Universität Bremen erprobt neues Modell zur chemischen Bindung mit Schülergruppen der IGS Wilhelmshaven

Es ist oft mehrere Quadratmeter groß und hängt wahrscheinlich in jedem Chemieraum – das Poster zum Periodensystem der Elemente. Für viele Lernende bleibt es im Chemieunterricht ein Mysterium, denn es ist sowohl komplex als auch ziemlich abstrakt. Doch ist das Periodensystem ein nützliches Werkzeug, um die Vielzahl an chemischen Verbindungen, die uns umgeben, zu erklären. Und warum Moleküle so aufgebaut sind, wie sie es sind, wurde jetzt – auch mithilfe des Periodensystems und den daran ablesbaren Außenelektronen – in Klasse 9, 10 und 11 an der IGS Wilhelmshaven erprobt.

Die Mitarbeiter der Universität Bremen Professor Dr. Marcus Bäumer und Dr. Nadja Belova (oben links) und Studentin Leana Kahrs mit dem IGS-Lehrer Dr. Marc Stuckey (rechts oben) erprobten mit der 10. Klasse ein Unterrichtsmodul zum Thema „Atombindung“

Um den Lernenden den Zugang zu diesem komplexen Thema zu erleichtern, haben sich Dozenten der Universität Bremen Professor Dr. Marcus Bäumer (Institut für Angewandte und Physikalische Chemie) und Dr. Nadja Belova (Akademische Rätin am Institut für Didaktik der Naturwissenschaften) sowie Studentin Leana Kahrs und IGS-Lehrer Dr. Marc Stuckey überlegt, etwas zu nutzen, was man sonst eher aus dem Kinderzimmer kennt – Lego®-Steine.

Das bekannte Spielzeug wurde in ein neues, innovatives Modul zur Atombindung integriert, welches in mehreren Chemieklassen der Wilhelmshavener Gesamtschule durchgeführt wurde. „Warum sich Atome überhaupt miteinander verbinden, ist für Schüler oft nicht leicht verständlich. Insbesondere die Atombindung ist immer etwas sperrig und nicht sehr anschaulich“, berichtet Stuckey aus dem Schulalltag. Genau hier setzt das Modul an und veranschaulicht mit dem Lego®-Modell und einem praktischen Anteil den theorielastigen Inhalt. „Wir haben über ein Baustein-Prinzip das Theoriemodell der Atombindung so abgewandelt, dass die Schüler spielerisch eine deutlich bessere Idee von dieser Bindungsart bekommen“, erzählt Professor Bäumer, der für seinen Modellansatz Lego®-Teilchen herangezogen hat. Drei einfache Regeln sorgen dafür, dass die Schüler schon nach kurzer Zeit mehrere Moleküle nachbauen können und so auch etwas in der Hand halten, was den abstrakten Zugang zum Periodensystem veranschaulicht. Wie schnell die Schüler den Umgang und die Prinzipien verinnerlicht haben, war erstaunlich. „Alle Gruppen konnten am Ende alle Aufgaben bearbeiten und korrekt umsetzen“, freute sich Belova. Erfreulich war auch der fachliche Austausch innerhalb der Gruppen.

Knapp 60 Minuten lang haben die Schüler mit den Bausteinen Moleküle mit dem neuen, vereinfachten Modellansatz gearbeitet und tolle Erfolge erzielt. Anschließend konnten die Jugendlichen den Mitarbeitern der Universität Bremen auch Rückmeldung geben. „Nach kurzer Zeit war das Baustein-Modell verständlich und es hat mir sehr geholfen“, meldet Nick, Schüler aus Jahrgang 10, zurück – und auch das Zurückgreifen auf das Periodensystem war dann für die meisten kein Mysterium mehr.

