7. – 8. Schuljahr

Katrin Sommer und Sabine Venke

Eine Versuchsanleitung visualisieren

Das Flussdiagramm als Veranschaulichungs- und Entscheidungshilfe

Das Flussdiagramm (Synonyme: Fließschema, Programmablaufplan) dient allgemein der grafischen Darstellung von Prozessabläufen [1]. Dabei wird eine Folge an Schritten abgebildet, die zur Umsetzung des Prozesses durchgeführt werden müssen (vgl. Abb.1 ). Das Spektrum des Einsatzes reicht von der Darstellung von Vorgängen oder Prozessen bis hin zum Aufzeigen von Lösungswegen. So kann auch der in der Biologie zur Bestimmung von Pflanzen und Tieren verwendete Bestimmungsschlüssel als Flussdiagramm verstanden werden.
Typisches Merkmal von Flussdiagrammen ist ihre technisierte Darstellungsform. Es werden verschiedene geometrische Figuren verwendet, denen bestimmte Bedeutungen zugrunde liegen (Tab.1 ). Die geometrischen Figuren sind durch Pfeile miteinander verbunden, sodass die Richtung des Ablaufs ersichtlich wird. Ein Flussdiagramm verläuft entweder von oben nach unten oder von links nach rechts.
Das Flussdiagramm ohne oder mit Entscheidung
Die geometrischen Figuren, die für die Darstellung zur Verfügung stehen, erlauben verschiedene Zielsetzungen. Zum einen können Flussdiagramme entstehen, in denen keine Entscheidungen zu treffen sind. Dann wird keine Raute zu finden sein. Zum anderen können Flussdiagramme Entscheidungsprozesse abbilden; das wird durch die Rauten veranschaulicht. Beide Fälle sollen im Folgenden genauer vorgestellt werden.
Flussdiagramme ohne Entscheidungen bilden einen meist linearen Prozess ab. Dazu gehört die Versuchsdurchführung, die Schritt für Schritt abgearbeitet werden kann. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass die Operationen, also die durchzuführenden Handlungen bzw. Fachmethoden, von der stofflichen Ebene, also den Edukten und Produkten, getrennt sind und dies durch die Verwendung unterschiedlicher geometrischer Figuren visuell unterstützt wird. Ein Arbeitsauftrag, als dessen Ergebnis ein einfaches Flussdiagramm entsteht, könnte lauten wie in Abbildung2 dargestellt.
Die Leistungsfähigkeit von Flussdiagrammen kommt vor allem bei komplexeren Versuchsvorschriften zum Tragen, wie z.B. die Isolierung von Iod aus dem bekannten Alltagsprodukt Betaisodona-Lösung. Von entscheidender Bedeutung ist bei dieser Isolierung die dreimalige Wiederholung der Extraktion, wobei das Extraktionsgut der erneuten Extraktion unterworfen und der Extrakt gesammelt werden muss. Dieser häufig verwirrende Schritt lässt sich im Flussdiagramm anschaulich darstellen (Abb.3 ).
Flussdiagramme mit Entscheidungen weisen Verzweigungen auf, die durch die Figur der Raute symbolisiert werden. So liegt im Beispiel der Abbildung4 ein experimenteller Befund vor, der interpretiert werden soll.
Ausgangspunkt ist der Nachweis von Halogenid-Ionen mit Silbernitrat-Lösung entweder durch Anwendung auf die drei Salze (mit Chlorid-, Bromid- und Iodid-Ionen) im Sinne des Kennenlernens der positiven Blindprobe oder durch Anwendung auf eine unbekannte Probe. Schlüsselschritte und damit Entscheidungsfelder sind die zu beobachtenden Niederschlagsfärbungen. Im ersten Schritt geht es um die Frage, ob ein weißer oder nicht weißer (sondern gelblich gefärbter) Niederschlag vorliegt. Dieser Knoten erfordert eine Entscheidung. Ist ein weißer Niederschlag entstanden, so ist das ein Hinweis auf das Vorliegen von Chlorid-Ionen. Liegt aber kein weißer, sondern ein gelblich gefärbter Niederschlag vor, so sollte der vorhandene Niederschlag mit Ammoniak-Lösung versetzt werden, um zu prüfen, ob der Niederschlag in diesem alkalischen Medium löslich ist. Ein positiver Verlauf der Reaktion führt zu der Annahme, dass in der Probe Bromid-Ionen vorliegen, der negative Verlauf lässt auf Iodid-Ionen schließen. Auch an dieser Stelle war eine Interpretation der Ergebnisse und damit eine Entscheidung nötig.
Das Flussdiagramm Instrument auch für großtechnische Prozesse
Die Leistungsfähigkeit von...

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