2Einführung

2Einführung: Naturwissenschaften Biologieunterricht Ausstattung

Naturwissenschaften und Bildung

Schneider, Volker

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Zur geschichtlichen Entwicklung des naturwissenschaftlichen Denkens

Das angeborene Neugier- und Probier-verhalten des Menschen erstreckte sich Jahrtausende lang auf Beobachtungen. Wie genau diese Beobachtungen waren, zeige z.B. auch die Bauten aus der jüngeren Steinzeit, die als Kalender gedeutet werden können. Viele Naturphänomene wurden auf dämonische Kräfte und Gottheiten zurückgeführt.

Erst im späten Mittelalter und in der Renaissance Jahren entwickelte sich vor rund 500 in Westeuropa das "naturwissenschaftliche Verfahren" der rationalen Erfassung von Naturphänomenen. Erst allmählich setzte sich das „experimentelle Beweisverfahren“ im Kampf mit den kirchlichen Autoritäten durch. Dieses Verfahren ist heute weltweit im wissenschaftlichen Bereich als alleiniges Arbeits- und Beweismittel anerkannt, wenn auch oft ideologische oder wirtschaftliche Gründe gegen experimentelle Ergebnisse vorgebracht werden.Die Biologie entwickelte sich von einer beschreibenden Wissenschaft zu einer analytisch ausgerichteten experimentellen Wissenschaft, die heute in viele Teilbereiche aufgespalten ist, wie z.B. die Biochemie. Eng verwandt damit sind die Pharmazeutischen Wissenschaftsbereiche und die vielfältig spezialisierte Medizin.

In einigen sozialen Netzwerken und in politischen Diskussionen werden oft diese Verfahren, den sich daraus entwickelten Theorien und deren praktische Ergebnisse schlicht abgelehnt und negiert. Beispiele sind die Diskussion um Impfstoffe, die Kontroversen um die Evolutionstheorie oder die Befunde der Klimaforschung.
Von den Naturwissenschaften ausgehend findet jedoch heute das naturwissenschaftliche Verfahren Anwendung in der Medizin, in den Sozialwissenschaften, in der Psychologie und zunehmend auch in der Pädagogik (vgl. Pisa-Studien). An der experimentellen Forschung kommt trotz der Einwände heute niemand mehr vorbei.

Die Schlussfolgerungen der Naturwissenschaften haben heute großen Einfluss in Technik und Politik erlangt.

Zunehmend wird zur Zeit eine neue Bewertung bei Schülerinnen und Schülern des naturwissenschaftlichen Denkens beobachtet. Dies mag auch an der Mediendarstellung im Fersehen und in Printmedien liegen.

Beitrag der experimentellen Lernens im Unterricht zum Bildungsgeschehen

Die Bedeutung des naturwissenschaftlich-experimentellen Denkens für unsere Kultur kann nicht überschätzt werden. Ein grundlegendes Verständnis dieser naturwissenschaftlichen Durchdringung der Wirklichkeit muss heute als unabdingbarer Bestandteil von Bildung (natural literacy) angesehen werden.
Die Untersuchung zum Verständnis von Naturphänomenen zeigen jedoch, dass Fehlinterpretationen bei Schülerinnen und Schüler ("misconceptions") verbreitet sind. So behaupten Schüler und Studierende bis heute, dass sich „Pflanzen aus dem Boden ernähren“, während sich in Wirklichkeit der Körper der Pflanzen zum größten Teil aus dem Kohlenstoffdioxid der Luft und Wasser zusammensetzt und die Organischen Substanzen selbst hergestellt werden.
Die schon lange geforderten Schlüsselqualifikationen lassen sich durch konkretes Experimentieren im Unterricht deutlich unterstützen.
Diese Schlüsselqualifikationen sind:
Fachkompetenz,

Methodenkompetenz,

Sozialkompetenz,

Selbstkompetenz,

Planungskompetenz,

Lernkompetenz,

Gestaltungskompetenz und

kommunikative Kompetenz.

Diese Aufzählung zeigt, dass bei einem sorgsamen Experimentieren im Unterricht diese Kompetenzen konkret gefördert werden können. Ebenso können in Projekten einzelne Experimente von Arbeitsgruppen durchgeführt und dann für den Unterricht mit Handys gefilmt werden. Damit wird auch ein „digitalisierter“ Unterricht möglich, zumal mehr und mehr auch Kurze Filme im Internet aufzufinden sind.

