No abstract

Standardisierte Prüfverfahren sind essentielle Bestandteile industrieller Abläufe. So selbstverständlich diese Verfahren in der Industrie ihre Anwendung finden, so fern scheinen sie zunächst dem Chemieunterricht. Dabei stehen von Beginn des Chemieunterrichts an Fragen nach der Ermittlung von physikalischen und chemischen Stoffeigenschaften und das dafür notwendige Repertoire an Fachmethoden im Blickpunkt. Meistens können industrielle Prüfverfahren in der Schule nicht im Original zum Einsatz kommen. Durch die Entwicklung von Modellexperimenten ist es aber möglich, Zugang zu den Prüfverfahren zu bekommen. Der vorliegende Artikel schildert drei standardisierte industrielle Prüfverfahren und ihre Umsetzung in Modellexperimente für den Chemieunterricht: Testung der Klebefestigkeit mit dem Prüfverfahren der Zug‐Scherfestigkeit, Prüfung der Viskosität mit einem Kugelfallviskosimeter sowie die Ermittlung der Waschleistung durch Sichtprüfung.

Zusammenfassung: WassindModellexperimente?Modellexperimente spielenimChemieunterrichteinewichtige Rolle. Siew erdeni mmer dann eingesetzt,w ennE xperimente,d ie originaleS achverhalte widerspiegeln, ausG r ünden derK omplexität, derZ ugänglichkeit,d es Gefahrenpotentials,d er Handhabung und/oder der Kosten nichtz ugänglich sind.I nd er chemiedidaktischen Literaturs owie in Chemie-Schulbüchernb esteht jedoch eine großeUnschärfebei demGebrauch dieses Begriffes. Fürdie Auseinandersetzung mitdiesemT hemenfeldist es sowohl fürdie chemiedidaktischeF orschungals auch fürden Chemieunterricht wichtig, denBe-griffM odellexperimentz ud efinieren, um u. a. bestehende Modellexperimentek ritischz up r üfen. Im vorliegenden Beitragw irdd er Begriff Modellexperiment erstmaligf ürd en Chemieunterricht Kriterieng eleitet definiert. DieseD efinitions olle ineb ewussteA bgrenzungd er Modellexperimentev on Simulationsmodellen,Denkmodellenund Funktionsmodellenetc.ermçglichen.Daraufa ufbauend kann sich beiE xperimenten, welche dieseKriterien einesModellexperimentesaufweisen,die Quantitätder modellierten Merkmale unterscheiden. Dasw irdi mM odellierungsgrad ausgedrückt. Er erlaubtp r äzisere Aussagen überd ie Beziehung zwischen Modell undOriginal. Stichworte: Modellexperimente·Begriffsdefinition ·ModellierungsgradModelexperiments forchemistry education Acontributiontothe definitionofthe term modelexperimentand thedetermination of themodelingdegree Abstract: What arem odel experiments? Modele xperiments play an importantr olei nc hemistry education. They arealwaysusedinthe chemical context, if experimentsshowing theoriginalsituation areunavailable due to theirc omplexity, accessibility, risk potential,handling and/or costs. However, thet ermisonlyvaguely definedi nd idacticj ournals ands choolbooks.Y et,t he definition of thet ermm odel experiment is importantf or both sciencer esearcha nd teaching to evaluate andi mprovee xisting modele xperiments.T hisa rticle defines thetermmodel experiment forchemistry educationf or thefirst time.T hisdefinition will allowdiscrimination from simulation models,theoretical models andfunctional models. Basedonthisdefinition,the differentcharacteristicsofmodelexperiments canalsobedeterminedquantitativelyf or experiments. We call this them odelling degree.I ta llows more precises tatements aboutt he proximity andrelationship betweenmodel andoriginal.

ZusammenfassungDie Lebenszyklusanalyse betrachtet die Umweltauswirkungen von den Rohstoffen über die Herstellung bis zur Entsorgung eines Produktes. Es zeigt sich, dass die Verbraucher bei der Nutzung einen Einfluss auf die Datengrundlage haben. Mit dem vorgestellten didaktischen Konzept sollen Schülerinnen und Schüler am Beispiel eines Flüssigwaschmittels die Lebensphasen einschließlich dem notwendigen fachlichen und fachmethodischen Wissens kennen und ihren Umwelteinfluss beurteilen lernen. Als roter Faden fungiert der ökologische Rucksack, so dass am Ende eine Beurteilung der Umweltauswirkungen durch das Produkt möglich sind. Auf diese Weise wird ein Beitrag zum Erwerb von Bewertungskompetenz im Chemieunterricht geleistet.

Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ________________________________________________________ 2 Grundlagen und Stand der Forschung __________________________________ 2.1 Analogien _____________________________________________________________ 2.1.1 Definition des Begriffes Analogie ___________________________________________________ 2.1.2 Denken in Analogien _____________________________________________________________ 2.1.3 Empirische Studien zum Umgang mit Analogien im Lehr-Lern-Kontext __________________ 2.2 Modellexperimente ____________________________________________________ 2.2.1 Definition der Begriffe Modell, Original und Modellexperiment _________________________ 2.2.2 Charakteristika von Modellexperimenten ___________________________________________ 2.2.3 Staubexplosion _________________________________________________________________ 2.3 Synthese von Modellexperiment und Denken in Analogien am Beispiel Staubexplosion _______________________________________________________ 2.3.1 Modellexperiment ______________________________________________________________ 2.3.2 Charakterisierung ______________________________________________________________ 2.3.3 Denken in Analogien beim Umgang mit Modellexperimenten im Lehr-Lern-Kontext _______ 2.3.4 Empirische Studien zum Lernen mit Modellexperimenten und deren Zusammenhang mit dem Denken in Analogien ____________________________________________________________ 2.4 Visuelle Wahrnehmung ________________________________________________ 2.4.1 Wahrnehmungsprozess _________________________________________________________ 2.4.2 Stimulus als Grundlage der Wahrnehmung _________________________________________ 2.4.3 Aufmerksamkeitssteuernde Faktoren ______________________________________________ 2.4.4 Gedächtnis ____________________________________________________________________ 2.4.5 Unterstützung der Wahrnehmung im Lehr-Lern-Kontext ______________________________ 10 Der Fokus des Vergleiches lag auf dem Erkennen von Gemeinsamkeiten. Im Folgenden sollen nun anhand des Modellexperiments zur Staubexplosion in der LC-HA die Synthese zwischen der Theorie der Modellexperimente und der Theorie des Denkens in Analogien vorgestellt werden. 2.3.1 Modellexperiment Bei der Staubexplosion in der LC-HA handelt es sich um ein Modellexperiment, da die drei Kriterien für ein Modellexperiment nach Sommer et al. (2017) erfüllt sind. Kriterium 1: Es findet eine experimentelle Handlung statt. Dabei basiert diese experimentelle Handlung auf einer schnell ablaufenden Verbrennungsreaktion (Explosion). Somit ist der Bezug zum Experiment gegeben und das Kriterium 1 erfüllt. Kriterium 2: Ein möglicher originaler Zielbereich ist die Mehlstaubexplosion in der Bremer Rohlandmühle (vgl. Abschnitt -Die Mehlstaubexplosion in der Bremer Rolandmühle -Original 1). Damit ist der Bezug zum Original gegeben und das Kriterium 2 erfüllt. Kriterium 3: Auch der Bezug zum Modell ist bei der Staubexplosion in der LC-HA gegeben (Kriterium 3 erfüllt). In dem Modellexperiment wird der Prozess der Staubexplosion modelliert. ...