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Erlernen von wissenschaftlichem Arbeiten 07:25 min

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Transkript Erlernen von wissenschaftlichem Arbeiten

Erlernen von wissenschaftlichem Arbeiten

Hallo! Heute wollen wir uns einmal ansehen, wie man wissenschaftlich richtig arbeitet. Warum ist das eigentlich so wichtig?

Stell dir vor, du möchtest in der Schule ein Experiment durchführen. Bei so einem Experiment kann einiges schief gehen. Leider kann man sich oft nicht jeden einzelnen Arbeitsschritt merken. Es schleichen sich auch manchmal Fehler ein, die man erst bemerkt, wenn man schon einiges an Zeit und Mühe in das Experiment gesteckt hat. Darum ist es sehr wichtig genau und durchdacht zu arbeiten. Wie du das am besten machst, wollen wir uns nun einmal genauer ansehen.

In der Naturwissenschaft werden häufig Experimente durchgeführt. Diese sind nötig, um sich neue Zusammenhänge zu erschließen oder Dinge, die schon bekannt sind zu überprüfen. Manchmal läuft ein Experiment nicht so ab, wie du es dir vorgestellt hast.

Je genauer du dein Experiment also planst und protokollierst, desto besser lassen sich die Gründe nachvollziehen, warum es nicht geklappt hat. Außerdem lässt sich das Experiment nur durch eine exakte Protokollierung auch ein zweites Mal reproduzieren.

Wie du dein Experiment erfolgreich durchführen kannst, wollen wir uns nun einmal genauer ansehen. Der erste Punkt ist die Vorbereitung. Als erstes solltest du dir überlegen was das Ziel deines Experiments sein soll. Also welcher Stoff wird entstehen oder welche Ergebnisse kannst du nach korrekter Durchführung erwarten.

Zur Vorbereitung gehört auch, dass du dir genau überlegst welche Chemikalien du benötigst. In einigen Fällen ist es sogar nötig die Chemikalien vorher noch einmal zu prüfen. Es gibt Chemikalien, die über längere Zeiträume mit der Umgebungsluft reagieren. Stehen Flaschen lang geöffnet, kann die benötigte Chemikalie also unter Umständen nicht mehr einsetzbar sein.

Manchmal hilft da schon ein optischer Test. Kupfer(I)-Oxid reagiert mit der Zeit zum Beispiel zu Kupfer(II)-oxid. Das lässt sich dann leicht durch die Farbänderung von rotbraun zu schwarz feststellen.

Außerdem solltest du planen wie der Versuch aufgebaut ist und welche Geräte du für den Versuchsaufbau brauchst. Wenn du deine Versuchsapparatur fertig aufgebaut hast, musst du immer überprüfen, ob sie wirklich fest und sicher steht, damit keine Chemikalien verschüttet werden oder Unfälle passieren. Du solltest generell vor dem Experiment mögliche Gefahrenquellen überprüfen. Besonders wenn du mit gefährlichen Chemikalien oder mit einem Bunsenbrenner arbeitest.

Wenn du nun also mit dem Aufbau fertig bist und alle Chemikalien bereit stehen, kannst du mit der Durchführung des Versuchs beginnen. Die Versuchsvorschrift solltest du immer ganz genau durchlesen. und dann Schritt für Schritt abarbeiten. Wichtig ist, dass du dir alle Beobachtungen und Messwerte deines Experiments genau aufschreibst.

Um Fehler zu vermeiden, gibt es bei der Dokumentation deiner Ergebnisse einiges, was du beachten solltest. Messwerte, die von einer Skala abgelesen werden, müssen immer frontal abgelesen werden. So vermeidest du den so genannten Parallaxenfehler. Dieser Fehler entsteht beim Ablesen, wenn der Blickwinkel des Betrachters auf die Skala variiert. Wenn du also das exakte Volumen an einem Messzylinder ablesen willst, musst du das immer frontal machen und nicht von oben oder unten.

Eine andere Methode, um Fehler zu vermeiden, ist die wiederholte Durchführung eines Experiments. Hier können mehrere Wiederholungen des Versuchs gemacht werden und die Ergebnisse miteinander verglichen werden, um sicher zu gehen, dass sich kein Fehler eingeschlichen hat.

Neben der richtigen Dokumentation solltest du auch immer auf die Sicherheit bei deinem Experiment achten. Es ist also wichtig, vorher zu überlegen, ob bei der Reaktion z.B. giftige Gase entstehen können, oder eine starke Wärmeentwicklung. Lass deshalb deinen Versuch niemals unbeaufsichtigt, denn andere im Labor wissen nicht, was du machst und könnten sich so in Gefahr bringen.

