Fachinhalte visualisieren

Fachinhalte visualisieren

Unterricht Chemie | Ausgabe Nr. 176/2020

Visualisierungen erhöhen die Aufmerksamkeit, bieten eine schnelle Orientierung und verbessern, da sie einen zusätzlichen Wahrnehmungskanal ansprechen, die Behaltensleistung. Gerade in einem Fach wie Chemie mit seinen abstrakten Fachbegriffen und Modellen sind sie für Schülerinnen und Schüler eine wertvolle Hilfe, um komplizierte Fachinhalte besser zu verstehen.

Inhaltsverzeichnis
© Bernhard Sieve
Visualisierungen, Diagramme
Lernwirksame Visualisierungen im Chemieunterricht Bilder, Grafiken & Co.
Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Methode & Didaktik Schuljahr 5-13

Bildhafte Darstellungen von Daten, Zahlen, Fakten und Meinungen werden eingesetzt, um inhaltliche Zusammenhänge zu veranschaulichen. Besonders im Chemieunterricht mit seinen eher abstrakten Begriffen und Modellen können Visualisierungen helfen, komplexe Sachzusammenhänge zu verdeutlichen und für die Lernenden transparent zu machen Im Basisartikel werden die Funktionen von Visualisierungen beschrieben, Kriterien für die Gestaltung von lernwirksamen Visualisierungen genannt und verschiedene Formate der Visualisierung erläutert.

© Jutta Lumer
Organische Chemie, Stoffklassen, Reaktionsmechanismen, Reaktionswege, Zuordnungstechnik, Overlay-Verfahren
Visualisierungsstrategien als Erarbeitungshilfen Organische Stoffklassen und Reaktionsmechanismen
Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Unterricht (45-90 Min) Schuljahr 10-13

Geeignete Visualisierungstechniken können helfen, die Eigenschaften von Molekülen und darauf basierende Reaktionsmechanismen transparent zu machen. An Beispielen aus der Sekundarstufe II (Organik) werden Markierungs- und Zuordnungstechniken sowie ein Overlay-Verfahren vorgestellt. Damit werden den Lernenden im Laufe der Sek. II Handlungsoptionen aufgezeigt, die es ihnen ermöglichen, selbstständig an die Lösung neuer mechanistischer Problemstellungen heranzugehen.

Wissensstrukturen sichtbar machen Conceptmaps
Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Praxis Schuljahr 8-13

Begriffe in Kästen, die über beschriftete Pfeile miteinander verbunden sind – das sind die Markenzeichen von Conceptmaps. Mit diesem grafischen Werkzeug lassen sich Zusammenhänge zwischen Begriffen und Konzepten visualisieren. In dem unterrichtspraktischen Beitrag werden methodische Anregungen zur Nutzung verschiedener Conceptmap-Formate (u. a. sog. fill-in-maps) vorgestellt, bei denen die Integration von Basiskonzepten in die Conceptmaps eine besondere Rolle spielt.

© Bernd Hartke
Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, Lewisformeln, Elektronendichten, Atommodelle, Computervisualisierungen, Heisenbergsche Unschärferelation
Unterrichtspraktische und fachliche Gedanken zu Lewisformeln, Elektronendichten und Atommodellen Struktur-Eigenschaftsbeziehungen visualisieren
Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Praxis Schuljahr 11-13

Welche Computersimulationen zur Darstellung von Molekülen und Molekülinteraktionen sind geeignet, um ein tieferes Verständnis chemischer Bindungen und Reaktionen zu ermöglichen und das weitere Lernen zu unterstützen? Der Beitrag zeigt anhand von Beispielen sowie unterrichtspraktischen und fachlichen Überlegungen auf, wie Visualisierungen im Unterricht genutzt werden können und wie man interessierten Lernenden Einblicke in die Computerchemie bieten kann.

