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Seltenerdelemente – historische und fachdidaktische Analyse

Kober, Ingo & Prechtl, Markus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Während Deng Xiaoping die Vorkommen an Seltenerdelementen seines Landes mit den Ölvorkommen der arabischen Welt verglich und die Japaner sie als „Vitamine der Industrie“ bezeichnen, fristen die Seltenerdelemente in der Schule ein Schattendasein. Schullehrbücher erwähnen sie oft überhaupt nicht, obwohl sie durch ihre Anwendung in Smartphones, Kopfhörern, Tablets usw. längst in der Lebenswelt von Jugendlichen angekommen sind. Das Poster stellt Befunde aus einer umfassenden Analyse von Literaturquellen zur Entdeckung der Seltenerdelemente durch Chemiker wie Berzelius, Klaproth, Freiherr Auer von Welsbach etc. vor. Es werden Entwicklungslinien und Widersprüche in der Forschung betrachtet, an denen Schülerinnen und Schüler exemplarisch Erkenntniswege in der Chemie und „Stoffgeschichten“ nachvollziehen können; dies im Hinblick auf die Anbahnung von naturwissenschaftsbezogenen Kompetenzen für die Partizipation an einer an Fortschritt und Nachhaltigkeit orientierten Gesellschaft. Als Ausblick werden Möglichkeiten einer curricularen Innovation vermittels der Seltenerdelemente diskutiert.

Referenz:

Kober, Ingo & Prechtl, Markus (2020). Seltenerdelemente – historische und fachdidaktische Analyse. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 566). Universität Duisburg-Essen

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Synthetische und pflanzliche Laxantien im Chemieunterricht

Pansegrau, Svenja & Busker, Maike

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Gebrauch von Abführmitteln, auch Laxantien genannt, lässt sich bis in die Antike zurückverfolgen. Heutzutage wird eine große Bandbreite an pflanzlichen und synthetischen Laxantien auf dem Markt angeboten. Sie wurden damals wie heute nicht nur zum Abführen bei Verstopfung zum Einsatz gebracht, sondern auch für „Entschlackungen“ und „Blutreinigungen“ missbraucht. Viele Jugendliche, die an Essstörungen leiden, missbrauchen oft Laxantien, um Fressattacken rückgängig zu machen. Dass sie damit aber immens ihrer Gesundheit schaden ist vielen meist nicht bewusst. Der Chemieunterricht kann durch die Betrachtung von Medikamenten im Unterricht Schülerinnen und Schülern im verantwortungsvollen und bewussten Umgang mit Medikamenten schulen und so einen wesentlichen Beitrag zur Gesundheitserziehung leisten. Auf dem Poster wird ein Forschungsprojekt präsentiert, in dem zum einen schulexperimentelle Zugänge zum Thema Laxantien entwickelt werden und zum anderen eine empirische Untersuchung zu der Einstellung von Jugendlichen zur Einnahme von Medikamenten geleistet wird.

Referenz:

Pansegrau, Svenja & Busker, Maike (2020). Synthetische und pflanzliche Laxantien im Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 562). Universität Duisburg-Essen

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Der Naturzugang Alexander von Humboldts als Ausgangspunkt für den Aufbau von Verständnis im Bereich „nature of science“

Schumann, Svantje

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Eine Analyse des Naturzugangs Alexander von Humboldts anhand von Quellen bildet den Ausgangspunkt für die Überlegung, ob dadurch ein sinnstiftender Zugang zu Wissenschaft, in der Art eines vertieften Verständnisses von „nature of science“ und „forschend-entdeckendem Lernen“ für Lehrpersonen in der Aus- und Weiterbildung erleichtert und ermöglicht wird.

Analysiert wird der naturwissenschaftliche Zugang Alexander von Humboldts, wobei die Analyse als thesengenerierende, rekonstruktionslogische Sichtung von Primär- und Sekundärquellen geschieht. Es stehen Humboldts analytischer Zugang sowie der für Humboldt typische Zugang zur Natur «mit allen Sinnen» im Zentrum der Betrachtung und es werden Thesen aufgestellt, wie beide Zugänge bei Alexander von Humboldt einen Beitrag zur Erkenntnisgenerierung leisten.

Ausgehend von dem Versuch einer Charakterisierung der Humboldt´schen Arbeitsweise und des Humboldt´schen Naturzugangs soll darüber nachgedacht werden, wie sich Verständnisbildung in Bezug auf „nature of science“ und „forschend-entdeckendes Lernen“ im Rahmen der Aus- und Weiterbildung erreichen lässt.

