Abschlussarbeiten mit Experimentellem Schwerpunkt (e); Konzeptionell-Theoretischen Schwerpunkt (k)

• Fabienne Weisenburger: Einsatz von digitalen Concept Cartoons zur Förderung der Kommunikations-kompetenz im Chemieunterricht (Masterarbeit - e, k)
• Niclas Conrad: Entwicklung und Evaluation eines "intelligente" Titrationsassistenten smarTi im Schülerlabor (Masterarbeit - e)
• Svenja Schramm: Entwicklung und Evaluation eines Lernstrategietrainings zum Lernen mit Videos im Chemieunterricht zur Förderung des selbstregulierten Lernens (Masterarbeit - k)
• Laura Jane Braunbach: Partizipative Transferforschung im Kontext der Phosphatrückgewinnung zur Förderung der Experimentier- und Modellkompetenz (Masterarbeit - e)
• Anna Leidinger: Entwicklung einer Augmented Reality Anwendung für das Synthesepraktikum der organischen Chemie und Untersuchung des Nutzungsverhaltens von Studierenden sowie der Usability (Masterarbeit - k)
• Laura Leppla: Zusammenhangsanalyse zwischen Bewertungskompetenz und Selbstregulierten Lernens (Masterarbeit - e, k)
• Eileen Dorn: Konzeption und Evaluation einer Lerneinheit durch Integration didaktischer und methodischer Elemente des Darstellenden Spiels in den Chemieunterricht zur Förderung des Nachhaltigkeitsbewusstseins von Schüler:innen der Sekundarstufe II (Masterarbeit - k)
• Lisa von Mühlen: Entwicklung und Evaluation eines mehrdimensionalen außerschulischen Lernangebot als Citizen Science Projekt zum Thema Mikroplastik im Pfälzer Wald (Masterarbeit - e, k)
• Carina Mäurer: Analyse von Lernstrategiekompetenzen von Chemiestudierender und Entwicklung eines integralen Lernstrategietrainings in die Vorlesung „Analytische Chemie“ (Masterarbeit - k)

Fabienne Weisenburger: Einsatz von digitalen Concept Cartoons zur Förderung der Kommunikations-kompetenz im Chemieunterricht (Masterarbeit - e, k)

Concept Cartoons sind Zeichnungen, die mehrere Personen zeigen, welche verschiedene Erklärungsansätze zu einer naturwissenschaftlichen Fragestellung formulieren. Angeregt durch die Äußerungen in einem Concept Cartoon sollen Schüler:innen dazu ermutigt werden, ihre eigenen Sichtweisen zu reflektieren und ihre Ansicht zur Thematik zu vertreten. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass der Einsatz von Concept Cartoons die Motivation der Schüler:innen erhöht und die unterrichtliche Beteiligung verstärkt. Diese widmen sich überwiegend der Bedeutung von Concept Cartoons zur Verfolgung affektiver Ziele. Weniger erforscht sind die Zusammenhänge zwischen dem Einsatz von Concept Cartoons und der Förderung von Kommunikationskompetenz. Dies gilt speziell für Schüler:innen der Sekundarstufe II. Dort werden im Themengebiet Elektrochemie unter anderem Korrosionsvorgänge behandelt. Da es sich dabei um häufig zu beobachtende Phänomene handelt, für die Schüler:innen schon früh eigene Erklärungen finden, sind gerade beim Korrosionsvorgang zahlreiche Fehlvorstellungen zu verzeichnen. Zur Feststellung fehlerhafter Erklärungen wurde daher ein Concept Cartoon zur Korrosion von Eisen entwickelt. Dazu wurden zunächst gängige Fehlvorstellungen empirisch ermittelt. Es ergaben sich vier zentrale Fehlkonzepte, welche im Anschluss mit einer wissenschaftlich akzeptierten Vorstellung zu je fünf konkurrierenden Aussagen auf Stoff- sowie auf Teilchenebene weiterentwickelt wurden. In einem zweiten Schritt wurden partizipativ mit Referendar:innen entsprechende Animationen der Teilchenebene ausgearbeitet, welche mit den verbalisierten Aussagen in je einem Video zusammengefasst wurden. Im Anschluss erfolgte eine Testung innerhalb einer experimentell unterstützten Unterrichtsreihe in einem Chemie-Leistungskurs. Dabei stellte sich heraus, dass das Material die Schüler:innen zwar herausforderte, diese am Ende der Einheit aber Fehlvorstellungen wissenschaftlich fundiert korrigieren konnten. Die Ergebnisse deuten auf eine langfristige Förderung der Kommunikationskompetenz durch einen fortwährenden Einsatz von Concept Cartoons im Zuge verschiedener Themengebiete hin.

