Chemistry Education

The working group for chemistry education, headed by Prof. Dr. Christopher W. M. Kay, has been successfully researching the individualization and differentiation of teaching through the use of digital media in (secondary) schools for several years. Overall, research in chemistry education at Saarland University can be divided into four synergistic areas: The NanoBioLab student laboratory as a non-formal learning space; digital media in chemistry teaching; individualisation and diversity; and new teaching-learning methods in higher education.

Die Arbeitsgruppe für Chemiedidaktik, unter der Leitung von Prof. Dr. Christopher W. M. Kay, forscht bereits seit mehreren Jahren erfolgreich auf dem Gebiet der Individualisierung und Differenzierung mit Hilfe digitaler Medien in der (Hoch-)Schule. Insgesamt kann die chemiedidaktische Forschung an der Universität des Saarlandes in vier synergistische Schwerpunkte unterteilt werden: Das Schülerlabor als non-formaler Lernort, digitale Medien im Chemieunterricht, Individualisierung und Diversität sowie neue Lehr-Lern-Methoden in der universitären Ausbildung.

Schülerlabor NanoBioLab

Der erste Schwerpunkt der fachdidaktischen Forschung befasst sich mit dem bereits langjährig erfolgreich-geführte Schülerlabor NanoBioLab und stellt damit eine etablierte Größe der Chemiedidaktik an der Universität des Saarlandes dar. Das NanoBioLab als non-formaler Lernort wendet sich an Schüler*innen der Klassenstufen 4 bis 12 bzw.13. Es dient der Breitenförderung in den Fächern Sachunterricht (Primarstufe), Naturwissenschaften (Sek 1) und Chemie (Sek 1 und 2). Wöchentlich finden dienstags und donnerstags am Vor- sowie am Nachmittag Praktika mit Schulklassen statt. Abhängig vom gewählten Schwerpunkt befasst sich jeder Schülerlaborbesuch entsprechend der Klassenstufe mit einer anderen Thematik, um dadurch die Vernetzung des non-formalen Lernens mit dem formalen Lernen zu optimieren. Zu Beginn eines Praktikums erhalten die Schüler*innen einen Arbeitsauftrag im Sinne des Forschenden Experimentierens, den die jungen Forscher durch eigenständiges Experimentieren mit den bereitstehenden Geräten und Chemikalien lösen.Zusätzlich zählt das NanoBioLab noch zu den Lehr-Lern-Laboren, sodass es auch fest in die universitäre Lehramtsausbildung eingegliedert ist. Die Studierenden haben so die Möglichkeit, in einem geschützten Rahmen erste Erfahrungen im Umgang mit Schüler*innen beim Experimentieren und beim Einsatz der Methode des forschenden Experimentierens zu sammeln.

 

Digitale Medien im Chemieunterricht

Ein zweiter Schwerpunkt umfasst den Einsatz digitaler Medien im Chemieunterricht. Die immer schneller fortschreitende Digitalisierung an Schulen sorgt regelrecht dafür, dass einerseits didaktisch-sinnvolle digitale Lehr-Lern-Angebote benötigt werden und andererseits angehende sowie praktizierende Lehrkräfte entsprechend auf den Einsatz digitaler Medien im Unterricht vorbereitet werden müssen. Die AG Didaktik untersucht die Effekte entsprechender digitaler Tools, wie zum Beispiel den Einsatz von Erklärvideos, interaktiven eBooks als Lernbegleiter und Experimentalanleitungen sowie Augmented und Mixed Reality Anwendungen im Chemieunterricht auf Aspekte des Lehrers und Lernens (z.B. Selbstregulation). Hierbei wird besonderer Wert auf den nachhaltigen Kompetenzerwerb in der digitalen Welt von Lernenden sowie Lehrenden gelegt.

 

Individualisierung und Differenzierung

Im Zusammenhang mit den dritten Schwerpunkt bieten Individuelle Lernprozesse die Möglichkeit, Unterricht lernzieldifferent zu gestalten. Hierbei werden in einer diversen Lerngruppe die individuellen Fähigkeiten und Fertigkeiten jedes Lernenden positiv für das gesamtunterrichtliche Geschehen eingesetzt. Im Zuge dessen untersucht die AG Didaktik besonders die Effekte der Selbstregulationsaspekte (Kognition, Motivation und Metakognition) auf das Experimentieren im Chemieunterricht. Ebenso kann das bilinguale Lernen nachweislich zu einer besseren kognitiven Verarbeitungstiefe führen. Dadurch werden sowohl für das Schülerlabor, als auch für den Chemieunterricht bilinguale Lernmaterialien entwickelt und eingesetzt.

 

Neue Lehr-Lern-Methoden in der universitären Fachausbildung

Durch die Kombination der beiden Arbeitsgruppen Physikalische Chemie und Didaktik der Chemie werden die fachdidaktischen Erkenntnisse auch in den fachwissenschaftlichen Veranstaltungen implementiert. Dadurch sollen neue Lehr-Lern-Methoden in der universitären Chemikerausbildung curricular verankert werden. Hierbei werden fachdidaktische Forschungsergebnisse im Bereich der Digitalisierung, Multilingualität und Individualisierung, wie z.B. Flipped Classroom Konzepte und Self-Assessment in Praktika, eingebunden und erfahren Einzug in verschiedene Hochschulveranstaltungen.

 

Weitere Informationen zur Arbeitsgruppe Didaktik der Chemie finden Sie hier.

Prof. Dr. Christopher Kay
Physikalische Chemie und Didaktik der Chemie