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Chemiedidaktik 2016: Bilingualer Unterricht

Durch die Bildungspolitik initiiert, bieten Schulen in Deutschland Schulen Fachunterricht gelegentlich zweisprachig an: in deutscher und in einer fremden Sprache, meistens Englisch. Auch das Fach Chemie wird bilingual unterrichtet, dazu existieren unterschiedliche Konzeptionen. Bilingualer Unterr...

&Uuml;ber das gesamte Jahr verteilt publiziert die Redaktion der Nachrichten aus der Chemie Trendberichte &uuml;ber alle chemischen Disziplinen hinweg.

Trendberichte

Prof.Dr.

<h2>Experimentell-konzeptionelle Forschung</h2>Was sich in den Trendberichten zur Chemiedidaktik in den letzten drei Jahren abzeichnete, akzentuiert seit letztem Jahr eine neue Serie in dieser Zeitschrift. Sie steht unter dem Motto:1,2) „Die experimentell-konzeptionell ausgerichtete chemiedidaktische Forschung hat zum Ziel, zukunftsweisende Themen für Schüler im Chemieunterricht zugänglich zu machen.“Zukunftsweisend können Inhalte aus Wissenschaft und Technik sein, die noch nicht zum Kanon des Chemieunterrichts und der Studienmodule in der Lehramtsausbildung gehören. Das sind beispielsweise elektrisch leitende Polymere, organische Leuchtdioden und Solarzellen, nanostrukturierte Materialien, photokatalytische Redoxreaktionen und photoaktive molekulare Schalter.Die curriculare Innovationsforschung erschließt solche Inhalte für den Unterricht an Schulen und für die Lehre didaktisch. Dabei geht es zunächst darum, die Grundlagen für neue Experimente zu erforschen sowie die Experimente selbst zu entwickeln. Schließlich sind die neuen Inhalte in didaktisch reduzierte, aber wissenschaftlich konsistente Konzepte umzusetzen, damit Lehrer sie an Schulen vermitteln können. Das setzt voraus, dass die Chemiedidaktik eng an die Fachwissenschaft angebunden ist. Ergänzend dazu und gebrauchsfertig für Unterricht und Lehre entwickelt, testet und vermittelt die forschende Chemiedidaktik Experimentiersets sowie Print- und Elektronikmedien für verschiedene Lernumgebungen und Abstraktionsstufen. Dabei muss die Fachdidaktik über ein hohes Maß an pädagogischen und didaktisch-methodischen Kompetenzen verfügen. Didaktiker erwerben diese am besten durch eigene Lehr- und Lernerfahrung im Chemieunterricht an Schulen, in der Lehrerausbildung an Hochschulen sowie in der Lehrerfortbildung in GDCh-Zentren und anderen Einrichtungen.Die didaktische Erschließung aktueller Inhalte für Chemieunterricht und universitäre Lehre dokumentieren im Jahr 2016 zahlreiche Publikationen. Zu den thematischen Schwerpunkten dieser Arbeiten gehören neue Akkumulatoren, nanostrukturierte Materialien, photoaktive molekulare Schalter, funktionelle Farbstoffe, organische Leuchtdioden und Solarzellen sowie elektrochrome Fenster mit leitfähigen Polymeren (Abbildung 1).3–12)<figure><img src="https://media.graphcms.com/Xz90Ir18RKN9Z1R3NwlC"><figcaption><label>Abb. 1: </label>Selbstbauzelle für elektrochemische Abscheidung von leitenden Polymeren auf FTO-Glas und elektrochrome Fenster mit Doppelverglasung. <named-content>Fotos: I. Rendón-Enriquez</named-content></figcaption></figure>
Auf diesen Gebieten forschen Chemiedidaktiker aktuell an den Standorten Kiel, München, Göttingen, Freiburg, Köln, Nürnberg, Ludwigsburg, Tübingen und Wuppertal. Sie vermittelten ihre Forschungsergebnisse in Experimentalvorträgen und Workshops an Universitäten im In- und Ausland, beispielsweise in Valencia, Barcelona, Sevilla, Singapur, Victoria, Bangalore, Sydney und Zürich.<h2>Alltagschemie im Unterricht</h2>Neben den zukunftsweisenden Themen und Inhalten geht es immer wieder darum, sowohl das motivationsfördernde als auch das fachliche Potenzial von Alltagsprodukten und -trends dazu zu nutzen, Attraktivität und Erfolg von Chemieunterricht zu steigern. Das betrifft alle Schulstufen und ganz unterschiedliche Themenbereiche.Ein Beispiel dafür, wie Alltagprodukte in den Chemieunterricht eingehen können, ist eine Unterrichtseinheit zu Funktionstextilien. Struckmeier und Sieve haben Experimente zur Wind- und Wasserdurchlässigkeit entwickelt,13) mit denen Schüler etwas über hydrophobe und hydrophile Stoffe