Melanie Suta

Ammoniak und Landwirtschaft

Haber-Bosch-Verfahren, Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts, Mystery
© Shaiith/shutterstok.com

Melanie Suta

Ein Mystery zum Haber-Bosch-Verfahren

Das chemische Gleichgewicht wird in der Regel in der Sekundarstufe II eingeführt und ist z.B. in NRW durch den Kernlehrplan für die Einführungsphase in der SII vorgegeben [1]. Mysteries wecken Neugierde und erreichen somit eine höhere Motivation, das Thema zu erarbeiten. Das Haber-Bosch-Verfahren als klassisches Beispiel für ein chemisches Gleichgewicht lässt sich gut als Mystery umsetzen. „Ein Mystery ist ein Phänomen oder Ereignis, das Spannung und Verwunderung bei den Lernenden hervorruft, was zu einem Gefühl des Wissenwollens und Fragen aufwirft, die untersucht und erforscht werden können und wollen [2]. Dabei werden verschiedene Varianten unterschieden. Nach dem TEMI-Projekt wird ein mysteriöses Phänomen nach dem 5E-Modell (Entdecken, Erkunden, Erklären, Erweitern und Evaluieren) experimentell erarbeitet [2], welches auf dem Forschenden Lernen basiert. Weiterhin ist die Mystery-Methode im Geografie-Unterricht bekannt. Bei diesem Konzept liegt der Schwerpunkt nicht auf dem forschenden Lernen, sondern auf der Förderung schlussfolgernden und vernetzenden Lernens [3]. Dabei sollen knappe, ungeordnete Informationen zu einer Leitfrage analysiert und miteinander vernetzt werden, um diese zu beantworten [3]. Dies geschieht, indem die verschiedenen Informationen geordnet und darauf aufbauend Verbindungen und Zusammenhänge hergestellt werden, Wichtiges und weniger Relevantes unterschieden wird und dadurch ein Zusammenhang (Abb.1 ) oder Wirkungsgefüge (Abb.2 ) entsteht.
Das Haber-Bosch-Verfahren besitzt wenige schulkompatible Möglichkeiten einer experimentellen Herangehensweise, so dass hier die Mystery-Methode einen alternativen Weg bietet, den Unterricht problemorientiert und spannend zu gestalten. Durch das komplexe Zusammenspiel von Druck, Temperatur und Katalyse eignet sich das Haber-Bosch-Verfahren besonders, um das vernetzende Lernen zu trainieren, indem die zuvor einzeln erarbeiten Aspekte in Beziehung gesetzt werden. Hierbei erzeugt die Leitfrage „Warum fällt bei Bauer Paul die Ernte geringer aus, wenn Fritz und Carl zu wenig Druck haben? Neugierde, den Zusammenhang zu erschließen.
Umsetzung im Unterricht
Das Mystery zum Haber-Bosch-Verfahren lässt sich in der Einführungsphase der Sekundarstufe II des Gymnasiums in einer 60-minutigen Stunde durchführen. Für eine vertiefende Erarbeitung und eine ausführliche Reflexionsphase wird weitere Zeit benötigt.
Einführung und Problematisierung
Die Leitfrage „Warum fällt bei Bauer Paul die Ernte geringer aus, wenn Fritz und Carl zu wenig Druck haben? wird schriftlich an der Tafel fixiert, wodurch bei den Schülerinnen und Schülern zunächst Neugierde erzeugt werden soll. Weiterhin werden Assoziationen der Lernenden zu der Fragestellung gesammelt, um Vorstellungen und Vorwissen abzufragen. Die Problematisierung kann an dieser Stelle optional verschärft werden, indem die Schülerinnen und Schüler reflektieren, dass das Aufstellen von Hypothesen zu dieser Fragestellung nicht sinnvoll ist, da nicht genügend Informationen als Grundlage vorliegen.
Es wird so eine Überleitung zum Verteilen der Mystery-Kärtchen geschaffen. Die Informationen auf den einzelnen Kärtchen sollen in einen sinnvollen Zusammenhang gebracht und so schließlich die Ausgangsfrage beantwortet werden.
Erarbeitungsphase
Jede Gruppe ideal drei Schülerinnen oder Schüler erhält einen Umschlag, in dem sich Mystery-Karten befinden (Material1 ). Die zu beantwortende Leitfrage wird an der Tafel fixiert.
Bei Erteilung des Arbeitsauftrages ist ein Hinweis zu geben, dass nicht alle Informationen gleich bedeutsam sind, dass der Lösungsweg begründet werden muss und die Beantwortung der Leitfrage neben dem Wirkungsgefüge schriftlich festzuhalten ist.
Die Erarbeitungsphase ist durch einen hohen Grad an Selbstständigkeit gekennzeichnet. In Gruppenarbeit erstellen die Lernenden aus den Karten ein Wirkungsgefüge oder eine Ordnung nach...

Friedrich+ Chemie

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 166 / 2018

Chemisches Gleichgewicht

Friedrich+ Kennzeichnung Praxis Schuljahr 11-12