Referenz:

Schumann, Svantje (2020). Der Naturzugang Alexander von Humboldts als Ausgangspunkt für den Aufbau von Verständnis im Bereich „nature of science“. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 558). Universität Duisburg-Essen

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Alexander von Humboldts Natur- und Wirtschaftsbilanzierung

Schwarz, Oliver

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

In einem regeltypischen Verständnis von Nachhaltigkeit versteht man unter diesem Begriff einen Verbrauch von Ressourcen in dem Umfang, wie sie in einem geschlossenen Wirtschafts- und Naturraum ersetzbar wären – ohne gravierende Einflüsse auf Gleichgewichtszustände. Allerdings ist die vielfach verbreitete Ansicht, diese Idee würde erst der neueren Zeit entspringen, nicht zutreffend. Die aus der Staatsverwaltung der kleineren mitteleuropäischen Länder hervorgegangene Kameralistik entwickelte schon im 17. und 18. Jahrhundert ausgeprägte Fähigkeiten, die oben angesprochenen Gleichgewichtszustände durch Formen der Bilanzierung zu erkunden und wirtschaftlich fruchtbar zu machen. Wenn wir heute von Universalgelehrten sprechen, die seinerzeit viele Forschungs- und Arbeitsgebiete verknüpfen konnten, vergessen wir häufig, dass diese Wissenschaftler zumeist studierte Kameralisten waren – wie etwa auch Alexander von Humboldt. Um bei Lernenden Verhaltensweisen des nachhaltigen Umgangs mit Ressourcen zu bewirken, bietet es sich an, die teilweise vergessenen Bilanzierungsmodelle des kameralistischen Denkens für die Lehre nutzbar zu machen.

Referenz:

Schwarz, Oliver (2020). Alexander von Humboldts Natur- und Wirtschaftsbilanzierung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 556). Universität Duisburg-Essen

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Alexander von Humboldt als Chemiker

Gröger, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Alexander von Humboldt kennt man als großen Naturforscher und Forschungsreisenden. Wenig ist aber über seine Forschungen und Tätigkeiten als Chemiker bekannt.

Anlässlich seines 250. Geburtstages am 14.9.2019 sollen daher Alexander von Humboldts Arbeiten auch als Chemiker gewürdigt werden.

Alexander von Humboldt forschte u. a. im Bereich der Gasanalytik. Dazu entwickelte er ein „Anthrakometer“ zur Bestimmung des Kohlenstoffdioxidgehaltes der Luft und arbeitete eng mit Gay-Lussac zusammen, mit dem er schon 1805 den korrekten Sauerstoffgehalt der Luft bestimmte.

Im Vortrag werden einige historische Experimente vorgestellt, die sich auch für eine Umsetzung im Chemieunterricht eignen. Neben einer historisch-fachlichen Einordnung soll dabei dargestellt werden, inwieweit sich daraus Unterrichtsinhalte für den heutigen Chemieunterricht ableiten lassen und wie diese methodisch – z. B. unter Berücksichtigung von Aspekten der Natur der Naturwissenschaften (NOS) – integriert werden können.

Referenz:

Gröger, Martin (2020). Alexander von Humboldt als Chemiker. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 552). Universität Duisburg-Essen

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Alexander von Humboldt als Meister fächerverbindenden Denkens

Heck, Volker

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Alexander von Humboldt kennt man als großen Naturforscher und Forschungsreisenden, der mannigfaltige Weise den erkundeten Raum als Ganzes verstehen und beschreiben wollte. Damit war er in vielerlei Hinsicht Wegbereiter einer fächerübergreifenden Arbeits- und Forschungsweise, die auch für die heutige Lehre beispielgebend ist. Den zentralen Angelpunkt für Humboldts Wirken bildet die Physische Geographie.

Im Vortrag werden einige historische Messwerte vorgestellt und mit aktuellen Messungen verglichen. So können Regelhaftigkeiten und Gesetzmäßigkeiten unter anderem kartographisch dargestellt werden, die im naturwissenschaftlich-technischen Unterricht zu thematisieren sind. Ferner bieten sie Anknüpfungspunkte für Nachbarwissenschaften und legen Zeugnis über die umfangreichen chemischen, botanischen und astronomischen Arbeiten Alexander von Humboldts ab.