Insgesamt kommt es jedoch auf die pädagogisch sinnvolle Einbettung der Experimente in den Unterricht, die Bedürfnisse der Schülerinnen und Schüler, sowei der zusätzlichen Informationen aus dem Stand der Wissenschaft an.

Was sind Experimente?

Experimente sind künstliche Anordnungen von Geräten und Objekten in besonderen, isolierten Situationen.
Dabei wurde lange Zeit ein monokausales Vorgehen bevorzugt, um Nebenwirkungen auszuschließen.
Heute verfolgt man oft auch einen multikausalen Ansatz, der mehrere Ursachen berücksichtigt.

Wichtig für Experimente ist:

1.    Experimente müssen nachvollziehbar sein (Transparenz).
2.    Experimente müssen wiederholt werden können (Wiederholbarkeit).
3.    Experimente müssen eine Vormeinung (Theorie) bestätigen oder widerlegen (Eindeutigkeit).

Der Fortschritt der Naturwissenschaften durch experimentelle Arbeit beruht auf immer wieder neuen Ergebnissen, die die Sicht auf die Welt und unser tägliches Leben verändern.

Das Lebewesen oder der Sachverhalt wird als „black box“ aufgefasst, in den man nicht hineinschauen kann.

Wohl aber lässt sich aus den Reaktionen (Antworten) erschließen, was im Innern ablaufen muss.

(Die Anatomie ist in Medizin und Biologie die ergänzende Wissenschaft)

Forschung als Blick in

einen „schwarzen Kasten“

hier grün gezeichnet!

Experimente sind demnach keine Happenings, sondern ernsthafte Möglichkeiten, Wirklichkeit zu verstehen. Sie stellen den effektivsten didaktischen Zugang zur "scientif literacy" dar.

Die hier in Arbeitsblättern vorgeschlagenen Experimente sind erprobt. Sie können mit vergleichsweise einfacher Ausrüstung durchgeführt werden und führen auch für Grundschüler zu nachvollziehbaren und erstaunlichen Ergebnissen.

Die Experimente sind nach Grundschule und Sekundarstufen geordnet. Es gibt jedoch viele Überschneidungen, je nach Erfordernissen der Klassen oder der Ausrüstung.

Experimentelle Arbeitsweise

Dieses hier vorgestellte Verfahren hat sich in den Naturwissenschaften, in der Medizin sowie zunehmend auch in den Sozialwissenschaften und in der Pädagogischen Forschung durchgesetzt. Experimente sind zur alleinigen Maßstab für die Beurteilung von natürlíchen Phänomenen geworden.

Der Ablauf:
Versuchsfrage
Ein Problem ist zu lösen. Genaue Formulierung der Frage, die man klären will. Was soll experimentell bewiesen oder widerlegt werden?
Hypothese
Formulierung eines vermuteten Zusammenhangs in Form einer Behauptung oder einer Frage.
Versuchsplanung
Die Planung des Experiments muss einsichtig sein, der Versuch muss von jedermann zu wiederholen sein und er muss eine Antwort auf die Hypothese möglich machen (Verifizierung oder Falsifizierung).
Versuchsobjekt: Man wählt das bestgeeignete Versuchsobjekt aus.
Versuchsmethode: Man entwickelt ein Verfahren für den Versuch und das Versuchsobjekt aus und plant das Experiment möglichst genau.
Durchführung
Man führt den geplanten Versuch so wie geplant durch.
Protokoll
Der Verlauf und die Ergebnisse des tatsächlich durchgeführten Versuchs werden genau protokolliert. Es ist üblich geworden, die Protokolle in Form von Tabellen zu schreiben und sie in Form von Graphiken zu präsentieren.
Deutung / Interpretation
Die Versuchsergebnisse werden im Zusammenhang mit der Hypothese interpretiert und gedeutet. Wird die Hypothese gestützt, wird sie widerlegt, welche Daten haben andere Forscher erhalten?
Ein sorgfältig durchgeführtes Experiment bestätigt oder widerlegt eine Hypothese oder es beantwortet eine ganz andere Frage.