Wenn du mit deinem Experiment fertig bist, ist es wichtig, dass du sofort alles wieder aufräumst und sauber machst. Chemikalienrückstände könnten sonst noch unerwünscht weiter reagieren oder Glasgeräte durch unsachgemäße Lagerung zu schaden kommen. Deshalb solltest du die Apparatur reinigen, die Chemikalien wegräumen, die Chemikalienreste ordnungsgemäß beseitigen und alles wieder an seinen Platz stellen.

Nun solltest du deinen Versuch und die gesammelten Ergebnisse noch auswerten. In diesem Protokoll werden alle Messwerte und Ergebnisse zusammengefasst und ausgewertet. Da in der Chemie immer mit Formeln gearbeitet wird, ist es wichtig, in Protokollen Reaktionsgleichungen zu benutzen. Häufig benutzt man auch Diagramme oder Kurven, um Daten anschaulich darzustellen

Zum Schluss solltest du auch immer mögliche Fehler beachten, die beim Ablesen gemacht werden können oder die durch Geräte verursacht werden. Daher erfolgt nach Beendigung des Experiments immer eine genaue Fehlerbetrachtung. Du siehst also wie wichtig es ist, während des Experimentierens genau zu arbeiten und alle Schritte festzuhalten. So kannst du dir sicher sein, dass dein Experiment auch gelingt und du alle Ergebnisse richtig auswerten kannst.

Heute haben wir darüber gesprochen, wie man ein Experiment durchführt und welche Dinge man beachten muss, damit auch alles gut klappt. Du weißt nun, dass du dir vorher genau überlegen musst, welche Schritte du durchführen möchtest, wie dein Versuchaufbau aussehen soll und welche Chemikalien du benötigst. Außerdem hast du gelernt, dass du während des Experiments alle Beobachtungen notieren musst und sie nach dem Experimentieren auswerten solltest. Ganz wichtig dabei ist natürlich die Sicherheit im Labor. Du weißt nun auch, welche Fehler gemacht werden können und wie diese in der Auswertung berücksichtigt werden.

Tschüß und bis bald!

3 Kommentare
  1. Hallo,
    bei Augabe 3 erkennt man nicht, dass die Heizpaltte eine Heitzplatte ist. Sie sieht eher aus wie eine Waage. Ich hoffe das es nur mir so geht oder dass das Bild geändert wird. Danke!!!

    Von Joachim Allgeier, vor 21 Tagen
  2. Es freut uns sehr zu lesen, dass unsere Videos gefallen und weiter helfen.
    Viel Spaß auch weiterhin bei der Chemie!

    Von Bianca Blankschein, vor fast 5 Jahren
  3. Die Videos sind richtig cool gemacht!!! Danke!

    Von Nephila, vor fast 5 Jahren

Erlernen von wissenschaftlichem Arbeiten Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Erlernen von wissenschaftlichem Arbeiten kannst du es wiederholen und üben.

  • Bestimme die Schritte, die nach dem Experiment auszuführen sind.

    Tipps

    Was sind Gefahrenquellen, die unbedingt sofort nach dem Experimentieren weggeräumt werden müssen?

    Kann der Platz gesäubert werden, wenn noch alles darauf herumsteht?

    Lösung

    Wenn du mit dem Versuch fertig bist und alle Werte und Beobachtungen notiert hast, ist es am besten, zuerst alle Chemikalien wieder wegzuräumen. So kannst du beim weiteren Aufräumen nichts mehr verschütten oder ungewollte Reaktionen auslösen. Die Chemikalien müssen an den Platz zurück vom dem du sie geholt hast, damit sie leicht wieder zu finden sind und sie nicht mit anderen Stoffen zusammenstehen, die gefährliche Reaktionen auslösen können.

    Dann kannst du damit beginnen, die benutzten Geräte zu säubern, wie Reagenz- oder Bechergläser, und auch diese an ihren Platz zurückzustellen. Nun hast du einen freien Arbeitsplatz und kannst ihn abwischen. So stellst du sicher, dass sich keine Chemikalienreste mehr auf dem Tisch befinden.

    Erst wenn das alles erledigt ist, kannst du dich der Auswertung deines Versuches zuwenden.

  • Gib Gründe für Experimente und wissenschaftliches Arbeiten an.

    Tipps

    Was bezweckt dein Lehrer mit Experimenten während der Stunde?

    Sehen Experimente nur toll aus oder haben sie auch einen tieferen Sinn?

    Lösung

    Schon in der Antike, und wahrscheinlich sogar früher, führten Menschen Experimente durch, um erkannte Regeln zu überprüfen oder Neues zu entdecken. So versuchten die Alchemisten lange Zeit, aus verschiedenen Metallen Gold herzustellen.

