Chemie Lernprogramme


Um unsere Schulhomepage nicht unnötig zu belasten, bitten wir Schüler und Lehrer anderer Schulen darum,
die Chemie-Lernprogramme von der neu gestalteten Seite

http://chemie-lernprogramme.de

herunterzuladen. Sie finden dort ebenfalls stets die aktuellste Version vor!
Unter anderem finden Sie dort viele weitere nützliche Hinweise zum Unterrichtseinsatz sowie zur Lösung technischer Probleme.



Schnellnavigation zum Lernprogramm Kurzbeschreibung Jahrgangsstufe(n) am sprachlichen Gymnasium
Chemeditor Summenformelgleichungen und einfache Strukturformeln direkt im Webbrowser bearbeiten und anschließend in ein Textverarbeitungsprogramm kopieren oder als Textdatei exportieren Alle
PSEler Zeigt die Teilchen- und Stoffinformationen zu den ersten zwanzig Elementen des Periodensystems an
9
PSE Quartett Lernspiel: Quartett Kartenspiel zu den Trends im Atombau im Periodensystem 9
PSE Solitaire Lernspiel: Das "Klondike"-Solitaire mit den Elementen der 2. bis 5. Periode 9
Formulator Ermittelt die Verhältnisformel von Salzen  9
Salzbenenner Lernprogramm zur Bennenung von Salzen 9
Molekülformelbenenner Lernprogramm zur Bennenung einfacher Moleküle aus zwei verschiedenen Elementen
9
Strukturformler Generiert die Strukturformeln einfacher Moleküle und Molekülionen aus einer Auswahl einfacher Grundbausteine
9, 10, 11
Molekülbenenner Lernprogramm zur Bennenung einfacher Moleküle
9
Energieumsetzer JavaScript-Animation zur Energiebeteiligung bei Lösungsvorgängen sowie bei Analysen und Synthesen verschiedener Stoffklassen. Enthält u.a. eine Animation zur Knallgasreaktion. Erklärt für Fortgeschrittene auch den Entropie-Einfluss auf die Spontanität chemischer Reaktionen. 9, 12
Molrechner Berechnet molare Größen  9
Stoffmengenverhältnisser Erlaubt alle stöchiometrischen Berechnungen 9
Verduenner Berechnet Verdünnungen konzentrierter Lösungen
 9
Chemquest 9 Online-Game zum Grundwissen der 9. Jahrgangsstufe 9
Elektronenpaar Abstoßer Zeigt den räumlichen Bau von Molekülen mit Hilfe des Elektronenpaar Abstoßungs Modells (Empfehlung: Am SG aus Zeitgründen von der 10. in die 9. Jgst. vorverlegen, die Zwischenmolekularen Kräfte können dann zu Beginn der 10. Jgst. angeschlossen werden.)
9, 10
Zwischenmolekularer  Lernprogramm zu den zwischenmolekularen Kräften
10
Protonierer Zeigt das einfachen Säure-Base-Reaktionen zugrundeliegende Donator-Akzeptor-Konzept auf verschiedenen Darstellungsebenen (u.a. Kugelmodell, Strukturformel, Schalenmodell) an 10, 11, 12
Acidbaser Generiert Säure-Base-Reaktionsgleichungen  10, 11, 12
Säure-Base Memory
Lernspiel: Memory mit den drei Darstellungsebenen Name, Summenformel und Strukturformel wichtiger Säuren und Basen 10
pH-Wert Berechnet pH-Werte  10, 12
Oxidierer Veranschaulicht einfache Redoxreaktionen am Beispiel von Salzbildungsreaktionen sowie von Verdrängungsreaktionen der Metalle und Nichtmetalle in verschiedenen Darstellungsformen. (Empfehlung: Am SG aus Zeitgründen von der 10. in die 9. vorverlegen, in der 10. wird dann um die komplexeren Redoxgleichungen erweitert.)
9, 10, 11, 12
Ozer Berechnet Oxidationszahlen  10
Oxidaser Generiert Redoxgleichungen  10, 11, 12
Alkanbenenner Erzeugt die Namen von Alkanen und zeigt die C-Kette, die Siedepunkte sowie die Zahl der Gerüstisomere an 10
