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Bücher

Grüß-Niehaus, T. (2010): Zum Verständnis des Löslichkeitskonzeptes im Chemieunterricht - der Effekt von Methoden progressiver und kollaborativer Reflexion, Logos Verlag. Berlin. weitere Informationen
ISBN: 978-3-8325-2537-8

Aktuelle Konzeptionen des Chemieunterrichts zeichnen sich u. a. durch einen kumulativen Aufbau von Basiskonzepten aus. Diese grundlegenden Erklärungsmuster werden über einen längeren Zeitraum hinweg an mehreren Kontexten erarbeitet und sukzessive erweitert.

Wird Lernenden die Möglichkeit gegeben, progressiv - d. h. in einer zeitlichen Regelmäßigkeit - über ein Basiskonzept zu reflektieren, können sie sich sowohl über ihr Wissen als auch über ihre Defizite bezüglich des entsprechenden Basiskonzeptes bewusst werden.

Die hier vorgestellte Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, inwieweit unterschiedliche methodische Unterstützungsangebote den Reflexions- und somit den damit verbundenen Verstehensprozess eines ersten Teilchenmodells (Kugelteilchenmodell) zu fördern vermögen.

Für die Reflexionsphasen wurden die Methoden Lernbegleitbogen und Concept Mapping unter Variation der Sozialform (Einzel- vs. Partnerarbeit) eingesetzt und miteinander verglichen. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Lerner, die in den Reflexionsphasen in Einzelarbeit ein Concept Map erstellen und dann überarbeiten konnten, den größten Lernzuwachs aufwiesen. Vor der Untersuchung wurde ein signifikanter Unterschied zwischen dem chemiespezifischen Selbstkonzept der Mädchen und dem der Jungen gemessen. Unmittelbar nach der Untersuchung wiesen Mädchen und Jungen ein vergleichbares Selbstkonzept auf.



Journalbeiträge

Bell, T., Urhahne, D., Schanze, S. & Ploetzner, R.  (2010): Collaborative Inquiry Learning: Models, tools, and challenges, International Journal of Science Education, 32(3), 349-377

Collaborative inquiry learning is one of the most challenging and exciting ventures for today's schools. It aims at bringing a new and promising culture of teaching and learning into the classroom where students in groups engage in self-regulated learning activities supported by the teacher. It is expected that this way of learning fosters students' motivation and interest in science, that they learn to perform steps of inquiry similar to scientists and that they gain knowledge on scientific processes. Starting from general pedagogical reflections and science standards, the article reviews some prominent models of inquiry learning. This comparison results in a set of inquiry processes being the basis for cooperation in the scientific network NetCoIL. Inquiry learning is conceived in several ways with emphasis on different processes. For an illustration of the spectrum, some main conceptions of inquiry and their focuses are described. In the next step, the article describes exemplary computer tools and environments from within and outside the NetCoIL network that were designed to support processes of collaborative inquiry learning. These tools are analysed by describing their functionalities as well as effects on student learning known from the literature. The article closes with challenges for further developments elaborated by the NetCoIL network.


Grüß-Niehaus, T. & Schanze, S. (2010): Lernervorstellungen zum Dichtebegriff, ChemKon, 17(2), 71-74. weitere Informationen

Dichte ist eine Stoffeigenschaft und wird im Chemieanfangsunterricht zur Charakterisierung der Stoffe herangezogen. Oft liegt bereits aus dem Physikunterricht ein Verständnis über die Dichte homogener Körper als Quotient aus Masse und Volumen vor. Mit der Einführung eines Teilchenmodells besteht bei einer unreflektierten Verwendung der lebensweltlichen Vorstellung des "dicht-aneinander-gedrängt-seins" die Gefahr alternativer Konzepte, sodass zum Beispiel die Unlöslichkeit oder Nicht-Mischbarkeit über die Dichte zu erklären versucht wird. Dieser Beitrag zeigt konkrete Beispiele dieser Problematik auf und plädiert für eine regelmäßige Thematisierung der Problematik im Unterricht.


Grüß-Niehaus, T., Hundertmark, S. & Schanze, S. (2010): Computerbasiertes Concept Mapping: Inhaltliche Zusammenhänge erkennen und darstellen, NiU Chemie. Heft 117. S. 32-37.  | Datei |

Ein Concept Map ist eine netzartige Darstellung von Begriffen zu einem Themenbereich. Je zwei Begriffe werden durch einen Pfeil miteinander in Beziehung gesetzt, wobei der Pfeil durch eine Relation beschriftet wird, der diese Beziehung charakterisiert. Die Methode des Concpet Mapping bietet dem Anwender damit die Möglichkeit Wissenszusammenhänge so darzustellen, wie sie für ihn persönlich präsent und bis dato verstanden worden sind. Empirische Studien sprechen der Methode des computerbasierten Concept Mapping eine lernförderliche Unterstützung zu. Allerdings bedarf es angemessener Kenntnisse über deren Nutzung. Wird eine Methode das erste Mal (oder nur selten) im Unterricht eingesetzt, so wird das ihr zugeschriebene Potenzial kaum ausgenutzt, da sich die Lerner zunächst eher auf die richtige Durchführung als auf die zu erarbeitenden Inhalte konzentrieren müssen. Dieser Aspekt trifft selbstredend auch auf die Concept Mapping Methode zu. Der vorliegende Beitrag stellt basierend auf lernpsychologischen Aspekten ein unterrichtlich erprobtes Vorgehen zur Einführung des computerbasierten Concept Mapping vor. Darüber hinaus wird die kostenfreie Software CmapTools vorgestellt, welche es erlaubt, bei einer Anbindung zum WWW Concept Maps asynchron oder synchron gemeinsam zu erstellen oder zu verändern.


