Montag, 26. Januar 2015

Neues Montessorimaterial: dreidimensionales Teilchenmodell für die Aggregatzustände



Fester Zustand


Flüssiger Zustand


Gasförmiger Zustand

Oben ist das von mir entwickelte dreidimensionale Teilchenmodell zur Darstellung der drei Aggregatzustände fest, flüssig und gasförmig zu sehen. Es ist meine Weiterentwicklung des im Chemieunterricht verwendeten zweidimensionalen Teilchenmodells, bei dem die Teilchen in den drei Aggregatzuständen durch Kugel in einer Petrischale oder auf einem Uhrglas dargestellt werden:

Von oben nach unten: Fester Zustand, flüssiger Zustand und gasförmiger Zustand
Ich habe mein dreidimensionales Teilchenmodell vor mehreren Jahren in meiner Montessoriausbildung entwickelt und dafür durchsichtige Plexiglaswürfel mit zehn Zentimeter Kantenlänge und abnehmbaren Deckel gebaut. Styroporkugeln mit einem Durchmesser von 4,5 Zentimetern symbolisieren die Teilchen in diesem dreidimensionalen Teilchenmodell. Hier ein Foto zum festen Zustand:


Fester Zustand

Durch den Post "Der Entdeckerkasten für Einsteiger" auf dem Blog "Montessori selbst gemacht ..." (https://montessoriselbstgemacht.wordpress.com/2014/10/30/der-entdeckerkasten-fur-einsteiger/) kam mir die Idee zur Vereinfachung meines dreidimensionalen Teilchenmodells:

Wie im Post dort beschrieben, habe ich auch eine transparente Box mit Deckel verwendet, die aus dem Sortiment des schwedischen Möbelriesen mit den gelb-blauen Farben stammt. Leider handelt es sich bei der Box nicht um einen Würfel mit gleichen Kantenlängen, aber in erster Näherung ist diese Box gut zu verwenden. Ich habe hier Styroporkugeln mit 3,5 Zentimetern verwendet.
Wie man auf den Fotos oben zum flüssigen und gasförmigen Zustand sehen kann, habe ich die Kugeln mit Nähnadeln (flüssiger Zustand) oder mit Zahnstochern (gasförmiger Zustand) aneinander fixiert.

Zum Einsatz in der Schule kann man, je nachdem was mit dem Modell genau dargestellt werden soll, diese Fixierungen weglassen. Man könnte sie aber auch einsetzen zur Darstellung der Stärke der Anziehungskräfte zwischen den Teilchen. Hier bietet mein dreidimensionales Teilchenmodell zur Darstellung der drei Aggregatzustände ungeahnte Möglichkeiten, über Möglichkeiten und Grenzen dieses Modells (und von Modellen allgemein) zu sprechen!

Seilnacht gibt auf seiner Website Beispiele zu den Aggregatzuständen des Wassers. Am Beispiel des Schwefels macht er Grenzen des "Modells der klassischen 3 Aggregatzustände" (Seilnacht o.J.) deutlich. Ebenso äußert er Kritik an dem in Schulbüchern verwendeten Teilchenmodell, das auch dem hier vorgestellten dreidimensionalen Teilchenmodell zugrundeliegt. Infos hierzu unter: http://www.seilnacht.com/Lexikon/aggreg.html [4.2.2015]

PhET Interactive Simulationen der University of Colorado Boulder bietet eine großartige Simulation zu Aggregatzuständen und ihren Änderungen an. Hier kann der Einfluß von Druck und Wärme auf die Aggregatzustände der vier Reinstoffe Neon, Argon, Sauerstoff und Wasser untersucht werden. Eine tolle Möglichkeit zur Untersuchung dieser Phänomene in der Freiarbeit!!!
http://phet.colorado.edu/de/simulation/states-of-matter-basics [22.3.2015]

Aggregatzustände (Grundlagen)
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Material für alle Naturwissenschaftsinteressierten!

http://www.chemnixblog.de/about