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Titelbild Das Titelbild zeigt eine Reihe von Phänomenen und Nachweisen, die zur Erschließung von Prozessen auf der Teilchen- und Formelebene bei der Elektro-Fenton-Reaktion genutzt werden können. Wie diese didaktisch in einem fragend-entwickelnden Unterrichtsgang eingebunden werden, erläutert der Artikel von Lanfermann et al. ab Seite 226.

Liebe Leser:innen,

zurzeit mangelt es wirklich nicht an Herausforderungen, denen wir uns als Gesamtgesellschaft stellen müssen – der Klimawandel, Umweltschäden, eine nachhaltige Transformation der Wirtschaft und Pandemien sind nur ausgewählte Beispiele hierfür. Glücklicherweise werden an Universitäten, Forschungszentren oder Forschungsabteilungen von Unternehmen für diese und viele weiteren Probleme Strategien zur Bewältigung sowie Lösungen und Produkte entwickelt, die uns allen zugutekommen. Ein gutes Beispiel für den konkreten Nutzen von innovativer Forschung ist sicherlich die Entwicklung von mRNA-Impfstoffen, die durch nanoskalige Kapseln („Nanocarrier“) geschützt ihre Wirkung im Körper entfalten können und zahlreiche Krankheitsverläufe abgemildert haben.

Die Entwicklung der klassischen und mRNA-Impfstoffe mit ihren klinischen Studien hatte neben der medizinischen Wirkung noch einen positiven „Nebeneffekt“: Während im Regelfall die Entwicklung, Prototypisierung und Erprobung von naturwissenschaftlichen oder technischen Innovationen wenig beachtet wird, hat in diesem Fall eine breite Öffentlichkeit daran Anteil genommen und den Prozess intensiv verfolgt. Mit Schaubildern, Animationen und in hohem Detailgrad haben große Medienhäuser die zugrunde liegenden Prinzipien des Wirkmechanismus erläutert und mit Interviews und Reportagen zahlreiche Einblicke in die oftmals fernen „Elfenbeintürme der Wissenschaft“ geboten.

Für einen spannenden und zukunftsweisenden Chemieunterricht ist es wünschenswert, dass (auch ganz ohne Pandemie) durch die Behandlung von aktuellen Forschungsthemen ein starker Bezug zur Lebenswelt von Schüler:innen hergestellt werden kann. An interessanten Fragestellungen, etwa im Themenfeld Klimawandel, mangelt es nicht: Wie können neue Solarzellen zur Deckung des Strombedarfs beitragen? Können dezentrale Natrium-Ionen-Akkumulatoren Stromüberschüsse und -bedarfe ausgleichen? Sind eFuels wirklich eine sinnvolle und klimaneutrale Alternative? Und, und, und …

Die didaktische Erschließung solcher innovativer Themenfelder benötigt Zeit und Expertise im Spannungsfeld zwischen Fachdidaktik, Fachwissenschaft und Unterrichtspraxis. Von zentraler Bedeutung für den Erfolg dieses Prozesses ist einerseits die Entwicklung von einfachen, aber aussagekräftigen Experimenten, die mit günstigen, ungefährlichen Chemikalien und Materialien durchgeführt werden können. Hohe Anschaffungskosten wurden hierbei in Studien verständlicherweise als Barriere für den Unterrichtseinsatz identifiziert. Andererseits ist die konsequente Anbindung der Inhalte an die Vorgaben des jeweiligen Kerncurriculums oder Lehrplans wichtig, da Unterrichtszeit grundsätzlich knapp bemessen ist. Wenn es aber gelingt, klassische Inhalte der Schulchemie anhand von modernen, bedeutsamen und attraktiven Kontexten zu vermitteln, profitieren Schüler:innen und Lehrkräfte im Chemieunterricht gleichermaßen. Dieser Herausforderung widmen sich zahlreiche Arbeitsgruppen

