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Buchbeiträge

Nehring, A. & Bohlmann, M. (2016): Inklusion als Herausforderung und Chance für die naturwissenschaftsdidaktische Theoriebildung, In J. Riegert & O. Musenberg (Hrsg.), Didaktik und Differenz. Klinkhardt.



Schulbücher

Asselborn, W., Rickers, J., Risch, K.T. & Sieve, B.F. (2016): Chemie heute - Klasse ⅞ Neubearbeitung für Berlin und Brandenburg, Schroedel Verlag, Braunschweig


Asselborn, W., Risch, K.T., Sieve, B.F. (2016): Chemie heute SI - Neubearbeitung für Baden-Württemberg, Schroedel Verlag, Braunschweig



Journalbeiträge

Böhm, D., Rinke, M.T., Struckmeier, S. & Sieve, B. (2016): Heidelbeeren, Curry & Co. Indikatoren aus der Natur, NiU-Chemie, Heft 155, S. 10-14

Säure-Base-Indikatoren aus Rotkohlsaft oder Radieschenschalen sind mittlerweile im Chemieunterricht geläufig. In dem Beitrag werden verschiedene weitere Beispiele für aus Lebensmitteln gewonnene Indikatoren vorgestellt - zum einen Extrakte aus anthocyanhaltigen Früchten und Blüten, zum anderen aus Gewürzen und Süßwaren isoliertes Curcumin. Die Indikatoren werden auf ihre Potentiale zur Bestimmung von pH-Werten analysiert.


Fechner, S., Dettweiler, Y., Sieve, B., Ulrich, N., Böhm, D. & Schanze, S. (2016): Egg-races als gesellschaftsfähige naturwissenschaftliche Wettbewerbe für jedermann?, CHEMKON, Heft 2, S. 71-78
DOI: 10.1002/ckon.201610270

Seit seiner Einführung durch die BBC-Fernsehserie „The Great Egg-Race“ hat die Aktivität des „egg-racing“ als Methodenwerkzeug in den Naturwissenschaften stark an Bedeutung gewonnen. Besonders der mit der Aktivität verbundene Spaß an der Sache in Kombination mit Elementen des forschenden Lernens wird als relevanter Zugang zu naturwissenschaftlichem Wissen angeführt. Anhand einer wettbewerbsorientierten Fragestellung bekommen Lernende die Möglichkeit, verschiedene Lösungswege experimentell zu erproben, um eine möglichst ideale Lösung zu erarbeiten. In diesem Beitrag wird die ursprüngliche Idee des egg-race als gesellschaftliche Unterhaltung aufgegriffen und weiterentwickelt, indem ein motivierender Zugang zur Chemie als Naturwissenschaft „für jedermann“ geschaffen wird. Eine anschließende Evaluation zeigt Faktoren auf, die während der Bearbeitung als erfolgversprechend wahrgenommen werden. Somit können Leitlinien zur Durchführung von egg-races auf gesellschaftlichen Veranstaltungen formuliert werden.


Sieve, B. (2016): Ergänzung zum Beitrag Untersuchung der Inhaltsstoffe eines Lithium-Ionen-Akkus einer E-Shisha, CHEMKON, Heft 4, S. 191f.
DOI: 10.1002/ckon.201610284

In diesem Beitrag werden wichtige Sicherheitshinweise für die sachgerechte und gefahrenminimierte Untersuchung von Einweg-E-Shishas vorgestellt. Speziell der Umgang mit dem in allen Lithium-Ionen-Akkus bzw. -Batterien enthaltenen Lithiumhexafluorophosphats wird diskutiert.


Meier, M., Ulrich, N., Assent, R., Richter, J., Schanze, S., Schaub, D., Scheiter, K. & Weiss, S.  (2016): Klicken, Tippen, Wischen - Lernen mit einem digitalen Schulbuch im naturwissenschaftlichen Unterricht , MNU, Heft 5, Jg. 69, S. 417-423

Angesichts der weiter voranschreitenden Digitalisierung im Unterricht der naturwissenschaftlichen Fächer scheinen die klassischen Schulbuchformate ein Auslaufmodell zu sein. In diesem Beitrag werden zwei digitale Schulbücher für die Fächer Chemie und Biologie vorgestellt und Einsatzmöglichkeiten für den Unterricht diskutiert.