Man muss unterscheiden:

a) Bestätigung (Verifizierung): Wird die Hypothese durch das Experiment bestätigt, und weiterhin auch durch andere Experimenten und Ergebnisse unterstützt, entwickelt sich eine wissenschaftliche Theorie.
b) Widerlegung (Falsifizierung): Die Hypothese muss fallengelassen werden.
c) Widerspruch zwischen Versuchsfrage und Ergebnis: Entweder wurde das Experiment falsch geplant und/oder durchgeführt - oft auch ein fruchtbares Ergebnis, da man die Frage an die Natur nun schärfer stellen muss. oder: Man hat eine neue Entdeckung gemacht - fruchtbarster Weg, führt zuweilen zum Nobelpreis!! - Dies war z. B. bei der Entdeckung des Penicillins der Fall.

Didaktische Vorüberlegungen Experimentieren im Unterricht

(vgl. Schneider, V: Gesundheitspädagogik S.221 ff, 244)

Sehr vereinfacht formuliert: Pädagogik ist: Einer anderen selbstständigen Person Wege zur Selbstverwirklichung zu eröffnen. Unter Didaktik sollen hier die Mittel und Wege zusammengefasst werden, die anderen Personen auf diesem Wege zur ihrer Selbstkompetenz unterstützen (Methoden und Medien).

Die Experimente für die Grundschule sollen in erster Linie zum Staunen anregen, zur Revision von Meinungen (z.B. Wasser wird im Himmel gebildet? Wasser leitet den elektrischen Strom?). Oft werden schon in diesem Alter Weichen für die Interessenschwerpunkte der Kinder gestellt. Wird eine solche Einführung versäumt, werden in späteren Klassen unter Umständen die Naturwissenschaften als "sowieso zu schwer" empfunden.

In der Sekundarstufe können die Experimente zwar immer noch spielerisch, aber mit theoretischem Hintergrund als Demonstrationen, im arbeitsteiligen Unterricht oder als Forschungsprojekte angelegt sein. Eine Verknüpfung mit entsprechenden Experimenten aus Chemie und Physik bietet sich an.

Das SELBSTGETANE und SELBSTERLEBTE ist eine wesentliche Motivation für Wissen und Verhalten. Die Meinung von Pestalozzi: "Lernen mit Kopf, Herz und Hand" sollte aus lernphysiologischen Gründen zumindest zeitweise umformuliert werden in:"Lernen mit Hand, Herz und Kopf"! Dazu tragen Experimente wesentlich bei.

Prof. Dr. rer. nat. Volker Schneider (AD) Januar 2021

Literatur:

Martin Wagenschein (1999) Verstehen lehren, Beltz Taschenbücher.

Eschenhagen/Kattmann/Rodi (1995ff): Handbuch des Biologieunterrichts, Aulis;

Berck, K.H. u. D. Graf (2010): Biologiedidaktik, Quelle und Meyer, S. 168ff;

Köhler, KH. u. A. Meisert (2012) Erkenntnismethoden S. 131ff; IN: Spörhase, U: Biologiedidaktik Cornelsen;

Riess u.al (2012): Experimentieren im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht --- Schüler lernen wissenschaftlich denken und arbeiten, Waxmann; Pachmann u.al (2013) Methoden in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung, Springer Berlin;

Bildungsstandards 2016 ff: Biologie, Internet, z.B. http://www.schule-bw.de/unterricht/ 2016-03-06;

Erste hier vorgestellte Experimente sind besonders geeignet, Staunen hervorzurufen, Anwendungen auszuprobieren und problemorientiert Entdeckungen zu machen. Die Experimente dienen ferner dazu, den Unterricht aktiv, abwechslungsreich selbstbestimmt und kreativ zu gestalten.

Ausgangspunkt ist immer die Art und Weise, wie Phänomene der Umgebung wahrgenommen werden, oft in kindlich-mythischer oder phantastischer Weise. Solche „Vorurteile“ werden vorsichtig durch die Ergebnisse des experimentellen Arbeitens in ein neues Verständnis von Natur eingefügt. Die neuen Erfahrungen bilden die Grundlage für einen späteren "naturwissenschaftlichen" Zugang zur Wirklichkeit. Solche Vorteile halten sich bis ins Erwachsenenalter, z. B. die Meinung, dass sich Pflanzen aus dem Boden ernähren, bzw. ihre Körpersubstanz aufbauen.

