Rainer Hille
Spielerische Übungen zur Ermittlung von Verhältnisformeln
Das Aufstellen der Verhältnisformeln für Salze aus den Symbolen der Kationen und Anionen stellt eine wesentliche Fertigkeit dar, die Schülerinnen und Schüler im Laufe ihrer Schulzeit immer wieder benötigen. Mit der Kenntnis der Ionenarten besitzen die Lernenden einen Schlüssel, um Verhältnisformeln für Salze und salzartige Stoffe abzuleiten. Um diese Fertigkeit einzuüben, bieten sich spielerische Elemente wie Ionenwürfel, Ionenkärtchen oder Ionenscheiben an [1]. Die Bereitstellung und Verwahrung dieser Materialien stellt für die Lehrkraft aber einen nicht zu vernachlässigenden Aufwand dar. Würfel müssen beklebt, Kärtchen geschnitten und laminiert werden. Vor und nach dem Einsatz im Unterricht müssen die Materialien auf ihre Vollständigkeit und eventuelle Beschädigungen hin überprüft werden. Während des Unterrichts besteht zudem das Problem, dass falsch abgeleitete Formeln aus zufällig gewählten Ionen nicht immer sofort korrigiert werden können. Gerade lernschwächere Schülerinnen und Schüler benötigen vielfach eine direkte Betreuung durch die Lehrkraft oder die Hilfe leistungsstärkerer Mitschülerinnen und Mitschüler.
Ausgehend von dieser Situation wurde das HTML-Programm Salzformeln entwickelt, das sich in seiner Funktion an der Verwendung zufällig gezogener Ionenkärtchen orientiert. Das Programm erfüllt folgende Grundanforderungen:
- Das Programm kann problemlos an Schülerinnen und Schüler weitergegeben werden und läuft unabhängig vom Betriebssystem auf allen Computertypen.
- Die Bedienung ist so einfach und intuitiv, dass es von Lernenden sowie Lehrpersonen ohne große Vorbereitung zu Hause oder im Unterricht verwendet werden kann.
- Typische Fehler beim Kombinieren der Ionensorten werden sofort kommentiert. Durch diese Korrekturhinweise können die Lernenden ihre Kenntnisse eigenständig verbessern. Falsche Vorgehensweisen werden schnell erkannt und können sich nicht einschleifen.
- Lehrkräfte können das Programm an ihre eigenen Bedürfnisse anpassen und beispielsweise weitere Ionensymbole hinzufügen.
Bereitstellung des Programms
Das Programm Salzformeln ist eine einzeln nutzbare HTML-Datei (s. Tab. 1). Diese Datei kann beispielsweise in die Schulhomepage oder in die Homepage einer Chemie-Fachgruppe integriert werden, sodass die Lernenden über das Internet direkt auf das Programm zugreifen können. Zur Nutzung ohne Internetzugang kann die Datei auf einzelnen Rechnern im Chemieraum oder im Computerraum der Schule gespeichert werden. Sollen die Schüler selbstständig zu Hause üben, kann die Datei auch als Anhang an eine Nachricht an die Schülerinnen und Schüler verschickt werden.
Nach dem Herunterladen auf den eigenen Rechner wird das Programm durch einen Doppelklick gestartet. Das Programm läuft im Browser und funktioniert damit unabhängig vom verwendeten Betriebssystem. Eine Verwendung auf mobilen Endgeräten ist allerdings nur im Lernmodus möglich, da im Testmodus eine Tastatur benötigt wird. Über die in Tabelle 1 angegebenen QR-Codes kann die jeweilige Version des Programms heruntergeladen werden.
Ionenformeln_1.html
Es wird nur mit einatomigen Ionen gearbeitet. Die Ladungen können direkt aus dem Periodensystem abgeleitet werden.
Ionenformeln_2.html
Neben Atomionen werden solche Molekülionen eingebunden, die nach der vollständigen Protolyse der entsprechenden Sauerstoffsäuren vorliegen (z. B. Carbonat-Ion, Sulfat-Ion). Auch das Ammonium-Ion ist in dieser Version vorhanden.
Ionenformeln_3.html
Die Ionenarten aus der Variante 2 werden durch…
