Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften

Netzwerk digitalisierter Chemieunterricht

Der Wandel des Unterrichts durch die Einführung digitaler Medien und Implementierung des Medienkompetenzrahmens schafft neue Herausforderungen, denen man gemeinsam begegnen muss. Das aus dem NRW-Projekt „Communities of Practice NRW für eine Innovative Lehrerbildung“ (ComeIn) heraus begründete Netzwerk digitalisierter Chemieunterricht (NeDiChe) versucht, diese Herausforderungen durch eine Vernetzung aller drei Lehramtsausbildungsphasen – Studium in der Universität, Referendariat im ZfsL sowie Fortbildung in der Schule – zu erreichen.

In der Kolloquiumsreihe zum digitalisierten Chemieunterricht tragen Referent*innen aus allen drei Phasen der Chemielehrkräfteausbildung in 30-45-minütigen Impulsvorträgen zu Themen sowohl aus aktueller fachdidaktischer Forschung und Entwicklung als auch aus der Umsetzung in der gelebten Schul- und Lehrpraxis vor. Ausgehend davon soll Raum für Diskussionen und Austausch der Teilnehmenden des Kolloquiums gegeben werden. Je nach Thema sind auch kleinere Workshop-Einheiten anschließend an den Impulsvortrag möglich. Eine vorherige Anmeldung ist nicht erforderlich!

Hier finden Sie den Flyer zur Veranstaltung.

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Zugang zum Zoom-Meeting

Der Beitritt zum Zoom-Meeting ist ab 16:00 Uhr möglich.

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Bitte beachten Sie, dass Sie mit der Teilnahme der Verarbeitung ihrer Daten, wie dem angezeigtem Namen, eventuellen Wort-, Text- und Video-Beiträgen zustimmen. Der Chatverlauf wird zur Dokumentation aufkommender Fragen und Antworten zur Weiterentwicklung des Netzwerkes von uns aufgezeichnet.

Vorträge jeweils von 16:15 - 17:45 Uhr

T. Kraska

Die Digitalisierung in der schulischen Bildung hat vielfältige Aspekte. Eine Möglichkeit ist die Nutzung von digitalen Werkzeugen zur Modellierung und Simulationen bei der Vermittlung chemischer Inhalte. Hierzu zählt die Umsetzung eines chemischen Modells in einen Programmcode, um dann dieses Modell untersuchen zu können. Solche Ansätze ermöglichen zusätzlich die Anwendung mathematischer Verfahren auf chemische Sachverhalte. Inhaltlich eignet sich hierzu eine Reihe von Themen, die typischerweise Bestandteile von Chemie-Lehrplänen sind.

Es gibt unterschiedliche Arten von Simulationen. So existiert ein weites Spektrum von quantenmechanischen, klassisch molekularen sowie mesoskopisch vergröberten Simulationen bis hin zu Kontinuum­ssimulationen. Während solche Methoden in der Fachwissenschaft und auch in Berufswelt weit verbreitet sind und häufig nicht mehr wegzudenken sind, kommen sie in der Schulchemie weniger vor. Schüler:innen sollte die Möglichkeit gegeben werden, auch die Simulationsmethode exemplarisch kennen zu lernen.

Darüber hinaus bieten Simulationsmethoden vielfältige Möglichkeiten chemische Inhalte anschaulich und vertiefend zu vermitteln. Zum einen müssen sich Schüler:innen bei der Entwicklung einer Simulation Gedanken über den chemischen Sachverhalt machen. Zum anderen können sie bei der Durchführung der Simulation z.B. mit Parametervariationen das zugrundeliegende Modell forschend untersuchen. Die hier überwiegend besprochenen stochastischen Simulationen basieren auf dem Teilchenmodell. Daneben werden beispielhaft Kontinuumssimulationen von Analogiemodellen besprochen. Die Simulationen stehen im Zusammenhang mit der Vorbereitung oder der Auswertung von Schüler:innen­experimenten und lassen sich mit unterschiedlicher fachlicher Tiefe sowohl in der Sekundarstufe I als auch II einsetzen. Die Implementierung im Unterricht erfolgt über einen spielerischen Zugang. Die Spielregeln werden dann in einen Algorithmus im Pseudocode umgesetzt, was schließlich in einem lauffähigen Computer-Code mündet.

Im Workshop wird ein Modell beispielhaft in einen Programmcode umgesetzt. Programmierkenntnisse werden nicht vorausgesetzt. Einige relevante Programme sind unten aufgelistet.

TigerJython: https://www.tjgroup.ch/index.php?site=download

Online: https://webtigerjython.ethz.ch/

Scratch: https://scratch.mit.edu/download

Online: https://scratch.mit.edu/projects/editor/

P. Nelle

In seinem Vortrag wird Peter Nelle (Fachleiter für das Fach Chemie, ZfsL Rheine) darauf eingehen, wie mithilfe der Software PowerPoint digitale Lernumgebungen im Unterricht gestaltet werden können. Als ein Erfahrungsbericht zeigt er am Beispiel einer Lernumgebung zum Thema Reaktionsgeschwindigkeit auf, wie der Einsatz im Chemieunterricht erfolgte sowie welche Rückmeldungen es von der Lerngruppe gab.

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