Arbeitsblatt: Planung Süsse Chemie NaTech

Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Süsse Chemie Bezug zum Lehrplan 21 Kompetenzen zu erlernten Inhalten und Fähigkeiten Forschungskompetenzen 1 Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Stoffe und ihre Eigenschaften (S.8) Süsse Chemie (S. 7) Lektionen/ Minuten Fragestellung Thematik Süsse Chemie Planung und Querverweise für den Unterricht Material Diese Themenbuchseite führt ins Thema «Süsse Chemie» ein. Die Schülerinnen und Schüler betrachten und beschreiben den Stoff Haushaltszucker, der wie ein roter Faden durch die gesamte Themeneinheit führt. In diesem Aufgabenset geht es nicht um die Wissensvermittlung, sondern um das Aktivieren von Vorwissen. 1 Explorieren Haushaltszucker beschreiben Haushaltszucker beschreiben: Diese Aufgabe hat zum Ziel, die Schülerinnen und Schüler zu einer genauen Betrachtung des Stoffes Haushaltszucker anzuregen. Mit dieser Aufgabe steigen die Schülerinnen und Schüler ins Thema ein – der Stoff Haushaltszucker wird sie danach durch die ganze Lerneinheit begleiten. Kommentar Explorieren Ergänzend können die Ergebnisse im Plenum oder der Halbklasse besprochen werden. Die Schülerinnen und Schüler vertiefen in diesem Aufgabenset ihr Wissen über Stoffeigenschaften. Das Aufgabenset ist in eine Geschichte von Leonie und Lukas verpackt, die der Frage nachgehen, welche Stoffeigenschaften der Stängel bei einer Wasserglace aufweisen muss, damit er seinen Zweck erfüllt. Dabei lernen sie auch zwischen den Eigenschaften eines Gegenstandes (z. B. Form und Grösse) und Stoffeigenschaften (z. B. Schmelztemperatur, Wasserlöslichkeit) zu unterscheiden. Sie erkunden diese Unterscheidungen experimentell am Beispiel der Wärmeleitfähigkeit, der Schmelztemperatur und der Form. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich ausserdem mit der naturwissenschaftlichen Bedeutung des Begriffs «Stoff» auseinander und grenzen diesen von den Alltagsbegriffen «Stoff», «Material» und «Gegenstand» ab. Dadurch erweitern sie ihr Wissen und können das Experimentieren üben. 2 TB S. 67 1 Würfelzucker p/S TB S. 8 Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Stoffe und ihre Eigenschaften (S.8) Explorieren Vermutungen über die Wasserglace und ihren Stängel anstellen Die Schülerinnen und Schüler aktivieren ihr Vorwissen und setzen sich mit dem Phänomen der Wasserglace an einem Stängel auseinander. Erarbeiten 1 Eine Stoffeigenschaft von Holz und Metall erkunden In dieser Aufgabe sehen die Schülerinnen und Schüler mit Leonie und Lukas der Frage nach, ob auch ein Metallstängel für eine Wasserglace tauen würde. Dabei lernen die Schülerinnen und Schüler, dass eine Glace (oder Eiswürfel) auf unterschiedlichen Materialien (Stoffen) unterschiedlich schnell schmilzt und Holz geeigneter ist als Metall, weil die Glace am Metallstängel viel zu schnell schmelzen würde. Dieses Experiment dient zudem als erster Puzzlestein zum Herausfinden des «Geheimnis der Wasserglace». Fakultativ können die Schülerinnen und Schüler zusätzlich selbst eine Wasserglace am Stängel herstellen und dabei beobachten, dass gefrorenes Wasser (Eis) mehr Platz einnimmt als flüssiges Wasser (Anomalie des Wassers). Kommentar Erarbeiten 1 KM 8.2 inkl. Lö 1 Pfanne 1 Holzbrettchen 