© Umweltbundesamt auf Basis Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen
Diagramme, Säulendiagramm
Erstellung und Interpretation von Diagrammen Trau keinem Diagramm ...
Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Praxis Schuljahr 7-13

Diagramme sind auch im Chemieunterricht ein gängiges Instrument zur Visualisierung statistischer Daten. In der Schule werden Diagramme sowohl selbst erstellt als auch ausgewertet. Gerade das Interpretieren veröffentlichter Diagramme verlangt ein genaues „Hinsehen“, um die Intention des Erstellers zu erkennen. Vielfach werden Informationen bewusst oder unbewusst vor dem HIntergrund einer „Wissenschaftlichkeit“ dargestellt, die es nicht immer gibt. Um diese erkennen zu können, benötigt man Bewertungs- und Diagrammkompetenz.

Das Flussdiagramm als Veranschaulichungs- und Entscheidungshilfe Eine Versuchsanleitung visualisieren
Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Praxis Schuljahr 7-8

Das Flussdiagramm dient allgemein der grafischen Darstellung von Prozessabläufen. Dabei wird eine Folge an Schritten abgebildet, die zur Umsetzung des Prozesses durchgeführt werden müssen. Die stringente Form der grafischen Darstellung bringt Klarheit in komplexe Prozesse. Darüber hinaus bietet es die Möglichkeit, kontinuierliche in diskontinuierliche Texte zu übersetzen. So können die naturwissenschaftlichen Fächer einen fachbezogenen Beitrag zur Förderung der Lesekompetenz leisten.

© Zeichnung: Rosalie Heinen
Sketchnotes
Sketchnotes im Chemieunterricht
Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Praxis Schuljahr 7-13

Sketchnotes – große Tafeln voller Zeichnungen (Sketches) und Notizen (Notes) – sind wahre Alleskönner: Nicht nur einästhetischer Hingucker, sondern absolute Lernunterstützer. Dieser Magazinbeitrag vermittelt einen Einblick in die Welt der Sketchnotes  und zeigt auf, wie diese Methode für den schulischen Unterricht genutzt werden kann und welche didaktischen Potentiale für den Chemieunterricht dabei zum Vorschein kommen. Bei Sketchnotes geht es nicht nur um Ästhetik. Die Kunst besteht vor allem darin, wichtige Informationen zu filtern und somit das Wesentliche vom Unwesentlichen zu trennen.

Einsatzmöglichkeiten im naturwissenschaftlichen Unterricht Symbole und Zeichnungen
Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Praxis Schuljahr 5-7

Symbolische und zeichnerische Visualisierungen können genutzt werden, um den naturwissenschaftlichen Unterricht oder Lehrmaterialien zu strukturieren oder komplexe Versuchsvorschriften zu veranschaulichen, insbesondere im inklusiven Unterricht. Der Beitrag zeigt verschiedene Einsatzmöglichkeiten von Symbolen und Zeichnungen auf, die dazu beitragen können, das Wahrnehmen und Erlernen von Sachverhalten zu erleichtern und die Kommunikation im NAWI-Unterricht zu unterstützen.

© Bernhard Sieve
Versuchsapparatur, Whiteboard, Analyse der Luftzusammensetzung
Versuchsaufbauten am interaktiven Whiteboard konstruieren
Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Praxis Schuljahr 7-10

Die Bestimmung der Erstarrungstemperatur von Stearinsäure und die Ermittlung der Zusammensetzung von Luft haben eines gemeinsam: Der Aufbau des Versuchs ist so komplex, dass eine Zeichnung der Apparatur für das Nachvollziehen des Aufbaus hilfreich ist. Digitale Technologien bieten heute einfache Möglichkeiten, auch komplexe Versuchsapparaturen am Whiteboard zu konstruieren. Am Beispiel des Versuchs zur Analyse der Luftzusammensetzung wird vorgestellt, wie man Versuchsaufbauten am Interaktiven Whiteboard entwickeln und visualisieren kann. 

© Melanie Wichert
Gravimetrie, Iodkristalle
Extraktion von Iod aus Betaisodona-Lösung mit MTBE
Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Experimente Schuljahr 9-13

Es wird die Extraktion von Iod aus einer Betaisodona®-Lösung beschrieben. Als Extraktionsmittel wird tert-Butylmethylether verwendet. Im Scheidetrichter lässt sich gut die Phasentrennung zwischen einer hellbraunen, organischen und einer schwarzen, wässrigen Phase erkennen. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels entsteht brau-schwarzer Rückstand, der nach dem Resublimieren am Rundkolben kristallisiert.