Chemie/Software für den Chemie-Unterricht

Aus ZUM-Unterrichten

Auf dieser Seite finden sie Links zu Unterseiten zu der entsprechenden Software. Dort gibt es Informationen zum Download und zur Installation zur Nutzung und auch Anleitungen für Schüler, die sie bei Bedarf verlinken können.

LEIDER sind die Anleitungen aber noch nicht vollständig!

Wer Erfahrungen mit einem Programm hat, der könnte seine Erfahrungen festhalten. Gerne werden auch Links auf informative Seiten zu Chemie-Software veröffentlicht, sofern die Software nicht kommerziell ist.

Im allgemeinen handelt es sich um Programme, die kostenlos nutzbar, Freeware oder auch OpenSource-Software sind. Außerdem sind sie Betriebssystemübergreifend verwendbar, damit man unabhängig ist.

Zeichnungen für das Wiki und den Unterricht finden/erstellen/...

Sinnvolle Skizzen, mit denen man Sachverhalte für den Chemie-Unterricht erklären kann, findet man im Internet durchaus. Allerdings sind diese meist Scans aus Büchern und sind damit eigentlich illegal und nicht für eine Veröffentlichung geeignet. An Quellen gibt es zwei Möglichkeiten, wo man Darstellungen finden kann, die man nicht nur selber veröffentlichen, sondern auch meist weiterverarbeiten kann.

  1. Wikimedia-Commons ist die Medien-Datenbank, die hinter allen Wikipedien stehen. Dort findet man teilweise recht gute Zeichnungen, die sich im Wiki problemlos einbinden lassen und unter Beachtung der Lizenz auch auf Arbeitsblättern einsetzen lassen, wenn man sie veröffentlichen will.
  • Man zeichnet sie selber und verändert dazu eventuell vorhandene Zeichnungen ( z.B. Wikimedia-Commons, OpenClipart, Pixabay) und nutzt dabei OpenSource-Software wie TheGimp und Inkscape.

Programme für den Unterricht

Visualisierung

Simulationsprogramme

für Vorgänge auf der Teilchen- und Subatomarer Ebene

Gerade für diese Vorgänge, die man nicht sehen kann, kann eine dynamische Simulation beim Verständnis helfen. Die Simulationen müssen aber mit Bedacht eingesetzt werden, damit auch keine falschen Vorstellungen entstehen. Eine Reflektion der Beobachtung zusammen mit den Schülern ist sehr wichtig, um eventuell aufgetreteten Fragen zu klären.

  • SimChemistry ein altes Windows-Programm, dass zum Beispiel auch unter Linux mit Hilfe von Wine funktioniert.
Unterseite mit vielen fertigen Simulationen und Anregungen für den Einsatz im Unterricht in Chemie und der Grundschule/Unterstufe.
Auf einer Unter-Seite ist eine kleine Anleitung zum Einstieg in die beiden Programme zusammengestellt.
  • Auf der Seite http://kugelwolkenmodell.de/ findet man ein kostenloses Windows-Programm, dass auch unter Linux mit Hilfe von Wine und Mac OS lauffähig ist. In dem Programm kann man Verbindungen im Kugelwolkenmodell herstellen.
  • Die Universität von Colorado hat eine beachtliche Sammlung von wirklich gut brauchbaren fertigen Simulationen für alle Naturwissenschaftliche Fächer. Das Projekt nennt sich PhEt und dank Umstellung auf HTML5 sind schon viele Simulationen auch auf Tablets lauffähig. Zur Einbindung in eine eigene Seite Teil der passende Code direkt angeboten. Zu den Simulationen gibt es teilweise auch Übungen und Spiele.

für chemische Reaktionen

Die Programme für die Simulation für chemische Reaktionen sind recht rar. Dagegen sind physikalische Simulationen in größerer Anzahl verfügbar.

Darstellung

Für die Darstellung von Molekülen gibt es einige Datei-Typen. Mehr dazu auf der Seite Formate von Chemie-Dateien.

von Molekülen in 2D

Die 2-dimensionale Darstellung von Molekülen wird eher auf Arbeitsblätter oder in Arbeiten benötigt. Neben Programme, die man zum Zeichnen verwenden kann, gibt es noch andere Quellen. Einige der 2D-Zeichenprogramme, können ein gezeichnetes Molekül auch in 3D darstellen.

  • Wikimedia Commons ... kein Programm, aber eine umfangreiche Quelle für alle möglichen Darstellungen von Molekülen.
  • Chemsketch ... Zeichenprogramm, für Moleküle und wichtige Elemente von Reaktionsgleichungen, -mechanismen usw.
  • C-Design
  • Marvin

von Molekülen in 3D

Die Programme zur 3-dimensionalen Darstellung von Molekülen haben meist einen größeren Funktionsumfang als sie die 3D-Ansichten von den 2D-Programmen anbieten. Spätestens in der Oberstufe kann es sehr wertvoll sein, denn zu große Molekülmodelle sind schwer handhabbar.