Paul, J., Schanze, S. & Groß, G. (2016): Lernwege zum Experimentieren beim Wettbewerb „Jugend forscht“, CHEMKON, Heft 4, 23. Jg. S. 170-180
DOI: 10.1002/ckon.201610277

Fachgemäße Denk- und Arbeitsweisen stehen zunehmend im Zentrum des naturwissenschaftlichen Unterrichts und sind ein wichtiger Bereich fachdidaktischer Forschung. Die erklärte Absicht des Schülerwettbewerbs Jugend forscht ist, solche naturwissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweisen wie das Experimentieren gezielt zu fördern. Auf der Grundlage von 57 Interviews mit am Wettbewerb teilnehmenden Jugendlichen fasst die vorliegende qualitative Studie die auftretenden Konzepte zum Experimentieren zusammen und leitet aus den Vorstellungsänderungen zugehörige Lernwege ab. Die erhobenen Vorstellungsänderungen führen die teilnehmenden Jugendlichen auf zwei wesentliche Ursachen zurück: (1) Auf die Möglichkeit, sehr nahe am realen naturwissenschaftlichen Erkenntnisweg zu arbeiten. (2) Auf die vielfältigen Austauschmöglichkeiten, welche eine bewusste Reflexion des eigenen Projekts fördern. Die Befunde legen eine stärkere Verankerung ergebnisoffener Experimente auch im Schulunterricht nahe.


Schanze, S. (2016): Säuren und Basen. Der Säure-Base-Begriff im Spannungs- feld der historischen und fachdidaktischen Entwicklung., NiU-Chemie, Heft 155, S. 2-9

Säuren und Basen sind den Lernenden aus ihrem Alltag bekannt. Das Thema bietet gute kontextorientierte Zugänge zu allen Basiskonzepten der Chemie. Im Verlauf des Chemieunterrichts werden verschiedene Säure-Base-Begriffe verwendet. Der Basisartikel diskutiert die Verwendung der verschiedenen Begriffe und Konzepte und liefert Hinweise für eine konsistente Terminologie.


Sieve, B., Schanze, S. & Stroh, X. (2016): Chlorwasserstoffes und Wasser. Verschiedene Experimente zur Protolyse, NiU-Chemie, Heft 155, S. 30-34

Der klassische Zugang zum Säure-Base-Konzept nach Brönstedt und Lowry erfolgt häufig über das Einleiten von Chlorwasserstoffgas in Wasser. In dem Beitrag werden verschiedene Varianten zur Herstellung von Chlorwasserstoffgas und der anschließenden Reaktion mit Wasser diskutiert. Die Auswertung der Experimente wird beschrieben, wobei mehrere Differenzierungsmöglichkeiten vorgestellt werden. 


Schanze, S. & Sieve, B. (2016): Reaktionen saurer Lösungen mit Kalk und unedlen Metallen Aus dem Blickwinkel verschiedener Säure-Base-Konzepte, NiU-Chemie, Heft 155, S. 38f.

Die Reaktion von sauren Lösungen mit Kalk und mit unedlen Metallen wird häufig als Beispiel für die Eigenschaften saurer Lösungen herangezogen. In dem Beitrag werden die verschiedenen Erklärungsmöglichkeiten diskutiert, die sich aus dem Blickwinkel der verschiedenen Säure-Base-Konzepte ergeben.


Schanze, S. & Heinitz, B. (2016): Säure-Base-Reaktionen endschleunigen. Variationen der Säure-Base-Reaktionen in Petrischalen, NiU-Chemie, Heft 155, S. 44-46

Versuche in Petrischalen sind vorwiegend aus dem Feld der Füllungsreaktionen bekannt. Sie eignen sich jedoch auch für die einfache Darstellung von Säure-Base-Reaktionen. Im Beitrag werden verschiedene Varianten zur Reaktion stark saurer und alkalischer Salze und zur Fällung von Aluminiumhydroxid vorgestellt. 


