Beispiel B - PS-Chemieunterricht.de

Fachseminar Chemie Engelskirchen
Studienseminar für Lehrämtler an Schulen
Engelskirchen
Seminar Gymnasium/ Gesamtschule
X. Unterrichtsbesuch im Fach Chemie
Rosa Sommer
Gymnasium Musterschule
Erstellt von: Sabine Braunheim, Holger Staats und Sandra Weber im ersten und zweiten
Ausbildungshalbjahr
Allgemeine Informationen zur Stunde:
Klasse:
10 c
Datum: 11.11.2008
Uhrzeit:
8.00-9.35h
Raum: 118
Eingeladene:
Ausbildungslehrerin:
Fachseminarleiterin:
Frau Sonnenschein
Frau Schütte
Unterrichtsreihe:
Säuren und Basen
Thema der Stunde:
„Was tun, wenn der Magen brennt? – Einführung des Neutralisationsbegriffes am Beispiel der
Wirkung von Maaloxan“
Intention der Stunde:
Die SuS erkennen die Bedeutung der Neutralisationswirkung von Maaloxan auf
(überschüssige) Magensäure.
1

Fachseminar Chemie Engelskirchen
I
Zielsetzung
Hauptziel
Die SuS entwickeln selbstständig einen Versuch zur Aufklärung der Wirkungsweise von
Maaloxan, den sie anschließend durchführen, auswerten und präsentieren.
(Erkenntnisgewinn)
Weitere Ziele in den Kompetenzbereichen:
• (Minimalziel) Die SuS beschreiben und erklären mit Hilfe ihrer Fachkenntnisse die
Wirkungsweise von Maaloxan als Aufhebung der Säurewirkung der überschüssigen
Magensäure. (Fachwissen)
• (Maximalziel) Die SuS wenden den Säure/Basebegriff an und stellen die dazugehörige
Reaktionsgleichung als Neutralisationsreaktion auf. (Fachwissen)
• Die SuS planen, strukturieren, reflektieren und präsentieren ihre Arbeit als Team.
(Kommunikation)
• Die SuS diskutieren und bewerten ihre Vorgehensweise beim Experimentieren, die
gewonnenen Erkenntnisse zur Problemlösung, vergleichen sie mit den Ergebnissen der
anderen Teams und bewerten deren Präsentation. (Bewertung)
Weiterführendes Lernziel (für besonders schnelle SuS)
• Die SuS erarbeiten und beurteilen die Gefahren der Einnahme des Medikamentes
Maaloxan und seine Nebenwirkungen kritisch und entwickeln mögliche Alternativen.
(Bewertung)
II Lernvoraussetzungen
Die SuS haben sich bereits in den vorangegangenen Stunden mit sauren und alkalischen
Lösungen beschäftigt.
Ihnen ist die Definition nach Arrhenius bekannt, nach welcher Säuren Stoffe sind, die in
wässriger Lösung unter Bildung positiv geladener Wasserstoff-Ionen (Schreibweise: H + (aq))
dissoziieren. Dagegen sind Basen Stoffe, die in wässriger Lösung unter Bildung von
Hydroxid-Ionen (Schreibweise OH - (aq)) dissoziieren. Zur Kennzeichnung hydratisierter Ionen
ist den SuS die Schreibweise mit dem Index (aq) bekannt.
Im weiteren Verlauf der Unterrichtsreihe wurden einige Beispiele saurer und alkalischer
Lösungen besprochen. So lernten sie unter anderem Salzsäure und deren Formel HCl,
Natronlauge mit der Formel NaOH sowie die Calciumlauge (Ca(OH) 2 ) kennen. Indikatoren
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wie z.B. Universalindikator wurden den SuS vorgestellt und ihre Verwendung zur
Bestimmung saurer, alkalischer und neutraler Lösungen vertraut gemacht.