Niclas Conrad: Entwicklung und Evaluation eines "intelligente" Titrationsassistenten smarTi im Schülerlabor (Masterarbeit - e)

In der naturwissenschaftlichen Bildung gewinnt der Einfluss der Digitalisierung zunehmend an Bedeutung. Dieser Trend eröffnet vielfältige Möglichkeiten, den Chemieunterricht durch informatische Elemente zu erweitern und damit den Bildungsprozess zu bereichern. Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Umsetzung innovativer Methoden zur Erweiterung des Chemieunterrichts durch informatische Elemente. Das Hauptziel bestand darin, Schülerinnen und Schüler ein Titrationsexperiment im Labor mithilfe eines Microcontrollers, der Sense:Box, einer Pumpe und einem pH-Meter zu automatisieren. Vor und nach dieser praktischen Erfahrung wurden den Schülerinnen und Schülern Fragebögen zur Bewertung ihrer Lernerfolge vorgelegt. Die Ergebnisse dieser Forschung zeugen von einem vielschichtigen Ansatz zur Verbesserung der naturwissenschaftlichen Bildung. Die Integration digitaler Elemente ermöglichte nicht nur die Vermittlung traditioneller chemischer Konzepte, sondern vermittelte den Schülerinnen und Schülern auch wertvolle Fähigkeiten im Umgang mit Technologie und Computeranwendungen. Diese Herangehensweise ist in Einklang mit der positiven Haltung der Kultusministerkonferenz, die digitale Einflüsse im Fachunterricht begrüßt und fördert. Ein besonderer Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Entwicklung einer geeigneten Lernumgebung, sowie geeignetem Lernmaterial die es den Schülerinnen und Schülern ermöglicht, sich Schritt-für-Schritt eine Titration zu automatisieren. Das genutzte Lernmaterial und die Ereignisse des Labortages wurden ausgewertet. Anhand dieser Auswertung wurde das Material begründet überarbeitet. Die Erkenntnisse und Methoden dieser Masterarbeit tragen dazu bei, das Potenzial der Digitalisierung im naturwissenschaftlichen Unterricht voll auszuschöpfen. Sie bieten wertvolle Einblicke in die Möglichkeiten der Integration informatischer Elemente und schaffen eine Grundlage für zukünftige Entwicklungen im Bildungsbereich.

Svenja Schramm: Entwicklung und Evaluation eines Lernstrategietrainings zum Lernen mit Videos im Chemieunterricht zur Förderung des selbstregulierten Lernens (Masterarbeit - k)

Erklärvideos gewinnen sowohl im privaten Umfeld als auch im schulischen Bereich zunehmender Beliebtheit. Da der Umgang mit Erklärvideos medienpädagogisch hochkomplex ist, kann das Potenzial von Erklärvideos ungenutzt bleiben, wenn Schüler:innen nicht in der Lage sind, ihren Lernprozess aktiv zu steuern. Damit dies gelingt, sind kognitive Lernstrategien zum erfolgreichen Rezipieren von Erklärvideos erforderlich. Da bisher noch keine Strategie explizit zum Lernen mit Erklärvideos existiert, wurde in der vorliegenden Masterarbeit eine Strategie entwickelt und hinsichtlich des Einflusses auf die Fähigkeit zum selbstregulierten Lernen sowie auf den Wissenszuwachs beim Lernen mit Erklärvideos im Chemieunterricht evaluiert. Dazu wurde in einem Prä-Post-Kontrollgruppen-Design ein Strategietraining in einer neunten Klasse eines Gymnasiums sowie einer integrierten Gesamtschule und in einer zehnten Klasse eines Oberstufengymnasiums durchgeführt. Die Experimentalgruppen durchliefen ein zwei Unterrichtsstunden umfassendes Strategietraining, in denen die konzipierte Strategie direkt instruiert und angewendet wurde, während die Schüler.innen der Kontrollgruppen kein Strategietraining erhielten. Es zeigt sich, dass die Anwendung der konzipierten Strategie einen positiven Einfluss sowohl auf die Fähigkeit zum selbstregulierten Lernen als auch auf den Wissenszuwachs beim Lernen mit Erklärvideos hat. Zudem stimmten 80 % der Schüler:innen der Aussage komplett oder zumindest teilweise zu, die trainierte Strategie auch zukünftig beim Lernen mit Erklärvideos anzuwenden. Die Ergebnisse deuten auf die Notwendigkeit der Vermittlung und des Einsatzes von Lernstrategien für eine lernförderliche Rezeption von schulbezogenen Erklärvideos hin.