Kohlenstoffkreisläufer Veranschaulicht den Kohlenstoffkreislauf als System sowie in einem vereinfachten Modell den Einfluss der Verbrennung fossiler Brenstoffe auf das Klima 10
Energiewandler Zeigt die zugeführte und die nutzbare Energie für verschiedene Energiewandler an und veranschaulicht den Energie-Fluss für mehrstufige Energiewandler. 10
Mechanismer Zeigt und erklärt schrittweise Reaktionsmechanismen der organischen Chemie  10, 11
Isomerer Zeigt die Konstitutionsisomere von Kohlenwasserstoffen und von sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen an. 10, 11
Stoffklassenermittler Bestimmt aus der Strukturformel die Stoffklasse sauerstoffhaltiger organischer Verbindungen  10, 11
Organische Säuren Sagt die Säurestärke-Tendenz in Abhängigkeit von Substituenteneffekten voraus  11
Farbstoffermittler Setzt wie in einem Baukasten Farbstoffe aus verschiedenen Gruppen zusammen  11
Polymerer Veranschauchlicht die Synthese, die Struktur und das Vorkommen bzw. die Verwendung der Naturstoffe Proteine, Kohlenhydrate und Nukleinsäuren sowie der verschiedenen Kunstoffklassen 10, 11
Tensider Zeigt die Wirkungsweise anionischer und kationischer Tenside an 11
Fettsäurer Veranschaulicht die Struktur sowie die physikalischen Eigenschaften wichtiger Fettsäuren
11
Monosaccharider Enantionemere und Diastereomere Triosen, Tetrosen, Pentosen und Hexosen 11
Hexoser Zeigt die Stereosiomerie der Hexosen an  11
Pyranoser Zeigt die D-Aldohexosenals Halbaceetal in der Pyranoseform 11
Disaccharider Veranschaulicht die Struktur sowie die reduzierende Eigenschaft wichtiger Disaccharide 11
Katalyser Zeigt die Wirkungsweise verschiedener heterogener und homogener Katalysatoren 11
Gleichgewichtmodeller Interaktiver Modellversuch zum chemischen Gleichgewicht 12
Apfelschlachtmodeller Interaktive Diagramme zu dynamischen Gleichgewichten 12
Gleichgewichtseinsteller Modellsimulation zur Einstellung des chemischen Gleichgewichts 12
Gleichgewichtskonstanter Ermittlung der Gleichgewichtskonstanten mit Einheit durch Aufstellen des MWG 12
Gleichgewichttemperaturer Veranschaulicht die Temperaturabhängigkeit des chemischen Gleichgewichts 12
Gleichgewichtdrücker Veranschaulicht die Druckabhängigkeit des chemischen Gleichgewichts 12
Gleichgewichtkonzentrierer Veranschaulicht die Konzentrationsabhängigkeit des chemischen Gleichgewichts 12
MWG Veranschaulicht das Massenwirkungsgesetz am Beispiel der Ammoniaksynthese  12
Titrierer Ermöglicht eine interaktive Titration verschiedener starker und schwacher Säuren und Basen. Veranschaulicht den Äquivalenzpunkt, gegebenfalls den Halbäquivalenzpunkt im Pufferbereich sowie die pH-Wert-Berechnung in den verschiedenen Kurvenbereichen, z.B. mit der Henderson-Hasselbalch-Gleichung. 12
Pufferer Einfache Berechnung des pH-Werts von Pufferlösungen mit Hilfe der Henderson-Hasselbalch-Gleichung 12
Elektrochemer Ermöglicht das Ableiten der elektrochemischen Spannungsreihe anhand der jeweiligen galvanischen Halbzellen sowie die Konzentrations- und pH-Wert-Abhängigkeit des elektrochemischen Potentials. Auch die Wirkungsweise von anodischem Korrosionsschutz wird verdeutlicht. 12
Nernster Berechnet das elektrochemische Potential wichtiger Halbzellen für verschiedene Konzentrationen und pH-Werte 12