Die SuS haben bereits einige Male in offenen Unterrichtsformen gearbeitet. So sind sie im
eigenständigen Experimentieren erprobt, können ihr Vorgehen reflektieren und sind gewohnt,
Erarbeitetes mit Hilfe von Folien oder ähnlichem vor der Klasse zu präsentieren. Die
Zusammenstellung der Gruppen findet dabei in der Regel per Los statt, sodass in regelmäßig
neu zusammengesetzten Gruppenkonstellationen gearbeitet wird.
III Didaktisch-methodische Begründung
In der vorliegenden Stunde wurde besonders viel Wert auf einen hohen Alltagsbezug und
selbstständiges Arbeiten der SuS gelegt. Auch wenn sich dieses Stundenthema ebenfalls als
eine an der Kompetenz Fachwissen orientierte Unterrichtsstunde eignen würde, haben wir uns
entschieden, den Schwerpunkt auf den Erkenntnisgewinn zu legen, da das zu entwickelnde
Experiment und die benötigten Geräte überschaubar sind und wenig Gefahren für die SuS
aufweisen. Somit kann auf relativ einfache Art und Weise die anspruchsvolle Kompetenz
Erkenntnisgewinn bei den SuS gefördert werden.
Der Alltagsbezug wirkt motivierend und verknüpft naturwissenschaftliches Wissen (Biologie,
Chemie, Medizin) mit Phänomenen der Lebenswelt der SuS. Durch die Einbettung
chemischer Sachverhalte in einen Kontext, wird den SuS der Alltagsbezug des zu Erlernenden
transparent gemacht. Die SuS sollen den Nutzen ihres Erkenntisgewinns jederzeit
nachvollziehen können. Daher erfolgt der Einstieg problemorientiert: Wie funktioniert
Maaloxan, ein Medikament, das die SuS z.B. aus der Werbung kennen? Am Ende soll das zur
Beginn der Stunde aufgeworfene Problem von den SuS gelöst werden können. Dadurch, dass
die SuS selbstständig einen Versuch zur Problemlösung entwerfen müssen und diesen dann
durchführen, bewerten, optimieren etc. findet zugleich wissenschaftspropädeutisches Lernen
statt.
Die SuS lernen durch die vorliegende Stunde vor allem selbstständiges, eigenverantwortliches
und kooperatives Arbeiten, was ihre Fach- und Sozialkompetenz fördert, da sie das
Experiment in Gruppen eigenständig planen, durchführen und auswerten. Da die SuS
lediglich eine Experimentierbox und keine Versuchsvorschrift bekommen, müssen sie selbst
entscheiden, welche Geräte sie für die Überprüfung der eingangs aufgestellten Hypothese
benötigen und wie sie diese überprüfen. Problemlösendes Denken wird also angeregt. Durch
die hohe Schüleraktivität und den Alltagsbezug soll eine größere Nachhaltigkeit des Erlernten
erreicht werden.
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Die SuS erhalten je Team eine Materialbox mit Geräten und eine vorher festgelegte Anzahl
von Maaloxantabletten. Sie sollen anschließend selbst einen Versuch planen und
durchführen. Dabei können sie beispielsweise auch den Einfluss des Zerteilungsgrades
(Kauen) und der Körpertemperatur auf die Wirkungsweise von Maaloxan experimentell
überprüfen. Da nicht alle Geräte der Box für die Lösung des Problems benötigt werden und da
die SuS keine vorgefertigte Versuchsvorschrift bekommen, ist es Aufgabe der SuS,
selbstständig zu entscheiden, was für Versuche sie machen und wieso. Anschließend werden
diese von den SuS ausgewertet und gegebenenfalls optimiert.
In der Materialbox befinden sich folgende Geräte und Chemikalien: Maaloxantabletten,
Bechergläser, Heizplatte/ Magnetrührer, Thermometer, Reagenzgläser, Reagenzglasklammer,
Reagenzglasständer, Spatel, Pipette, Fischchen, Indikator, Mörser, Trichter, Filterpapier,
Teclubrenner, Stativ, Doppelmuffe, Stativklemme. Auf dem Lehrerpult befinden sich mehrere
kleine Bechergläser mit „Magensäure“ (verdünnte Salzsäure).
