Johannes Huwer und Johann Seibert

EXPlainistry

Digitale Medien, Chemische Experimente, Visualisierung, EXPlainistry
Erster Schritt des Mechanismus des nukleophilen Angriffs, © Johannes Huwer und Johann Seibert

Johannes Huwer und Johann Seibert

Dokumentation, Erklärung und Visualisierung chemischer Experimente mithilfe digitaler Medien in Schülerlabor und Schule

Anregung
Heute verfügen sehr viele Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe über ein Smartphone bzw. auch über einen Tablet-Computer. Im Privatleben ist das Smartphone längst zu einem tagtäglichen Begleiter geworden, der nicht nur zur Kommunikation mit Freunden, sondern auch zur (dynamischen) Dokumentation von Erlebtem, z.B. in einer Timeline von Facebook, Instagram, Twitter und co., dient. Dies geschieht in Form von kurzen Posts, Bildern, Podcasts und auch kurzen Videosequenzen. Im Chemieunterricht lassen sich diese Kommunikations-formen nutzen, um nicht nur Experimente zu dokumentieren, sondern auch Vorgänge auf der Teilchenebene zu visualisieren und zu modellieren. Ein Beispiel hierfür ist die Einbindung von selbst erstellten Stop-Motion-Videos in die Versuchsdokumentation zur Visualisierung der Prozesse auf der Teilchenebene.
Dieser Beitrag zeigt am Beispiel des Erklärvideoformats „EXPlainistry (Experiments explained in Chemistry), wie verschiedene Visualisierungsmöglichkeiten mithilfe digitaler Medien vereint werden können. Wir zeigen anhand eines Schülerprojektes, wie man das Format EXPlainistry einführt, welche präexperimentellen Schritte (wie Storyboards) notwendig sind und welche technischen Voraussetzungen vorhanden sein sollten. Wir greifen bestehende Visualisierungs- und Dokumentationstechniken auf und kombinieren diese zu einer neuen Methode zur Dokumentation, Erklärung und Visualisierung chemischer Experimente.
Funktionen von Tablets bei der Visualisierung
Zur Visualisierung mithilfe digitaler Medien stehen eine Vielzahl an Hardware- und Softwarelösungen zur Verfügung (s. z.B. [1]). Im Zuge der Digitalisierung von Schulen kommt Tablets dabei eine immer wichtigere Rolle zu. Deswegen fokussieren wir uns in diesem Beitrag auf die Verwendung dieser mobilen Computer, da diese multifunktional und mobil eingesetzt werden können (s. Kasten 1).
Bei dem EXPlainistry spielen vor allem Erklärvideos und Simulationen eine große Rolle [2]. Den Erklärvideos kommen je nach Einsatz im Unterricht verschiedene Funktionen beim Lernprozess und bei der Visualisierung zu. Das EXPlainistry sieht dabei vor, dass die Lernenden selbst zu Produzenten eines Erklärvideos werden, welche dann sowohl von Lehrkräften als auch Mitlernenden rezipiert werden können. Das didaktische Modell, das Erklärvideos zugrunde liegt und den darin liegenden Mehrwert beschreibt, nennt sich „Lernen durch Erklären [3].
In der Naturwissenschaftsdidaktik wird häufig vorgeschlagen, Erklärvideos beispielsweise dazu einzusetzen, Phänomene auf Stoff- und Teilchenebene zu erklären oder auch zur Einführung der Nomenklatur organischer Verbindungen [4]. Gerade diese Visualisierung der Teilchenebene und der bewusste Umgang mit der Symbolebene zur Deutung der makroskopischen Ebene stellen nach Johnstone [5] wesentliche Voraussetzungen für ein vertieftes Verständnis von Chemie dar. Der Einbezug von Animationen bzw. Simulationen von Vorgängen auf der Teilchenebene, welche an einer statischen Tafel nicht dargestellt werden können, hat positive Effekte auf den Aufbau von chemischen Basiskonzepten, wie dem Donator-Akzeptor-Prinzip [6]. Daher scheint es nur konsequent, diese Visualisierungsformen in den Lernprozess im Chemieunterricht zu integrieren. Oft werden hier selbst-erstellte Stop-Motion-Videos empfohlen, da hier großes Potenzial darin liegt, die Teilchenebene zu beleben bzw. dynamische Systeme darzustellen [7]. Gleichzeitig ist die Informationsdichte nicht zu hoch, da hier Step-by-Step der Prozess in wenigen Bildern nachgestellt wird. Ein anderer Ansatz schlägt vor, Smartphones bzw. Tablets dazu zu verwenden, Experimente als solches zu dokumentieren, sei es durch Bilder oder Videos [8]. EXPlainistry vereint beide Ansätze. Nachfolgend beschreiben wir, wie man ein EXPlainistry...

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 160 / 2017

Reaktionsprozesse

Friedrich+ Kennzeichnung Experimente Schuljahr 8-13