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Bücher

Sieve, B. (2015): Interaktive Tafeln im naturwissenschaftlichen Unterricht, Springer Fachmedien Wiesbaden
DOI: 10.1007/978-3-658-09946-6
ISBN: 978-3-658-09945-9

Interaktive Whiteboards (IWB) ersetzen bzw. ergänzen international wie auch seit einigen Jahren hierzulande insbesondere in den naturwissenschaftlichen Fachräumen die klassischen Präsentationsmedien. Es besteht jedoch zwischen den Potenzialen dieser digitalen Tafeln für Vermittlungsprozesse und dem Vermögen der Lehrkräfte, diese Potenziale im Fachunterricht umzusetzen, eine große Implementationslücke. Lehrerfortbildungen sind eine häufig propagierte Form der Unterstützung von Lehrkräften, deren Wirksamkeit allerdings häufig infrage gestellt wird.

Die vorliegende Arbeit untersucht, inwiefern das im Rahmen des Projekts iWnat entwickelte Fortbildungsangebot Chemielehrkräften mit unterschiedlichen Voraussetzungen und Interessen gerecht wird und sie in ihrer Kompe- tenzentwicklung wirksam unterstützen kann. Dazu wurden in einer ersten Feldstudie die Dimensionen Einstellungsmuster zu und Einsatzweisen von digitalen Tafeln bei 360 Lehrkräften aus 29 weiterführenden Schulen in Niedersachsen erhoben. Grundlage bildete dabei das Concerns-Based Adoption Model (CBAM) (Hall und Hord 2006). Die Ergebnisse dieses ersten Forschungsteils belegen einerseits, dass die Implementation digitaler Tafeln sich in einer frühen Phase befindet und die Lehrkräfte unabhängig von der Fachdomäne auf einer niedrigen Kompetenzentwicklungsstufe hinsichtlich beider Dimensionen stehen. Andererseits liegt diesbezüglich eine große Heterogenität vor, was eine differenzierende Ausrichtung von Unterstützungsmaßnahmen nach sich zieht. Die Ergebnisse dieses Forschungsteils dienten als Grundlage für die Entwicklung der spezifischen Fortbildung für Chemielehrkräfte im Rahmen des Projekts iWnat. Die Wirksamkeitsprüfung der Fortbildung erfolgte in einer Feldstudie mit 59 Chemielehrkräften im Rahmen eines Vergleichsgruppendesigns, wobei 30 Lehrkräfte die Fortbildung absolvierten.

Die Ergebnisse weisen eine deutliche Kompetenzentwicklung infolge der Teilnahme an der Lehrerfortbildung hinsichtlich der Einstellungsmuster, der Kooperationsbereitschaft und vor allem der Einsatzweisen digitaler Tafeln im Chemieunterricht auf. Die Bewertungen zur Akzeptanz, zum Inhalt und zur Gestaltung der chemiespezifischen Lehrerfortbildung fielen überwiegend sehr positiv aus.



Buchbeiträge

Menthe, J., Hoffmann, T., Nehring, A. & Rott, L. (2015): Unterrichtspraktische Impulse für einen inklusiven Chemieunterricht, In: O. Musenberg & J. Riegert (Hrsg.): Inklusiver Fachunterricht in der Sekundarstufe. Stuttgart: Kohlhammer.
ISBN: 978-3-17-025203-5

Für die inklusive Unterrichtspraxis stellt sich die Aufgabe, handhabbare Hilfestellungen und Materialien zu entwickeln, die Lehrkräfte und Ausbilder/innen in der konkreten Gestaltung eines adaptiven, individualisierten Chemieunterrichts unterstützen. Im Rahmen eines Workshops auf der Tagung „Inklusiver Fachunterricht in der Sekundarstufe“ sind Überlegungen anhand konkreter Unterrichtsinhalte entwickelt worden, die in diesem Beitrag skizziert werden. Ausgangspunkt war die dabei Orientierung an einer exemplarischen, heterogen zusammengesetzten Lerngruppe und einem konkreten Unterrichtsgegenstand, der im Sinne Feusers (1989) allen Lernenden einen individuellen Zugang bietet. Für eine breite Anwendung im Chemieunterricht wurde dazu das Themenfeld „Wasser – Element oder Verbindung?“ fokussiert...