Die von den SuS eingangs aufgestellten Hypothesen zur Wirkungsweise von Maaloxan
könnten folgende sein:
1) Maaloxan „vernichtet“ die überschüssige Magensäure
2) Maaloxan legt sich wie ein Sirup auf die Mageninnenwände und beruhigt so den
Magen
Im Verlauf der Stunde erkennen die SuS anhand ihrer Experimente welche Hypothese
bestätigt werden konnte bzw. welche eher zutrifft. Dies wird im Unterrichtsgespräch explizit
thematisiert.
Mögliche Lösungsversuche wären folgende:
1) Nach dem Mörsern der Maaloxantablette wird diese mit dem Spatel zu der sich in einem
Becherglas befindenden Salzsäure mit Indikator bis zur Farbänderung gegeben. Wird dieser
Versuch ohne Indikator durchgeführt, findet die gleiche Reaktion statt, jedoch für den
Betrachter nicht erkennbar.
2) Die Maaloxantablette wird in Wasser gelöst und zur Magensäure gegeben (mit oder ohne
Indikator).
3) Die Magensäure wird mit Hilfe der Heizplatte auf Körpertemperatur erwärmt und
anschließend die Maaloxantablette (gemörsert oder nicht) hinzugegeben. Nach Zugabe des
Indikators wird ein Farbvergleich mit der mit Indikator versetzten Magensäure vorgenommen.
Sollten die SuS überhaupt nicht zur Problemlösung gelangen, können sie sich ein Kärtchen
mit Tipps vom Lehrerpult holen. Zunächst sollten sie aber selbstständig experimentieren.
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Ihnen wird vorher auch mitgeteilt, dass es besonders gut ist, wenn sie selbst herausfinden, wie
Maaloxan wirkt. Die Reihenfolge der Kärtchen kann vom Lehrer bestimmt werden.
Auf dem Beipackzettel von Maaloxan steht u.a., dass die Tablette vor dem Schlucken gekaut
werden muss und aus welchen Stoffen das Medikament besteht (Mg(OH) 2 ). Benutzt man den
Original-Beipackzettel müssen die Stellen geschwärzt werden, an denen von Säurebindung,
Säureneutralisierung etc. die Rede ist.
Die Einteilung in Gruppen erfolgt per Losverfahren: Die SuS ziehen eine Karte und
diejenigen mit dem gleichen Symbol ergeben ein Team. Durch diese Art der Gruppenbildung
entwickelt sich die Sozialkompetenz der SuS weiter und sie lernen, mit allen
Klassenkameraden zielstrebig und effizient zusammenzuarbeiten.
Zur Binnendifferenzierung können SuS, die schnell zur Problemlösung gelangen, ein
Arbeitsblatt vom Lehrerpult holen. Somit können die SuS fächerübergreifend die Gefahren
der Konsumierung von Maaloxan erarbeiten und Alternativen entwickeln. Auf diese Weise
verbinden die SuS chemisches Wissen mit medizinisch-biologischem und deuten und
bewerten Phänomene des Alltags.
IV Verlaufsplan (s. Anlage)
V
Stundenprogramm
Phase Thema der Phase
1
Einführung in das Stundenthema:
„Was tun wenn der Magen brennt?“ Hilfe bei Sodbrennen
2
Wie mag dieses Medikament Maaloxan funktionieren?
Was macht es mit meinem Magen?
3 Schülerexperiment in Gruppen
4
Präsentation der Gruppenergebnisse
(Welche Experimente wurden aus welchem Grund gemacht? Was konnte
herausgefunden werden?)
5 Erklärung und Zusammenfassung der Wirkungsweise von Maaloxan
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VI
Materialien
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Schülerversuch
Was tun, wenn der Magen brennt?
Aufgaben:
1) Maaloxan ist ein Mittel gegen Sodbrennen. Findet experimentell heraus, wie
dieses Medikament wirkt.
Jede Gruppe erhält dafür eine Gerätebox mit gleichem Inhalt und 3 Tabletten.