Eine weitere didaktische Begründung liegt in der Beobachtung, dass oft schon im Grundschulalter besondere Interessengebiete entstehen.

· zum Staunen über Vorgänge, die man zuvor anders gesehen oder nicht hinterfragt hat,

· zur Überprüfung von Meinungen,

· zur Korrektur von falschen Vorstellungen (misskonzeptions),

· zur Erklärung der die Wirklichkeit mit eigenen Worten,

· zur Stärkung des Selbstbewusstseins,

· zur ersten spielerischen Einführung in das naturwissenschaftliche Arbeiten.

· Erreichung von Ergebnissen in etwa 20 Minuten,

· Versuchsanordnungen aus der täglichen Erfahrungswelt,

· Klarheit und Übersichtlichkeit im zeitlichen Ablauf,

· sachliche Richtigkeit der möglichen Ergebnisse,

· Eindeutigkeit,

· Interpretierbarkeit aus der Lebenswirklichkeit der Schülerinnen und Schüler,

· Erweiterungsfähigkeit der Anordnungen und des möglichen Verständnisses bis hin zu einer beruflichen Einbettung.

Den Versuchen, die selbst als frei verfügbare Arbeitsblätter formuliert sind, ist eine Kruzinformation mit sachlichen und didaktischen Vorüberlegungen beigefügt.

Insgesamt gilt: Experimente sollten als ausgesprochene Höhepunkte von Unterricht in Szene gesetzt werden, keinesfalls zu häufig und zu viele. Experimente verlangen eine lange Einübungszeit in die experimentellen Abläufe und in die Denkprozesse der Lernenden, die Lehrperson braucht Geduld, bis die experimentelle Vorgehensweise „sitzt“.

Demonstrationsversuch: Als Einstieg in eine Unterrichtsstunde lassen sich viele Experimente als Überraschung und Start in eine Problematik und deren Lösung nutzen. Dabei fungiert das Experiment als ein Medium, welches Interesse hervorruft, die Motivation steigert und auf das eigentliche Problem hin fokussiert.

Forschungsversuch: Die meisten Experimente eignen sich im Hauptteil eines Unterrichts zur experimentellen Lösung eines aufgeworfenen Problems. Hier ist das Experiment nicht mehr nur Medium, sondern zentraler Bildungsinhalt. Es fördert die Selbsttätigkeit, die intellektuelle Planungsfähigkeit, handwerkliches Geschick. Es trägt zu einer Horizonterweiterung und zu einem neuen Wirklichkeitsverständnis bei. - Dies ist ein sehr anspruchsvolles Ziel, für die Lehrperson wie auch für den Lernenden.

Zweiergruppen: ein Experiment erarbeiten lassen (gruppengleich),

Zweiergruppen, nach Inhalten differenziert: verschiedene Aspekte eines Experimentes erarbeiten (gruppendifferenziert, arbeitsteilig).

Lernspirale: Mehrere Experimente zu einem Thema vorbereiten und fortlaufend in Zweiergruppen erarbeiten.

Arbeitsgruppen. isoliert: ein anspruchsvolleres Experiment durchführen und in der Klasse die Ergebnisse analysieren.

Projektunterricht: ein Problem von mehreren Aspekten her erarbeiten.

Abschlussversuch: Einige Experimente können als Bestätigung oder Widerlegung vermuteter oder schon gewonnener Einsichten dienen (Festigung)

Frage: Ist Luft nichts oder doch etwas?

möglicher Versuchsaufbau

Wer ist schon für ein bestimmtes Thema motiviert? Die Lehrperson hat ganz bestimmte Anliegen, Inhalte, bewusste oder unbewusste Absichten. Der Einstieg hat die Aufgabe, die Gruppe auf ein Thema hin zu „fokussieren" - gelingt dies nicht, gibt es keinen Grund, warum sich Gruppen oder einzelne Lernende mit dem Thema überhaupt beschäftigen sollten! – Es ist die pädagogische Kunst der Lehrperson, für das Thema emotional zu begeistern.