Journalbeiträge

Schanze, S. & Busse, M. (2015): Peer-Interaction. Förderung des Konzeptverständnisses durch ein kollaboratives Aufgabenformat. NiU-Chemie, Heft 149, S. 26-34

Wie lassen sich die unterschiedliche Säurestärke einer Chlorwasserstoff-Lösung und einer Essigsäure-Lösung auf Teilchenebene darstellen? Der unterrichtspraktische Beitrag zeigt, wie sich das Stoff-Teilchen-Konzept anhand eines kollaborativen Aufgabenformates diagnostizieren und fördern lässt. Zwei Aufgabenbeispiele aus den Themenbereichen „Säuren und Basen“ bzw. „Verbrennungsreaktion“ werden vorgestellt und hieran der Aufbau der mindestens dreiteiligen Aufgaben erläutert. 


Nehring, A., Päßler, A. & Tiemann, R. (2015): The Complexity of Teacher Questions in Chemistry Classrooms: an Empirical Analysis on the Basis of Two Competence Models, International Journal of Science and Mathematics Education.
DOI: 10.1007/s10763-015-9683-9

With regard to the moderate performance of German students in international large-scale assessments, one branch of German science education research is concerned with the construction and evaluation of competence models. Based on the theory-driven definition of competence levels, these models imply a correlation between the complexity of a question or a problem, its difficulty and the cognitive demands that are required to answer or solve it. The aim of the study was to apply two competence models in order to analyse the complexity of questions that chemistry teachers use to promote learning in class as well as to compare the results of this analysis. Two model-based coding schemes were constructed and evaluated on the basis of interrater reliability before analysing the teacher questions in 40 chemistry lessons. The results show that between 60 and 65% of the questions refer to low complexity levels. Although there is a considerable correspondence between the results (69.2%), neither model can be considered as redundant. These findings are discussed with regard to the level and the development of students’ skills in science.


Struckmeier, S.; Sieve, B. & Kloppenburg, J. (2015): Biokunststoffe. Eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen?, NiU-Chemie, Heft 148, S. 32-40

Wir leben in einer Kunststoffwelt. In nahezu jedem Bereich unseres Alltags sind Kunststoffe als „Werkstoffe nach Maß“ vertreten. Fossile Ressourcen als Rohstoffe für Kunststoffe sind jedoch begrenzt, und eine sachgerechte Wiederverwendung von Kunststoffabfällen ist häufig problematisch. Die in diesem Artikel aufbereiteten Materialien sind geeignet, um mit Lernenden der Bedeutung von Biokunststoffen als Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen nachzugehen und um die verschiedenen Formen der Wiederverwertung von Kunststoffen zu erarbeiten.


Nehring, A., Nowak, K. H., Upmeier zu Belzen, A. & Tiemann, R. (2015): Predicting Students’ Skills in the Context of Scientific Inquiry with Cognitive, Motivational, and Sociodemographic Variables, International Journal of Science Education, 37(9), 1343–1363
DOI: 10.1080/09500693.2015.1035358

Im Kompetenzbereich „Erkenntnisgewinnung“ sollen Schülerinnen und Schüler u. a. anhand verschiedener Arbeitsweisen chemische Fragestellungen beantworten und Hypothesen überprüfen. Welche Eigenschaften der Schülerinnen und Schüler von Bedeutung sind, wenn sie dabei auftretende Problemstellungen lösen, ist Gegenstand dieses Artikels, der die Ergebnisse einer quantitativen Studie mit 780 Probanden darstellt. Es zeigt sich, dass neben dem Wissen in Chemie, der kognitive Belastung und der Intelligenz auch affektive Merkmale wie das Interesse an den chemischen Inhalten der Untersuchungen und das Selbstkonzept in Chemie von Bedeutung sind. Diese Merkmale dominieren Variablen wie das Geschlecht oder den Migrationshintergrund und sind geeignet, die den Kompetenzvorsprung von Schülerinnen und Schülern aus der Sekundarstufe II zu erklären. Die Bedeutung dieser Ergebnisse für die Konzeption von „Kompetenzen“ wird daraufhin diskutiert.


