Fachdidaktische Transferforschung

Der Schwerpunkt unserer Arbeit ist die fachdidaktische Erschließung aktueller Themenfelder der Chemie für Schule und Schülerlabor im Sinne einer Scientific Literacy. Durch enge Zusammenarbeit mit Forschergruppen der FSU Jena und weiteren Kooperationspartnern werden Unterrichtsangebote zu aktuellen und lebensweltlich relevanten Themengebieten der Chemie entwickelt; gleichzeitig wird durch systematische Angliederung an schulische Kontexte und curriculare Anforderungen die Relevanz dieser Inhalte verdeutlicht.

Als strukturgebender Rahmen unser Forschungsarbeit dient unser Modell der Fachdidaktischen Transferforschung; in enger Zusammenarbeit zwischen Fachwissenschaft und Fachdidaktik werden Inhalte fachdidaktisch für Vermittlungszusammenhänge rekonstruiert. In einem zyklischen Design aus Konzeption, Erprobung, Evaluation und Optimierung werden gemeinsam mit Studierenden und Lehrkräften am SchülerInnen-Labor Eine zentrale Rolle nimmt anschließend das SchülerInnen-Labor ein:

Abbildung: Modell der Fachdidaktischen Transferforschung

Schwerpunkt 1: Nanotechnologie

Ein inhaltlicher Schwerpunkte unser Forschungsarbeit ist die Nanotechnologie. In den vergangenen Jahren wurden hierzu in Kooperation mit Forschergruppen aus Fachwissenschaft und Fachdidaktik im In- und Ausland vielfältige Projekte, Unterrichtseinheiten, Kurskonzepte und Unterrichtsmaterialien für die Schule, Schülerlabore und die Lehramtsausbildung (Phase I-III) entwickelt. Die Projekte umfassen Experimente mit diversen Halbleiter-Nanopartikeln (Titandioxid, fluoreszierendes Zinkoxid), Münzmetalle (Kupfer, Silber, Gold) sowie nanostrukturierte Silica- und Silikon-Materialien.

Abbildung: Ausgewählte Experimente zur Nanotechnologie - fluoreszierende Zinkoxid-Nanopartikel (links), makroporöse Silikone (mittig) und Gold-Nanopartikelsynthese im Leidenfrost-Reaktor

Schwerpunkt 2: Ökologische und Nachhaltige Chemie & Green Chemistry

Der zweite inhaltliche Schwerpunkt umfasst das Themenfeld der ökologischen, nachhaltigen und grünen Chemie und fokussiert in diesem Zusammenhang Fragestellungen wie etwa die Gewinnung von (1) Energieträgern (Second-Generation-Biofuels) sowie (2) Plattformchemikalien aus nachhaltigen Quellen, wie Biomasse. Darüber hinaus werden aber auch Themenfelder wie (3) das Recycling von kritischen (Edel-)Metallen aus Schrott oder auch (4) Abwasserreinigung von Schwermetall-Ionen oder organischen Verunreinigungen untersucht.

Abbildung: Ausgewählte Experimente einer Unterrichtseinheit zur Konversion von Biomasse zu Oktan (links); Recycling von Kupfer und Gold aus Elektronikschrott (rechts).

Abbildung: Ausgewählte Experimente einer Unterrichtseinheit zur Konversion von Biomasse zu Oktan

Abbildung: Recycling von Kupfer und Gold aus Elektronikschrott

Synergien mit anderen Forschungsschwerpunkten

Neben den inhaltlichen Berührungspunkten der beiden Schwerpunkte untereinander finden sich auch vielfältige Vernetzungen der anderen Forschungsschwerpunkte unseres Arbeitskreises. Um die entwickelten Materialien und Experimente nachhaltig in Vermittlungszusammenhänge sowie die Aus- und Fortbildung von Lehrkräften zu implementieren, werden die hier entwickelten Ergebnisse anschließend in lernortübergreifende (Kurs-)Konzepte für die Kooperation zwischen Schule, Schülerlabor und Hochschule eingebettet, erprobt und evaluiert. Hierbei wird insbesondere der Einsatz von digitalen Werkzeugen fokussiert, wobei gleichermaßen das Potenzial von Low-Cost-(Mess-)Geräten wie auch neuen Lehrformaten mit neuen digitalen Medien genutzt wird.

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Björn Bartram

Antonia Fruntke

PhINT

Malte Petersen (?)

Berufungsmittel

Felix Langbein

Timm Wilke

Förderungen