    Auch heute noch dienen Versuche diesen Zwecken. Es gibt sie also nicht nur, weil sie Spaß machen.

    Um die Risiken zu minimieren und das Gelingen des Versuchs zu gewährleisten, muss dieses gut vorbereitet sein. Man muss also wissen: Was benötige ich an Materialien? Was ist zu erwarten? Welche Sicherheitsvorkehrungen muss ich daher treffen?

    So kann das Experiment gelingen. Dieses muss dann genau festgehalten werden, damit es später auch von anderen genauso wiederholt werden kann.

  • Formuliere die Reaktionsgleichung für den folgenden Versuch.

    Tipps

    Sieh ins Periodensystem, dort findest du alle chemischen Symbole der Elemente.

    Lösung

    Du hast eine heftige Reaktion zwischen Iod und Aluminium gesehen. Als Produkt entsteht ein unscheinbares weißes Pulver, ein Salz.

    Alle Halogene, wie Chlor, Brom und Iod, reagieren sehr heftig mit unedlen Metallen, wie Natrium, Eisen oder Aluminium, und bilden mit ihnen Salze. Auch das Speisesalz, Natriumchlorid, entsteht in solch einer stark exothermen Reaktion.

  • Nenne die Teilschritte der einzelnen Phasen des Experimentierens.

    Tipps

    Ist alles vorbereitet für den Versuch? Dann kannst du jetzt die Versuchsdurchführung lesen und mit dem Experiment beginnen.

    Wie kannst du deine Messwerte oder Beobachtungen auswerten? Vielleicht kannst du auch eine Reaktionsgleichung formulieren.

    Lösung

    Zu Beginn solltest du schon einmal die Versuchsvorschrift lesen. Dazu kannst du dir dann überlegen, was passieren wird und auch welche Stoffe eingesetzt und welche entstehen werden. Außerdem musst du bedenken: Welche Geräte benötigst du oder sind sie schon in der Vorschrift aufgeführt? Wie sehen diese Geräte aus?

    Bedenke dabei immer die Sicherheit. Sind die eingesetzten Stoffe gefährlich? Erkundige dich darüber in Büchern oder beim Lehrer. Wenn du mit der Durchführung beginnst, solltest du die Vorschrift noch einmal genau lesen, damit du weißt, was du tust.

    Schreibe alle deine Beobachtungen auf, auch wenn sie dir nebensächlich erscheinen. Sie können durchaus wichtig sein.

    Am Ende verarbeitest du dann deine gesammelten Daten und Beobachtungen. Vergiss nicht, eventuelle Fehler zu betrachten. Damit lassen sich abweichende Werte gut erklären.

  • Bestimme die Geräte und Stoffe, die du für das beschriebene Experiment benötigst.

    Tipps

    Du brauchst ein Gefäß für das Iod und eine Wärmequelle.

    Damit Iod vom gasförmigen in den festen Aggregatzustand übergeht, braucht es eine Oberfläche, an der es heruntergekühlt werden kann.

    Lösung

    Du weißt nun, mit welchen Geräten in diesem Versuch gearbeitet wird. Das große Becherglas ist unser Reaktionsgefäß. Außerdem benötigen wir das Uhrglas, eine Heizplatte, etwas Eis und den Spatel. Mehr Geräte sind nicht nötig.

    Die Klammer aus Holz ist ein Reagenzglashalter. Da wir nicht mit Reagenzgläsern arbeiten, brauchen wir ihn nicht. Den Trichter brauchen wir auch nicht. Und den Scheidetrichter schon gar nicht. Er wird verwendet, um zwei nicht miteinander mischbare Flüssigkeiten voneinander zu trennen.

    Der Mörser und der Pistill werden benutzt, um Feststoffe zu zerkleinern, das ist in diesem Versuch nicht nötig. Und auch den Kolbenprober brauchen wir hier nicht, da keine Gase aufgefangen werden sollen.

    Wie sieht nun der Versuch genau aus? Das erfährst du in der nächsten Aufgabe.

  • Vervollständige Maries Versuchsvorschrift.

    Tipps

    Mit welchen deiner Geräte kannst du das Becherglas verschließen?

    Lösung

    Du hast nun das Experiment vollständig aufgebaut.

    Was passiert dabei nun genau? Nachdem die Heizplatte eingeschaltet wurde, fängt das Iod langsam an zu sublimieren. Das Becherglas füllt sich dadurch mit violettem Gas, das in Schwaden aufsteigt.

    Trifft es auf das gekühlte Uhrglas, wird das Gas schlagartig runtergekühlt. Dabei überspringt es den flüssigen Aggregatzustand und wird sofort fest. Es bilden sich schwarz-graue, glänzende Kristalle an der Unterseite des Uhrglases.