Foto: IGS WHV, Bericht von Marc Stuckey

Der Biologie-Leistungskurs der IGS bekam von der Universität Bremen Informationen über ein Fake-Produkt, dass von den Schülerinnen und Schülern auf ihre naturwissenschaftlichen Inhalte hin überprüft werden sollte. Das Ziel war es, den kritischen Umgang mit naturwissenschaftlichen Informationen in sozialen Medien zu erlernen.

Nachrichten auf Richtigkeit zu prüfen wird im digitalen Zeitalter zu einer immer komplexeren Herausforderung. Wurde sich früher primär aus Zeitungen, Radio und dem Fernsehen informiert, so bekommen heute auch immer mehr die sozialen Medien Aufmerksamkeit, in denen nicht nur Expertinnen und Experten Informationen verbreiten können. Insbesondere Trendprodukte werden dann von Influencern beworben und deren Follower nehmen die Informationen oft unkritisch auf.

Genau an diese Stelle setzt eine Unterrichtseinheit zum Thema „Leistungssteigerndes Mineralwasser“ der Universität Bremen an, die von der Akademischen Rätin Dr. Nadja Belova im Leistungskurs Biologie von Dr. Marc Stuckey an der IGS erprobt wurde und die Bewertungskompetenz der Schülerinnen und Schüler steigern sollte. Es geht darum, zu erkennen, welche naturwissenschaftsbasierten Strategien in sozialen Medien genutzt werden, um ein Produkt oder eine Information glaubwürdiger erscheinen zu lassen und so gegebenenfalls Verbraucherinnen und Verbraucher zu manipulieren. Die Einheit wurde von Dr. Moritz Krause und Dr. Nadja Belova im Rahmen des von der Joachim-Herz-Stiftung geförderten Projekts „LSC:digital – Lehrerbildung, Schulpraxis, Curriculumentwicklung: ein vernetzter, multiperspektivischer Ansatz zu digitalen Medien im NW-Unterricht“ entwickelt und an der IGS erprobt.

„In der Einheit geht es um ein fiktives Produkt, hier Mineralwasser, welches eine erhöhte Menge an gelösten Mineralien enthält und was beim Verzehr nochmal eine besondere Leistungssteigerung hervorrufen soll“, berichtet Dr. Belova. Alles wirkt sehr authentisch – eigener Markenname, Instagram-Profil und auf dem Pult stehen Wasserflaschen der Firma H_IQO. Auch die Codierung für die Pfandrückgabe ist aufgedruckt. Zunächst sichten die Schülerinnen und Schüler mit ihren mobilen Endgeräten im Unterricht das Instagram-Profil und sammeln, was ihnen hieran gefällt und was optimiert werden kann. Das Instagram-Profil von H_IQO präsentiert sich sehr „echt“. „Es gibt unterschiedliche Kommentare und Umfragen, die das Mineralwasser als neues Lifestyle-Produkt erscheinen lassen“, erzählt Dr. Stuckey, Lehrer des Biologie-Leistungskurses.

Die Schülerinnen und Schüler prüfen die Profilseite sehr genau und mehr und mehr erkennen sie, dass es Ungereimtheiten gibt. „Es heißt, dass 92% der Stichprobe einer Studie mit dem Mineralwasser ihre Leistung steigern konnten. Es bleibt aber völlig unklar, wie viele Personen an der Studie teilgenommen haben und wie die Leistungssteigerung gemessen wurde“ hinterfragt Justus den Inhalt. Johannes ergänzt, dass eine Leistungssteigerung wohl eher eine subjektive Wahrnehmung sein könnte. Auch die Inhalte auf dem Instagram-Profil sind alle sehr positiv und innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums geschrieben worden. Nach weiterer Recherche erkennen die Schülerinnen und Schüler, dass auch die Herstelleradresse die einer Werbefirma ist – und nicht die eines Mineralwasserabfüllers.

„Viele Produkte, die auf den Markt bekommen, werden gerne mit einem großen Hype versehen und auf unterschiedliche Weise werden diese beworben. Immer häufiger werden pseudo-wissenschaftliche Studien herangezogen, die gar keinem wissenschaftlichen Standard entsprechen“, berichtet Dr. Belova.

