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Experimentalvortrag Chemie

Foto: Universität Paderborn, Adelheid Rutenburges

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Laserprojektionen im HNF

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Manometer einer CO2-Löschanlage

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| Forschungsporträt

Chemisches Fachwissen mit der Erfahrungswelt verknüpfen

Prof. Dr. Sabine Fechner erforscht Lehr- und Lernprozesse im Bereich Chemie

Wie lassen sich komplexe chemische Formeln vermitteln und wie bekommen Schüler/innen überhaupt Interesse an Atomen und Molekülen? Sabine Fechner lehrt Chemiedidaktik in der Fakultät für Naturwissenschaften. Sie entwickelt und evaluiert neue Unterrichtsformen.

Sabine Fechners Fokus liegt dabei auf Lehrmodellen, die einen Bezug zur Lebens- und Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler herstellen: Dabei werden die mitgebrachten Vorstellungen aufgegriffen und versucht, Problemstellungen aus dem Alltag durch chemisches Wissen zu lösen: „Statt über Formeln oder abstrakte Experimente nähern wir uns der Säure-Base-Chemie beispielsweise über eine alltagsnahe Situation: Was kann ich etwa tun, wenn mir ein WC-Reiniger auf den empfindlichen Marmor-Boden fällt? Die Schüler lernen, dass sie die stark saure Lösung durch eine Lauge neutralisieren könnten.“ Es gilt als erwiesen, dass dieses didaktische Konzept mit kontextualisiertem Ansatz in bestimmten Zusammenhängen lernwirksamer ist: Längst ist es auch in den Lehrplänen für den Schulunterricht integriert. Wie und über welche Lebensweltbezüge konkret dabei chemisches Fachwissen vermittelt werden kann, dazu forscht Sabine Fechner.

Lernerfolge messen

Dazu gehört nicht nur, neue Unterrichtskonzepte zu entwickeln, sondern diese auch mit Instrumenten der empirischen Sozialforschung zu evaluieren, also Lernerfolge zu messen. Sabine Fechner, selbst ausgebildete Lehrerin in den Fächern Chemie und Englisch, nutzt dazu einen Mix aus quantitativen und qualitativen sozialwissenschaftlichen Methoden: „Wir nutzen große repräsentative Stichproben und führen ausgewählte qualitative Analysen durch, also z. B. „vorher – nachher“-Fragebögen kombiniert mit prozessbegleitender Videographie, in der wir in einzelnen Unterrichtssituationen das Verhalten von Lehrern und Schülern analysieren. Im Prinzip erfragen wir quantitativ, ob sich etwas verändert hat und Lernerfolge da sind, und überprüfen qualitativ, wie und warum das passiert ist.“

Sabine Fechner führt Studien für alle Jahrgangsstufen der Sekundarstufe, vor allem aber beim Übergang zur Oberstufe durch. Darüber hinaus untersucht sie, in welchen Formaten Chemie auch außerschulisch vermittelt werden kann. Die Ergebnisse ihrer Forschung will sie nicht nur den Lehramtsstudierenden in der Chemie weitergeben, sondern in Weiterbildungsveranstaltungen auch an etablierte Lehrkräfte sowie an Vertreter der Bildungspolitik. An der Uni Paderborn ist ihr Büro im Bereich der anderen Fachdidaktiken im J-Gebäude angesiedelt, ihre Experimentierräume sollen aber baldmöglichst im A-Gebäude etabliert werden. „Für die angehenden Lehrerinnen und Lehrer ist es besonders wichtig, experimentiertaugliche Seminarräume zu haben, die der Klassenraumsituation sehr nahe kommen.“

Besonders wichtig sei ihr auch der Kontakt zu den anderen Chemiekollegen/-innen, sagt Sabine Fechner. „Auch fachlich muss ich am Puls der Zeit bleiben und umgekehrt können die Kollegen/innen von meiner Forschung für ihre Hochschullehre profitieren. Wir tauschen uns darüber aus, wie z. B. ihre Forschungsergebnisse in den Oberstufenunterricht gebracht werden können.“

Modelle für das Unsichtbare

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt von Sabine Fechner ist speziell der Umgang mit Modellvorstellungen im Unterricht. „Wir haben es in der Chemie mit Teilchen im nichtsichtbaren Bereich zu tun: Atomen, Molekülen, Ionen. Dafür gibt es Abstraktionsmodelle: Strukturformeln, Reaktionsgleichungen. Es gibt Hinweise dafür, dass Schüler/innen diese besser begreifen, wenn sie diesen Modellcharakter auch wirklich verstehen, also merken: Das ist nicht einfach eine Formel, sondern die repräsentiert etwas, das wir zwar nicht sehen, aber das uns die Wirklichkeit zu verstehen hilft.“

Text: Frauke Döll


Ansprechpartner

Sabine Fechner

Prof. Dr. Sabine Fechner

Didaktik der Chemie - Arbeitskreis Fechner
Forschung und Lehre

Zur Person

Die Universität der Informationsgesellschaft