Als Hinführung (zum Problem):

Kunst des Leiters, das Interesse der Teilnehmer auf das Sachproblem hin einzuengen und zu konkretisieren. Das kann durch klare Zielangabe erfolgen.

Als Problem:

Keine Unterrichtsstunde ohne ein klar formuliertes Problem: Ohne eine Problemstellung (als Diskrepanz zwischen Erwartung und Realität) ist kein Lernen möglich! Optimal ist, wenn die Gruppe selbst oder jemand aus der Gruppe das Problem formuliert und sagt, warum er aktiv teilnehmen will und was er sich davon verspricht.

Als Lösung:

Wenn die Gruppe selbst verschiedene Lösungswege erarbeitet, ist das optimal. Hier muss „Raum gegeben" werden für Diskussionen, Äußerungen über Vorerfahrungen, Erwartungen der Teilnehmer. Erst dann kann der Projektleiter aktiv auf mögliche sinnvolle Lösungswege einengen. Oftmals kann ein Experiment die Lösung bieten.

Als Festigung: Sie ist mit einem einvernehmlichen Ergebnis verbunden und oft mit einer abschließenden Beurteilung. Alle Teilnehmer stellen fest (evtl. durch Fragenbeantwortung, durch Blitzlicht), was sie nun neues gelernt haben: Einfahren der Ernte in die Scheuer! Ein emotionales Erfolgserlebnis bleibt haften, fördert die Selbstsicherheit bei Lehrenden und Schülerinnen und Schüler.

Unterrichtsplanung

Planungsvorschlag

DIN A4 Blatt 1:

Thema der Unterrichtsstunde oder Einheit: __________________________________

Datum: …………….

Grobziel: ______________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Begründungszusammenhänge: (didaktische Analyse):

Zum Lehrplaninhalt Wissenschaftlicher Hintergrund? Welche Bedeutung für die Lebenswirklichkeit der Lernenden? Welche technische Ausstattung? Welche Ziele habe ich als Dozent; Lehrperson?

In Bezug auf die Lernenden: voraussichtliche Motivation, Lebenswirklichkeit, soziale Vorbildung, Bezug um Lebensumfeld? Bezug zu Berufen? Bezug zu den eigenen Interessen?

Zu den Methoden: Warum ein Experiment? Wann Frontalunterricht? Wie die Experimentanlage, wie das Arbeitsblatt? Wann ein Protokoll? Wann Diskussion? Welche Art der Ergebnissicherung?

DIN A4 Blatt 2

DIN A4 Blatt 3:

Verwendete Materialien und Informationen:

z.B. Internet, Bücher, andere Unterrichtsvorschläge, ……………

Eigene Materialien:

z.B. Pflanzen, Tafelbilder, Arbeitsblätter, Geschichten, Funktionsmodelle, Darstellungen aus Styropor.

Ausstattung

Ausstattung für Experimente

Die meisten Grundschulen verfügen nicht über einen Raum für Experimente. Diese müssen auf den Arbeitstischen in der Klasse ausgeführt werden. Daher die folgenden Vorschläge für eine flexible und praktikable und ideale „Grundausstattung“:

Mögliche Grundausstattung

Eine an den Rändern hochgebogene Alufolie, ca. 40 x 50 cm, hat sich bewährt. Nach den Versuchen kann die Folie leicht entsorgt werden. Man kann auch alte Backbleche nutzen. Für die Reinigung wird Küchenkrepp verwendet.

Für die Unterrichtsgestaltung hat sich für die einzelnen Versuche ein Schuhkarton bewährt. Er enthält die benötigten Substanzen (immer in kleinen Gläschen mit Schraubverschluss und Hilfsmittel (wie Thermometer, Löffel usw.), die gerade für den Versuch benötigt werden. Damit kann eine gewisse Ordnung während des Experimentierens gewahrt bleiben und die Aufräumarbeiten gestalten sich einfacher.

Für weiterführende Schulen empfiehlt es sich, die übliche Ausstattung für den Chemieunterricht zu nutzen, z.B. Stative, Klemmen, Erlenmeyer, Bechergläser, Pipetten. Reagenzgläser mit verstärkter Wand haben sich bewährt. Besonderheiten sind in den einzelnen Versuchen dargestellt. Zur Pflege der Tische sind ebenfalls Alufolien und Küchenkrepp zu nutzen.