Sieve, B. & Bittorf, R. (2016): Protonenübertragung oder Elektronenpaarübertragung? Säure-Base-Reaktionen sachgerecht darstellen., NiU-Chemie, Heft 155, S. 47f.

Nach Brönsted ist eine Säure-Base-Reaktion eine Protonenübertragung von einem Protonendonatorteilchen zu einem Protonenakzeptorteilchen. In Schulbüchern wird dieser Vorgang meist mit einem Protonenübertragungspfeil von der Brönstedt-Säure zur Brönstedt-Base gezeichnet. Doch ist diese Darstellungsweise zielführend und anschlussfähig an spätere Darstellungen? In dem Beitrag wird eine eher mechanistische und an die Organische Chemie anschlussfähige Darstellungsweise nach dem EPF diskutiert.


Schanze, S. (2016): Löse- und Wanderungsgeschwindigkeit von Ionen – Petrischalenversuch, NiU-Chemie, Heft 155, S. 49f.

Es wird ein Petrischalenversuch vorgestellt, in dem die Löse- und Wanderungsgeschwindigkeit der Bildung von Silberiodid aus Silbernitrat und Kaliumiodid abgeschätzt werden kann.


Sieve, B. (2016): Dem pH-Wert mit einer Simulation auf die Spur kommen, NiU-Chemie, Heft 155, S. 49f.

Der Beitrag stellt eine frei zugängliche Computersimulation vor, mit der der Zusammenhang zwischen der Konzentration an Hydrogenium-Ionen einer Lösung und dessen pH-Wert abgeleitet werden kann. Vorschläge für den Einsatz der Simulation im Unterricht werden vorgestellt.


Sieve, B. (2016): Untersuchung der Inhaltsstoffe eines Lithium-Ionen-Akkus einer E-Shisha, CHEMKON, Heft 3, S. 141-144
DOI: 10.1002/ckon.201610279

E-Shishas und E-Zigaretten sind in der Kontroverse und bieten einen Zugang für einen experimentell orientierten Chemieunterricht. Es werden Experimente zur Untersuchung eines Lithium-Ionen-Akkus vorgestellt, der aus einer Einweg-E-Shisha stammt. Die beschriebenen Experimente können kontextuell in die Analyse der Funktionsweise von E-Shishas eingebunden werden und verknüpfen klassische Nachweisreaktionen mit dem Thema Elektrochemie.  


Struckmeier, S. & Sieve, B. (2016): Pigmente aus fachlicher und chemiedidaktischer Perspektive, NiU-Chemie, Heft 154, S. 2-9

Die Welt um uns herum ist farbig. Pigmente spielen dabei eine wirtschaftlich gesehen deutlich größere Rolle als Farbstoffe. Im Chemieunterricht werden Pigmente jedoch meist nur am Rande behandelt, obwohl das Thema zahlreiche Anknüpfungspunkte an zu vermittelnde Inhalte und zu entwickelnde Kompetenzen aufweist. Das Themenheft greift dieses Desiderat auf und gibt konkrete Beispiele, wie man Pigmente in einem modernen und an Alltag und Technik orientierten Chemieunterricht integrieren kann. Der Basisartikel liefert dabei wesentliche fachliche und fachdidaktische Argumentationen. 


Springfeld, H., Kopp, T., Sieve, B. & Struckmeier, S. (2016): Mehr als nur bunt: Farbige Pigmente - Struktur und Anwendung von Pigmenten, NiU-Chemie, Heft 154, S. 10-18

In dem Beitrag werden Unterrichtsmaterialien und Experimente vorgestellt, mit denen die grundlegenden Eigenschaften und Anwendungsbereiche von Pigmenten im Chemieunterricht der Sek. II vermittelt werden können. Neben der Unterscheidung von Pigment und Farbstoff stehen die Synthese von organischen und anorganischen Pigmenten sowie die Begründung der Farbigkeit im Sinne des Struktur-Eigenschafts-Konzepts im Mittelpunkt.


