In kaum einem anderen Fach ist eine chronologische Behandlung vieler Themen und Inhalte so zwingend wie in der Chemie, so insbesondere auch die Einführung in die organische Chemie (Kohlenwasserstoff-Chemie). Die systematische Ordnung der Alkane, Alkene und Alkine verleitet viele Lehrkräfte dazu, den Schülerinnen und Schülern (SuS) diese Systematik vorzugeben. Zudem gilt die Kenntnis dieser Systematik als Voraussetzung für die Behandlung einer Vielzahl von interessanten Themen aus dem Bereich „Brenn- und Treibstoffe unserer Alltagswelt“.

Eine Vermittlung dieser Systematik in Form des häufig gewählten Frontalunterrichts führt jedoch zu einer Reihe von Unterrichtsstunden, die für die SuS wenig attraktiv sind, da es im Wesentlichen um das pure Auswendiglernen von Begriffen und Formeln geht. Diese Lernform schafft kaum einen geeigneten Zugang zur Lebenswelt der SuS.

Um diesem Problem zu begegnen, wurde im vorliegenden Unterrichtsentwurf versucht, Teilbereiche dieser Thematik auf Schülerseite zu verlagern. Dabei erfolgt zunächst eine gemeinsame Einführung in den Themenkomplex, bevor exemplarisch einzelne Themenbereiche in Gruppenarbeit vertieft werden. Die abschließende Präsentationsrunde stärkt die Personal- und Methodenkompetenz der SchülerInnen durch den „Mini-Vortrag“ und ermöglicht gleichzeitig die Festigung des Wissens.

Eine parallele Behandlung der Chemie der Kohlenwasserstoffe mittels einzelner „Expertengruppen“ wird möglich, da die Einführung in ihre Systematik später bei den Präsentationen gleich mehrfach bei verschiedenen Gruppen erfolgt. Durch die dabei erfolgende permanente Wiederholung verschiedener Inhalte werden die Zusammenhänge offensichtlich.

So gibt der Jigsaw den Lernenden einen Überblick über die Entstehung, Zusammensetzung und Nutzung der fossilen Brennstoffe und gleichzeitig eine Einführung in die Systematik der azyklischen Kohlenwasserstoffe und somit die Vielfalt der organischen Chemie.

Die häufig nicht ungefährlichen Experimente im Kontext dieser Thematik werden an geeigneter Stelle im Rahmen der Gruppenvorträge oder im Anschluss an diese Unterrichtseinheit von der Lehrkraft vorgeführt. So sind Lehrerversuche wie z.B. die fraktionierte Destillation von Erdöl (geeignete Modellapparaturen hierzu sind im Fachhandel erhältlich), eine Flammpunktbestimmung verschiedener Erdölfraktionen, die Zündung von Benzin-Luft-Gemischen (auch hierzu gibt es geeignete vorgefertigte Versuchsaufbauten im Fachhandel), das Cracken von Paraffinöl oder die Ethinherstellung mittels Calciumcarbid („GrubenlampenGas“) vorstellbar.

Die einzelnen Gruppen bereiten „ihre“ Stationen vor, führen praktische Aufgaben (Modellbau, Experiment, Ordnen, Ausschneiden, Skizzieren) durch und entwerfen eine Präsentation der Ergebnisse für die Mitschüler. Da selbst die Materialien für das Schülerexperiment (Station 4) auf einem einfachen Experimentalbrett transportiert werden können, wäre die Durchführung der Gruppenarbeit sogar in einem reinen Klassenraum denkbar.

Um für die Ergebnissicherung komplexe Abbildungen verwenden zu können, aber andererseits eine eigene Gestaltung der Aufzeichnungen – und später des Tafelbilds der Gruppe – zu ermöglichen und die „Flut“ der Arbeitsblätter so gering wie möglich zu halten, wurde für die Schülerinnen und Schüler ein Ausschneidebogen erstellt, der die für die Gestaltung der Dokumentation notwendigen Abbildungen enthält. Dieser wird zu Beginn der Gruppenarbeitsphase an alle SuS ausgeteilt.

Der zeitliche Arbeitsumfang für die Bearbeitung der Gruppenaufträge liegt bei ein bis eineinhalb Unterrichtsstunden; rechnet man hierzu noch die Vorbereitungszeit für die Präsentation ein, so kann man von insgesamt ca. zwei Unterrichtsstunden ausgehen.
Die Arbeitsergebnisse werden dann durch die Gruppen präsentiert, die Aufgaben gemeinsam mit den Mitschülern durchgesprochen, so dass hier von einer halben bis ganzen Unterrichtsstunden pro Gruppe ausgegangen werden sollte.

Kompetenzen und Unterrichtsinhalte:

• Die Lernenden sollen in dieser Unterricht für den Chemieunterricht regenerative und fossile Energieträger benennen können
• Sie lernen die Vor- und Nachteile dieser Energieträger kennen
• Sie erfahren, dass Energie nicht verbraucht, sondern umgewandelt wird
• Sie erhalten Einblicke in die Entstehungsgeschichte von Erdöl und Kohle
• Sie führen einfache Versuche durch und beziehen dabei ihr Vorwissen im Bereich der Nachweisreaktionen ein
• Sie erfahren die Bedeutung der Kohlenwasserstoffe für unseren Energieverbrauch
• Sie lernen die Stoffgruppen Alkane, Alkene und Alkine sowie deren Isomere kennen
• Sie werden für die Belange der Umwelt sensibilisiert
• Sie üben durch die intensive Gruppenarbeitsphase ihre Teamfähigkeit ein.

Unterrichtsverlauf:

• Aus Treibstoff wird Bewegung
• Brennstoffe und Treibstoffe
• Vom Energieträger zum Verbraucher
• Vertiefung/Anwendung
• Jigsaw „Vom Rohstoff zum Treibstoff“
• Minipräsentation der einzelnen Stationen

Vernetzungsmöglichkeiten mit anderen Fächern:

Je nach zeitlicher Einordnung dieser Thematik bietet sich natürlich eine Verknüpfung mit dem Fach Technik („Aus Treibstoff wird Bewegung“/„Auto und Umwelt“) an.

Zugleich lässt sich eventuell eine Kooperation mit den Fachbereichen Erdkunde bzw. Wirtschaftskunde erreichen („Erdöl-Herkunftsländer“/„Abhängigkeit vom Öl“/…).