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Dichtebestimmung von Flüssigkeiten mit Hilfe von Aräometern (Unterweisung Chemielaborant / -in)

Unterweisung / Unterweisungsentwurf 2000 11 Seiten

AdA Naturwissenschaft und Technik

Leseprobe

Gliederung

1 Zielgruppe
1.1 Schulische Vorbildung
1.2 Alter und Entwicklungsphase
1.3 Ausbildungsstand

2 Didaktische Analyse
2.1 Ausbildungsrahmenplan
2.2 Betrieblicher Ausbildungsplan
2.3 Fachlicher Inhalt
2.4 Bedeutung für den Auszubildenden
2.5 Thema der vorangegangenen Unterweisung
2.6 Thema der nachfolgenden Unterweisung
2.7 Zusammenhang mit dem Berufsschulunterricht

3 Lernziele
3.1 Leitlernziel
3.2 Richtlernziel
3.3 Groblernziel
3.4 Feinlernziele
3.5 Lernzielkontrolle
3.6 Qualifikationen

4 Lernzielbereiche
4.1 Der kognitive Lernbereich
4.2 Der affektive Lernbereich
4.3 Der psychomotorische Lernbereich

5 Taxonomie der Lernziele

6 Organisation
6.1 Arbeitsmittel
6.1.1 Benötigte Geräte
6.1.2 Benötigte Chemikalien
6.2 Lernort
6.3 Unfallverhütung und Arbeitssicherheit

7 Geplanter Unterweisungsverlauf
7.1 Vier-Stufen-Methode
7.1.1 Vorbereiten
7.1.2 Vormachen
7.1.3 Nachmachen
7.1.4 Üben und Transfer
7.2 Durchführung der Unterweisung

8 Kontrolle des Ausbildungserfolges
8.1 Selbstkontrolle durch den Auszubildenden
8.2 Fremdkontrolle durch den Ausbilder

9 Literatur

1 Zielgruppe

1.1 Schulische Vorbildung

Der Auszubildende hat mit dem Abschluß der Sekundarstufe I die Fachoberschulreife erlangt.

1.2 Alter und Entwicklungsphase

Der Auszubildende ist 16 Jahre alt und sowohl körperlich als auch geistig altersgemäß entwickelt.

1.3 Ausbildungsstand

Der Auszubildende befindet sich im ersten Halbjahr des ersten Ausbildungsjahres zum Che- mielaboranten. Seine Probezeit ist noch nicht beendet.

2 Didaktische Analyse

2.1 Ausbildungsrahmenplan

Der Ausbildungsrahmenplan sieht für das erste Ausbildungsjahr die sog. berufliche Grundbil- dung vor. Darunter versteht man

- die Einführung in die Berufsausbildung und Kennenlernen der Arbeitsgeräte;
- die Einweisung in die Maßnahmen zur Unfallverhütung und Arbeitssicherheit, zum Gesund- heitsschutz und zum Umweltschutz;
- die Handhabung, Pflege und Instandhaltung von Laborgeräten und stationären Einrichtungen einschließlich der Bearbeitung von Werkstoffen und des Einsatzes von Energie;
- das Kennenlernen und Umgehen mit Arbeitsstoffen;
- das Erlernen der chemischen und physikalischen Methoden zur Vereinigung, Trennung, Reinigung, Förderung, Untersuchung (Bestimmung physikalischer Größen und Stoffkonstanten, sowie Kennenlernen der Grundlagen qualitativer und quantitativer Analysenmethoden) und Lagerung von Arbeitsstoffen (Chemikalien);
- das Anwenden mikrobiologischer Arbeitstechniken;
- das Dokumentieren der Arbeitsabläufe und der Arbeitsergebnisse (Protokollführung, techni- sches Zeichnen, Literaturbearbeitung).

2.2 Betrieblicher Ausbildungsplan

Der betriebliche Ausbildungsplan ist in seiner zeitlichen und sachlichen Gliederung eng an den Ausbildungsrahmenplan angelehnt und auch individuell auf die betriebliche Ausbildung eingestellt. Der betriebliche Ausbildungsplan ist eine komplexe Unterrichts- und Unterweisungsreihe, die aus methodischen und didaktischen Gründen in Teilziele zerlegt wurde, um ein angemessenes Ausbildungsniveau zu gewährleisten.

Die berufliche Grundausbildung im ersten Ausbildungsjahr findet innerhalb der ersten sechs Monate in den Lehrlaboratorien des firmeneigenen Zentrums für Aus- und Weiterbildung statt. In den anschließenden sechs Monaten erfolgt die sog. „Vor-Ort-Ausbildung“ in verschiedenen Laboratorien der Produktionsbetriebe, der Analytik- und der Forschungsabteilung. Hierbei erhält der Auszubildende Gelegenheit, die vorher erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten unter betriebspraktischen Gesichtspunkten zu wiederholen und zu vertiefen. Durch diese differenzierte Organisation der Ausbildung werden sowohl Überforderung als auch Unterforderung ausgeschlossen und das Erreichen des Ausbildungsziels gewährleistet.

