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Artikelaktionen

Schwerpunkt E-Learning und digitale Medien

Chloridfällung auf drei Ebenen – Entwicklung eines interaktiven Videoexperiments auf Basis des Johnstone-Dreiecks

Mareike
M. Schwarz


Staatsexamensarbeit L3 (Dezember 2020)


Eingereicht von: Mareike Schwarz

Gutachter: Prof. Dr. Nicole Graulich, Lukas Groos

 

 

Diese wissenschaftliche Hausarbeit beschäftigt sich mit der Begegnung von (Fehl-) Vorstellungen durch den Einsatz eines interaktiven Videoexperiments, welches auf dem Johnstone-Dreieck basiert. Das Johnstone-Dreieck verbindet die drei Ebenen der Chemie miteinander: die makroskopische, die submikroskopische und die symbolische Ebene. Um Chemie vollständig verstehen zu können, müssen die Ebenen miteinander verknüpft werden. Dies führt bei Lernenden häufig zu Problemen. Besonders das Verstehen und Anwenden der submikroskopischen Ebene ist für viele Lernende zu komplex. Wird diese Darstellungsebene nicht vollständig verstanden, können (Fehl-)Vorstellungen entstehen, die sich auf weitere Themen übertragen können. Diesen (Fehl-)Vorstellungen muss begegnet werden, um sie zu wissenschaftlichen Vorstellungen umstrukturieren zu können.

Um das Verstehen des Johnstone-Dreiecks zu erleichtern, wurde ein interaktives Videoexperiment erstellt, welches das Experiment „Nachweis von Chlorid-Ionen“ zeigt. Zunächst müssen die Lernenden das Experiment durchführen und es im Anschluss auf Basis des Johnstone-Dreiecks auswerten. Mit Hilfe von Single- und Multiple-Choice-Fragen werden die Beobachtungen festgehalten, womit gleichzeitig die makroskopische Ebene angesprochen wird. Anschließend wird auf die submikroskopische Ebene eingegangen, indem aus drei Animationen die richtige Entstehung der Moleküle auf Teilchenebene ausgewählt werden muss. Am Ende wird durch Auswählen der richtigen Reaktionsgleichung die symbolische Ebene beschrieben. Dieser schrittweise Prozess soll zu einem besseren Verständnis von chemischen Experimenten beitragen.

Um herausfinden zu können, ob das erstellte Videoexperiment bei der Begegnung von (Fehl-) Vorstellungen helfen kann, wurde eine Studie durchgeführt. Trotz einer kleinen Teilnehmerzahl konnte festgestellt werden, dass das interaktive Videoexperiment beim Aufdecken von (Fehl-) Vorstellungen hilfreich sein kann. Genauso kann es für Lernende eingesetzt werden, die Schwierigkeiten beim Verstehen der submikroskopischen Ebene haben oder um die Bewegung der Teilchen besser nachzuvollziehen. Gleichzeitig wurden einige Verbesserungsvorschläge genannt, die bei der Erstellung weiterer interaktiver Videoexperimente beachtet werden sollten.

Grundsätzlich sollte mehr mit digitalen, interaktiven Videoexperimenten gearbeitet werden, um das Verständnis des Johnstone-Dreiecks zu fördern und den Aufbau von (Fehl-)Vorstellungen zu vermeiden.

 


 

 „Chloridfällung in Concert“ - Gestaltung von interaktiven Videoexperimenten mit Modalitätswechseln 

Tabea Bill
Tabea Bill

Staatsexamensarbeit L3 (November 2020)



Eingereicht von: Tabea Bill

Gutachter: Prof. Dr. Nicole Graulich (W1), Lukas Groos


 

Im Rahmen der wissenschaftlichen Hausarbeit wurde das Experiment "Nachweis von Chlorid-Ionen" in digitaler-interaktiver Form aufbereitet. Dabei wurde der Fokus auf die Umsetzung des "Universal Design for Learning"1 gesetzt. Dieses Konzept hat das Ziel, Barrieren zu minimieren und gleichzeitig Lernende mit und ohne Förderbedarf zu unterstützen. Um dies zu erreichen, wurde dafür beispielsweise die Funktion eingebaut, dass die Aufgabenstellung nicht nur in Textform, sondern auch in gesprochener Sprache abgerufen werden kann. Ebenso wurden die Handlungen bei der Durchführung der einzelnen Schritte auditiv beschrieben. Diese Funktionen sind Beispiele für Modalitätswechsel und können unter anderem Lernende mit einer Leseschwäche unterstützen. Um das Potential solcher Funktionen in Kombination mit interaktiven Videoexperimenten abschätzen zu können, wurde eine Befragung von angehenden Chemielehrer/innen durchgeführt.

