Schülerin mit entkalktem Hühnerknochen
Das Thema Knochenbau bietet die Möglichkeit mit leicht beschaffbarem Anschauungsmaterial (Knochen vom Metzger aufschneiden lassen) und Experimenten den Unterricht lebendig und lebensnah zu gestalten. Der Name des Unterrichtsfaches Natur und Technik kann hier wirklich umgesetzt werden, wenn technische Anwendungen aufgegriffen werden.
Entkalkter Knochen – elastischer Knochen
Tief beeindruckt sind Schüler vom entkalkten Knochen, der zwar noch die gleiche Form hat, aber elastisch geworden ist. Damit ist klar, dass das Knochenwandmaterial mindestens aus zwei Baumaterialien bestehen muss (Knochenkalk und Knochenknorpel). Da der elastische Knochen immer noch die gleiche Form hat, müssen diese Materialien innig miteinander verbunden sein.
Dieses Prinzip wird auch in der Technik bei glasfaser- bzw. carbonverstärkten Kunststoffen bzw. bei Stahlbeton angewandt.. Ziel dieser Kompositwerkstoffe ist Stabilität und Elastizität.
Anleitung für das Entkalken von Hühnerknochen
Knochen über Nacht in Salzsäure einlegen (konz. Salzsäure und Wasser im Verhältnis 1 : 3 mischen).
Experimente rund ums Kohlendioxid
Damit Schüler den Vorgang, wie dieser gummiartige Knochen hergestellt wurde, auch verstehen, muss gezeigt werden, wie Kalk sich in Salzsäure auflöst. Dies wird im Reagenzglasversuch mit Calciumcarbonatpulver gezeigt, da hier das Aufbrausen besonders deutlich wird und eine klare Lösung zurückbleibt.
Der Unterschied zum Auflösen von Zucker oder Salz muss klargemacht werden, das Auflösen von Kalk ist etwas anderes, da Kohlendioxid (das Aufbrausen wird durch ein Gas verursacht, hier Kohlendioxidnachweis einführen) aus dem Kalk entsteht, und damit Kalk auch nicht mehr gelöst vorliegen kann.
Im Naturwissenschaftlichen Arbeiten können die Schüler selber Kohlendioxid herstellen und die Eigenschaften von Kohlendioxid herausfinden. Dazu bietet sich der Arbeitskoffer von ChemZ (Schülerkoffer Typ B) oder von Microscale and more an.
Bei diesen Stunden um die Zusammensetzung der Knochensubstanz kann man die Begeisterung der Schüler der Unterstufe für chemische Themen deutlich spüren. Die Schüler lassen sich von Phänomen begeistern und nehmen die Erklärungen begierig auf.
Leichtbauweise des Knochens
Neben dem Knochenmaterial kann auch noch die Leichtbauweise des Knochens mit der Bälkchenstrucktur bzw. der Typ des Röhrenknochens aufgegriffen werden. Hier können Schüler aus einem Blatt Papier Konstruktionen bauen, die besonders tragfähig sind, ohne massiv zu sein (Bsp. Wellpappe oder technische Bauten wie der Eifelturm usw.)