Auf der Internetseite http://www.energie-experimente.de wird versucht mit Hilfe von virtuellen Experimenten einen Zugang zur Thematik der Energiegewinnung zu schaffen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat im Jahr 2010 das Wissenschaftsjahr "Zukunft der Energie 2010" ausgerichtet. In diesem Jahr entstand die oben genannte Internetseite. Virtuelles Experiment, was ist das? In diesem Fall werden durch bewährte Webtechniken (Flash-Animationen) verschiedene Themen visualisiert und interaktiv erfahrbar gemacht. Schülerinnen und Schüler können am heimischen PC, oder in der Schule an vorhandenen Computern die virtuellen Experimente durchführen.
Es handelt sich aber nicht um Experimente, wie man sie sich in der Chemie vorstellt, sondern um ganz verschiedene Ansätze den Themen Energiegewinnung und Energienutzung im Sinne der Nachhaltigkeit gerecht zu werden.
So wird zum Beispiel ein Experiment angeboten, in dem man virtuell Photovoltaik-Module auf Dächern platziert und versucht den bestmöglichen Energieumsatz zu erzielen. Ein andere Experiment beschreibt, wie man aus Algen den "Treibstoff der Zukunft" gewinnen kann.Das Osmosekraftwerk, oder die OLED (Organische Leuchtdiode) kommen auch nicht zu kurz.
Wie könnte ein Unterrichtszenario aussehen, in der diese Internetseite mit ihren virtuellen Experimenten zum Einsatz kommen kann?
Denkbar wäre zum Beispiel, dass bei der Behandlung des Themas "Energie" ein Exkurs gestartet wird, in dem man auf die verschiedenen Möglichkeiten der Energiegewinnung verweist. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten dazu in Zweiergruppen am PC und bearbeiten jeweils ein, oder zwei der virtuellen Experimente. Kurze Zusammenfassungen auf Papier und der anschließende Austausch mit anderen Gruppen rundet die Arbeitsphase ab.
Auch die Präsentation an einer digitalen Tafel ist möglich, man bearbeitet mit den Schülern ausgewählte Experimente gemeinsam. Sollten Sie an Ihrer Schule die Möglichkeit haben, eine Lernplattform im Internet nutzen zu können, dann wäre es auch denkbar dass der Link zur Verfügung gestellt wird, und die Schüler im Sinne eines Zusatzangebots auf die Inhalte der Seite hingewiesen werden.
Der Einsatz ist vielfältig, und die benannten Experimente sind auch dazu geeignet mit den FachkollegInnen aus den Fachbereichen Biologie und Physik zu kooperieren, denn das Thema Energie spielt dort ebenfalls eine große Rolle.
Auch interessant: Das Energiespiel (ebenfalls aus dem Jahr 2010 und Preisträger im Bereich Serious Games).
Der Einsatz elektronischer und interaktiver Medien im Chemieunterricht wird auf der Seite http://www.123chemie.de eindrucksvoll beschrieben. Die von Herrn Benno Köhler erstellten Inhalte können Sie auf seiner Seite zum Teil ausprobieren. Die vorgestellten Inhalte sind mit einem eLearning - Autorensystem erstellt worden und sind in modernen Browsern (Firefox ab Version 3.0, Internet Explorer ab Version 7) nutzbar. Die aufbereiteten Themen sind in zwei Versionen zu bekommen, in einer Schülervariante, und in einer Lehrervariante. Im Selbstversuch können Sie ausgewählte Themen bearbeiten (zum Beispiel: pH-Wert, oder Laborgeräte).
Ich habe Schüler an einer interaktiven Tafel die Demoversion der Laborgeräte durcharbeiten lassen und konnte feststellen, dass auf der einen Seite das Medium für die Schülerinnen und Schüler faszinierend war, und auf der anderen Seite der Aufbau des Materials stark motivierend wirkte. Vor allem der Bereich der Aktivitäten (Puzzle, Zuordnungen per drag and drop, Galgenmännchen usw.) war für die Schülerinnen und Schüler sehr ansprechend. Erklären musste man nichts, denn die Benutzeroberfläche erklärt sich nahezu von selbst und durch die tägliche Erfahrung der Schülerinnen und Schüler war das schieben und "ziehen und ablegen" als Arbeitstechnik etabliert.
