SÄUREN_LAB – Hinweise für LehrerInnen
App starten: https://ekerzendorfer.github.io/SAEUREN_LAB/
Einordnung
Das SÄUREN_LAB ist als niederschwelliger Lernweg zur Säure-Base-Titration konzipiert. Das Referenzbeispiel ist Speiseessig mit der Leitfrage:
„5 % Säure – stimmt das?“
Die Anwendung kann in SEK I als stark geführter Einstieg und in SEK II als vorbereitende bzw. wiederholende Lernumgebung eingesetzt werden.
Voraussetzungen
Hilfreich sind Grundkenntnisse zu:
- pH-Wert
- saure und basische Lösungen
- Oxonium- und Hydroxidionen
- Neutralisation
Die quantitative Stoffmengenrechnung wird in der App schrittweise aufgebaut.
Didaktischer Aufbau
Der Lernweg folgt bewusst nicht der üblichen Reihenfolge „fertige Kurve zeigen → erklären“.
Stattdessen:
beobachten → vermuten → messen → Punktwolke beschreiben → Kurve entwickeln → Äquivalenzpunkt bestimmen → Indikator auswählen → Realversuch planen → quantitativ auswerten
Die App versucht damit, den Erkenntnisweg sichtbar zu machen.
Fehlerrückmeldungen
Nicht passende Antworten erhalten möglichst eine kurze fachliche Begründung und einen Denkhinweis. Die vollständige Lösung wird nach Möglichkeit nicht sofort verraten.
Das unterstützt den Grundsatz:
DENKEN statt Lösung konsumieren
Phase 8–10 und Realversuch
Vorgesehene Probenvorbereitung:
- 10,0 mL Originalessig entnehmen.
- Im 100-mL-Messkolben auf 100,0 mL auffüllen.
- Gut mischen.
- 10,0 mL der verdünnten Probe titrieren.
- 0,100 mol/L NaOH verwenden.
Für typische Speiseessige ist ein Verbrauch in der Größenordnung von etwa 8–12 mL zu erwarten.
Der Realversuch bleibt die fachliche Referenz. Die virtuelle Variante kann zur Vorbereitung oder als Ersatz verwendet werden, wenn im konkreten Unterricht kein Realexperiment möglich ist.
Vier Möglichkeiten in Phase 9
- eigener Realversuch
- Demonstration / Video
- Titrationschallenge
- Brückenaufgabe im großen TITRATIONSTOOL
Alle Wege liefern letztlich einen NaOH-Verbrauch, der in Phase 10 weiterverarbeitet wird.
Titrationschallenge
Die Challenge trainiert praktische Entscheidungen stärker als die Kurvenauswertung:
- Hahnöffnung steuern
- Endpunktnähe aus Indikatorbeobachtung ableiten
- Meniskus korrekt lesen
- Anfangs- und Endstand unterscheiden
- Verbrauch als Differenz bestimmen
Drei Schwierigkeitsgrade
Einfach: Indikator + pH + Punktwolke
Mittel: Indikator + pH
Anspruchsvoll: nur Indikator und Bürette
Serienmodus
Vier Läufe derselben Probe:
- 1 Orientierungstitration
- 3 Bestimmungen
Die Bürette wird nicht nach jedem Lauf automatisch auf 0,00 mL gesetzt. Dadurch müssen reale Anfangs- und Endstände gelesen werden.
Die App bewertet die einzelnen Läufe während der Serie noch nicht. Erst nach Abschluss aller vier Titrationen wählen die SchülerInnen selbst die Messwerte für den Mittelwert.
Anschließend werden angezeigt:
- Mittelwert
- Standardabweichung s
- Spannweite
- transparente 100-Punkte-Bewertung
Die Bewertung ist als motivierende Rückmeldung gedacht, nicht als automatische Leistungsbeurteilung.
Arbeitsprotokoll und Zwischenstand
Das seitlich einblendbare Protokoll eignet sich für gemeinsame Nachbesprechung und Dokumentation.
Ein Zwischenstand kann im lokalen Browserspeicher gesichert werden. Dies ist besonders hilfreich, wenn der Lernweg auf zwei Unterrichtseinheiten verteilt wird. Es findet dabei keine Übertragung an einen Server statt.
Empfehlung für den ersten Unterrichtseinsatz
Die aktuelle Version sollte zunächst bewusst ohne weitere Lebensmittelbeispiele erprobt werden. Interessant sind insbesondere folgende Beobachtungen:
- Wo benötigen SchülerInnen zusätzliche Erklärung?
- Wie intuitiv wird die Challenge bedient?
- Werden die Hinweise gelesen?
- Wie wählen SchülerInnen Messwerte für den Mittelwert aus?
- Wie viel Zeit benötigt der vollständige Lernweg?
- Welche Elemente motivieren, welche überfordern?
Diese Rückmeldungen sollten vor der nächsten fachlichen Erweiterung gesammelt werden.