erfahren.Ein weiteres Beispiel sind Synthese und Analyse von Paracetamol. Diese Versuche von Wegner, Pulka und Risch eignen sich vor allem für Schüler in der gymnasialen Oberstufe. Es geht dabei um spezifische Methoden der Reaktionsführung; die Schüler müssen die Reaktionsprodukte identifizieren und die Ausbeute bestimmen.14)Auf eine ganz andere Weise verknüpfen Rajendran und Kometz Alltag und Chemie, und zwar durch Experimente zum Aufessen.15) Die Schüler lernen auf unterschiedlichen Abstraktionsniveaus zum Beispiel beim Schlagen von Sahne etwas über Versuchsparameter oder bei der Reifung von Fleisch etwas über charakteristische Eigenschaften von Proteinen.Eher in den Grenzbereich zwischen Alltagsbezug und Chemie gehört eine Reihe von Experimenten aus dem Arbeitskreis Ducci. Darin geht es um Redoxreaktionen, die mit Farbumschlägen verbunden sind. Die Reaktanden sind in Alginatbällchen eingeschlossen. Da die Bällchen durchsichtig sind, lassen sich die Reaktionen anhand der leuchtend bunten Farben verfolgen.16, 17)<h2>Den Zugang zur Chemie erleichtern</h2>Nach wie vor entwickeln fachdidaktische Forschergruppen Medien und Modelle, die vor allem den Schülern in der Sekundarstufe 1 den Zugang zur submikroskopischen Betrachtungsebene der Chemie erleichtern sollen. Denn Schüler bis zu Klasse 9 denken noch konkret-operational (nach Piaget).Beispielsweise hat die Arbeitsgruppe Busker ein Atommodell auf der Basis von Haupt18) weiterentwickelt,19) mit dem sich Strukturen von Verbindungen durch Styroporkugeln und Neodymmagneten frei einwickeln und veranschaulichen lassen.Aus der Arbeitsgruppe Flint stammt eine interaktive dreidimensionale Variante des Kugelwolkenmodells,20) mit der Lehrer am Computer ein differenziertes Atommodell anschaulich einführen, es anwenden und zur Lewis-Schreibweise überleiten können (Abbildung 2).<figure><img src="https://media.graphcms.com/p5Cwa7z7Sa68tppEzvYb"><figcaption><label>Abb. 2: </label>Das interaktive 3-D-Kugelwolkenmodell bietet einen Einblick sowohl in Strukturen als auch in Bindungen.</figcaption></figure>
<h2>Gefährdungsbeurteilungen</h2>Für alle Experimente, die Lehrer oder Schüler in einer Schule durchführen, müssen die Lehrer nach wie vor eine Gefährdungsbeurteilung von einer bis zwei Seiten erstellen, was pro Experiment etwa 20 Minuten in Anspruch nimmt. Dies gilt selbst dann, wenn es sich um seit Jahrzehnten bekannte Versuche mit einfachen Chemikalien handelt. Die Lehrkräfte sind im Fach Chemie fünf Jahre an einer Universität ausgebildet und haben aus nachvollziehbaren Gründen wenig Verständnis für diese bürokratische Praxis. Insofern ist es nachvollziehbar, dass Gefährdungsbeurteilungen mittlerweile zentral erstellt und den Lehrkräften zum Abheften zur Verfügung gestellt werden. Diese Dienstleistung wird zum Teil kostenlos angeboten (zum Beispiel von Slaby),21) zum Teil bieten Verlage sie kommerziell an, begleitend zu ihren Printprodukten.Alfred Flint, Jahrgang 1956, hat an der Universität Oldenburg ein Studium für das Lehramt an Gymnasien in den Fächern Chemie, Geographie und Physik abgeschlossen und in Didaktik der Chemie promoviert. Nach dem zweiten Staatsexamen war er mehrere Jahre als Lehrer tätig, bevor er nach seiner Habilitation im Jahr 1999 den Ruf auf einen Lehrstuhl für Didaktik der Chemie an der Universität Rostock annahm. In seiner experimentell-konzeptionell ausgerichteten Forschung entwickelt er das Konzept „Chemie fürs Leben“ sowie Unterrichtssequenzen mit Alltagsprodukten.<div><img src="https://media.graphcms.com/cRvc3YgnQD6wEY5z7kRE">

</div>Michael W. Tausch leitet den Lehrstuhl für Chemie und ihre Didaktik an der Universität Wuppertal. Er erforscht und entwickelt Experimente, didaktische Konzepte und Lehr-Lernmaterialien für den Chemieunterricht mit Inhalten aus Wissenschaft und Technik. Einen Schwerpunkt bilden Photoprozesse (Photo-Lena). Tausch ist Herausgeber der Schulbuchreihe „Chemie 2000+“. Zudem organisiert und koordiniert er die Teilnahme deutscher Schulen am Australian National Chemistry Quiz. <a href="mailto:mtausch@uni-wuppertal.de">mtausch@uni-wuppertal.de</a><div><img src="https://media.graphcms.com/Jo32Z9leTm6MfZ5ErNFN">

