Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg

Titel:Chemisches Denken lernen – Entwicklung experimentgestützter Lerngelegenheiten zur Förderung prozessorientierter und konzeptbasierter Erklärungsstrategien zu Reaktionsmechanismen und übergeordneten Konzepten der Organischen Chemie bei angehenden Lehrkräften
Autor:Trabert, Andreas
Weitere Beteiligte: Schween, Michael (Prof. Dr.)
Veröffentlicht:2019
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2020/0501
DOI: https://doi.org/10.17192/z2020.0501
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2020-05010
DDC: Chemie
Titel (trans.):Learning the chemical way of thinking – Development of experiment based learning opportunities to promote process-oriented and concept-based explanation strategies for reaction mechanisms and crosscutting concepts of organic chemistry amongst pre-service teachers
Publikationsdatum:2020-10-20
Lizenz:https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
Hochschuldidaktik, S, Problemlösen, Lehramt, Lehrerinnenbildung, conceptual change, mechanistisches Argumentieren, Substituenteneffekt, Prozessorientierung, Konzeptbasierung, Konzeptwechsel, process-oriented, Konzeptwissen, Organische Chemie, Lehrerbildung, str, concept-based, Reaktionsmechanismus, Problemlösungs- und Erklärungsstrategien, conceptual knowledge, mechanistic reasoning, problem-solving and explanation strategies

Zusammenfassung:
Die Denkweisen der Organischen Chemie sind auf die Analyse, Erklärung und Vorhersage von Reaktionsmechanismen ausgerichtet, die entlang prozessorientierter und konzeptbasierter Problemlösungs- und Erklärungsstrategien erfolgen. In einzigartiger Weise bieten sie die Chance, eine Vielfalt von Reaktionen auf wenige elementare Prinzipien zurückzuführen und davon ausgehend progressiv neues Wissen zu erschließen. Das Erlernen entsprechender Denkweisen und deren künftiger Vermittlung stellt jedoch Ansprüche an die Ausbildung angehender Lehrkräfte, denen klassische Formate der universitären Lehrerbildung bislang kaum gerecht werden. Diese Dissertation legt die Entwicklung neuer Lerngelegenheiten sowie eines weiterführenden Lehrkonzepts dar, die Studierenden des gymnasialen Lehramts einen strukturierten Zugang zur kausalen Erklärung von Reaktionsmechanismen und übergeordneten Konzepten der Organischen Chemie und zur darauf gestützten Planung, Durchführung und Reflexion verständnisorientierten Unterrichts eröffnen. Zu diesem Zweck wurden zunächst die Charakteristika des Erkenntnisgewinns und der Erkenntnisanwendung, der Prozess individueller Wissenskonstruktion und die Ansätze neuartiger Lehrkonzepte gerahmt, vernetzt und zur Konzeption dreier Lerngelegenheiten sowie eines Lehrkonzepts herangezogen. Die Lerngelegenheiten erschließen grundlegende Reaktionsmuster und Fachkonzepte anhand neuartiger Problemstellungen, die mittels defizitärer Strategien nicht zufriedenstellend lösbar sind, und fokussieren jeweils ein Merkmal fachgerechter Denkweisen der Organischen Chemie. Sie erlauben die schrittweise prozessorientierte Erarbeitung des Reaktionsmechanismus der alkalischen Esterhydrolyse, die darauf aufbauende konzeptbasierte Differenzierung elektronischer Substituenteneffekte und die Erklärung der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verknüpfung durch Enolate über den Transfer erworbenen Wissens in einen neuen reaktionsmechanistischen Kontext. Die Reaktionssysteme der Lerngelegenheiten sind so angelegt, dass sie die plausible Erklärung der Reaktionen durch die Vernetzung strukturtheoretischer Erkenntnisse und experimenteller Evidenz in einer Weise ermöglichen, die den erkenntnistheoretischen, lernpsychologischen und konzeptionellen Ansprüchen an eine zeitgemäße Didaktik der Organischen Chemie gerecht wird. Jede Lerngelegenheit bietet hierzu eine vollständige Infrastruktur, die einen unmittelbaren analytischen Zugang zu Informationen über den jeweiligen Reaktionsverlauf anhand einfach zu ermittelnder Indizien eröffnet. Die Lerngelegenheiten sind bezüglich der Reaktionsmuster, zugehöriger Fachkonzepte und verwendeter Analyseverfahren kohärent gestaltet und erlauben den systematischen Aufbau eines Repertoires tragfähiger prozessorientierter und konzeptbasierter Problemlösungs- und Erklärungsstrategien. Das Lehrkonzept wurde in Form der konsekutiven Module ProfiWerk und PraxisLab~Chemie umgesetzt, die fortgeschrittene Studierende zur eigenständigen Gestaltung verständnisorientierter Lerngelegenheiten und darauf begründeten Unterrichts befähigen. Die Module bieten geeignete fachspezifische Formate für den Erwerb fachgerechter Denkweisen und deren Vermittlung entlang eines kontinuierlichen Übergangs von der universitären Bildung hin zum unterrichtlichen Handeln, die in einen fächerübergreifenden konzeptionellen und curricularen Ansatz zur kohärenten Professionalisierung angehender Lehrkräfte integriert sind. Die Forschungsergebnisse sind in fünf Publikationen dargelegt und werden durch die Ergebnisse kooperativer Forschungsaktivitäten ergänzt, die in zwei weiteren Publikationen aufgeführt sind. Die zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse zeigt die Vorteile der entwickelten Lerngelegenheiten und des Lehrkonzepts gegenüber klassischen Formaten auf, die insbesondere im innovativen Charakter der gewählten Problemstellungen, dem einfachen, unmittelbaren und zuverlässigen Zugang zu experimenteller Evidenz und der spezifischen Ausrichtung auf die Rahmenbedingungen der universitären Lehrerbildung begründet liegen. In der Zusammenführung schaffen die Entwicklungen eine Grundlage zur Etablierung neuer Lernumgebungen im Studiengang Chemie für das Lehramt an Gymnasien, die an zeitgemäße hochschuldidaktische Konzepte anschlussfähig sind und einen geordneten Aufbau umfangreicher vernetzter Wissensstrukturen in der Organischen Chemie ermöglichen. Zugleich eröffnen sie vielfältige Perspektiven für zukünftige Forschungsaktivitäten zur Erweiterung der Lerngelegenheiten und des Lehrkonzepts, der Entwicklung neuer Lerngelegenheiten und der Evaluation der Wirksamkeit des didaktischen Ansatzes, auf die abschließend ein Ausblick gegeben wird.


* Das Dokument ist im Internet frei zugänglich - Hinweise zu den Nutzungsrechten