Im Allgemeinen wurde das interaktive Videoexperiment von allen Befragten positiv bewertet. Trotz der kleinen und relativ homogenen Stichprobe wurden bereits verschiedenste Wiedergabeformate bevorzugt. Darin zeigt sich bereits, wie unterschiedlich die Lerntypen sind und welche großen Vorteile die Möglichkeit bietet, dass jeder Lernende die von ihm/ihr präferierte Darstellungsvariante wählen kann. Neben der erfolgreichen Kombination wurden zudem die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten und das geringe Gefährdungspotential von den angehenden Chemielehrer/innen besonders geschätzt. Allerdings wurden auch Verbesserungsvorschläge gemacht, welche in zukünftigen Entwicklungen Beachtung finden sollten. 

Abschließend sei zu sagen, dass gerade durch die Flexibilität digitaler Medien viel Potential in der Umsetzung solcher interaktiven Videoexperimente steckt. 

 

Interaktives Video: Nachweis von Chlorid-Ionen

 

1. Nelson, L. L.;  Rose, D.; Posey, A., Design and Deliver : Planning and Teaching Using Universal Design for Learning. Brookes Publishing: Baltimore, UNITED STATES, 2013.

 


 

 Videotechnische Visualisierung chemischer Prozesse für den Einsatz im Chemieunterricht

Daniel Thiel
Daniel Thiel

Staatsexamensarbeit L3 (Oktober 2016)

 

 

Eingereicht von: Daniel  Thiel

Erstgutachter: Prof. Dr. Nicole Graulich (W1)

 

 

Viele der im Chemieunterricht beobachteten Phänomene laufen oft zu langsam oder viel zu schnell für das menschliche Auge ab. Um aber die Prozesse ablaufender Reaktionen für Schülerinnen und Schüler zugänglich zu machen und um ihnen mehr Beobachtungsmöglichkeiten zu bieten, hat sich Daniel Thiel in seiner Abschlussarbeit mit Super-Slow-Motion und Zeitraffer Aufnahmen befasst. Dazu wurden typische im Chemieunterricht auftauchende Experimente, wie die Reaktion der Alkalimetalle in Wasser, Kristallisationsprozesse, aber auch typische Reaktion zum Thema Feuer, wie der bellende Hund oder der Fettbrand aufgenommen. Die Videos ermöglichen eine stärker prozessorientierte Beobachtung von chemischen Phänomenen und lassen sich zusätzlich zum Realexperiment im Unterricht zielführend einsetzen.

(Videoaufnahmen ansehen)

 


 

Einsatz von kriterienbezogenem Feedback in der universitären Lehre: automatisch generiertes Feedback – Wirkung und Einfluss auf den Studierenden
Kristof Reiländer
K. Reiländer

Staatsexamensarbeit L3 (Juni 2016)

 

 

Eingereicht von: Kristof Reiländer

Gutachter: Prof. Dr. Nicole Graulich (W1), Sebastian Hedtrich

 

 

Der Einfluss von Feedback auf den Lehrprozess ist unumstritten. Um die Studierenden in ihrem individuellen Lernprozess zu unterstützen, bieten wir in einer Pilotphase automatisches, kriterienbezogenes Feedback an. Das Feedback soll über die persönlichen Stärken und Schwächen informieren und dabei helfen, den weiteren Lernprozess zu gestalten.

Doch wie wird ein solches Feedback von den Studierenden aufgenommen? Kann das Feedback eine Informationslücke helfen zu füllen? Wird es überhaupt von den Studierenden als valide empfunden und akzeptiert? Diesen und weiteren Fragen ging Kristof Reiländer in einer Interviewstudie nach. Durch die qualitative Inhaltsanalyse der erhobenen Daten konnte nicht nur der Mehrwert aufgezeigt werden; es konnten Ansätze entwickelt werden, den Feedback-Prozess noch weiter zu verbessern.

 

 


 

E-Learning im Rahmen der Chemiedidaktikausbildung an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Feedback-Möglichkeiten in ILIAS am Beispiel der Lerneinheit „Cracken von Paraffinöl“

Staatsexamensarbeit L3 (Oktober 2014)


Eingereicht von: Sarah Reiß

Gutachter: Dr. Annette Geuther, Sebastian Hedtrich

 

Wie es gelingt, der Nutzerin/ dem Nutzer einer E-Learning-Lerneinheit eine effektive Rückmeldung hinsichtlich seines/ ihres aktuellen Lernstandes zu geben, stellt für Autorinnen und Autoren solcher Lernangebote stets eine Herausforderung dar. Auf der Grundlage fachwissenschaftlicher Inhalte, lernpsychologischer und fachdidaktischer Aspekte einerseits sowie den technischen Möglichkeiten und Grenzen der universitären Lernplattform ILIAS andererseits hat Frau Reiß variantenreiche Aufgabenformate entwickelt, die das ermöglichen.

