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Mitarbeiter bei dieser Reihe waren:
Birgit Feldmann, Gymnasium Kreuzgasse, Köln
Claudia Feldmann, Städtisches Gymnasium, Rheinbach
Thomas Fröhlich, Heinrich-Böll-Gesamtschule, Köln
Evelyne Heumann, Anna-Freud-Schule, Köln
Anne Hoerner, Gymnasium Kreuzgasse, Köln
Barbara Hölzel, Rhein-Sieg-Gymnasium, St. Augustin
Dr. Jörg Klusemann, Albertus-Magnus-Gymnasium, Köln
Dr. Monika Mitschke, Freiherr-vom-Stein-Schule, Leverkusen
Manuela Raida, Gesamtschule Kürten, Kürten
Martin Sina, Gymnasium am Turmhof, Mechernich
Dr. Markus Wasen, Geschwister-Scholl-Gymnasium, Pulheim
Dr. Margarita Wilhelm, Freiherr-vom-Stein-Schule, Leverkusen
Wir danken für wertvolle Ideen und Anregungen den ChiK-Sets Dortmund
unter Leitung von Prof. Dr. Bernd Ralle, Dr. Stephan Kienast und Petra Wlotzka.
Alle Rechte an den erstellten Materialien liegen bei den Autoren, jede Veröffentlichung bedarf im Einzelfall der ausdrücklichen schriftlichen Genehmigung und der Namensnennung der Autoren.
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Phase
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Kontext / Inhalt / Sozialform / ...
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Material
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Basiskonzepte/ fachliche Obligatorik
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Anmerkungen
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Zeit
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Begegnungs-
phase
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mobile Energieträger im Alltag EA/PA
Die SuS werden aufgefordert, ihre Taschen auf elektrische Geräte hin zu untersuchen, die sie dabei haben.
Alternativ: eine Vielzahl elektrischer Geräte wird präsentiert.
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Photo
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Es wird deutlich, dass der Alltag der SuS von einer Vielzahl elektrochemischer Stromquellen mitbestimmt wird. Es können durchaus auch Fragen aufkommen, die nichts mit Elektrochemie zu tun haben (z.B. Solarzellen im Taschenrechner, Piezo-Zünder im Feuerzeug,...)
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0,5
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Neugierphase
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Strukturierung des Themenfeldes
EA / GA
Kartenabfrage, z.B.: „Was weiß ich schon?“ / „was will ich wissen?“ auf Karten unterschiedlicher Farbe
Es entsteht eine Mindmap o.ä. zu Batterien und Akkus
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Beispiel: Fragen aus dem Unterricht
(Gk Ch 12 Sina 2005/06)
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Erarbeitungs-
phase I
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Lernstraße: selbstständiges Erarbeiten der Grundlagen anhand eines vorgegebenen Materials (Versuche, Aufgaben, Lösungen, Theorieteile)
Die Begriffe zur Reihe finden sich nach und nach im Glossar, dieses ist für alle SuS online verfügbar.
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Lernstraße Grundlagen der Elektrochemie
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galvanische Zelle: Vorgänge an den Elektroden, Potentialdifferenz
Spannungsreihe der Metalle/Nichtmetalle: Additivität der Spannungen, Standardelektrodenpotential
Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotentials: Konzentrationsketten
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Die Arbeit mit dem Glossar hat sich bewährt, ein solches kann, wenn die Lehrkraft keine eigene Internetpräsenz zur Verfügung hat oder auf die Schulhomepage zurückgreifen kann auch auf
http://www.lo-net.de oder
http://bscw.fit.fraunhofer.de eingerichtet werden.
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12
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Erarbeitungs-
phase II
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Fragen klären: welche Fragen aus der Neugierphase lassen sich mit dem erworbenen Wissen klären?
Kursunterricht,
arbeitsteilige GA
Internet-Recherche
Erstellen von Kurzreferaten
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Fragen, die sich aus der Lernstraße beantworten lassen werden im Kursunterricht geklärt. Darüber hinausgehende, werden als Referatsthemen vergeben.
Vortrag der (Kurz-)Referate zu Beginn der Vertiefungsphase
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1
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Erarbeitungs-
phase III
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Herleitung der Nernst-Gleichung,
- Herleitung über Schülerexperiment „Silberkonzentration skette“
- Elektrolyse (ein Anwendungsbeispiel)
- Phänomene Überspannung / Abscheidepotentiale / “Gasen“
- pH-Abhängigkeit von Redoxpotentialen
Anwendung der Nernst-Gleichung: Batterien
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Kursunterricht
vgl. z.B. Tausch/v. Wachtendonk: Chemie 2000+ Band 2, S. 34ff.
Übungskartei
Übungskartei Anleitung
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Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotentials: Nernst-Gleichung
technische Elektrolysen: Chlor-Alkali-Elektrolyse
Elektrolysen mit Konkurrenzreaktionen: Einfluss von Konzentration, Elektrodenmaterial und Stromdichte, Zersetzungsspannung, Abscheidespannung, Überspannung
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Die Einstabmesskette („pH-Elektrode“) und die Potentiometrie (Bestimmung von Löslichkeitsprodukten) werden in der Analytik-Reihe thematisiert!
Mit der Übungskartei können die SuS eigenständig Aufgaben zu verschiedensten Fragestellungen bearbeiten. Die Aufgaben sind ebenfalls als Hausaufgaben geeignet, eine Selbstkontrolle ist möglich, wenn die beigefügten Lösungen auf die Rückseiten der Karteikarten geklebt werden.
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Vertiefungs-
phase
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andere mobile Energiespeicher
Kurzreferate
Stationenlernen
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Stationenlernen Batterien und Akkumulatoren
Video NiCd/NiMH
(5,2 MB Real-Media-Format)
zur Brennstoffzelle:
Versuchsanleitungen
LowCost-MeOH-Brennstoffzelle
Filme:
Die Hindenburg-Katastrophe,
Wasserstoff-Tankstelle,
Worst-Case-Versuche
(nur direkt über KöMo-AK auf CD erhältlich)
Folie: Necar 4
Die Mär vom Wasserstoff (DIE ZEIT)
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Batterien und Akkumulatoren: z.B. [...] „Autobatterie“, Nickel-Cadmium-Akku, Brennstoffzelle etc.; Recycling von Batterien und Akkus
Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotentials: Batteriespannungen in der Praxis
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Nicht alle SuS müssen unbedingt alle Stationen durcharbeiten, es ist aber bzgl. Klausur und Abitur darauf zu achten, dass die entsprechenden Grundlagen bereitgestellt werden.
Ob die Brennstoffzelle thematisiert wird sollte gut überlegt werden. Hierzu bieten sich weitere Unterrichtsmaterialien an, s.u..
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