  • Jmol
    • Jmol-Wiki-Extension ... das die die Erweiterung, die hier im Wiki benutzt wird, um Moleküle drehbar anzuzeigen.
    • JSmol ... Jmol-Variante unter Nutzung von JavaScript und HTML5.
    • Scripting mit Jmol ... ermöglicht die Manipulation von Molekülen, hier im Wiki per Knöpfen oder in Jmol über die Script-Eingabe.
  • Avogadro

von Orbitalen

Webanwendungen

  • molview.org ist ein Ein-Mann-Projekt, dass Open-Source-Software nutzt und die Darstellung von 2D- und 3D- parallel anbietet. In 3D können außerdem verschiedene Varianten zur Darstellung ausgewählt werden und auch die Polariät visualisiert werden. Außerdem bietet das Programm die Anbindung an verschiedene Bibliotheken, so dass man mit dem englischen Namen viele Moleküle auswählen und darstellen kann und auch Zugriff hat auf allgemeine Daten hat.
  • ScribMol zum Zeichnen von Molekülen in 2D und 3D nebeneinander. Dazu kann das Molekül als Kalottenmodell angezeigt werden und das Elektrostatische Potential auf der Oberfläche dargestellt werden. Sehr einfach zu bedienen, auch wenn die Knöpfe in Französisch beschriftet sind. Leider zuletzt teilweise etwas instabil
Anleitung für Schüler und Vorstellung für Lehrer.

Digitale Messwerterfassung

Inzwischen gibt es einige System, mit denen man Messwerte digital erfassen, darstellen und verarbeiten. Eine ausführliche Übersicht und Vergleich vieler auf dem Markt erhältlichen Geräe bietet der AK Kappenberg. Siehe Marktüberblick Wandler.

Weniger für Chemie aber dennoch erwähnenswert ist die Möglichkeit mit einer spezielle Software für Smartphone von GeoGebra, dass Messwerte sammelt und sie an die GeoGebra-Software schickt, wo die Werte dargestellt werden können.

  • ???

Hilfsprogramme

Hier geht es um Software, die nicht direkt mit Chemie zu tun hat, aber für den Unterricht bzw. die Vorbereitung verwendet werden kann.

  • Textverarbeitung:
Writer mit der Erstellung von Formeln und Reaktionsgleichungen
  • Screencasting: Um etwa Simulationen immer im Notfall bereit zu haben, falls das Simulationsprogramm mal nicht will. Zur Erstellung von Lehrvideos usw.
Screencast-o-matic
  • Screenshots: Um Bilder aus Programmen zu speichern, mit denen man Anleitungen erstellen will. Für Standbilder von Sinulationen usw.
Screenshots
  • Für Mathematisches ... was es in der Chemie ja durchaus gibt.
GeoGebra ... es kann als allein stehendes Programm verwendet werde oder als vorbereitetes Arbeitblatt, an dem die Schüler nur das notwendige ändern können.
  • Vektorgrafik-Programme: Gerade wenn es um Linien und spezielle Formen geht, nimmt man besser solche Programme als "Malprogramme", bei denen Pixel für Pixel gezeichnet wird.
Inkscape und Draw
  • Bitmap-Zeichenprogramm: Bearbeitung von Bilder, Erzeugung von komprimierten und vereinfachten Bildern usw.
The Gimp
  • Lernprogramme ... vor allem für die Schüler gedacht. Als Lehrer kann man da vielleicht Tipps geben und/oder helfen.
Anki
  • Tafelsoftware oder Software, mit der man etwas aufschreiben kann. Zum Beispiel um Lehrvideos am Computer zu erstellen. Generell ist dafür auch die Software verwendbar, die man als IWB-Nutzer sowieso schon hat. Die folgenden Programme sind frei und größenteils auch auf allen Betriebssystemen verwendbar. Im Gegensatz einfache Zeichenprogrammen, gibt es eine Spezialisierung auf das Schreiben.
Xournal ... eine Kopie des Windows-Programmes Journal.
Open-Sankore ... eine freie, Open-Source Tafel-Software, die in Frankreich entwickelt wurde.

Smartphone-Apps

  • HD-PSE von Merck
  • GIS
  • Gift-Notruf
  • AK Kappenberg
  • Apps zur Darstellung von Molekülen
    • Jmol
  • Wolfram-Alpha

Muss noch sortiert werden

Konkrete Anwendung

Für spezielle Anwendungsbedürfnisse gibt es auf Unterseiten zusammengefasste Informationen.

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