Tablet-PCs gibt es in vielen Ausführungen. Bekannt ist vor allem das iPad der Firma Apple, sowie diverse Ableger anderer Hersteller mit dem Betriebssystem der Firma Google - Android. Beide Gerätefamilien haben ihren Reiz, vor allem, wenn es darum geht diese im Unterricht einzusetzen. Die Reihe, zu diesem Thema beginnt mit der Vorstellung eines Programms (App genannt), dass vielen bereits bekannt sein dürfte. Aus dem Arbeitskreis Kappenberg sind schon viele gute Programme bekannt. Die Messwerterfassung mit AK Analytik ist nahezu legendär. Die Vielfalt der nutzbaren Labormessgeräte ist riesig. Wer den Internetauftritt des AK Kappenberg nicht kennt, kann sich über den folgenden Link sich dorthin führen lassen: AK Kappenberg.
Auf der Internetseite des AK ist folgendes zu lesen:
30. November 2011 - AK LABOR als App: AK MINI LABOR fürs Handy
Diese App ist geschaffen für alle glücklichen Besitzer eines Android Handy. Einige "Tests" wie Elemente-Raten, Hangman und Periodensystemquiz oder der Titrationstrainer, sowie die Datenbank Periodensystem sind ab sofort auch offline auf dem Handy verfügbar. Unbestreitbarer Höhepunkt ist aber:
Die einzigartige Chemikaliendatenbank! (Quelle: http://www.kappenberg.com/pages/software/uebersicht.htm)
Das folgende Bild zeigt das Menü der App mit den möglichen Programmen zum Aufrufen:
Je nach Klassenstufe und entsprechendes Gerät vorausgesetzt könnte man das Hangmanspiel über einen Beamer projeziert mit der ganzen Klasse spielen. Der Titrations Trainer ließe sich auch gut als virtuelles Experiment einsetzen, und könnte den Schülern als Trockenübung für die eigentliche Titration dienen.
Besonders motivierend ist die Möglichkeit, in eine Bestenliste zu kommen, wenn man seine Titration richtig und in entsprechender Zeit schafft. Die etwas zweckmäßige Grafik ist kein Hindernis, denn alles Nötige wird gezeigt und die Möglichkeiten der mobilen Geräte wird ausgenutzt. So wird die Titration durch das kippen des Telefons (des Tablet-PCs) gestartet. Abhängig von der Neigung des Geräts, fließt mehr oder weniger der zur Verfügung stehenden Base pro Zeit in das darunter stehende Becherglas. Auch die Implementierung des Farbumschlags beim entscheidenden Tropfen ist vorbildlich. Dennoch sei darauf hingewiesen, dass das echte Experiment nicht vernachlässigt werden sollte. Zur Übung, Vorbereitung oder als Notlösung, weil keine benötigten Glasgeräte zur Verfügung stehen ist die App in jedem Fall geeignet. Sollten Sie ähnliche Erfahrungen beim Einsatz dieses Programms, oder vergleichbarer Programme gemacht haben, schreiben Sie uns (Kontakt).
Die Tour de Chemie ist eine Internetseite, die u.a. im Rahmen einer Masterarbeit von Herr Krause erstellt wurde. Es handelt sich dabei um eine Kooperation mit der Universität Bremen, mit dem Ursulinengymnasium in Werl und verschiedenen Schulen in NRW. Gefördert wurde das Projekt durch den Fonds der Chemischen Industrie.
Am Beginn der S II rücken im Chemieunterricht theoretische und quantitative Betrachtungen in den Vordergrund. Auf der anderen Seite werden die Kurse neu zusammengesetzt aus Schülerinnen und Schüler mit sehr unterschiedlichen Vorkenntnissen und Voraussetzungen, die gemeinsam lernen sollen. Die Tour de Chemie wurde erdacht, an dieser Stelle vorhandenes Vorwissen zu stärken, aber auch individuelle Lücken zu schließen. Ziel ist es, den Lernenden einen Rahmen bereit zu stellen, in dem sie individuell und miteinander wiederholen, üben und ihr Wissen vertiefen können.