2 Wasserglacen Erarbeiten 2 Text zum Stoffbegriff lesen und darüber diskutieren Die Themenbuchseite hat zum Ziel, den Schülerinnen und Schülern die Theorie zu Stoffen und ihren Eigenschaften zu vermitteln. Dabei wird der naturwissenschaftliche Stoffbegriff mit den Alltagsbegriffen «Stoffe», «Material» und «Gegenstand» verglichen. Kommentar Erarbeiten 2 TB S. 8 ev. NMG-Heft Notizblatt Erarbeiten 3 Die Schülerinnen und Schüler lernen die Schmelztemperatur als Stoffeigenschaft kennen, indem sie die Frage von Leonie beantworten, ob der Zuckergehalt in der Glace einen Einfluss auf das Schmelzverhalten der Glace hat Kommentar Erarbeiten 3 KM 8.4 inkl. Lö 1 Pfanne 1 Holzbrettchen 1 Wasserglace 1 Eiswürfel in Form einer Wasserglace 1 Schmelztemperatur 1 Süsse Chemie als Stoffeigenschaft kennenlernen KM 8.1 inkl. Lö Kommentar Explorieren 3 Ev. 1 leerer kleiner Becher p/S Ca. 50ml Fruchtsaft p/S 1 Teelöffel aus Plastik p/S Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Üben 2 Stoffeigenschaften Welcher Stoff ist es? (S. 9) Stoffe und ihre Eigenschaften (S.8) erkennen 1 Süsse Chemie Ziel dieser Aufgabe ist es, dass die Schülerinnen und Schüler mit Hilfe einer einfachen Regel lernen, Stoffeigenschaften und Eigenschaften von Gegenständen zu unterscheiden. Diese Unterscheidung ist nämlich oft unpräzise bei den Schülerinnen und Schülern. Beispielsweise zählen Schülerinnen und Schüler die Form eines Gegenstandes häufig zu den Stoffeigenschaften (rund, dreieckig, usw.). Dieses KM vertieft und erweitert die Theorie vom Themenbuch anhand der Geschichte von Leonie und Lukas. Kommentar Üben 2 KM 8.5 inkl. Lö Als Einstieg die Stoffeigenschaften Härte, Magnetisierbarkeit und Wasserlöslichkeit als Experiment (ev. Postendurchlauf) durchführen. Anwenden Erlerntes Wissen zu Stoffeigenschaften anwenden Dieses KM hat zum Ziel, die Stoffeigenschaften von Wasser, Haushaltszucker und Holz zu thematisieren und mit diesem Wissen die Ausgansfrage «Welche Stoffeigenschaften werden bei der Wasserglace am Stängel genutzt?» abschliessend zu beantworten. Zudem soll den Schülerinnen und Schülern aufgezeigt werden, was sie alles dazugelernt haben. Kommentar Anwenden KM 8.6 inkl. Lö In diesem Aufgabenset steht die Frage im Zentrum, wie gleich aussehende Stoffe (z. B. gleich schwarze Filzstiftfarben oder gleich aussehende weisse Pulver) voneinander unterschieden werden können. Die Antwort lautet: durch die unterschiedlichen Stoffeigenschaften dieser Stoffe. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen gleich aussehende Stoffe im Rahmen eines Kriminalfalls. Dabei lernen die Schülerinnen und Schüler die Sicherheitsregeln im Labor kennen und sicher mit Feuer und Wasser zu experimentieren. Explorieren 1 Einem Mordfall begegnen und Vermutungen anstellen Diese Aufgabe hat zum Ziel, die Neugier der Schülerinnen und Schüler zu wecken und sie auf den Mordfall neugierig zu machen, den sie in dieser Themenbuchseite lösen werden. Kommentar Explorieren 1 4 KM 9.1 Drohbrief Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Süsse Chemie Erarbeiten 1 Gleich aussehende Farbstoffe auftrennen In dieser Aufgabe lernen die Schülerinnen und Schüler, dass sich gleichaussehende schwarze Filzstifte in ihrer Farbstoffzusammensetzung unterscheiden und