Sieve, B., Struckmeier, S. & Winkler, Ch. (2016): Woraus bestehen Tuschkastenpigmente? Chemische Analyse der Pigmente in Tuschkastenfarben, NiU-Chemie, Heft 154, S. 21-29

Die Farbpigmente in einem Wasserfarbkasten bieten einen motivierenden und fachlich ergiebigen Zugang zum Thema Pigmente. Es wird eine Unterrichtsreihe vorgestellt, in der ausgewählte Tuschkastenfarben mit schulgeeigneten Nachweisverfahren analysiert werden. Ausgangspunkt ist ein Beitrag der Stiftung Warentest über das Gefährdungspotenzial von Stoffen in verschiedenen Mal- und Zeichenutensilien.


Struckmeier, S., Böhm, D. & Sieve, B. (2016): Vielseitiges Titandioxid - Herstellung, Eigenschaften und Einsazbereiche von Titandioxid, NiU-Chemie, Heft 154, S. 30-37

Titandioxid ist das mit Abstand am häufigsten in Alltag und Industrie verwendete Pigment. In dem Beitrag werden Materialien für einen experimentell orientierten Chemieunterricht für die Sek. II vorgestellt, die sich für Facharbeiten oder ein Projekt eignen. Die vierfältigen Anwendungsbereiche werden im Experiment nachgestellt und modelliert.


Sieve, B.  (2016): Tattoos – bunt, hip und gefährlich?, NiU-Chemie, Heft 154, S. 46-50

Das Thema Tattoopigmente wurde für eine Chemie-Oberstufenklausur aufgearbeitet. Neben inhaltsbezogenen Kompetenzen werden insbesondere die Kompetenzbereiche Erkenntnisgewinnung (über Nachweisverfahren) und Bewerten (über die Vorgänge beim Entfernen von Tattoos) geprüft. 


Nehring, A., Nowak, K. H., Stiller, J., Upmeier zu Belzen, A. & Tiemann, R. (2016): Naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen im Chemieunterricht – eine modellbasierte Videostudie zu Lerngelegenheiten für den Kompetenzbereich der Erkenntnisgewinnung, Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, S. 1-21
DOI: 10.1007/s40573-016-0043-2

Der Beitrag präsentiert die Anwendung eines fachübergreifenden Kompetenzmodells für den Bereich der Erkenntnisgewinnung zur videobasierten Analyse von Lerngelegenheiten im Chemieunterricht. Das Modell definiert neun Teilkompetenzen, die sich im Sinne eines hypothetisch-deduktiven Vorgehens in die naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen „Beobachten, Vergleichen, Ordnen“, „Experimentieren“ und „Modelle nutzen“ strukturieren lassen. In einer Videostudie wurden auf dieser Grundlage 27 Stunden aus den Sekundarstufen I und II wurden somit im Hinblick auf die Art und den Umfang der angebotenen Lerngelegenheiten modellbasiert analysiert und interpretiert. Die Ergebnisse zeigen, dass sich das theoretisch fachübergreifende Modell grundsätzlich für die Analyse von Chemieunterricht eignet, da Lerngelegenheiten differenziert interpretiert werden können und dabei eine Varianz erzeugt wird, die fachdidaktisch relevante Informationen liefert. Zwar lassen sich Lerngelegenheiten für sämtliche durch das Modell definierten Teilkompetenzen beobachten, die Daten zeigen jedoch auch, dass sich der Umfang der angebotenen Lerngelegenheiten unterscheidet und sich im Mittel eine starke Fokussierung auf einzelne Arbeitsweisen bzw. Teilaspekte des Modells zeigt. Die Untersuchung liefert schließlich Erklärungsansätze für bereits vorliegende Befunde zur Interkorrelation von Teilkompetenzen und zu Gruppenunterschieden in der Kompetenzausprägung von Schülerinnen und Schülern.


Sieve, B. (2016): Aha-Effekte erzielen durch den Einsatz von Bildern und Videos, NiU-Chemie, Heft 153, S. 46f.

Viele Experimente verlaufen für unser Auge zu schnell, als dass der Prozess genauer betrachtet werden kann. Solche Vorgänge können mit einer Digitalkamera oder einem Smartphone mit Zeitlupenfunktion oder aber auch einer einfachen Wärmebildkamera aufgenommen werden. Diese Videos und Bilder können dann bei der Auswertung des Experiments vertiefte Einsichten in das dargestellte Phänomen liefern. 