„Dass wir einen vertieften Einblick dahingehend bekommen, wie schnell man selbst zunächst ein Produkt als gut einordnet, ehe man erkennt, dass da sowohl Fehlinformationen als auch unwissenschaftliche Studien vorliegen, war wirklich prima“, resümierte Sanja.

Der Biologie-Leistungskurs der IGS mit Dr. Nadja Belova (links) und Lehrer Dr. Marc Stuckey (rechts) bei der Übergabe des „leistungssteigernden“ Mineralwassers

Beitrag von Marc Stuckey

MINT-Kooperation der IGS mit Lernort und Jade-Hochschule kann Erfolge feiern

Bereits zum zweiten Mal traten im Februar zwei Teams der IGS Wilhelmshaven bei der Landesmeisterschaft des „Formel-1-in-school“-Wettbewerbs an. Zoe, Alina, Jule, Paula, Leon, Devin, Kyrill, Philipp und Tiam, alle aus dem siebten Jahrgang, fuhren mit ihren Miniatur-Rennwagen und viel weiterem Equipment, nach Wolfsburg in die Autostadt. Bereits im Vorfeld brachte die Wilhelmshavener Zeitung einen ausführlichen Ausblick der beiden Teams auf den Wettbewerb.

Nach einem Jahr Arbeit im außerschulischen Lernort und mit Unterstützung von Studierenden des Fachbereichs Ingenieurwissenschaften der Jade-Hochschule waren beide Teams gespannt, wie die Jury dieses Jahr das Ergebnis beurteilen würde.
Im Lernort für Natur und Technik entstanden wie schon im letzten Jahr die Rennwagen erst im Computer und später in der Fräse. Neu war für diesen Wettbewerb, dass in Zusammenarbeit mit Studierenden der Jade-Hochschule die Konstruktionen im Computer auf ihre Windschnittigkeit hin untersucht werden konnten. Die neun jungen Bastlerinnen und Bastler, die zu den jüngeren Teilnehmern der Landesmeisterschaften zählten, schätzten das völlig zu Recht als bedeutenden Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen Teams ein.

Mit einem sechsten und einem neunten Platz waren dann auch beide Teams hochzufrieden und haben einen deutlichen Schritt nach vorn gemacht. Nun ist natürlich dem Wettbewerb auch vor dem Wettbewerb: und so sitzen sie denn nun wieder zusammen, und feilen für ein weiteres Jahr an Technik, Layout, Sponsoring und vielen weiteren Details. Ein Dank an alle Unterstützer am Lernort für Natur und Technik, der Jade-Hochschule, in der Elternschaft und in der IGS Wilhelmshaven.

Die KOV-Schülergruppe „Chemie“ der IGS Wilhelmshaven, die mit zwei Videos am internationalen Videowettbewerb teilgenommen, wurde mit einem Bücherpreis ausgezeichnet. Die Schule bekommt zudem eine hochwertige Analysewaage als Schulpreis.

Anlässlich des 150-jährigen Jubiläums hatten die Vereinten Nationen und die UNESCO das Jahr 2019 zum Jahr des „Periodensystems der Elemente“ ausgerufen. Hierzu hat die Chemiezeitschrift „Chemie in unserer Zeit“ von der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) in Zusammenarbeit mit dem englischsprachigen Onlineportal „ChemistryViews“ einen Videowettbewerb ausgeschrieben, an dem die Schülergruppe „Chemie“ des Kooperationsverbunds „Begabungen und Talente fördern – Wilhelmshaven“ (KOV) teilnahm. Die Chemie-Gruppe wird vom IGS-Lehrer Dr. Marc Stuckey betreut und setzt sich aus sieben Schülern der IGS zusammen. Für den Wettbewerb mussten die Schüler ein Video über ein Element aus dem Periodensystem drehen, was nicht länger als drei Minuten lang sein durfte. Eine weitere Besonderheit war, dass das Video in englischer Sprache sein musste. Die Schüler erstellten insgesamt zwei Videos: zum einen nahmen sie Magnesium und zum anderen Kupfer in den Fokus. Neben dem Heraussuchen von Experimenten planten die Schüler auch den Videoaufbau und nahmen das Schneiden vor.