die Farbstoffe unterschiedliche Stoffeigenschaften besitzen und z. B. anhand ihrer unterschiedlichen Wasserlöslichkeit sich unterscheiden lassen: Sie erkunden dies anhand des bereits eingeführten Kriminalfalls. Kommentar Erarbeiten 1 KM 9.1 Explorieren 2 Über gleich aussehende Pulver rätseln Bei dieser Aufgabe sollen die Schülerinnen und Schüler anhand eines zweiten Beispiels erfahren, dass gleich aussehende Stoffe mittels ihrer Stoffeigenschaften unterscheidbar sind. Am Beispiel von Puderzucker, Mehl, Gips und Babypuder werden Ideen für eine mögliche Unterscheidung gesammelt. Kommentar Explorieren 2 TB S.9 KM 9.2 Erarbeiten 2 Sicherheitsregeln für Versuche kennen Die Schülerinnen und Schüler lernen die Sicherheitsregeln kennen, die bei Versuchen zu beachten sind. Im Plenum besprechen TB S. 9 Welcher Stoff ist es? (S. 9) 1 Pro Gruppe: Ein Stück des Drohbriefs 1 Schreibprobe eines Verdächtigen 2 Kaffeefilter oder Fliesspapiere zum Zuschneiden auf ca. 10 cm 5 cm 1 Schere 2 kleine Plastikbecher (max. 7 cm Durchmesser und bis ca. 1-2 cm unter den Rand mit kaltem Hahnenwasser gefüllt) Siehe Material-Vorbereitung Kommentar Kommentar Erarbeiten 2 5 Welcher Stoff ist es? (S. 9) Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Süsse Chemie Erarbeiten 3 Gleich aussehende Pulver unterscheiden und den Mordfall lösen Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden mittels 2 Experimenten 4 gleich aussehende Pulver. Kommentar Erarbeiten 3 Anwenden Erlerntes über gleich aussehende Stoffe abschliessend zusammenfassen Die Schülerinnen und Schüler festigen ihr Wissen mit einer Zusammenfassung über Stoffeigenschaften. 7 durchsichtige Plastikbecher (ca. 1 dl) 1 Tuch oder Küchenpapier zum Abtrocken der Löffel 1 alter Esslöffel aus Metall 1 Rechaudkerze 1 Streichholzschachtel 1 feuerfeste Unterlage (z.B. Backblech) wasserfester Stift 0.5 dl warmes und 0.5 dl kaltes Wasser weisse Pulver (werden verteilt) Siehe Material-Vorbereitung Kommentar 1 1 KM 9.2 Pro Gruppe KM 9.3 Die beiden Kapitel «Modelle von Stoffen» und «Ein Stoff hat viele Gesichter» haben für 5.-Klässler eine relative hohe Komplexität. Die beiden Kapitel sind in diesem Unterrichtsarrangement zu einer relativ kurzen Sequenz zusammengefasst. Die Kompetenz NMG.3.3.f nach Lehrplan 21 ist so auch im Übergang vom 2. zum 3. Zyklus angegliedert. Inhaltlich sollen die Schülerinnen und Schüler nach diesen Kapiteln grob wissen, was ein Teilchenmodell ist und das Teilchenmodell der Aggregatszustände kennen. 6 Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Süsse Chemie Modelle von Stoffen (S. 10) Als Einstieg ist ein YouTube-Video zum Teilchenmodell schauen z.B.: Die Schülerinnen und Schüler tauschen sich im Anschluss daran in der Kleingruppe über das Gesehene aus. Die wichtigsten Erkenntnisse schreiben die SuS auf Zettel oder auf eine elektronische Pinnwand. Gemeinsam werden die Erkenntnisse im Plenum ausgetauscht und das Wichtigste wird ergänzt: Alle Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen. Die Teilchen unterschiedlicher Stoffe sind in Masse und Grösse verschieden. Die Teilchen eines Stoffes sind in Masse und Grösse gleich. Die Teilchen sind immer sehr klein. Zwischen den Teilchen ist leerer Raum. Je nach Aggregatzustand sind die Abstände zwischen den Teilchen verschieden gross. Die Teilchen der Stoffe befinden sich in ständiger Bewegung. Die Geschwindigkeit der Teilchen ist von der Temperatur abhängig. Zwischen den kleinsten Teilchen der Stoffe wirken anziehende Kräfte. Diese Anziehungskräfte besitzen nur eine geringe Reichweite. 