Sieve, B. (2015): Redoxreaktionen – ein heißes Eisen im Chemieunterricht, NiU-Chemie, Heft 146, S. 2-7

Die Gewinnung von Metallen aus Erzen, zahlreiche Stoffwechselprozesse, die spannungserzeugenden Vorgänge in einer Batterie, die Verbrennung fossiler Energieträger oder die Korrosion von Metallen – der Reaktionstyp der Redoxreaktionen hat eine umfassende Bedeutung für das Leben auf der Erde und spielt auch im Chemieunterricht eine wesentliche Rolle. Im Basisartikel wird die Begriffsbildung zum Redoxbegriff problematisiert und ein Vorschlag für eine konsistente Entwicklung des Redoxbegriffs unterbreitet. 


Meyer, I. & Sieve, B. (2015): Redoxreaktionen und E-Shisha – Untersuchung einer Volta-Zelle, NiU-Chemie, Heft 146, S. 18-23

Auf den Schulhöfen haben E-Shishas seit einiger Zeit Einzug gehalten und gelten unter Jugendlichen als cool. Wie genau funktioniert eine E-Shisha, und ist sie so harmlos wie sie beworben wird? Die in diesem Artikel beschriebene Untersuchung einer E-Shisha ist ein motivierender Ansatz für einen forschenden Chemieunterricht. Fachlicher Schwerpunkt ist neben der Auseinandersetzung mit den Inhaltsstoffen die Erarbeitung der Funktionsweise der in der E-Shisha verbauten Batterie. Hierzu werden grundlegende Sachinformationen und Materialien vorgestellt.


Sieve, B. & Busker, M. (2015): Eigenständig zu den Oxidationszahlen. Materialien zur selbständigen Ermittlung von Oxidationszahlen, NiU-Chemie, Heft 146, S. 41-44

In der modernen Chemie, aber auch in höheren Jahrgangsstufen des Chemieunterrichts, werden die Teilvorgänge der Oxidation und der Reduktion auf der Basis von Oxidationszahlen bestimmt. Die Oxidationszahl wird dabei in der Regel als Hilfsgröße genutzt. In diesem Beitrag werden Materialien zur Bestimmung und Anwendung der Oxidationszahlen vorgestellt. Die Materialien richten sich an Schülerinnen und Schüler der Sek. II, können aber auch bereits in höheren Jahrgangsstufen der Sek. I eingesetzt werden. 


Sieve, B. (2015): Aufgabe pur: Mikrobiologische Brennstoffzellen – Strom durch Hefe?, NiU-Chemie, Heft 146, S. 47f


Sieve, B. (2015): Spannung in der Klasse – die Körperbatterie, NiU-Chemie, Heft 146, S. 49f


Sieve, B. (2015): Volta-Batterien im Kleinformat, NiU-Chemie, Heft 146, S. 49f


Sieve, B. & Schanze, S. (2015): Lernen im digital organisierten Chemieraum, NiU-Chemie, Heft 145, 26. Jahrgang, S. 2-7

Ziel des Themenheftes ist, die Potenziale und Grenzen der Informations- und Kommunikationstechnologie aufzuzeigen. Der Basisartikel gibt einen Überblick über spezifische Softwareapplikationen und vor allem über digitale Geräte, die zusätzlich zur Nutzung des Computers im Chemieunterricht eingesetzt werden können, um Schülerinnen und Schüler bei der Erarbeitung chemischer Sachverhalte zu unterstützen. Potenziale und Anwendungsfelder dieser „digitalen Werkeuge“ werden aufgezeigt und erläutert.


Sieve, B., Ehlers, C. & Struckmeier, S.  (2015): Smartphones sinnvoll einsetzen. Dokumentationshilfe für Experimente und Messgeräte, NiU-Chemie, Heft 145, 26. Jahrgang, S. 18-22

Smartphones sind mittlerweile fester Bestandteil im Alltag der Jugendlichen, ihre Verwendung im Unterricht ist jedoch in vielen Schulen verboten. Dabei bieten diese Minicomputer vor allem über die installierten Apps sowie die in den Geräten verbauten Sensoren eine Fülle von Potenzialen auch für den Chemieunterricht. Schwerpunkte in diesem Artikel bilden die Möglichkeiten zur Unterstützung der Durchführung und Dokumentation von Schülerexperimenten, wobei der Smartphoneeinsatz an verschiedenen erprobten Unterrichtsszenarien dargestellt wird.