(Ihr müsst nicht alle Geräte zum Experimentieren verwenden.)
Info: Der Beipackzettel von Maaloxan und Magensäure befinden sich auf dem
Lehrerpult.
Wenn ihr nicht weiter kommt, holt euch ein Hilfskärtchen vom Lehrerpult. Versucht
es aber zunächst ohne!
2) Haltet euer Ergebnis auf einer Folie fest. (Überschrift, beschriftete Skizze,
Durchführung, Auswertung, Namen)
Schafft ihr es eine Reaktionsgleichung zu eurem Versuch aufzustellen?
(Magensäure ist Salzsäure HCl und die Inhaltsstoffe von Maaloxan stehen auf
dem Beipackzettel)
Ihr habt insgesamt 25 Minuten Zeit dafür.
Wer schnell fertig ist, der holt sich vom Lehrerpult ein Arbeitsblatt ab.
Jeder der Gruppe sollte hinterher in der Lage sein, euren Versuch (eure
Versuche) und das Ergebnis vorzustellen!
Tipp 1:
Wie kann man sichtbar machen, was mit der Magensäure passiert?
Tipp 2:
Im Beipackzettel steht, man soll die Tablette gut zerkauen.
Tipp 3:
Nach dem Schlucken der zerkauten Tablette dauert es einen Moment, bis die Wirkung
einsetzt. Warte also nach Zugabe der zerkauten Tablette zur Magensäure etwas ab und rühre
um.
Tipp 4:
Maaloxan beinhaltet Magnesiumhydroxid [Mg(OH) 2 ]
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Maaloxan 25 mVal Kautablette
Magenmittel gegen Sodbrennen
Produktinformation
Maaloxan dient der symptomatischen Therapie von
Sodbrennen und säurebedingten Magenbeschwerden.
Sodbrennen und säurebedingte Magenbeschwerden (saures
Aufstoßen, Schmerzen, Magendruck) können langfristig zu
ernsten Gesundheitsschäden führen. Hier hilft Maaloxan.
Schnell, zuverlässig und nachhaltig. Maaloxan fördert
schonend die Selbstheilung des Magens.
Inhaltsstoffe von Maaloxan 25 mVal Kautablette
Arzneimittelwirksamer Bestandteil: Algedrat 400 mg (entspr. Aluminiumoxid 200 mg),
Magnesiumhydroxid (Mg(OH) 2 ) 400 mg; Sonstige Bestandteile: Mannitol, D-Glucitol
(Sorbitol), Saccharin-Natrium, Saccharose, Stärke, Minzaroma, Magnesiumstearat.
Weitere Informationen
Während der Schwangerschaft und Stillzeit sollte das Mittel nur kurzfristig angewendet
werden. Vor der Einnahme ist unbedingt der Arzt über bestandene und bestehende
Krankheiten und Überempfindlichkeitsreaktionen zu informieren, da es unter Umständen zu
Wechselwirkungen bzw. Erhöhung oder Senkung der Wirksamkeit der anderen Arzneimittel
kommen kann. Vor Feuchtigkeit schützen!
Wechselwirkungen von Maaloxan 25 mVal Kautablette
Nicht einnehmen bei bekannter Überempfindlichkeit gegen einen der Bestandteile des
Mittels, Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion, bei vermindertem Phosphatblutspiegel.
Hersteller Maaloxan 25 mVal Kautablette / Vertrieb durch:
Winthrop Arzneim.gmbh, Fuerstenfeldbruck
Stand: 01/2006
Zu Risiken und Nebenwirkungen lesen Sie die Packungsbeilage und fragen Sie Ihren
Arzt oder Apotheker.
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Zusatzinformationen (Binnendifferenzierung)
Der Magen des Menschen liegt unter dem Zwerchfell im Oberbauch. Die peristaltischen
Wellen der Speiseröhre schieben die Nahrung zum Mageneingang. Vom Schlucken bis
hierher dauert dieser Vorgang etwa 6-10 Sekunden.