1 Üben 2 Teilchenmodell von Haushaltzucker bauen und vergleichen Im Anschluss daran wird in 2er-Gruppen die Aufgabe KM 10.3 gelöst. Dafür benötigt man viele identische Teile (z.B. Deckel von Petflaschen, Tetrapackungen, ). Das kann im Vorfeld durch die Schülerinnen und Schüler gesammelt werden. Wichtig ist, dass jede Gruppe 20 identische Verpackungsmaterialen hat. Kommentar Üben 2 7 Pro Gruppe 20 gleiche leeren und saubere Verpackungen Leim oder Klebestreifen Schere Evt. Deckfarbe Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Süsse Chemie Ein Stoff hat viele Gesichter (S. 11) Die Schülerinnen und Schüler gehen in diesem Aufgabenset der Frage nach, ob unsichtbar gewordene Stoffe noch da sind. Anhand der beiden Beispiele «in Wasser gelöster Zucker» und «Wasserdampf» wird experimentell aufgezeigt, dass auch unsichtbare Stoffe noch vorhanden sind. Die Schülerinnen und Schüler stellen diese beiden Beispiele anschliessend mit dem Teilchenmodell dar. Zudem lernen sie das Teilchenmodell der Aggregatzustände kennen und vertiefen ihr Wissen über Aggregatzustände. Durch die Experimente erweitern sie ihre Fähigkeiten, nach Anleitung einen Versuch durchzuführen. Ein weiterer Fokus liegt im präzisen Hantieren. 2 Explorieren 1 Über unsichtbar gewordene Stoffe nachdenken 10 Erarbeiten 1 Unsichtbare Stoffe nachweisen Erarbeiten 2 Teilchenmodell nachspielen Begutachten – formativ Zusammenfassen, warum unsichtbar gewordene Stoffe noch da sind KM 11.1 10g Haushaltzucker 20g Hahnenwasser 2 Plastikbecher (3dl) 1 Küchenwaage 1 metallener Löffel Pro Gruppe 2,5dl Haushaltzucker 2 Holzspiesschen 1 Stück Schmiergelpapier 2 Wäscheklammern 1 Esslöffel In dieser ersten Aufgabe des KM 11.1 begegnen die Schülerinnen und 1 Glas/durchsichtige Becher (5 Schüler der Frage, ob unsichtbare Stoffe noch vorhanden sind und werden dl) somit ins Thema dieses Aufgabensets eingeführt. 1 Plastikbecher/Schnapsglas (1 Kommentar Explorieren 1 dl mit Mengenmarkierung) Wasserkocher Die Schülerinnen und Schüler erkennen mit unterschiedlichen Zugängen, 1 Tuch dass unsichtbare Stoffe noch vorhanden sind. Kommentar Erarbeiten 1 Backblech TB S. 11 Die Schülerinnen und Schüler spielen das Teilchenmodell als Funktionstheater nach. Kommentar Erarbeiten 1 Die Schülerinnen und Schüler blicken auf das Gelernte zum Thema «unsichtbare Stoffe» zurück und fassen zusammen. Kommentar Begutachten – formativ 8 KM 11.2 Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Neue Stoffe entstehen (S. 12) 15 Anwenden Unsichtbar gewordenes Wachs nachweisen Süsse Chemie Als Demonstration durchführen (eventuell als summative Lernkontrolle) Kommentar Anwenden KM 11.3 Rechaudkerze Streichhölzer Die Schülerinnen und Schüler gehen in diesem Aufgabenset der Frage nach, ob und wie man Stoffe in neue Stoffe umwandeln kann. Sie lernen dabei unterschiedliche Möglichkeiten kennen, Zucker durch Erhitzen und Verbrennen in neue Stoffe umzuwandeln. Darüber hinaus lernen die Schülerinnen und Schüler, wie sie eine Stoffumwandlung erkennen können. Weiter erhalten die Schülerinnen und Schüler in dieser Einheit die Möglichkeit, mit Feuer zu experimentieren. Deshalb ist es wichtig, dass die Sicherheitshinweise auf Seite 9 im Themenbuch 56 umgesetzt werden. Ein Teil der Versuche wird von der Lehrperson demonstriert, je nach Fertigkeiten der Schülerinnen und Schüler können diese auch als Schüler/-innenversuche durchgeführt werden. 