Die Tour de Chemie fokussiert zentrale Theorieinhalte aus der S I für die zunehmend theoretischen und quantitativen Betrachtungen in der S II. Viele Inhalte gehören zum Standard der Chemiecurricula für die S I am Gymnasium, einige stellen aber auch erste Erweiterungen dar. Zudem haben vielleicht nicht alle Schülerinnen und Schüler die S I auf dem Gymnasium absolviert oder Inhalte wurden dort nicht vollständig bearbeitet. (Quelle: http://www.tour-de-chemie.de.vu/)
Die „Tour de Chemie: Mol & Co“ dauert etwa acht bis zehn Unterrichtsstunden. Ein exemplarischer Unterrichtsgang (Ablaufschema/Tabelle) wird im Folgenden beschrieben:
Am Beginn initiiert die Lehrkraft ein Unterrichtsgespräch, ausgehend von der Folie „Die Teilchen sind klein, ganz klein!“ (Folie). Die Folie zeigt Kochsalz (NaCl) in verschiedenen visuellen Auflösungen. Den Schülerinnen und Schülern wird entlang der schrittweisen Vergrößerung des Kochsalzkristalls die Teilchenstruktur der Materie in Erinnerung gerufen.
An den Unterrichtseinstieg schließen sich die verschiedenen Etappen an. Jede Etappe besteht aus schriftlichem Übungsmaterial im Umfang von zwei Seiten (Unterrichtsmaterial zu den Etappen). Die Schülerinnen und Schüler machen sich entlang des Unterrichtsmaterials mit den Inhalten vertraut. Folgende drei Schritte werden dabei vorgeschlagen:
Zu jeder Etappe gibt es einen Test. Wenn die Schülerinnen und Schüler glauben, dass sie die entsprechenden Inhalte beherrschen, melden sie sich bei der Lehrkraft zur Etappenprüfung. Den Test absolvieren die Schülerinnen und Schüler am Computer (Test). Durch das unterschiedliche Arbeitstempo kommen sie zu unterschiedlichen Zeitpunkten zur Etappenprüfung, so dass je nach Lerngruppengröße 6-8 Computer ausreichen. Die durchschnittliche Prüfungszeit liegt bei etwa 3-5 Minuten. Dieser erste Test besteht aus 10-12 Multiple-Choice-Aufgaben, die der Computer für jeden Lernenden neu zusammen stellt. Bei 80% richtiger Lösungen gilt der Test als bestanden und das Arbeitsmaterial für die nächste Etappe wird ausgehändigt. Bei mehreren Fehlern muss die Etappe wiederholt werden. Die Lernenden bereiten sich erneut auf eine Prüfung zu dieser Etappe vor. Die Rückmeldung der Testumgebung gibt Hinweise auf Defizite. Auch dieser zweite Test geschieht am Computer, allerdings werden dieses Mal unterschiedliche Aufgabentypen benutzt. Ist dieser Test bestanden, geht es weiter. Sollte auch dieser Test nicht bestanden sein, findet nach weiterem Üben als dritte Prüfung ein Prüfungskolloquium mit der Lehrkraft statt. Die Lehrkraft leitet das Gespräch so, dass die Etappe als bestanden gilt.
Wenn eine Etappe absolviert und bestanden wurde, bekommen die Schülerinnen und Schüler das nächste Arbeitsmaterial und der Ablauf beginnt von vorne. Insgesamt sind sechs Etappen zu bewältigen. Am Ende erhalten die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, in einer Extra- Übungsphase die erlernten Inhalte auf eine typische Klausuraufgabe anzuwenden.
Die Schülerinnen und Schüler arbeiten während der Unterrichtseinheit nicht immer mit dem gleichen Partner oder derselben Gruppe zusammenarbeiten. Die Konstellation richtet sich nach dem aktuellen Bearbeitungszustand. Wenn sich kleine Gruppen zusammentun und die Inhalte einer Etappe erarbeiten, sollte darauf geachtet werden, dass die Gruppengröße vier Schülerinnen und Schüler nicht übersteigt.
Die Einführung in die organische Chemie kann über viele Wege erfolgen. Am Beispiel von „Chemie macht mobil“, einer Unterrichtsreihe von Petra Schütte (www.ps-chemieunterricht.de) sollen Möglichkeiten aufgezeigt werden, wie ein LMS (Lern-Management-System) wie Moodle den Unterricht bereichern kann.
Zunächst sind einige Vorbereitungen zu treffen. Es wird ein Zugang zu einem Moodlesystem benötigt. Sie können kostenlose Kursräume zum Beispiel über Moodlschule.de bekommen, oder über den Moodletreff der Bezirksregierung Düsseldorf. Die Schülerinnen und Schüler die Sie unterrichten, sollten ebenfalls als Benutzer (Rolle – Student / Schüler) im Moodlesystem angelegt sein. Damit verfügt jede Schülerin und jeder Schüler über einen personalisierten Zugang zum LMS, was für den Ablauf des weiteren Unterrichts wichtig sein kann.