 


 

E-Learning im Rahmen der Chemiedidaktikausbildung an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Entwicklung von Material zur Erstellung einer E-Learning-Einheit zum Thema „Feuer“
Kai-Oliver Graf
Kai-O. Graf

Staatsexamensarbeit L3 (Juni 2014)

 

Eingereicht von: Kai-Oliver Graf

Erstgutachterin: Dr. Annette Geuther

 

 

In der wissenschaftlichen Hausarbeit hat Herr Graf elektronisches Lernmaterial zum Thema „Feuer“ erstellt und zu einer E-Learning-Lerneinheit zusammengefügt, die auf die technischen Voraussetzungen der universitären Lernplattform ILIAS abgestimmt ist. Diese Lerneinheit ermöglicht insbesondere den Studierenden des Lehramts an Haupt- und Realschulen sowie Förderschulen im Fach Arbeitslehre eine intensive Auseinandersetzung mit den fachlichen Grundlagen der Thematik „Feuer“ zur effektiven Praktikumsvor- und -nachbereitung im Ausbildungsmodul 5: Einführung in die Technik. Darüber hinaus sind diese Lernmaterialien auch in die chemiedidaktisch basierten Ausbildungsmodule der Fächer Sachunterricht der Grundschule sowie Chemie in Haupt-, Real-, Förderschulen und Gymnasien an unserer Universität implementiert.

 


 

E-Learning im Rahmen der Chemiedidaktikausbildung an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Entwickeln von Material zur Erstellung einer E-Learning-Lerneinheit zum Thema „Waschmittel“

Staatsexamensarbeit L3 (Dezember 2012)

 

Eingereicht von: Stefanie Gebauer

Erstgutachterin: Dr. Annette Geuther

 

Seit vielen Jahren bietet das Institut für Didaktik der Chemie Veranstaltungen zum Thema „Alltagschemie“ an, wobei u.a. der Waschprozess, die Waschmittelarten und die Waschmittelinhaltsstoffe thematisiert werden. Darüber hinaus ist diese Thematik einerseits Inhalt des Chemieunterrichts in der gymnasialen Oberstufe und andererseits von großem allgemeinem Interesse. Um diese Inhalte künftig evtl. einem möglichst breiten Lerner- und Interessentenkreis zugänglich machen zu können, hat Frau Gebauer getestet, inwieweit es möglich ist, dafür die relativ neuen elektronischen Medien im Rahmen des blended learning zu nutzen. Sie hat dazu Bausteine für ein mögliches E-Learning-Lernangebot zum Thema „Waschmittel“ erstellt und daran ausgelotet, welche technischen Möglichkeiten und Grenzen die universitäre Lernplattform ILIAS setzt.

 


E-Learning im Rahmen der Chemiedidaktikausbildung an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Entwickeln von Online-Lernmaterial zur Selbst- und Fremdkontrolle
Sebastian Hedtrich
S. Hedtrich

Staatsexamensarbeit L3 (Juni 2012)

 

Eingereicht von: Sebastian Hedtrich

Erstgutachterin: Dr. Annette Geuther

 

 

Innerhalb einer jeden Lehr-Lern-Interaktion ist die Kontrolle der Lernleistungen von zentralem Interesse: Einerseits muss der/ die Lernende seinen/ ihren aktuellen Lernstand stets und ständig am (gesellschaftlichen) Wissensstand abgleichen, andererseits wird insbesondere in Bildungseinrichtungen durch Lehrpersonal immer wieder kontrolliert, über welche Kompetenzen der/ die Lernende aktuell verfügt und wie sich sein/ ihr Lernstand entwickelt. Da bei Verwendung von E-Learning-Lernangeboten dieser unmittelbare menschliche Kontakt zwischen Lehrenden und Lernenden fehlt, ist das Verfolgen dieser essentiellen Kontroll- und Diagnoseprozesse problematisch. Herr Hedtrich hat Aufgabenformate entwickelt, deren Lösungen sowohl Lernenden als auch Lehrenden sofort online Informationen über den Lernerfolg geben, nachdem eine E-Learning-Lerneinheit bearbeitet worden ist.

 


 

E-Learning im Rahmen der Chemiedidaktikausbildung an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Kombination von Wiki- und präsenzgestütztem Lernen beim Entwickeln von online-Lernmaterial
Anna Rautenberg
A. Rautenberg

Staatsexamensarbeit L3 (Oktober 2011)

 

Eingereicht von: Anna Rautenberg

Erstgutachterin: Dr. Annette Geuther

 

 

Mit Wikipedia ist in den letzten Jahren online eine von Nutzerinnen und Nutzern selber entwickelte und getragene umfangreiche Enzyklopädie entstanden, die eine hohe Zugriffsfrequenz aufweist. Inspiriert von diesem Format ist Frau Rautenberg der Idee nachgegangen, ob der Lernerfolg von Studierenden dadurch erhöht werden könnte, dass jeder/ jede von ihnen im Rahmen seiner/ ihrer individuellen Lernarbeit Beiträge in ein Wiki einstellt, die eigenen Kompetenzen dadurch festigt, strukturiert und damit gleichzeitig vorstrukturiertes Lernmaterial anderen Lernenden zur Verfügung stellt, die es ihrerseits wiederum verändern können. Durch den Aufbau der online-Plattform Leci hat Frau Rautenberg dafür sowohl strukturell als auch inhaltlich die nötige Basis geschaffen.