Interesse an didaktischer Forschung

Diese Seite beschreibt,

  • was wir tun, wenn wir nicht gerade lehren,
  • was wir gern tun würden, wenn wir forschen dürften und
  • was uns trotzdem in schlaflosen Nächten durch die Köpfe geht.

Computereinsatz im CU

Lebensmittelchemie

Dialog Uni-Schule C#NaT

Mädchen im Chemieunterricht

Sonstige Themen

kognitive Entwicklung

1. Der Computer als Lehr- und Lernmittel (update 2010)

Der Computer ist nun seit über 30 Jahren in der Schule, in irgendeiner Form, in irgend einem Fach. In der nahen Vergangenheit hat er Zahlenreihen ausgerechnet, wurden einige Zeilen in BASIC oder PASCAL programmiert, wenn es hoch kam Schülerzeitungen editiert oder ´mal einige Messwerte gesammelt. Man kann im Grunde auch heute noch im Zeitalter des Informatikunterrichts nicht darüber sprechen, der Rechner hätte sich im Schulalltag auf breiter Front durchgesetzt, nicht einmal in dem Maß, in dem er in den Schülerzimmern steht. Das hat m.E. zwei Ursachen:

  • Die meisten Lehrer hinken den Schülern um mindestens eine Generation hinterher. Nach den wenigen Vorreitern, die regelmäßig Textverarbeitung einsetzen gelten Kollegen, die mit Präsentationsprogrammen Unterrichtsmedien erstellen oder per E-Mail mit Schülern kommunizieren als "Technik-Freaks". Das Erstellen von Web-Inhalten bleibt Vorreitern überlassen.
  • Die bisher möglichen Anwendungen haben immer noch nicht alle überzeugt, obwohl in den letzten 15 Jahren eine Welle von Fortbildungen und ein Angebot von Fertiglösungen präsent waren. So bleibt der Computer für die meisten nur eine komfortablere Schreibmaschine (Textverarbeitung), für manche ein unermüdlicherer Daten-Notierer (Messwerterfassung), für wenige eine komplizierte Zeichenschablone (Formeln editieren, Zeichnen), für Freaks eine Plattform für papierlose Unterrichtsprogramme (aus dem Zeitalter des Programmierten Unterrichts).
Wieso soll das jetzt anders werden?
Auch dafür gibt es m. E. mehrere Gründe:
  1. Der Computer ist zum globalen Informationsmedium geworden, auch ohne Zutun der Lehrerschaft. Wenn es irgendwo eine Ansammlung von Information gibt, finden sich auch genug Neugierige (Schüler), die sie haben wollen, egal ob Lehrer das wirklich gut finden oder nicht. Daraus ergibt sich (für Pessimisten) ein neuer Verbreitungsschub für Computer (Laptops) bzw. (für Optimisten) eine neue Bildungschance.
  2. Die in diesem Zug entwickelte Sprache HTML ermöglich neben Hypertexten, die nicht mehr bloße Abbilder von Buchseiten, sondern diesen aus Sicht des Informationen Suchenden durch die unmittelbare Sprungmöglichkeit zu verwandten Inhalten überlegen sind (mehrdimensionaler Text), die Einbindung bewegter Bilder aus einer Kamera oder dem allgegenwärtigen Handy. In Schülergruppen erarbeitete Videos oder Spontanaufnahmen von (daneben gegangenen) Experimenten des Chemielehrers erfreuen eine weltweite Betrachterschar.
  3. Der Computer ist globales Kommunikationsmedium. Befürchten manche immer noch eine Vereinsamung der jungen "Computer-Kid-Generation", so ist genau das Gegenteil der Fall: lokal surft man am liebsten zu zweit oder zu dritt, global ergeben sich Kontakte zu beliebig vielen Leuten mit dem gleichen ausgefallenen Hobby bzw. wissenschaftlichen Interesse.
  4. Moderne Programmiertechniken vereinfachen z.B. bei der Messwerterfassung die Bedienung, verkürzen Einarbeitungszeiten und, vor allem, erweitern die Anzeigemöglichkeiten herkömmlicher Messinstrumente.
  5. Bezahlbare, schnelle Rechner, Drucker und Bildbearbeitungsprogramme ermöglichen die lückenlose Verwendung von Farbe und Bild in selbst erstellte Lehrmittel (Folien, Arbeitsblätter, einfache Lehrprogramme).
Was bedeutet das für die Didaktik-Forschung, speziell im Fach Chemie?
  1. Informationen taugen nur dann etwas, wenn man sie zum gewünschten Zeitpunkt in der gewünschten Tiefe auch findet. Die Orientierung in großen Datenmengen will, ob es sich um ein Buch-Lexikon (Primarstufe), ein Lexikon im WWW (Sekundarstufe I) oder eine spezielle Datenbank handelt, gelernt sein. Deshalb gilt es, in der Fachdidaktik fachspezifische Suchstrategien zu finden und in die Schulen weiter zu vermitteln.
  2. So leistungsfähig Hypertexte sind, sie müssen von Fachkräften sachgemäß erst erstellt werden. Ähnliche Schwierigkeiten wie bei der Lehrbucherstellung (förderliches und hinderliches Layout) sind zu erwarten und können nur von erfahrenen Fachdidaktikern und Lehrbuchautoren gemeistert werden.
  3. Eigene Folien lassen sich jetzt bereits mit den Zeichenfunktionen der Text- und Präsentationseditoren erstellen. Lehrer geraten aber zunehmend in die Situation, das Erstellen von Präsentationen und Postern nicht nur zu können, sondern auch zu lehren. Die Fachdidaktik wird diese erweiterte Kompetenz an die Fachlehrer vermitteln

Ergebnisse:


2. Aspekte der Lebensmittelchemie

In den vergangenen 30 Jahren hat die Didaktik der Chemie drei neue Themenkomplexe für den Unterricht erschlossen:

  • Chemische Technik
  • Umwelt-Chemie
  • Alltagschemie

Alle drei Komplexe lassen sich zwanglos über Themen aus der Lebensmittelchemie verbinden, wobei zusätzliche didaktische Leistungen praktisch "kostenlos" mit "erworben" werden:

  • fächerübergreifende Bezüge
  • projektorientierte Themen
  • Möglichkeiten zur Selbsttätigkeit
  • maximale Schülernähe

Deshalb wirkt der gesamte Bereich der Lebensmittelchemie im Unterricht für Schüler stark motivierend, das zeigen alle Erfahrungen aus der praktischen Umsetzung.