Das Material, das im LMS Moodle zur Verfügung gestellt wird, orientiert sich an der Vorlage von Frau Schütte. Auf der Internetseite von ps-chemieunterricht.de sind die Dokumente vorhanden, die Sie für Ihren Unterricht einsetzen können. Es ist klar, dass Sie das Material auf die von Ihnen unterrichtete Klasse angepasst werden kann beziehungsweise angepasst werden sollte.
Der Gang der Unterrichtsreihe beginnt unter anderem mit einer Umfrage und deren Auswertung. Ein Fragebogen wird entweder auf Papier, oder elektronisch zur Verfügung gestellt. (Siehe auch: „Übersicht: Einführung in Organische Chemie“ http://www.ps-chemieunterricht.de/chemiefachseminare/chemiemobil/uebersicht_chemiemobil.pdf)
Viele unserer Schüler verfügen laut Kim- und Jim-Studie über ein großes Arsenal an elektronischen Geräten. Viele dieser Geräte können multimediale Inhalte verarbeiten. Der Einsatz im Chemieunterricht scheint häufig nicht gegeben. Eine Idee der Integration ist die Dokumentation eines Versuchs mit Hilfe einer "Handy"-Kamera. Die Qualität der Bilder ist durchaus als gut zu bezeichnen und genügt dem Unterrichtsziel völlig. Stellvertretend für viele Experimente wird hier die Elektrolyse von Zinkiodid dargestellt. Aufgabenstellung für die Schülerinnen und Schüler könnte zum Beispiel sein, den Versuch in allen wesentlichen Punkten zu beschreiben. Wenn die Schülerinnen und Schüler die Bilder selbst machen, ist es wichtig, auch eine Basis zur Verfügung zu stellen, auf der die Ergebnisse sichtbar sind, oder zumindest für den Lehrer elektronisch einsehbar sind. Auch im Rahmen einer Portfolio-Arbeit ist es denkbar, dass Versuche mit Hilfe von Bilderfolgen dargestellt werden. Eine weitere Möglichkeit wäre das Referat, oder die integrierte Wiederholung in einer späteren Unterrichtseinheit.
Die Möglichkeiten von elektronischen Lernplattformen sind enorm. Außer der Möglichkeit Arbeitsblätter und multimediale Inhalte zur Verfügung zu stellen, ist es auch möglich eine neue Form der Interaktion zu ermöglichen. Natürlich kann eine Lernplattform das Experiment nicht ersetzen, aber es ist möglich den Unterricht damit aufzulockern und auch schwächeren Schülern die Möglichkeit zu geben über andere Wege aktiv am Unterricht teilzunehmen.
In den nächsten Wochen soll an dieser Stelle über den Einsatz von Moodle im Chemieunterricht berichtet werden. Als Beispiel dient die Unterrichtsreihe "Alles mobil" von Frau Petra Schütte (Link: PS-Chemieunterricht).
Am 1.4.2011 fand im Geschwister-Scholl-Gymnasium in Düsseldorf eine Informationsveranstaltung zum Thema "Naturwissenschaftliche Fächer und Technik im verkürzten Bildungsgang an Gymnasien" statt. Nach einer kurzen Information im Plenum wurden danach verschiedene Workshops angeboten. Sie haben die Möglichkeit, über den Chemietreff, auf einzelne uns zur Verfügung gestellte Materialien und Dokumente zuzugreifen.
Am 12. März 2011 fand in Dortmund der Bildungskongress in den Dortmunder Westfalenhallen statt. Neben vielen weiteren interessanten Workshops hat auch StD Dr. Uwe Hilgers aus Steinhagen einen Workshop zum Thema alkoholische Gärung durchgeführt. Aus der geographischen Nähe begründet spielt der Steinhäger Schnaps eine Rolle in dieser Unterrichtsreihe. In mehreren Beiträgen in der Fachzeitschrift Praxis der Naturwissenschaften (PdN) hatte Herr Hilgers bereits über dieses Thema berichtet. Hier beim Chemietreff stellen wir nun die Präsentation aus dem Workshop vom 12.3.2011 zum Download bereit.