Sieve, B., Kremer, K. & Bahnemann, D. (2016): Materialien für die Zukunft. Ein Überblick über die aktuelle Anwendungsforschung zu modernen Materialien, Unterricht Chemie, Heft 152, S. 2-6

Moderne Materialialien prägen heutzutage unseren Alltag. Stichworte wie strategische Metalle, nanoskalierte Werkstoffe und auch Funktionswerkstoffe und deren Bedeutung für Zukunftstechnologien werden in den Medien häufig mit modernen Materialien assoziiert, ebenso wie die Begrenztheit bestimmter Ressourcen sowie die Forderung nach ihrer nachhaltigen Nutzung. Der Basisartikel gibt einen exemplarischen Überblick über die Vielfalt moderner Materialien und ordnet sie verschiedenen Kategorien zu. 


Kremer, K., Sieve, B. & Parchmann, I. (2016): Aus der Forschung in den Unterricht. Potenziale für die Vermittlung von Struktur-Eigenschafts-Denken, Unterricht Chemie, Heft 152, S. 7-11

Moderne Materialien bieten zahlreiche Anknüpfungspunkte und kontextuelle Zugänge für einen alltags- und kompetenzorientierten Chemieunterricht. Dabei liegt der Schwerpunkt in der Sekundarstufe I auf den Stoffeigenschaften bestimmter Materialien, während in der Sekundarstufe II die Betrachtung verschiedener Systemebenen zur Deutung von Stoff-Eigenschafts-Beziehungen im Mittelpunkt steht. Ein dritter Zugang beleuchtet die Besonderheiten moderner Materialien und Werkstoffe über die Klassifizierung nach den jeweiligen Herstellungsstrategien. 


Struckmeier, S. & Sieve, B. (2016): Vom Friesennerz bis zur atmungsaktiven Jacke. Textilien mit Funktion, Unterricht Chemie, Heft 152, S. 12-17

Outdoor-Jacken sollen schön warm halten, vor Nässe schützen und gleichzeitig atmungsaktiv sein. In diesem unterrichtspraktischen Beitrag werden verschiedene Experimente und eine Lernkartei vorgestellt, mit der das Thema Funktionstextilien in den Chemieunterricht der Sekundarstufe II integriert werden kann. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Erarbeitung der verschiedenen Methoden und Strategien zur Herstellung wetterfester Klei- dung. Die Materialien können auch für das Erstellen von Facharbeiten verwendet werden.


Nehring, A. & Walkowiak, M. (2016): Ein pH-Meter für den Chemieunterricht selbst anfertigen und programmieren, Praxis der Naturwissenschaften Chemie in der Schule, Heft 2, Jahrgang 65, S. 39-42

In dem Beitrag wird vermittelt, wie man ein Anzeigegerät für ein pH-Meter mit der Open Source App Aquino Nano anfertigen kann, um anschließend Messdaten auszulesen und mithilfe eines Rechners zu verarbeiten. 


Sieve, B., Friege, G. & Klappauf, I. (2016): Interaktive Whiteboards im Physikunterricht - Potenziale und Hürden, Unterricht Physik, Heft 151, S. 2-7

Interaktive Whiteboards (IWB) sind mittlerweile in vielen Physikräumen installiert. Doch häufig fehlen Ideen und Materialien, wie man dieses Werkzeug mit Mehrwert für die Vermittlung von Physik einsetzen kann. Im Basisartikel zum Themenheft werden didaktisch-methodische Potenziale dieser Technologie für den Physikunterricht aufgezeigt und Empfehlungen für die erfolgreiche Implementation in den täglichen Unterricht gegeben. 


Friege, G. & Sieve, B. (2016): Werkzeuge für das Interaktive Whiteboard - ein Überblick, Unterricht Physik, Heft 151, S. 8-11

Das Interaktive Whiteboard für sich allein ist – überspitzt betrachtet – nicht sehr viel mehr als eine normale Tafel bzw. Projektionsfläche mit einigen netten Zusatzfunktionen. Erst im Kanon mit weiteren digitalen Geräten und entsprechender Software wird der Mehrwert dieses Mediums im naturwissenschaftlichen Unterricht sichtbar. Der Beitrag stellt zentrale Geräte wie z.B. Dokumentenkameras, Sensorsysteme sowie verschiedene physikspezifische Softwareanwendungen vor und stellt die Nutzung im Physikunterricht dar. 