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<ul><h2>Literatur</h2><li>
1 M. Klaus, M. Oetken „Strom speichern mit neuen Materialien“, Nachr. Chem. 2016, 64, 995.</li><li>
2 M. W. Tausch, H. Hoffmann „Modellreaktionen mit Sonnenlicht oder Taschenlampe“, Nachr. Chem. 2016, 64, 1090.</li><li>
3 S. Schwarzer, R. Abdelaziz, M. Elbahri, T. Wilke „Wenn ein Wassertropfen zum Nanolabor wird – Gold-Nanopartikel und Gold aus dem Tropfenreaktor“, Chemkon 2016, 23 (4), 188.</li><li>
4 T. Wilke, S. Haffer, T. Waitz „Funktionserweiterung durch Porosität: Herstellung und Eigenschaften eines Silikonschwamms“ Chemkon 2016, 23 (1) 7.</li><li>
5 M. Klaus, M, Harms, M. Oteken: „Batteriesysteme der Zukunft auf der Basis von legierungsfähigen Metallen – Die Post-Lithium-Ionen-Technologie“, Prax. Naturwiss., Chem. Sch. 2016, 65 (6), 41.</li><li>
6 C. Wagner, J. Feuerbacher, M. Oetken: „Leitfähige Polymere – elektrochemische Alleskönner“ Prax. Naturwiss., Chem. Sch. 2016, 65 (6), 9 und 65 (3), 34.</li><li>
7 A. Banerji: „Organische Elektronik – Theoretische Grundlagen, Anwendungen, Schulversuche“ Prax. Naturwiss., Chem. Sch. 2016, 65 (6), 28.</li><li>
8 P. Heinzerling, A. Kometz „LOHC – von der Forschung in die Schule“ Prax. Naturwiss., Chem. Sch. 2016, 65 (3), 13.</li><li>
9 A. Habekost „Elektrochemische Untersuchung ausgewählter elektrochemischer Systeme mit Hilfe der Cyclovoltametrie“ Prax. Naturwiss., Chem. Sch. 2016, 65 (2), 43.</li><li>
10 M. von Wachtendonk, C. Bohrmann-Linde „Kunststoffe und Farbstoffe – Unterrichtsreihe für ein Inhaltsfeld der Qualifikationsphase“, Prax. Naturwiss., Chem. Sch. 2016, 65 (1), 8.</li><li>
11 N. Meuter, M. W. Tausch „Funktionelle Farbstoffe – Interaktionsbox für Schulen und Universitäten“ Prax. Naturwiss., Chem. Sch. 2016, 65 (1), 5.</li><li>
12 M. W. Tausch, U. Scherf, I. Rendón: „Elektrochrome Fenster mit leitenden Polymeren“, Chem. Unserer Zeit, DOI 10.1002/ciuz. 201600734</li><li>
13 S. Struckmeier, B. Sieve, „Vom Friesennerz zur atmungsaktiven Jacke“, Unterricht Chemie 2016, 152, 12.</li><li>
14 C. Wegner, S. Pulka, B. Risch, „Synthese und Analyse des Arzneistoffs Paracetamol im Schülerlabor“, CHEMKON 2016, 23 (3), 131.</li><li>
15 N. Rajendran, A. Kometz (2016), Kulinarische Chemie – Experimente zum Aufessen, Prax. Naturwiss., Chem. Sch. 2016, 65 (2), 33.</li><li>
16 M. Ducci, „Jetzt geht‘s rund – Redoxreaktionen in Alginatbällchen“, CHEMKON 2016, 23 (1), 14.</li><li>
17 K. Brezesinski, M. Ducci, „Donator-Akzeptor-Reaktionen in Alginatbällchen“, Prax. Naturwiss., Chem. Sch. 2016,65 (e 7), 11.</li><li>
18 P. Haupt, „Chemikalienmodelle für den Anfangsunterricht“, Prax. Naturwiss., Chem. Sch. 1995, 8, 24.</li><li>
19 H. Rautenstrauch, M. Busker, „Magnet-Modelle für den Anfangsunterricht“, CHEMKON 2016, 23 (3) 120.</li><li>
20 A. Reinke, A. Flint, „Das „Kugelwolken-Modell“ – ein Klassiker neu belebt!?“, CHEMKON 2016, 23 (2) 59.</li><li>
21 P. Slaby (Hrsg.), „Sammlung von Gefährdungsbeurteilungen“, <ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.experimentas.de" target="_blank">www.experimentas.de</a></ext-link> (Zugriff: 30.11.2016)</li></ul>

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