Schmelzender Permafrost und der Rückgang von Gletschereis können zu einer Erhöhung der Schwermetallkonzentration in Gebirgsbächen und Seen führen. Dies ist besonders in Regionen mit sulfidhaltigem Grundgestein wie Pyrit zu beobachten. Durch Acid Mine Drainage (AMD) wird der pH-Wert der Gebirgsbäche gesenkt. Schwermetalle, die unter normalen Bedingungen gebunden sind, werden bei niedrigem pH-Wert löslich und erhöhen die Konzentration an Schwermetallionen im Wasser. Die hier vorgestellten Modellversuche für den Chemieunterricht demonstrieren die geringen Pufferfähigkeiten von Gletscherwasser und die Versauerung durch Pyritoxidation, sowie die dadurch hervorgerufene Freisetzung von Schwermetallen am Beispiel von Kupfer. Die Experimente sind so konzipiert, dass sie im Unterricht leicht eingesetzt werden können. Zusätzlich erfolgt die Einbettung in eine digitale Lernumgebung mit VR-Option, um Lernenden zumindest einen virtuellen Zugang zu Gletscherlandschaften zu ermöglichen.

Das 3D-Prozessmodell ist ein speziell an den Bedarfen blinder und sehbeeinträchtigter Lernender entwickeltes Modell, das den Zugang dieser Gruppe zu S_N-Reaktionsprozessen unterstützen soll. Für die Interpretation des Reaktionsprozesses relevante Informationen zu strukturellen und energetischen Aspekten werden im Modell haptisch erfahrbar und damit explizit dargestellt. Um das Modell erfolgreich zu nutzen, ist es grundlegend, dass Lernende die haptisch erfahrbaren Informationen als relevant erkennen, sie für die Diskussion nutzen und fachlich interpretieren. Das Ziel der hier vorgestellten Untersuchung besteht darin, herauszufinden, inwiefern Lernende die im Modell erfahrbaren haptischen Informationen wahrnehmen und wie sie diese für die Beschreibung des Reaktionsprozesses einsetzen. Um dies zu untersuchen und damit auch eine erste Evaluation des entwickelten 3D-Prozessmodells zu erhalten, wurde eine qualitative Interviewstudie an einem hessischen Gymnasium mit dem Förderschwerpunkt Sehen durchgeführt (N=10) und mit Blick auf die Verwendung der am Modell erarbeiteten haptischen Informationen ausgewertet. Es konnte gezeigt werden, dass die Studienteilnehmenden die haptisch erfahrbaren Informationen des Modells zur Interpretation und Diskussion eines modellierten Reaktionsprozesses nutzen konnten. Die Konstruktion des Modells zeigt Möglichkeiten auf, um haptisch erfahrbare Informationen in weitere gegenständliche Modelle einzubauen.

Schon seit jeher passen Chemie und Kunst zusammen, da chemische Substanzen als Farbmittel und Pigmente eine fundamentale Rolle in der Malerei spielen [1]. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Malfarben, die im Kunstunterricht zum Einsatz kommen, besitzt Phosphoreszenzfarbe einen spektakulären Nachleuchteffekt. In einem fächerübergreifenden Projekt des Chemie- und Kunstunterrichts konnten die Schülerinnen und Schüler einer 7. Jahrgangsstufe phosphoreszierende Malfarbe auf Basis von Zinksulfid selbst ausprobieren. Zusätzlich gelingen mit einer bemalten Holzplatte spektakuläre Leuchteffekte für den Chemieunterricht.

Dies ist die Fortsetzung der Fachdidaktischen Rundschau aus CHEMKON 7/24.

Es ist reizvoll, organische Reaktionen dreidimensional darzustellen. Dies ist möglich mithilfe einer App für iOS: iORA (Organic Reaction Animations). Die Darstellungen basieren auf der Funktionsdichte-Theorie und die Darstellungen ergeben beeindruckende Animationen. Autoren um Steven A. Fleming ([email protected]) von der Temple University (PA) und Daniel H. Ess ([email protected]) von der Brigham Young University (UT) stellen sehr schöne Beispiele vor: Interactive Organic Reaction Trajectory Animation iPhone Application (iORA) and Web Site (webORA) (J. Chem. Educ. 2023, 100 (4), 1659–1663) (Abb. 8 und Abb. 9). Die Rechenzeiten können beachtlich lang sein..

Anspruchsvoll, aber machbar: Ein Autorenteam um Ratthasart Amarit ([email protected]) aus Thailand liefert im Text und der Supporting Information eine komplette Bauanleitung inkl. Dateien für den 3D-Druck für ein Zweistrahl-Spektrometer für Smartphones A Low-Cost Dual-Beam Smartphone Visible Spectrometer (J. Chem. Educ. 2023, 100 (2), 546–553; Abb. 10). Die Auflösung ist beachtlich.