15 Explorieren Vermutungen über die Umwandlung von Haushaltszucker anstellen Die Schülerinnen und Schüler stellen Vermutungen darüber an, ob sie KM 12.1 Haushaltszucker in einen neuen Stoff umwandeln können. Sie betreten damit erstmals bewusst das Gebiet der Chemie. Nur bei einer chemischen Reaktion werden nämlich Stoffe in neue Stoffe umgewandelt. Kommentar Explorieren 9 Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Neue Stoffe entstehen (S. 12) Unterrichtidee Süsse Chemie Die Klasse für die folgenden beiden Aufgaben «Erarbeiten 1» und «Erarbeiten 2» in zwei Gruppen teilen. Die Halbklasse wiederum in 2er- oder 3er Gruppen aufteilen. Eine Halbklasse führt das Experiment «Erarbeiten 1» und die andere Halbklasse das Experiment «Erarbeiten 2» durch. Das Experiment wird mit einem Notebook oder dem iPad gefilmt. Die Ergebnisse werden mit dem «Bookcreator» (onlineVersion oder APP-Version für iOS) dokumentiert. Dadurch werden Anwendungskompetenzen aus dem Modullehrplan «Informatische Bildung» miteinbezogen. Eine detaillierte Planung mit didaktischem Kommentar zu dieser Unterrichtseinheit ist separat (ab November) bei Adrian Stalder erhältlich. Erarbeiten 1 Haushaltszucker in neuen Stoff umwandeln und Löslichkeit vergleichen Die Schülerinnen und Schüler lernen eine chemische Stoffumwandlung (chemische Reaktion) von Zucker in neue Stoffe kennen. Kommentar Erarbeiten 1 Erarbeiten 2 Die Brennbarkeit von Haushaltszucker untersuchen Ziel dieser Aufgabe ist, dass die Schülerinnen und Schüler am Thema des Haushaltszuckers typische Schritte des Forschens durchlaufen (vermuten, experimentieren, beobachten, erklären, Vermutung bestätigen oder verwerfen). Aus fachlicher Sicht erfahren sie dabei, ob Haushaltszucker brennt oder nicht. Kommentar Erarbeiten 2 Pro Gruppe: 3 EL Puderzucker 1 Rechaudkerze 1 Streichholzschachtel 2 alte Esslöffel aus Metall 1 Becher mit 3 EL Puderzucker 2 Becher für den Löslichkeitstest Kaltes Wasser Feuerfeste Unterlage 2 Stück Haushaltpapier Pro Klasse 500g Puderzucker 2 Haushaltspapierrollen 3 10 KM 12.2 Pro Gruppe: 3 EL Puderzucker in einem Becher 2 Trinkhalme 1 Streichholzschachtel Eine grössere Kerze 1 feuerfeste Unterlage 2 Stück Haushaltpapier Pro Klasse: 500 Puderzucker 1 Esslöffel 2 Haushaltpapierrollen Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Neue Stoffe entstehen (S. 12) 15 15 15 15 Süsse Chemie Begutachten – formativ Forschungskompetenzen einschätzen Ziel dieser Aufgabe ist es, dass die Schülerinnen und Schüler im Sinne einer formativen Überprüfung selbst einschätzen können, wie sicher sie sich in den einzelnen Bereichen des Forschens sind. Kommentar Begutachten formativ KM 12.3 Üben Informationen zu chemischen Reaktionen erschliessen. Im Fokus dieser Aufgabe steht das Lesen des Textes im Themenbuch zu chemischen Reaktionen und der Verbrennung. Die