Arbeitsblätter / Arbeitsunterlagen

Eine Zettelwirtschaft mit Arbeitsblättern wird als Gefahr für den Unterricht gesehen. Trotzdem ist jeder Versuch in Form eines Arbeitsblatts gehalten, in dem der Arbeitsablauf geschildert ist. Dabei kann die Lehrperson den Ablauf auch mündlich schildern und die Ergebnisse an der Tafel festhalten.

Die Arbeitsblätter dienen nur dazu, eine nachvollziehbare Arbeitsweise einzuüben.

Daher folgen die Arbeitsblätter immer dem „naturwissenschaftlichen Ritus“:

·Frage an die Natur, oft verpackt in einer Behauptung (Hypothese),
·Angaben zu Material und Objekten (Was brauchst du?)
·Angaben zur Durchführung (Was kannst du tun?).
·Vorschlag für ein Protokoll (Beobachtung?).
·Aufforderung, das Beobachtete mit eigenen Worten oder als Ergebnis zu erklären (Interpretation).

(Dabei dürfen die Interpretationen durchaus falsch im naturwissenschaftlichen Stand des Wissens sein – nur die Beobachtungen sollten genau und richtig sein. Erst allmählich lernen die Schülerinnen und Schüler den Ablauf des naturwissenschaftlichen Denkens und lernen dessen Besonderheiten und Vor- und Nachteile einzuschätzen.)

Geräte

Wenn die Schule über einen Grundstock für chemisches Arbeiten verfügt – wie Stative, Reagenzgläser, Heizplatten, Filter und ähnliches, so sind solche Teile von Vorteil. Ein solcher Gerätesatz ist aber nicht notwendig.

Die Versuche sind alle so angelegt, dass sie mit Ausrüstung aus den Haushalts- bzw. Camping- Abteilungen von Kaufhäusern durchgeführt werden können. Dies hat den Vorteil, dass die Schülerinnen und Schüler die „Geräte“ schon kennen und sie mit »neuen Aufgaben« versehen können.

Von den im chemischen Labor eingeführten Geräten sind allerdings Reagenzgläser in bruchfester Ausführung im fünffachen Klassensatz unerlässlich. Ständer für Reagenzgläser kann man sich selbst herstellen, indem man Löcher in Styroporplatten stanzt.

-- Alle verwendeten Lösungen sind nicht giftig und können gefahrlos als Abwasser entsorgt werden.

Kleinteile: Pappteller, Pappnäpfe, kleine Partylöffel, Buchenholzstäbe, Glasstäbe zum Rühren, Wischtücher aus Papier, Küchenmesser, Schere, Klebeband, Pipetten aus Plastik, Partykerzen, Streichhölzer, Taschenmesser, Zahnstocher, Wattestäbchen, kleine Becher, Marmeladengläser, Untersetzer (alles im Haushaltswarengeschäft).
Heizplatten und Blechnäpfe: für Wasserbäder zum schonenden Erhitzen.
Gaskartusche: (Campingbedarf), (evtl. zusätzlich: Ein Bunsenbrenner mit Schweißaufsatz (Brenner für Crème brûlée, Haushaltswarengeschäft).
Reagenzgläser: normale Größe, aber die bruchsichere Version wählen (auf die Dauer wesentlich billiger und mit deutlich geringerer Verletzungsgefahr).
Stative, Muffen und Klemmen: im halben Klassensatz für höhere Klassen,
Fleißiges Lieschen (Balsaminaceae), Zuchtpflanzen mit durchscheinenden Stängeln zur Untersuchung der Leitbündel;
Stangensellerie (Apium dulce, Zuchtform): für Leitbündeluntersuchungen (vom Markt).
Geranien (Geranium spec, Zuchtform): Topfpflanzen mit nicht eingeschnittenen Blättern (Stärkenachweis bei Fotosynthese).
Duftgeranie (Geranium molle, Zuchtpflanze): am Südfenster in der Klasse auch im Winter wachsend, für Stärkenachweis und Verdunstungsversuche, in den Blättern Duftstoffe.
Dreimasterblume (Tradeskantia spec), mit biegsamem Stängel und festen Blättern für Fotosyntheseversuche und Wassertransport.
Frische Zweige von Bäumen mit hohem Wasserbedarf: Ulme, Pappel, Birke (Wassertransport).