Slotta, J.D., Schanze, S. & Pinkwart, N. (2010): Special Issue: International Perspectives on Inquiry and Technology,, Guest editors, RPTEL 5(3)

Research and development in the field of computer-supported collaborative inquiry learning is a multifaceted domain in which diverse approaches have evolved, with an interesting array of research foci, methods and materials. Many researchers in this area develop tools such as technology-enhanced learning environments for supporting students or delivering curriculum. These tools can be difficult to compare (i.e., between projects) and even more challenging to combine (e.g., within a single collaborative research project). Such barriers between technologies are paralleled by an interesting spectrum of theoretical perspectives about inquiry, which entail distinct forms of learning and instruction. Variations are also related to the international complexion of the research community, where scholars are working within distinct cultures of schooling. This special issue captures this rich variety of theoretical perspectives about inquiry and the research materials and technology environments they entail. The papers target the following themes:

  • Foundational issues: Inquiry learning principles within or across cultures, and their implications for learning technology
  • Systems and technology design: System design principles and technologies that have successfully been applied for building inquiry learning environments
  • Empirical studies: Experiences from classroom or lab studies with educational technology in inquiry learning contexts


Sieve, B. & Kießlich, J. (2010): Interaktive Whiteboards – mehr als elektronische Tafeln, NiU Chemie, 117, S. 46-48


Metzger, S., Sieve, B. & Sommer, K. (2010): Chemische Inhalte präsentieren – Basisartikel zum gleichnamigen Themenheft, NiU Chemie, 117, S. 2-7


Schanze S. (2010): Digitale Medien als Informationsvermittler und Lernwerkzeug - Mediennutzung im naturwissenschaftlichen Unterricht mit speziellem Fokus auf den Chemieunterricht, Computer+Unterricht 20 (2010), Heft 77, S. 33-38

Der Artikel gibt einen Überblick über die Möglichkeiten, die digitale Medien für den naturwissenschaftlichen Unterricht bieten. Mit einem Schwerpunkt auf dem Chemieunterricht stellt er sowohl Medien vor, die bei der Aufnahme und Verarbeitung von Informationen helfen können, als auch Werkzeuge, die generell das Lernen naturwissenschaftlicher Sachverhalte und Konzepte unterstützen. Ausführlicher werden Praxisbeispiele zum Concept Mapping (Sascha Schanze, Thomas Grüß-Niehaus) vorgestellt sowie zu der Lernumgebung STOCHASMOS, mit der sich die Bewertungskompetenz der Schülerinnen und Schüler fördern lässt (Sascha Schanze, Ulf Saballus).


Sieve, B. & Barke, H.-D. (2010): Gitterenergie und Bindungskräfte - Struktur-Eigenschaftsbeziehungen bei Salzen quantitativ betrachtet, NiU-Ch, Heft 115, S. 12


Sieve, B., Schanze, S. & Schrader, F. (2010): Waschen mit Waschnüssen - Experimente zur Grenzflächenaktivität von Saponinen, NiU Chemie, 115, 43-48.

Die Waschnuss ist ein traditionelles Waschmittel in Indien, das schon seit Jahrhunderten sowohl für die Wäsche als auch für die Körperpflege, insbesondere für die Haare, verwendet wird. Inzwischen gilt sie als Exportschlager für ein ökologisch sinnvolles Waschen in Europa und Kanada. Was macht die Nuss so begehrenswert? Waschnüsse sind ein Waschmittel frei von Zusätzen im herkömmlichen Sinne. Der Frucht wird neben des rein biologischen Ursprungs zusätzlich eine besondere Hautverträglichkeit und ein sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis nachgesagt. Dass die Wäsche duftneutral gewaschen wird, kann als Vor- oder Nachteil ausgelegt werden. Eine antimikrobielle Wirkung sollte aber sicher ein Vorteil sein, da so mögliche Pilze und Bakterien getötet werden, die sich u.a. eher störend auf den Geruch der Kleidung auswirken könnten. Diese Eigenschaften sind auf den charakteristischen Aufbau der Moleküle einer Stoffgruppe zurückzuführen: die Saponine. Saponine kommen auch in anderen Pflanzen wie der Rosskastanie oder dem Seifenkraut vor. Dieser Beitrag befasst sich mit der Rolle der Saponine als Tenside und stellt gleichzeitig einen Kontext dar, mit dem sich insbesondere das Struktur-Eigenschafts-Konzept weiter entwickeln lässt.


Urhahne, D., Schanze, S., Bell, T., Mansfield, A. & Holmes, J.  (2010): Role of the teacher in computer-supported collaborative inquiry learning, International Journal of Science Education 32(02), 221-243.

The article presents an analysis of practices in teaching with computer-supported collaborative inquiry learning environments. We describe the role of the teacher in computer-supported collaborative inquiry learning by five principles that span the whole instructional process, from the preparation of the lesson up to the assessment of learning achievement. For successful implementation of computer-supported projects, the teacher has to (1) envision the lesson, (2) enable collaboration, (3) encourage students, (4) ensure learning, and (5) evaluate achievement. We analyse classroom scenarios provided by eight teachers or mentors who implemented one of four different approaches developed by multimedia researchers: Web-based Inquiry Science Environment, Modeling Across the Curriculum, Collaborative Laboratories across Europe, or Resources for Collaborative Inquiry Learning. Teachers or mentors responded to a semi-structured questionnaire about their experiences in implementing the inquiry lesson. A comparison of different classroom scenarios according to the mentioned five principles informed our analysis of teacher activities that contribute to the success of student inquiry while using such technology-enhanced approaches. We conclude with a discussion of the often neglected role of the teacher in computer-supported learning.