Sieve, B., Böhm, D. & Springfeld, H. (2016): Ergebnisse sichern am Interaktiven Whiteboard. Drei Szenarien zur Schüleraktivierung, Unterricht Physik, Heft 151, S. 33-35

Interaktive Whiteboards sind nach wie vor ein vornehmlich von Lehrkräften bedientes Präsentationswerkzeug. Dieses Medium lässt sich jedoch sehr einfach auch von Lernenden nutzen, insbesondere wenn es um die Sicherung und Überprüfung erarbeiteter Fachinhalte geht. In diesem Beitrag werden drei prototypische Situationen vorgestellt, in denen Lernende Interaktive Whiteboards für die Sicherung und Präsentation von physikalischen Inhalten nutzen.


Sieve, B. & Friege, G. (2016): Links rund um das IWB im Physikunterricht, Unterricht Physik, Heft 151, S. 40


Sieve, B. & Friege, G. (2016): Wichtige Begriffe rund um das IWB, Unterricht Physik, Heft 151, S. 41


Walkowiak, M. & Nehring, A. (2016): Using ChemDuino, Excel, and PowerPoint as Tools for Real-Time Measurement Representation in Class, Journal of Chemical Education
DOI: 10.1021/acs.jchemed.5b00923

Der vorliegende Artikel erklärt, wie das Arduino-basierte System „ChemDuino“ genutzt werden kann, um Messwerte mit einfachen Mitteln aufzuzeichnen und ihre Entwicklung im Unterricht zu visualisieren. Zum Einsatz kommen dabei die weit verbreiteten Programme Excel und PowerPoint, die zahlreichen Lehrkräften zugänglich sind. Anhand einer Neutralisationsreaktion wird exemplarisch dargestellt, wie sich auf diese mehrere Variablen (z. B. pH-Wert und Temperatur) integrieren und visualisieren lassen, um das Verständnis von chemischen Prozessen zu fördern.


Prechtl, M. & Sieve, B.  (2016): Chemie gendersensibel unterrichten, Unterricht Chemie, Heft 151, S. 2-9

Seit einigen Jahren wird ein deutlicher Bildungszuwachs bei Mädchen verzeichnet und mittlerweile gelten sie, gemessen an den Schulabschlüssen, als Bildungsgewinnerinnen. Hat die Genderbewegung also ihr Ziel erreicht? Der Basisartikel unterzieht die vermeintlichen Erfolge des Gender Mainstreamings einer kritischen Prüfung. Dabei werden Geschlechterdifferenzen bezüglich des Raumvorstellungsvermögens, der Attributionen auf Handlungsergebnisse, des Fähigkeitsselbstkonzeptes sowie Interessen und Identikationsmöglichkeiten hinsichtlich Studien- bzw. Berufswahl genauer untersucht. 


Kreisbeck-Apert, S. & Gräbig, M. (2016): Das Thema Gender in die Lehrerausbildung integrieren, Unterricht Chemie, Heft 151, S. 46f.

Studierende des Lehramts sind sich dem Vorhandensein geschlechterspezifischer Chancenungleichheiten in der Schule häufig gar nicht bewusst oder stufen das Thema und die Planung eines geschlechtergerechten Unterrichts heutzutage als nicht mehr relevant ein. Umso mehr ist es für die zukünftigen Lehrkräfte von Belang, dass Wissen um diese Differenzen und mögliche Interventionsmaßnahmen in der Ausbildung von Lehrer_innen zu vermitteln. Der Beitrag informiert, wie das Thema Gender in die Lehrerausbildung an der Universität Hannover integriert wurde. 


Sieve, B. (2016): Der Brennende Bleistift, Unterricht Chemie, Heft 151, S. 48f.

Es wird ein Experiment beschrieben, in dem die Eigenschaften eines Graphitstifts als Temperaturstrahler verdeutlicht werden können.