2.3 Fachlicher Inhalt

Der Inhalt dieser Unterweisung ist das Messen der Dichte von Flüssigkeiten mit Hilfe eines Aräometers, auch Senkwaage oder Spindel genannt. Dies wird exemplarisch mit zwei Flüssigkeiten, nämlich mit destilliertem Wasser und mit einer konzentrierten Natriumchloridlösung (Kochsalzlösung) durchgeführt. Dabei werden dem Auszubildenden der Auftrieb von Körpern in Flüssigkeiten (Archimedisches Prinzip) und die Besonderheiten dieser Meßmethode anschaulich nahegebracht. Der Auszubildende ist nach dieser Unterweisung in der Lage, mit Hilfe dieser Meßmethode die Dichte beliebiger Flüssigkeiten und Lösungen auf drei bis vier Nachkommastellen genau zu bestimmen.

2.4 Bedeutung für den Auszubildenden

Obwohl heutzutage immer mehr komplizierte Analysengeräte eingesetzt werden, hat die Dichtebestimmung von Flüssigkeiten mit Hilfe von Aräometern, das sog „Spindeln“, auch weiterhin eine praktische Bedeutung für die Arbeit eines Chemielaboranten. Insbesondere wenn ausreichende Flüssigkeitsmengen zur Verfügung stehen und die Flüssigkeit ungünstige, z.B. korrosive Eigenschaften besitzt, ist diese Meßmethode besonders schnell und unkompliziert durchzuführen und liefert dabei eine hinreichende Genauigkeit. Außerdem lassen sich anhand dieser Meßmethode die physikalischen Zusammenhänge auf anschauliche Art und Weise gut erklären.

2.5 Thema der vorangegangenen Unterweisung

Der Auszubildende hat bereits eine Sicherheitsunterweisung erhalten und ist daher über den Umgang mit gefährlichen Chemikalien sowie der Benutzung von persönlicher Schutzausrüstung informiert.

In der vorherigen Unterweisung hat der Auszubildende die Dichte verschiedener Flüssigkeiten mit Hilfe der Dichtewaage (Mohr-Westphalsche Waage) bestimmt. Er hat damit die praktische Anwendung des Archimedischen Grundgesetzes1 gelernt. Die Lernziele der Unterweisung waren so formuliert, daß mit Erreichen derselben die Basis zum Anknüpfen des heutigen Themas gelegt wurde.

Die physikalische Größe Dichte, Formelzeichen r, sowie die theoretischen Grundlagen der

Dichtebestimmung sind im Physikunterricht der Berufsschule besprochen worden und wurden in der vorangegangenen Unterweisung wiederholt und vertieft.

2.6 Thema der nachfolgenden Unterweisungen

Nachdem der Auszubildende auf relativ einfache Weise mit Hilfe von Aräometern die Dichte verschiedener Flüssigkeiten bestimmt hat, wird er in kompliziertere Dichtebestimmungsmethoden eingeführt:

- Messen der Dichte von Normalbenzin und Aceton mit dem U-Rohr (Pyknometer nach Spren- gel-Ostwald).
- Messen der Dichte einer Flüssigkeit und eines Feststoffes mit dem einfachen (birnenförmigen) Pyknometer (Isopropanol als Flüssigkeit und Sand als Feststoff mit den entsprechenden Berechnungen).
- Dichtebestimmungen bezogen auf Volumenkonzentration s, Massenkonzentration b und Massenanteil w mit Diagrammerstellung.
- Dichtebestimmung von Flüssigkeiten mit dem Gerät PA-110.

2.7 Zusammenhang mit dem Berufsschulunterricht

Die Ausbildungs- und Prüfungsordnung Berufskolleg (APO-BK vom 01.08.1999) schreibt die Kooperation zwischen den Partnern des dualen Berufsausbildungssystems zwingend vor. Die Vorgaben für die Lernorte Betrieb und Berufsschule sollen somit nach Möglichkeit verzahnt werden. In engem Kontakt mit den Fachlehrern der Berufsschule wird versucht, Theorie und Praxis aufeinander abzustimmen. Die Erfahrung zeigt jedoch, daß diese Forderung leider meist nur in einem relativ geringen Umfang zu realisieren ist. Die Gründe liegen hierbei nicht so sehr in mangelnder Kooperationsbereitschaft der Beteiligten, sondern vielmehr in der komplexen Klassensituation, da in einer Klasse meist Auszubildene verschiedener Berufe und mit unterschiedlichen schulischen Vorbildungen gemeinsam unterrichtet werden (müssen). Im Rahmen der vorgesehenen Unterweisung wird u.a. auf Kenntnisse aus dem Physikunterricht zurückgegriffen. Die betriebliche Situation bietet Möglichkeiten, spezifische Kenntnisse und Fertigkeiten in geeigneter Form zu ergänzen und zu vertiefen.