Referenz:

Heck, Volker (2020). Alexander von Humboldt als Meister fächerverbindenden Denkens. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 548). Universität Duisburg-Essen

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Alexander von Humboldt als Vorbild für naturwissenschaftliches Lernen

Heck, Volker, Gröger, Martin, Schwarz, Oliver & Schumann, Svantje

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Referenz:

Heck, Volker, Gröger, Martin, Schwarz, Oliver & Schumann, Svantje (2020). Alexander von Humboldt als Vorbild für naturwissenschaftliches Lernen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 544). Universität Duisburg-Essen

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Interface-Analogien für eine zeitgemäße Fachdidaktik Ernährung

Waldner, Ines

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die gegenwärtigen Ansätze im Bereich der Ernährungs- und Verbraucherbildung bedienen sich unter dem Anspruch der Mehrperspektivität eines multi- und interdisziplinären Konzepts mit transdisziplinären Gelenkstellen, um die Erfordernisse für den Erwerb der unterschiedlichen Teilkompetenzen innerhalb der angestrebten nutrition literacy abzubilden, wobei hintergründig verschiedenste Wissensbereiche natur- und geisteswissenschaftlicher Disziplinen mitwirken. Das Ziel dabei Transdisziplinarität umzusetzen impliziert, an den Schnittstellen der beteiligten Akteure gemeinsame Sichtweisen und Ansatzpunkte zu identifizieren, wobei sich die „gemeinsame Sprache“ als wichtiger neuralgischer Punkt und damit maßgebliches Steuerelement für den Erfolg der Kommunikation erweist. Im Beitrag werden paradigmatisch Abläufe auf Ebene der Kommunikationstranslation hinsichtlich der Fachdidaktik Ernährung herausgestellt und daraus Optimierungsimpulse innerhalb einer nachhaltigen, auf Urteilskompetenz basierenden Ernährungsbildung abgeleitet. Dies wird am Beispiel eines Vernetzungsprojektes expliziert.

Referenz:

Waldner, Ines (2020). Interface-Analogien für eine zeitgemäße Fachdidaktik Ernährung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 540). Universität Duisburg-Essen

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Ein chemisches Fachwissensnetz – Analyse von möglichen Lernwegen

Celik, Kübra & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Nationale und internationale Studien haben gezeigt, dass viele Schülerinnen und Schüler nicht die von ihnen geforderten fachlichen Kompetenzen erreichen, sodass grundlegendes Chemiewissen fehlt. Aufgrund der hierarchischen Struktur des Faches Chemie können diese Defizite nicht mehr in den weiteren Lernjahren aufgeholt werden. Daher wurden grundlegende chemische Konzepte (Kernideen) beschrieben und miteinander vernetzt, um mögliche Lernwege aufzuzeigen und die Abhängigkeiten zwischen den Kernideen empirisch zu überprüfen. Dazu wurden Testaufgaben entwickelt, pilotiert und anschließend zu zwei Messzeitpunkten eingesetzt. Die Fit-Statistiken zeigen sehr gute Item- und Personenreliabilitäten auf. Für die Überprüfung der Abhängigkeiten zwischen zwei Kernideen wurde der McNemar Test eingesetzt. Die Überprüfung der Abhängigkeiten von größeren Ausschnitten des Wissensnetzes erfolgt mit den Bayesschen Netzen. Die Analysen ermöglichen es, die Lernwege empirisch zu bestätigen oder zu widerlegen, sodass diese am Ende sowohl als Orientierungs- und Diagnoseinstrument eingesetzt werden kann.

Referenz:

Celik, Kübra & Walpuski, Maik (2020). Ein chemisches Fachwissensnetz – Analyse von möglichen Lernwegen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 536). Universität Duisburg-Essen

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Empirische Struktur von Modellnutzung im Chemieunterricht

Rost, Marvin & Tiemann, Rüdiger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Bildungsstandards für die Sekundarstufe 1 sehen für das Kompetenzfeld „Erkenntnisgewinnung“ vor, dass Modelle für das Durchlaufen des hypothetisch-deduktiven Denkens genutzt werden sollen. Da der Modellbegriff – bspw. im Gegensatz zum Experimentieren mit Variablenkontrolle – sehr unscharf ist, sind einheitliche Begriffsbildung und Messinstrumente entsprechender Fähigkeiten nötig. Wir schlagen ein theoretisches Konstrukt zur verallgemeinerbaren Nutzung von Modellen im Chemieunterricht vor und präsentieren Ergebnisse einer quantitativen Multiple-Choice-Studie (N=512). Unter Verwendung eines Full-Information-Maximum-Likelihood-Verfahrens innerhalb der Item-Response-Theorie passt ein zweifaktorielles Modell der Modellnutzung am besten zu den Daten. Wir interpretieren die beiden Faktoren als „deskriptiv-statisch“ & „prädiktiv-dynamisch“. Latente Regressionen (Lesegeschwindigkeit, Fachwissen, allg. kognitive Fähigkeiten) auf die Lösungswahrscheinlichkeit werden in die Überlegungen mit einbezogen und Einschränkungen der Studie (bspw. Fallzahl & Erhebungszeitraum) diskutiert.

Referenz:

Rost, Marvin & Tiemann, Rüdiger (2020). Empirische Struktur von Modellnutzung im Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 532). Universität Duisburg-Essen

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