Ein Schließmuskel umschließt den Mageneingang oder Magenmund. Er lässt den Speisebrei
„häppchenweise“ einfließen.
Der Magen ist in drei Abschnitte gegliedert, den nach oben gewölbten Magengrund hinter
dem Mageneingang, den Magenkörper und den Magenausgangsteil vor dem Pförtner.
Er dient als Vorratsspeicher, der die Nahrung sammelt, gut durchknetet, mit Magensaft
durchmischt und dadurch vorverdaut. Bei Erwachsenen kann dieses etwa 30 cm lange und
durchschnittlich 14 cm breite Nahrungsdepot zwischen 2,5-3,0 Liter aufnehmen. Im leeren
Zustand wiegt der Magen ca. 300g und ähnelt einem Stück Darm – gefüllt kann er sich zur
Form eines Angelhakens ausdehnen. Drei Muskelschichten, die sich in der Magenwand
kreuzen, sind für das wellenförmige Zusammenziehen (Peristaltik) des Magens
verantwortlich. Ring-, Längs- und die inneren Schrägmuskeln bewegen ihn bis zu dreimal pro
Minute. Diese Kontraktionsbewegungen werden durch Nervenimpulse hervorgerufen und
drängen den Nahrungsbrei Richtung Magenausgang. Die gesamte Magenhöhle ist von einer
in Falten gelegten Magenschleimhaut ausgekleidet und enthält Millionen röhrenförmiger
Drüsen, die je nach der Art der Nahrung bis zu 2 Liter verdauenden Magensaft und Enzyme
abgeben können.
Während der Magen feste Nahrung längere Zeit speichert, durchlaufen Flüssigkeiten, ohne
sich mit dem Nahrungsbrei zu mischen, eine Rinne, die so genannte „Magenstraße“. Sie liegt
in der kleinen Krümmung des Magens.
Die Verweildauer der Nahrung im Magen ist ja nach Konsistenz sehr unterschiedlich und
schwankt zwischen 1 und ca. 8 Stunden, in der Regel liegt sie bei 3-4 Stunden.
Kohlenhydratreiche Nahrung verlässt den Magen rascher als eiweißreiche Nahrung. Am
längsten verweilen fettreiche Speisen. Schließlich gelangt der nun halbverdaute
Nahrungsbrei durch den Pförtner, ein dicker ringförmiger Muskel am Magenausgang, in den
Zwölffingerdarm, den ersten Teil des Dünndarms.
Abb. 1: Aufbau des Magens
Abb. 2: Muskelschichten des Magens
Aufgaben
1. Lies den Text aufmerksam durch und betrachte parallel dazu die beiden Abbildungen.
2. Beschrifte die Abbildungen mit Hilfe der Angaben im Text.
3. Warum „knurrt“ der Magen, wenn man Hunger hat?
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Erläuterungen
Der Text stellt die Sammelstation Magen vor und liefert hierzu schülerrelevantes Wissen. Er
enthält u.a. Angaben über den Aufbau, die Größe und das Fassungsvermögen und die
Muskelschichten.
Die SuS können selbst den Weg der Nahrung vom Eintreten durch den Magenmund, durch
den Magen bis zum Verlassen durch den Pförtner verfolgen. Parallel zum Lesen des Textes
werden zur besseren Anschaulichkeit die Abbildungen betrachtet, die anschließend
beschriftet werden sollen.
Die erste Zeichnung zeigt den AUFBAU DES MAGENS. Zugeordnet werden auf der linken Seite
die Begriffe Speiseröhre, Magenmund, kleine Krümmung, Magenstraße,
Zwölffingerdarm und Pförtner, A = Magengrund, B = Magenkörper, und C =
Magenausgangsteil, auf der rechten Seite sind die große Krümmung, und die faltige
Magenschleimhaut zu beschriften. Die Länge wird mit 30 cm angegeben, das
Fassungsvermögen mit 2,5-3 Litern. Die Muskelschichten des Magens sind von oben nach
unten mit Längs-, Schräg- und Ringmuskeln zu beschriften. Zusätzlich können noch die
ringförmigen Schließmuskeln des Magenausgangs benannt werden.