„Die Motivation bei den Schülern war sehr hoch. In der Schule haben wir experimentiert und die Videos erstellt. In ihrer Freizeit haben die Schüler angefangen die Videos zu schneiden. Der Feinschliff der Videos fand wiederum in Schule statt, da wir hier entsprechende Programme für das sogenannte Rendern haben“, so Dr. Stuckey, der bereits Mitte dieses Jahres mit einer Oberstufengruppe an einem Videowettbewerb teilgenommen hatte.

Der Begabtenkurs stand ziemlich unter Zeitdruck, da sie erst nach den Sommerferien mit der Arbeit beginnen konnten und der Wettbewerb schon Anfang Oktober endete. Doch durch viel zusätzliche „Hausarbeit“ sind beide Videos kurz vor Einsendeschluss fertig geworden. Und die intensive Arbeit hat sich gelohnt, denn nun sind die Schüler mit einer Urkunde und einem Büchergutschein in Höhe von 200 Euro, der von der Zeitschrift „Chemie in unserer Zeit“ und dem Online-Magazin „ChemistryViews gesponsert wurde, ausgezeichnet worden. Zusätzlich bekamen sie eine Ausgabe „Chemie in unserer Zeit“ überreicht. Die Schule hat weiterhin noch ein Periodensystem der Elemente für einen Chemieraum von der GDCh erhalten und zwei Kartenspiele „Chemundo“. Der Fachbereich Naturwissenschaften bekam zudem eine hochwertige Analysewaage der Firma Sartorius überreicht. Die Übergabe erfolgte durch Dr. Alexander Brinkmeier, Mitarbeiter bei Sartorius.

Die Übergabe der Urkunden und der Analysewaage erfolgte durch den IGS-Lehrer Dr. Marc Stuckey (links), die didaktische Leiterin Nina Helmerichs (2. von links) sowie den Schulleiter Dr. Knut Engeler (sitzend) und Dr. Alexander Brinkmeier (rechts) von der Firma Sartorius an die Schüler Nik, Merle, Jack, Dariush, Leon und Kian

„Was in den Videos so schnell und einfach aussieht, dauert dann in der Anfertigung ziemlich lange. Aber es hat sich gelohnt und eine Menge Spaß gemacht“, freut sich Dariush. Kian ergänzt, dass ihm das dem Experimentieren und auch das Filmen viel Freude bereitet habe.

„Neben dem fachlichen Wissen erweitern die Schüler ihre Kreativität und ihre Medienkompetenz. Ich finde diese Art der Wettbewerbe für Schulen ganz prima, um so Schüler für das Fach Chemie weiter zu begeistern“, erklärt Dr. Stuckey, der sich sehr über die Preise für die Schüler und die Schule sehr freut. Es ist eine große Anerkennung sowohl für die Schüler als auch die Schule, dass Verbände wie die GDCh und Firmen wie Sartorius Wettbewerbe sponsern.

„Die KOV-Gruppe mit unseren Schülern hat eine tolle Arbeit geleistet und zwei tolle Videos erstellt. Dass dies von der Jury mit solch hochwertigen Preisen belohnt wird, hat uns in der Schule zusätzlich sehr gefreut und ist sehr wertschätzend“, so die didaktische Leiterin Nina Helmerichs. Und vielleicht machen zukünftig solche Videos das Periodensystem der Elemente interessanter und attraktiver; auch für Nicht-Chemiker. Die Videos finden sich unter den folgenden Links:

https://www.youtube.com/watch?v=WS8CKwku02A&feature=emb_title

https://www.youtube.com/watch?time_continue=11&v=qawkHEwfR5M&feature=emb_logo