Schülerrinnen und Schüler erhalten somit den Theorieinput zu den bereits durchgeführten Versuchen. Kommentar Üben TB S. 12 Anwenden Erworbenes Wissen auf andere Beispiele anwenden Die Schülerinnen und Schüler wenden ihr erworbenes Wissen über chemische Reaktionen an Alltagsbeispielen an. Kommentar Anwenden TB S. 12, Aufgabe 1 Erarbeiten 3 Ausgangstoffe und Produkte der Zuckerverbrennung untersuchen Die Schülerinnen und Schüler erkennen, welcher Stoff für die Verbrennung von Haushaltszucker nötig ist (Sauerstoff). Sie können auch eines der entstehenden Produkte der Verbrennung von Haushaltszucker beobachten, nämlich Wasser. Als Demo Versuch durchführen! Versuch filmen und im Zeitraffer anschauen. Kommentar Erarbeiten 3 KM 12.4 Feuerfeste Unterlage 1 durchsichtiger Becher 1 Esslöffel zum Abmessen des Brennsprits Brennsprit 1 Würfelzucker 1 leere Aluminiumhülle einer Rechaudkerze Sand (Terrariensand) 1 durchsichtiges Glas 1 Streichholzschachtel 11 Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Stoffeigenschaften schlau einsetzen (S. 13) 1 Begutachten – summativ Ein fiktives Interview schreiben Süsse Chemie Im Rahmen dieser summativen Beurteilung erklären die Schülerinnen und Schüler, wie sie erkennen, dass eine chemische Reaktion stattgefunden hat. Das ist eine mögliche Form der summativen Beurteilung. Eventuell muss diese Form aber im Vorfeld besprochen werden oder in einem anderen Zusammenhang als Übung durchgeführt werden. Die Schülerinnen und Schüler gehen in diesem Aufgabenset der Frage nach, wie man Stoffeigenschaften bei der Herstellung neuer Gegenstände nutzen kann. Konkret geht es um eine Kochkelle zur Herstellung von gebrannten Mandeln. Die Schülerinnen und Schüler repetieren nochmals die Stoffeigenschaften, die sie im Verlaufe der Lerneinheit «Süsse Chemie» kennengelernt haben und fassen so das Kapitel zusammen. 1 KM 12.5 TB S. 13 Explorieren Vermutungen über eine optimale Kochkelle anstellen Die Schülerinnen und Schüler können anhand des Alltagsbeispiels TB «Kochkelle» auf ihr erworbenes Wissen zurückgreifen und schlüssige Vermutungen anstellen. Kommentar Explorieren Erarbeiten Eigenschaften von Metall anhand eines Rührstabs erarbeiten Die Schülerinnen und Schüler denken über die Eigenschaften von Metall anhand einer Rührmaschine für gebrannte Mandeln nach und reflektieren dadurch den Einsatz von Metallen im Alltag. Kommentar Erarbeiten 12 TB Natur und Technik 5. und 6. Schuljahre Planung Stoffeigenschaften schlau einsetzen (S Üben Stoffeigenschaften 1 nennen und Nachweis beschreiben Anwenden 2 30 1 Stoffeigenschaften von Leim erkunden Begutachen – formativ Erlernte Inhalte und Fähigkeiten einschätzen Süsse Chemie Im Fokus dieser Aufgabe steht der Rückblick auf die gesamte Lerneinheit «Süsse Chemie». Die Schülerinnen und Schüler fassen alle Stoffeigenschaften zusammen, die sie kennengelernt haben. KM 13.1 Die Schülerinnen und Schüler übertragen ihr erworbenes Wissen auf ein neues, konkretes Beispiel aus dem Alltag. In diesem Fall auf das Beispiel «Flüssigleim». KM 13.3 Ziel dieser Aufgabe ist es, dass die Schülerinnen und Schüler im Sinne einer formativen Überprüfung selbst einschätzen, wie sicher sie sich in den Inhalten des gesamten Kapitels sind. KM 13.4 Summative Lernkontrolle 1 13