Wenn man lange nichts mehr gegessen hat, ist im Magen vorwiegend Luft. Wenn diese dann
mit den Verdauungssäften hin- und herbewegt wird, entsteht das mitunter recht laute
„Magenknurren“.
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Wie lange bleiben die Speisen im Magen?
1-2 Stunden
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2-4 Stunden
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4-7 Stunden
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bis 8 und mehr Stunden
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Schwarzbrot – gekochtes Geflügel – Reis – gebratenes Hähnchen – Ölsardinen – weich
gekochte Eier – Äpfel – Hülsenfrüchte – Kartoffeln – Schweinebraten – Aal – Rinderbraten –
Suppe
Aufgaben
1. Ordne den einzelnen Uhrzeiten Speisen aus der Auflistung im Kasten zu.
2. Begründe Deine Auswahl.
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Erläuterungen
Die Uhren zeigen, wie lange die verschiedenen Nahrungsmittel im Magen verweilen können.
Die SuS haben die Aufgabe, die einzelnen Speisen den Zeiten zuzuordnen und ihre Auswahl
zu begründen. Hierbei unterscheiden sie dann in leichtverdauliche Speisen mit kurzer
Verweildauer und schwerverdaulicher mit längerer.
Lösung der Aufgabe 1:
1-2 Stunden: Suppe, Reis, weich gekochte Eier
2-4 Stunden: Kartoffeln, Schwarzbrot, Äpfel, gekochtes Geflügel
5-7 Stunden: Hülsenfrüchte, gebratenes Hähnchen, Aal, Rinderbraten
bis 8 Stunden und mehr: Ölsardinen, Schweinebraten
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Dauer
ca.
Unterrichtsphase
-Funktionen der
Phaseggf.
Teilziele
Lehrerimpulse/ Lerneraktivitäten/
Unterrichtsinhalte
Sozialform/
Methoden
Medien
Didaktischer Kommentar
1 min. 1. Motivationsphase Zeigen der Werbung von Maaloxan TV/ Folie Alltagsbezug, Motivation
7 min. 2. Einstiegsphase
Problemgewinnung
SuS-Brainstorming zum Thema
Sodbrennen; was ist Sodbrennen?
Wodurch wird es verursacht? Was
macht Maaloxan?
PA, UG Tafel, Heft überschüssige Magensäure
Hypothesenbildung über die Wirkung
von Maaloxan
1 min. Vorstellung des Stundenprogramms LV Tafel Transparenz
30- 35
GA
min.
3. Erarbeitungsphase Selbstständige Erarbeitung einer
Versuchsdurchführung „Wie wirkt
Maaloxan ?“ zur Hypothesenüberprüfung
und die Durchführung, Auswertung und
Protokollierung des Experiments
10 min. 4. Präsentationsphase Vorstellung der einzelnen Experimente
anhand auf Folien notierter Protokolle
8 min. 5. Problemlösung Zusammenfassung der Beobachtungen
und Aufklärung der Wirkung von
Maaloxan (evtl. Aufstellen der RG)
10 min. 6. Sicherung Einführung des Begriffes
„Neutralisation“ und Festhalten der
Definition
AB,
Versuchsbox
mit Geräten
und Maaloxan
Kommt eine Gruppe nicht weiter gibt
es Zettel mit Tipps auf dem
Lehrerpult;
Binnendifferenzierung: Zusatzinfo-AB
(Gefahren von Sodbrennen etc.) für
„schnelle“ Gruppen
UG OHP, Folien z. B. per Los 1 oder 2 Gruppen
bestimmen, die ihr Experiment +
Ergebnis vorstellen (evtl. Experiment
noch mal allen zeigen Farbe)
UG Tafel, Heft Rückgriff auf die eingangs
aufgestellten Hypothesen
UG (HA) Tafel, Heft Wenn keine Zeit mehr, mögliche
Sollbruchstelle: HA (Infotext über
Neutralisation im Lehrbuch) und
Aufstellen der RG
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