Chemikalien und Reagenzien

Mehl (Haushalt) für Stärke: Mondamin aus Maismehl. Nur stark verdünnte Lösungen nutzen!
Lugol’sche Lösung (Jod-jodkalium in Wasser) zum Stärkenachweis: Blau- bis Schwarz- Färbung der zu testenden Oberfläche oder der Lösung durch Auftropfen von hellgelber Lugol’scher Lösung (Lehrmittelbedarf) zeigt Stärke an.
Glucose (Dextroenergen, Traubenzucker) in Drogerien.
Glucose Nachweis: Nachweisstäbchen für Glucose im Urin (Apotheke); Kontrolle: Frischer Weintraubensaft, (Haushaltszucker ist als Disaccharid nicht geeignet!
Eiweißnachweis: Stäbchen für Eiweißnachweis im Urin (Apotheke) oder Biuretreagenz (Lehrmittelbedarf). Eiklar, jeweils frisch, sehr stark verdünnt!
Kalkwasser: (CaO) (gebrannter Kalk, Baumarkt) löst sich in Wasser zur Ca(OH)2. Nachweis für Kohlenstoffdioxid. Die abfiltrierte Lösung hält sich verschlossen bis zu einem halben Jahr. - Wenn man CO2 einleitet, fällt weißes Pulver (CaCO3) aus, erkennbar an einer deutlichen Trübung und an einem Bodensatz.
Dichlorphenolindophenol: (ca. 1 g, jahrelang haltbar als Pulver) löst sich blau in Wasser, entfärbt sich bei Zugabe von Vitamin C – zum Nachweis von Vitamin C.
Stäbchen aus Buchenholz (»Glimmspäne«): Sauerstoffnachweis.

Knobel, Eve (1998): Experimente im Sachunterricht, Volk und Wissen, Berlin;

Schrödel (2006): Netzwerk Biologie, Arbeitshefte, www.schrodel.de;

Frische Reagenzläser stellt man auf etwas Küchenkrepp umgekehrt in ein Marmeladenglas zur Nutzung bereit, gebrauchte Reagenzgläser stellt man umgekehrt in einen Plastikbecher. Auf diese Weise lässt sich eine Wiederbenutzung vermeiden.

Kleiner Kühlschrank (Tischkühler) oder eine Gemüsebox (ca. 20 x 30 cm): für die Aufbewahrung in der Kälte.

in der Grundschule reichen Blechnäpfe für das Aufrechtstehen der Reagenzgläser. Vorteilhaft sind zwei Blechnäpfe: einen für saubere Reagenzgläser (umgekehrt gestellt) und einen für gebrauchte Reagenzgläser (aufrecht mit den Reagenzlösungen)

Pflanzen

Wasserpest (Elodea spec) zeigt im 2 Literglas mit etwas Schlamm jahrelang am Nordfenster sehr gutes Wachstum (aus Aquarienhandlung). Für die Sauerstoffentwicklung bei Sonnenlicht oder Schreibtischlampe, und für Zelluntersuchungen an Blättern.

Apfelsine: Nachweis von Ätherischen Ölen in der Schale.

Gemüse: Spinat (das ganze Jahr über erhältlich).

Samen

Kresse Beobachtung des Keimungsablaufs, Im biologischen Gifttest.

Weizensamen, naturbelassen, für die Beobachtung von Keimung und Wurzelhärchen auf Filtrierpapier, sowie bei Wachstumsversuchen und zur mikroskopischen Untersuchung.

Mais oder Erbsen frische, keimfähige Samen für Atmungsversuche (Gärtnerei),

Feuerbohnen (Beobachtung des Wachstums in Gartenerde, des Wurzelwachstums im Sachsen Wurzelkasten oder in Holzspänen)

Weiterführende Informationen:

Klett (2006): Prisma Naturwissenschaften, Klettverlag Stuttgart;

Internet: www.chemieunterricht.de

Firmen für Schulgeräte:
In unserem Zusammenhang sind Geräte zur Sauerstoffmessung, Luftfeuchtigkeit, Temperatur und und Chemikaliensätze zur Bestimmung von Salzen in Wasser besonders wichtig.

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