dgb-son.de/Erich\_Kaestner.heft19-1.0.html}.
An anderer Stelle nennt E.~K. ihn auch den "`Minister f\"ur literarische
Feuerbestattung"'}
\end{quote}

Grunds\"atzlich ist das Projekt f\"acher\"ubergreifend und ausserhalb des
normalen Stundenplanes angedacht, sodass auch Exkursionen und Recherchen in
den Arbeitsgruppen ausserhalb der normalen Stundengrenzen durchgefuehrt
werden k\"onnen. Dies erm\"oglichte auch eine Aufteilung in Arbeitsgruppen,
wobei es durchaus denkbar w\"are, dass eine Person je nach dem vorhandenen
Zeitbudget in mehreren Gruppen zum Teil mitarbeitet; Gruppeneinteilung und
Organisation innerhalb der Projektbereiche sind von den Sch\"ulerInnen
durchzuf\"uhren, ebenso die Berichterstattung und Pr\"asentation, jedoch
nicht ohne die beratende Hilfestellung der Lehrpersonen, welche bei Bedarf
auch eine Eingrenzung der Themengebiete vornehmen werden m\"ussen.

Als Beispiele f\"ur Projektgruppen abseits der Chemie seien
etwa die Behandlung kultischer Verwendungen, sozialer Riten, nicht zu
vergessen die einerseits symbolische Sch\"andung durch
B\"ucherverbrennung (siehe Zitat oben) und andererseits die Gr\"auel der
Shoa\footnote{Die Konzentrations- und Vernichtungslager dienen dem totalen
Herrschaftsapparat als Laboratorien, in denen experimentiert wird, ob der
fundamentale Anspruch der totalit\"aren Systeme, da\ss{} Menschen total
beherrschbar sind, zutreffend ist. [...]\cite[907]{arendt1951}}
selbst oder der 
Hexenverbrennungen\footnote{und des literarischen Symbols davon:
\cite{miller}}
in GSK und
Religion, literarischer Einflussnahmen von der
"`Glocke"'\footnote{\cite{schiller}, \\
Nehmet Holz vom Fichtenstamme, \\
Doch recht trocken la\ss{}t es sein,\\
Da\ss{} die eingepre\ss{}te Flamme\\
Schlage zu dem Schwalch hinein.\\
s. auch
\href{http://gutenberg.spiegel.de/schiller/gedichte/glocke.htm}{http://gutenberg.spiegel.de/schiller/gedichte/glocke.htm}
}
bis zu William Goldings Lord of the Flies\footnote{\cite{golding},
"`There's another thing. We can help them to find us. If a
  ship comes near the island they may not notice us. So we must make
	  smoke on top of the mountain. We must make a fire"'}.
Der Informatik wird zumindest eine unterst\"utzende Rolle zukommen, falls
gen\"ugend Sch\"ulerInnen den (meist wohl nur als Wahlpflichtfach
zug\"anglichen) Unterricht besuchen, k\"onnte auch eine Geschichte der
Elektronenrechner (Analogcomputer mit R\"ohren, ...) verfasst werden,
andernfalls blieben die elektrotechnischen und elektronischen Aspekte
bis hin zur Gesundheitsgef\"ahrdung\footnote{etwa angesichts des
derzeit inoperablen elektropathologischen Museums
\href{http://www.elektropathologisches-museum.at/}{http://www.elektropathologisches-museum.at/}} der Physik \"uberlassen.
Von Seiten der Philosophie/Psychologie oder der klassischen Sprachen w\"are
Platos H\"ohlengleichnis als Ansatzpunkt denkbar.\footnote{wobei ein
Vergleich mit der virtuellen Realit\"at durchaus seine Reize h\"atte:
"`Auf keine Weise also k\"onnen diese irgend etwas anderes f\"ur das Wahre
halten als die Schatten jener Kunstwerke?  - Ganz
unm\"oglich."'\cite[Politeia]{platon}/\href{http://gutenberg.spiegel.de/platon/politeia/politeia.htm}{http://gutenberg.spiegel.de/platon/politeia/politeia.htm}}

Als Zeitrahmen w\"are etwa eine Woche angedacht, alternativ k\"onnte bei
regul\"arem Unterricht ohne g\"anzliche Aufl\"osung des Stundenplanes die
Arbeit auf zwei Wochen erweitert werden, was bei einer Zusammenarbeit
ausreichend vieler KollegInnen die Bearbeitung des Themas unter Erreichung
eines zufriedenstellenden Ergebnisses ermoeglichen sollte.

F\"ur die Zeitabfolge w\"are vermutlich jeweils eine reine Fachstunde am
Anfang und am Ende vorzusehen, sodass anf\"anglich die Grundlagen der
Verbrennung (Oxidation, exotherme (irreversible) Reaktionen, \dots) wie im
obigen Stundenbild besprochen werden k\"onnen, w\"ahrend am Ende abseits
der allgemeinen Abschlusspr\"asentation Raum f\"ur
fachliche Diskussion der Ergebnisse bleibt. Sollte ein
(f\"acher\"ubergreifender) Projektunterricht \"uberhaupt nicht m\"oglich
sein, w\"aren die entsprechenden Aufgaben der Arbeitsgruppen als
Hausaufgaben nebenher oder am Nachmittag in der unterrichtsfreien Zeit
(nach Massgabe der M\"oglichkeiten unter Anleitung) in weniger aufwendiger
Form durchzuf\"uhren.


\clearpage
\appendix
\section{Bibliographie}

\nocite{*}
%\def\btxeditionlong{Auflage}
\def\btxeditionlong{}
\def\btxeditionshort{Aufl.}
\def\Btxinlong{in}
\def\Btxinshort{i.}
\def\btxandlong{und}
\def\btxandshort{u.}
\def\btxeditorshort{Hrsg.}
\def\btxeditorlong{Hrsg.}
\def\btxeditorslong{Hrsg.}
\def\btxeditorsshort{Hrsg.}
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%amsru.bst
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\end{document}