3 Lernziele

3.1 Leitlernziel

Der Auszubildende soll am Ende der Ausbildung alle Kenntnisse und Fertigkeiten beherrschen, um den Beruf des Chemielaboranten gut ausüben zu können.

3.2 Richtlernziel

Der Auszubildende soll über die wichtigsten Möglichkeiten der Dichtemessung Kenntnisse erlangen.

3.3 Groblernziel

Der Auszubildende kann die Dichte einer ihm noch unbekannten Flüssigkeit oder Lösung selbständig und exakt bestimmen.

3.4 Feinlernziele

Der Auszubildende soll nach dieser Unterweisung

- die Bestimmungsgleichung (Definition) der Dichte, Dichte =

Masse Volumen

º r = m V

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

kennen und sie nach den gesuchten Größen umstellen können (Wiederholung),

- das Archimedische Prinzip kennen und erklären können,
- wissen, daß die Dichte temperaturabhängig ist und daß die Meßtemperatur J immer mit anzu- geben bzw. auf einen bestimmten Wert einzustellen ist,
- Fertigkeiten für den korrekten Umgang mit dem Meßinstrument Aräometer erwerben (Auswahl und ggf. Reihenfolge der zu verwendenden Aräometer, richtiges Ablesen der Skala, Sauberkeit des Meßinstruments),
- die Möglichkeiten und Grenzen dieser Meßmethode kennen (Zweckmäßigkeit).

3.5 Lernzielkontrolle

Die Lernzielkontrolle erfolgt dadurch, daß der Auszubildende im Anschluß an diese Unterweisung die Dichten von Normalbenzin, Ethanol, n-Propanol und Aceton bei Raumtemperatur (J > 20°C) und bei J = 20,0°C mit Hilfe eines Aräometer-Satzes selbständig bestimmt und seine Vorgehensweise sowie die Meßergebnisse protokolliert. Anhand der Meßergebnisse (Abweichungen) kann der Ausbilder sofort feststellen, ob die Lernziele erreicht wurden.

3.6 Qualifikationen

Es ist zwischen Kern- und Schlüsselqualifikationen zu unterscheiden. Kernqualifikationen sind in der Regel mit den Feinlernzielen identisch. Der Auszubildende soll die Fähigkeiten entwickeln, die ihm vorgestellten Sachverhalte und Problemstellungen bei der Ermittlung der Dichte von Flüssigkeiten zu erkennen, einzuordnen, zu bewerten und sie in seinem Gedächtnis zu speichern.

Die Schlüsselqualifikationen sind erst durch die Neuordnung der Berufe voll zum Tragen ge- kommen. Sie entsprechen hauptsächlich dem affektiven Lernbereich. Im Verlauf der Ausbildung ist feststellbar, daß sich eine Verlagerung des Schwerpunktes vom kognitiven in den affektiven Lernbereich vollzieht. Das Ziel dieser Ausbildungseinheit „Dichtebestimmung“ (vgl. Lfd.-Nr. 15 des betrieblichen Ausbildungsplanes) ist es unter anderem, daß die zunächst auf kog- nitive Weise erarbeiteten Kenntnisse und Fertigkeiten in den Erfahrungsschatz des Auszubilden- den übergehen und dadurch ständig abrufbar sind.

Der Auszubildende soll der ihm dargestellten Fragestellung gegenüber aufgeschlossen sein und eine Beziehung zu ihm entwickeln. Beispiele für Schlüsselqualifikationen sind:

- Problemlösefähigkeit,
- Kooperations- und Beteiligungsfähigkeit,
- selbständiges Denken und Handeln.

Der Ausbildungsgang mit den integrierten Lernzielkontrollen, einschließlich der Zwischen- und Abschlußprüfung, ist so angelegt, daß im weiteren Verlauf der Ausbildung wesentliche Schlüsselqualifikationen jederzeit abgerufen werden können.

4 Lernzielbereiche

4.1 Der kognitive Lernbereich

In dieser Unterweisung werden schwerpunktmäßig Lernziele des kognitiven Lernbereichs vorgegeben.

[...]


1 ARCHIMEDES lebte 287-212 v. Chr. in Syrakus. Nach der Sage entdeckte er dieses Gesetz gelegentlich eines Bades und fand mit dessen Hilfe den Goldgehalt der Krone des Königs Hiero.

Details

Seiten
11
Jahr
2000
ISBN (eBook)
9783640055340
ISBN (Buch)
9783640681327
Dateigröße
530 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v107260
Note
Befriedig.
Schlagworte
Dichtebestimmung Flüssigkeiten Hilfe Aräometern Chemielaborant Kursus

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