Unbekannte, jedoch stark verbreitete Begriffe (z.B. aus der Deklarationen-Liste) müssen durch die Fachdidaktik für den Unterricht nach folgenden Gesichtspunkten aufgearbeitet werden:

  1. Beschreibung der chemischen Sachstruktur; dies liefert auch das nötige Hintergrundwissen für den Lehrer.
  2. Beschreibung zugrundeliegender Technologien.
  3. Einbettung chemischen Grundwissens.
  4. Lieferung von Material zu gesundheitlichen Aspekten.
  5. Erschließung von Teilaspekten der Analytik oder der Produktion für Schülerexperimente.

Geschehen ist dies durch uns bereits zu den Themen:

Experimentieranleitungen finden Sie zum Thema Lebensmittel auch bei uns.


3. Kognitive Entwicklung und Chemieunterricht

Dieses Themenfeld ergibt sich aus einem Praxiskonflikt:

  • Auf der einen Seite muss jeder Kollege (von einzelnen Ausnahmen abgesehen) in seiner Unterrichtspraxis erfahren, dass sein Fach zu den am wenigsten beliebten gehört, auch wenn er/sie sich noch so sehr um guten Unterricht bemüht. Befragungen (Becker, Brämer/Nolte) bestätigen diesen Eindruck.
  • Auf der anderen Seite bezweifelt kaum ein Schüler die große Bedeutung chemischen Wissens,
  • äußern früher nicht begeisterte Chemie-Schüler nach dem Abitur, dass sie jetzt chemische Inhalte sehr interessieren würden,
  • holen Studenten in Studiengängen, in denen Chemiekenntnisse begleitend gefordert werden, ihre Schuldefizite diesbezüglich mühelos (bei entsprechender Motivation) in kurzer Zeit auf.

Nun ist sicher nicht davon auszugehen, dass

  • alle Chemielehrer schlechter als die Lehrer anderer Fächer sind, oder dass
  • Chemie an sich das schwerste Fach ist.

Unbezweifelt ist aber auch, dass

  • sich die Chemie einer sehr spezifischen, der Alltagssprache häufig widersprechenden Fachsprache bedient und
  • schon im Grundlagenbereich ein Maß abstrakten Modelldenkens erfordert, zu dem man nicht angeborener Massen fähig ist.

Daraus ergibt sich zwangsweise eine Reihe von Fragen:

  1. Sind wir (insbesondere die Fachwissenschaftler der Chemie, aber auch Chemiedidaktiker und Chemielehrer) uns überhaupt der Anforderungen bewusst, die unser Unterricht an das kognitive Entwicklungsniveau der Schüler stellt? Erste Untersuchungen (Gräber) lassen vermuten, dass die Antwort "nein" heißt.
  2. Reicht es, die Inhalte des Faches Chemie zu ändern/auszuwählen, um nicht 60% der Schüler zu überfordern?
  3. Muss die Didaktik des Chemieunterrichts geändert werden, um mehr Schülern einen Lernerfolg zu ermöglichen?
  4. Können Schüler "geändert" werden, indem man die kognitive Entwicklung durch unterstützendes Training beschleunigt? Ist dies sinnvoll, praktikabel, wünschenswert? Fächer wie Physik stehen ja ähnlichen Problemen gegenüber!

Leider sind in Bayern Forschungsmöglichkeiten in dieser Richtung in doppelter Weise stark erschwert:

  • Es gibt eine einzige Professur für Didaktik der Chemie, zu deren ausgewiesenen Aufgaben Forschung gehört; an allen anderen Universitäten schlagen sich Lehrer im Hochschuldienst mit einem sehr hohen Lehrdeputat (17 Stunden) bzw. mit einzelnen Abordnungsstunden durch.
  • Die restriktive Handhabung von §127 GSO verhindert auf sehr effektive und für den naturwissenschaftlichen Unterricht in fataler Weise, dass einzelne erarbeitete Verbesserungen auf etwas breiterer Ebene getestet bzw. dass bereits etablierte Methodiken aus anderen Fächern auf die Chemie versuchsweise übertragen werden.

4. Sonstige Themen

4.1. Im Bereich der Synthesefasern sind neue Produkte entwickelt worden, die in den Bereichen Kleidung oder Dekostoffe erhebliche Bedeutung erlangt haben.

4.2. Modelle interessieren uns - aber zum selber bauen mit Schülern. Das geht, wie eine Arbeit bezüglich Orbital- und Gittermodellen , eine andere mit dem PSE (mehrdimensional) und einem kovalenten Bindungsmodel l zeigt.

4.3. Färben mit Indigo - ein altes, aber nicht erschöpftes Thema.

4.4. Messungen von Alkohol- oder Zuckergehalt in Fruchtsäften, gärenden Säften oder Wein hat seine Tücken...

4.5. ...genauso so manche Experimentieranleitung .

4.6. Sind Alkali-Mangan-Primärzellen wieder aufladbar? Wie gut sind NiMH-Sekundärzellen?


Universität Bayreuth -