Sieve, B., Struckmeier, S., Taubert, C. & Netrobenko, C. (2015): Unsichtbares sichtbar machen. Chemische Phänomene anhand von Zeitlupenaufnahmen verstehen, NiU-Chemie, Heft 145, 26. Jahrgang, S. 23-27

„Das habe ich jetzt nicht gesehen, das ging viel zu schnell.“ – Häufig ist der Moment für entscheidende Beobachtungen bei einem Experiment schon vorbei, ohne dass sie von den Schülern wirklich wahrgenommen wurden, wie z.B. beim „Flammensprung“ an einer gerade ausgepusteten Kerze. Dieser Artikel gibt Hinweise, wie Filme solcher Experimente mit einer handelsüblichen Digitalkamera mit Highspeedfunktion selbst aufgenommen werden können und zeigt an drei Beispielen auf, wie diese Filme für die Auswertung von Experimenten genutzt werden können.


Schanze, S. & Kampschulte, L. (2015): Offene Bildungsressourcen und persönliche Lernumgebungen. Nutzung, Bearbeitung und Austausch frei zugänglicher digitaler Daten, NiU-Chemie, Heft 145, 26. Jahrgang, S. 28-33

Offene Bildungsressourcen sind digitale Medien, die kostenlos zugänglich sind und beliebig genutzt, modifiziert und weitergegeben werden können. Persönliche Lernumgebungen erlauben eine selbstbestimmte Zusammenarbeit der Schülerinnen und Schüler über Gruppengrenzen hinweg. Beide finden zunehmend Akzeptanz bei Lehrenden und Lernenden. In diesem Beitrag werden anhand von Beispielen guter Praxis die Potenziale dieser Entwicklungen aufgezeigt.


Schrader, F. & Schanze, S. (2015): Messwerte erfassen. Erfassung und Verarbeitung von Messwerten mit neuen Medien, NiU-Chemie, Heft 145, 26. Jahrgang, S. 34-38

Das Erfassen und Auswerten von Messwerten sind wichtige Bestandteile naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen. Durch die Einbindung computergestützter Systeme ergibt sich ein zusätzliches Spektrum an Einsatzmöglichkeiten. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über denkbare Anwendungen. Ein besonderer Fokus wird dabei auf die Darstellung einer Mindestausstattung und auch auf die Einbindung von interaktiven Tafeln und anderen Endgeräten gelegt, über die Messdaten für eine weitere Verwendung schnell zur Verfügung gestellt werden können.


Sieve, B. (2015): Aus 2D mach 3D. 3D-Darstellungen von Molekülen mit der Software ChemPad, NiU-Chemie, Heft 145, 26. Jahrgang, S. 42-43

Der Umgang mit analogen und digital generierten dreidimensionalen symbolischen Repräsentationen setzt zwei grundsätzliche Fähigkeiten voraus: zum einen die Fähigkeit, die räumliche Orientierung eines statischen Objekts zu erfassen, zum anderen die, das Objekt im Geiste zu bewegen und zu verändern. Beide Fähigkeitsbereiche lassen sich im Chemieunterricht durch den Umgang mit 3D-Darstellungen schulen. Hierfür eignet sich beispielsweise das Programm ChemPad, dessen Bedienung in diesem Magazinartikel an einem Beispiel vorgestellt wird.


Ulrich, N. & Schanze, S. (2015): Das e-Chem-Book. Einblicke in ein digitales Schulbuch, NiU-Chemie, Heft 145, 26. Jahrgang, S. 44-48

Welche Anforderungen muss ein digitales Schulbuch erfüllen, das im Unterricht als Lehr- und Lernmedium dienen und gleichzeitig zum selbstgesteuerten Lernen in Einzel- und Gruppenarbeit verwendet werden soll? Der Magazinbeitrag erläutert, welche Aspekte bei der Entwicklung einer digitalen Schulbuchbucheinheit zum Thema „Einführung in das Teilchenmodell“ im Rahmen des DFG-Forschungsprojektes eChemBook berücksichtigt werden. Gleichzeitig werden wesentliche Unterschiede zum analogen Schulbuch aufgezeigt.