Integration der Kohlenhydrate: Struktur-Eigenschaftsbeziehungen und Anwendungsaspekte

Zusammenfassung

Die im folgenden dargestellte Unterrichtssequenz wurde in einem vierstündigen Neigungskurs Chemie einer zehnten Realschulklasse erfolgreich durchgeführt. Da die Schüler keine Einführung in die Organische Chemie nach dem PIN-Konzept kennengelernt hatten, wurden sie in drei vorgeschalteten Schulstunden mit wesentlichen Grundlagen dieses Konzepts vertraut gemacht. Hierbei wurde wie folgt vorgegangen:

• Zur Einführung führte der Lehrer den Cernitrat-, DNPH-, BTB- und Fehlingtest mit verdünnter Acetaldehydlösung (c = 2,5 mol/l) vor. Anschließend wendeten die Schüler diese Tests arbeitsteilig auf Ethanol, 1-Propanol, Essigsäure (49 Volumenteile Wasser + 1 Volumenteil konz. Essigsäure), Propionsäure (19 Volumenteile Wasser + 1 Volumenteil konz. Propionsäure) und Aceton an. Die Ergebnisse wurden in einer Matrix der Testausfälle zusammengestellt.

• Die Schüler analysierten dann eine unbekannte Probe X, die folgende Testausfälle zeigte: Positiver Cernitrat- und DNPH-Test; negativer BTB- und Fehlingtest. Hieraus konnte geschlossen werden, daß die Probe X entweder Aceton + Ethanol oder Aceton + 1-Propa- nol oder Aceton + Ethanol + 1-Propanol enthielt. Die Aufgabe war bewußt auf Mehrdeutigkeit hin angelegt, um die Schüler von vornherein an vollständiges, divergentes Denken zu gewöhnen.

• In einem Arbeitsblatt wurden die sechs untersuchten Stoffe gesetzten Strukturformeln zugeordnet. Die Stoffklassenbegriffe wurden sowohl konkret-operational (über die Verhaltensmuster der Testausfälle) als auch formal-operational (über die funktionellen Gruppen der Molekülstrukturen) definiert. Die Reichweiten der vier Gruppentests wurden herausgearbeitet. Als Hausaufgabe wurde eine schriftliche Analytikaufgabe (Übung 2) gelöst.

• In der folgenden Stunde wurden zwei Übungen durchgeführt (Übung 16 und 6a), um das Erkennen funktioneller Gruppen und stoffklassenspezifischer Eigenschaften zu festigen.