  Übersicht zu den Stoffklassen und den Lernprogrammen zur organischen Chemie

 

Weiterführende Literatur zur didaktischen Konzeption und technischen Implementierung der Lernprogramme (empfohlen v.a. für interessierte Fachkollegen und Referendare):

  • Kompedium multimediales Lernen (X.Media.Press), H. M. Niegemann, S. Domagk, S. Hessel, A. Hein, M. Hupfer, A. Zobel, Springer, Berlin; Auflage: 1 (17. Juni 2008), ISBN-13: 978-3540372257
  • Chemiedidaktik heute. Lernprozesse in Theorie und Praxis, H.-D. Barke, G. Harsch, Springer, Berlin; Auflage: 1 (1. Januar 2000), ISBN-13: 978-3540417255
  • Struktur-Wirkungs-Denken in der Chemie: Eine Chance für mehr Nachhaltigkeit, B. Jastorff, R. Störmann, U. Wölcke, Isensee, Florian, GmbH; Auflage: 1 (14. August 2003), ISBN-13: 978-3895989209
  • Das Python-Praxisbuch: Der große Profi-Leitfaden für Programmierer, F. Hajji, Addison-Wesley, Muenchen; Auflage: 1 (1. September 2008), ISBN-13: 978-3827325433
  • Webseiten professionell erstellen. Programmierung, Design und Administration von Webseiten, S. Münz, Addison-Wesley, München; Auflage: 3., überarbeitete und erweiterte Auflage (10. Juni 2008), ISBN-13: 978-3827326782

In der Chemie ist nach dem eigentlichen "chemischen" Denkvorgang, wer denn nun eigentlich mit wem reagiert hat, häufig ein recht starrer Formalismus notwendig.

Die Lernprogramme dienen hier also anfangs als "Stützräder", später müssen die Übungsaufgaben aber auch eigenständig ohne Hilfe des Programms gelöst werden können! Das Spektrum reicht hier von einfachen "Drill and Practice" Übungen, wie sie verbreitet und erfolgreich im englischen Sprachraum eingesetzt werden, bis zu komplexeren Sachverhalten, bei denen gleich mehrere logische Schritte für eine erfolgreiche Lösung miteinander verknüpft werden müssen.

Der Schwierigkeitsgrad nimmt meist innerhalb der Übungsaufgaben von Teilaufgabe zu Teilaufgabe zu, auch bauen die Teilaufgaben aufeinander auf. Selbst wenn man sich sicher fühlt, sollte man daher zunächst auch die leichteren Routineaufgaben (notfalls auch wiederholt) lösen!
Schnellere Schüler sollten sich anschließend eigene Übungsaufgaben überlegen, evtl. auch komplexere, die nur unter Zuhilfenahme mehrerer Lernprogramme zu lösen sind (z.B. Formulator UND Strukturformler UND Acidbaser), um so ihr Wissen auch zu vernetzen.


Die Betrachtung der Quelltexte (ab Teil 58 s. dort) kann darüberhinaus noch einen vertieften Einblick darin gewähren, welche Informationen auswendig gelernt werden müssen und welche Regeln für ein erfolgreiches Lösen der entsprechenden Aufgaben notwendig sind. Lehrer können natürlich bei evtl. gewünschten anderen Begrifflichkeiten die Quelltexte und die Übungsaufgaben frei abwandeln bzw. erweitern und so an die eigenen Unterrichtsbedürfnisse - etwa an einem Gymnasium mit naturwissenschaftlichem Schwerpunkt - anpassen.

Viel Erfolg wünscht Herr Jakob   

Alle hier angebotenen Programmvarianten  benötigen die Installation von Python (Version 2.*, nicht 3.*). Sie sind erst anschließend lauffähig! Zu technischen Problemen hier noch eine ausführliche Hilfedatei.

Weitere Hinweise zu möglichen Fehlern:

  • Die Archive müssen vor der Benutzung richtig entpackt werden, sonst wird nur der Quelltext angezeigt, nicht aber das Programm gestartet!
  • Unter Mac OS X wird beim Start einer Datei mit der Endung pyw möglicherweise nicht der richtige Interpreter aufgerufen. In der Kopfzeile des Programm-Quelltexts kann dann einfach der folgende Pfad eingetragen werden:
    #!/usr/local/bin/pythonw

    Dies setzt voraus, dass vorher von hier die passende Python-2.7.*-Version als DMG heruntergeladen und installiert wurde

  • Falls die Indizes oder andere Unicode-Zeichen nicht richtig dargestellt werden sollten oder aber die im Programmfenster verwendete Schriftgröße zu klein sein sollte, einfach ganz unten im Programm-Quelltext mit einem einfachen Texteditor (z.B. Gedit, jedoch kein Textverarbeitungsprogramm wie MS Word, OpenOffice Writer o.ä.!) direkt nach der Zeile:
root.title('Programmname')

ohne Einrückung die neue Zeile einfügen:

root.option_add('*Font', 'Arial 14')

abspeichern, Lernprogramm neu starten und fertig!



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