Alkoholische Gärung - Hilgers, vom 12.3.2011 (pdf, 736 kB)
Digitale Endgeräte (z.B. Smartphones wie IPhone und Co.) sind gut geeignet Filme, Bilder oder Audiomaterial vorzuhalten. Aber auch das Internet bietet einige Möglichkeiten. Aufgrund der aktuellen Browsertechnik (HTML5) ist
es möglich z.B. Moleküle im Browser für Smartphones gut zugänglich den Schülern zu präsentieren. Ein Beispiel ist die Seite CanvasMol. Auf einem Smartphone sieht dies Seite zum Beispiel so aus:
Das Internet bietet viele Möglichkeiten um an dort abgelegtes Wissen heranzukommen beziehungsweise um dieses Medium sinnvoll in den eigenen Unterricht zu integrieren. Außer den fast schon klassischen Internetrecherchen zu einem bestimmten Thema sind auch weitere Einsatzgebiete denkbar.
Haben Sie diese Dinge schon in Ihrem Unterricht eingesetzt? Möchten Sie auf dem Chemietreff davon berichten? Schreiben Sie uns (Kontakt).
Kennen Sie EDMOND? Sollten Sie ein Lehrer aus Nordrhein-Westfalen sein, dann kennen Sie bestimmt noch die "alten" Kreisbildstellen. Dort konnte man Filme bzw. Medien aller Art ausleihen und im Unterricht verwenden. Mittlerweile hat auch in diesem Segment die Digitalisierung Einzug gehalten. Heut können Sie bei Ihrem Medienzentrum online Recherchieren und die gewünschten Medien auch gleich online bestellen. Besorgen Sie sich noch heute einen Zugang zu EDMOND und schauen Sie nach, welche Medien Ihren Unterricht unterstützen könnten.
Weitere Informationen erhalten sie auf der "Podcast-Seite".
Das Lehrbuch als ein Medium im Chemieunterricht spielt je nach Lehrperson eine unterschiedlich starke Rolle. Regelmäßig werden von den einschlägigen Schulbuchverlagen neue und überarbeitete Lehrbücher auf den Markt gebracht. Die Fachkonferenzen entscheiden in der Regel über das einzuführende Lehrbuch. Doch welches Lehrbuch passt zur Fachschaft an der eigenen Schule? Welche Lehrbücher gibt es überhaupt und was sind die Hauptmerkmale?
Diese Fragen versuchen wir vom Chemietreff in Zusammenarbeit mit den Verlagen zu beleuchten. Auf der Übersichtsseite zu den Schulbüchern können Sie sich über (bisher noch wenige) Schulbücher informieren.
Sie sind ein Verlag und möchten ihr Lehrwerk ebenfalls auf diesem Portal darstellen? Melden Sie sich bei uns (Kontakt).
Zukünftig werden hier auch Informationen rund um das Thema neue Medien im Chemieunterricht angeboten. Anregungen zu diesem sehr umfangreichen Gebiet sind herzlich willkommen. Sie können ihre Anregungen in unserem Forum loswerden.
Unter dem Begriff neue Medien wird allgemein ein Bezug zu aktuellen zeitgemäßen Medien hergestellt. Unter zeitgemäßen Medien könnte man zum Beispiel die folgenden Produkte verstehen:
Die Nutzung im Unterricht ist stark von den Ressourcen abhängig. Die Abdeckung mit PCs ist vermutlich in vielen Schulen ausreichend, aber meist sind die Geräte schon veraltet, wenn sie angeschafft werden. Einen anderen Weg geht man, wenn die Ressourcen der Schüler genutzt werden. Etliche Schüler sind im Besitz von Mobiltelefonen mit einer eingebauten Kamera. Damit lassen sich schon kleine Videos drehen, die dann auch im Telefon selbst teilweise bearbeitet werden können. Außerdem ist es möglich, dass Audio-Beiträge (z.B. ein gesprochenes Versuchsprotokoll) per Bluetooth-Technologie oder Infrarot-Technik auf andere Geräte übertragen werden können.
Ein Beispiel, wie so etwas in der Praxis aussehen kann, wird auf der Seite Podcasts in der Chemie beschrieben.
Die älteren Beiträge dieser Seite sind natürlich noch abrufbar:
Auf der Seite Unterricht sollen Unterrichtsmaterialien wie zum Beispiel
veröffentlicht werden. Wir bitten alle Leserinnen und Leser, uns solche Materialien, die sie selbst entwickelt haben, zur Veröffentlichung zur Verfügung zu stellen. Ein Honorar kann dafür leider nicht gezahlt werden.
Sie finden hier auch Materialien, die sich aus Fortbildungsmaßnahmen für Lehrerinnen und Lehrer ergeben haben:
Stand 11.05.2012 TW