Aus dem Arbeitskreis von Marco Beeken ([email protected]) kommt der Bericht über eine Sommercamp für interessierte Jugendliche: In Search of Prof. Aurum – A Mobile Escape Room Setting for Youth Recreation (J. Chem. Educ. 2023, 100 (8), 3132–3137). Bei dem Projekt handelte es sich um eine Freizeitaktivität für Jugendliche. Es werden die drei Experimentiergruppen vorgestellt (Abb. 11, Abb. 12, Abb. 13).

Zum Abschluss soll noch auf einen Beitrag von Günther Thiele ([email protected]), Katherine A. Mirica, Kah Chun Lau und Sebastian Habig ([email protected]) hingewiesen werden: AR, VR, and the Metaverse in Teaching: An Advocacy for Precise Differentiation (J. Chem. Educ. 2023, 100 (11), 4177–4180). Der Titel sagt eigentlich alles (Abb. 14).

Sehr geehrte Kolleginnen und Kollegen,

vom 18. bis 20. September 2024 findet die nunmehr 40. Jahrestagung der Fachgruppe Chemieunterricht der GDCh an der Universität Regensburg statt. Unter dem Motto „Praxis und Forschung kollegial reflektieren“ sollen Arbeiten aus und Perspektiven auf Schule und Forschung präsentiert und wertschätzend diskutiert werden.

Dabei lässt sich Reflektieren nach einem international und iterativ entwickelten Modell zum fachdidaktischen Wissen von Naturwissenschaftslehrkräften (Refined Consensus Model of PCK) als ein wesentlicher Teil der professionellen Kompetenz von (Chemie-)Lehrkräften erachten. Neben dem Planen und Halten von Unterricht stellt das systematische und theoriegeleitete Reflektieren von und für Planungs- und Unterrichtsprozesse(n) nicht nur die Basis dar, um begründet pädagogisch wirksame Entscheidungen zu treffen. Reflektieren ist zudem Voraussetzung für die eigene professionelle Weiterentwicklung. Dies gilt sowohl für Lehrpersonen im Schul- und Hochschuldienst, als auch für Schülerinnen und Schüler, Studierende sowie Forschende.

Der hohen Relevanz des Reflektierens für Lernerfolge und Weiterentwicklungen soll auf verschiedene Weise im Rahmen der Jahrestagung Rechnung getragen werden. Einerseits bitten wir alle Referentinnen und Referenten, neben positiven Ergebnissen auch methodische und experimentelle Herausforderungen sowie Verbesserungsvorschläge zu berichten, welche für Chemielehrkräfte und -didaktiker:innen von Interesse sein können. Andererseits haben wir die Tagung so organisiert, dass für (selbst-)kritische Diskussionen genügend Zeit bleibt. So stehen jedem Experimentalvortrag nun 60 min und jedem Diskussionsvortrag 20 min für Präsentation und 10 min für Diskussion zur Verfügung. Auch kann in fünf parallelen Postersessions bei Brezen und Getränken intensiv über einzelne Projekte nachgedacht werden. Insgesamt haben wir fünf parallele Vortragsstränge (plus vier Workshop-Stränge) eingerichtet, sodass nahezu alle Vortragswünsche berücksichtigt werden konnten. Es erwarten Sie voraussichtlich 130 Beiträge mit 63 Diskussions- und 12 Experimentalvorträgen, 45 Postern sowie 10 Workshops. Ein Großteil der Vorträge widmet sich den Themen Digitalisierung, Experimentieren sowie Methoden in Forschung und Unterricht. Weitere Schwerpunkte sind Aus- und Fortbildung, BNE & Fächerübergreifendes, Außerschulische Lernorte und Modelle. Wir hoffen zudem auf einen guten informellen Austausch in den Pausen und bei dem Begleitprogramm, u. a. im Rahmen des Vorabendtreffens und des Gesellschaftsabends.

Konstruktive, kritische Debatten haben in Regensburg eine lange Tradition. So war die Stadt selbst spätestens seit dem Dreißigjährigen Krieg über 150 Jahre lang ein Zentrum politischen Austauschs im Rahmen des Immerwährenden Reichstags. Zur Geschichte der sogenannten nördlichsten Stadt Italiens kann auf den optionalen S