Neue fachdidaktische Konzepte

Seit dem Sommersemester 2009 findet unter dem Titel "NAT-Impulse" ein naturwissenschaftlich-didaktisches Kolloquium statt. Mit dieser Veranstaltungsreihe soll ein Raum geschaffen werden, in dem neue fachdidaktische Konzepte vorgestellt und konstruktive fachliche und fachdidaktische Diskussionen geführt werden können. NAT-Impulse soll als regelmäßige Veranstaltung dazu beitragen, dass durch neue Impulse und konstruktive fachliche Beiträge eine enge Verzahung zwischen der Schulpraxis und der aktuellen Schul- und Unterrichtsforschung gepflegt und gefestigt werden kann.

NAT-Impulse ist eine gemeinsame Veranstaltung des Instituts für Naturwissenschaften und Technik der PH Freiburg und der Seminare für Didaktik und Lehrerbildung der Gynmasien, der Beruflichen Schulen und der Realschulen des Regierungsbezirks Freiburg. NAT-Impulse soll als eine regelmäßige Veranstaltung dazu beitragen, dass durch neue Impulse und konstruktive fachliche Beiträge eine enge Verzahnung zwischen der Schulpraxis und der aktuellen Schul- und Unterrichtsforschung gepflegt und gefestigt werden kann. Die Veranstaltungen finden jeweils mittwochs von 18.15-19.45 Uhr im KG 5, Raum 103 statt.

Informationen:
Für alle, die bezüglich der Veranstaltungsreihe NAT-Impulse aktuell informiert werden möchten, haben wir einen E-mail-Verteiler eingerichtet. Wer sich in den Verteiler aufnehmen lassen möchte, kann dies in folgendem Formular oder durch eine kurze Mail an die Adresse rubner(atnospam)ph-freiburg.de erreichen.

Ihre E-Mailadresse:

Sofern Sie weitere Anregungen oder Ideen bezüglich der NAT-Impulse haben, wenden Sie sich gerne an: 

Isabel Rubner: rubner(atnospam)ph-freiburg.de oder Jens Friedrich: jens.friedrich(atnospam)ph-freiburg.de.

NAT-Impulse im WiSe 18/19

Vortrag am Do. 8.11.2018, KG 5, R 103, 18 - 20 Uhr (c.t.)

Schnibbeln und laminieren Sie noch oder klicken und wischen Sie schon?!
Digitale Lern- und Übungsformate am Beispiel von "LearningApps"

Thomas Degner, Liselotte-Gymnasium Mannheim/RP Karlsruhe

Lern-/Übungsformate sollen möglichst motivierend, individualisiert und selbstbestimmt einsetzbar sein, dem Lernenden Hilfen an die Hand geben und eine zeitnahe Rückmeldung über den Lernstand geben. Digitale Formate können hier eine Alternative zu aufwendig erstellten analogen Materialien bieten.
Der Vortrag stellt die
webbasierte Plattform „LearningApps.org“ vor. Sie ermöglicht Lehrkräften, wie auch Schülerinnen und Schülern interaktive, multimediale Lernbausteine zu nutzen, zu erstellen und zu verwalten.  Dabei sind keine Programmierkenntnisse erforderlich, da die Plattform diverse vorgefertigte Aufgabenformate zur Verfügung stellt. Tipps und Einsatzmöglichkeiten werden am Beispiel des Fachs Chemie aufgezeigt. Es besteht die Möglichkeit, Beispiele auszuprobieren oder gleich an die Erstellung eigener Übungen zu gehen – gerne auch mit dem eigenen Tablet, Laptop oder Handy. Während der Veranstaltung werden auch weitere digitale Formate für den Unterricht kurz vorgestellt.

 

 

NAT-Impulse im SoSe 18

Vortrag am Mi. 13.06.2018, KA, R 101, 18 - 20 Uhr (c.t.)

"Aktives Lernen mit Videos" - Neue Möglichkeiten für den NaWi-Unterricht

Dr. Stefan Richtberg

Bei Lernenden aller Altersstufen und Schulformen sind Videos ein beliebtes (Lern-) Medium. Der Vortrag zeigt, wie im Internet verfügbare Videos mit einfachen Mitteln selbst interaktiv gestaltet werden können.

 

Vortrag am Do. 05.07.2018, KG 5, R 103, 18 - 20 Uhr (c.t.)

"Chemie fürs Leben" - ein alternativer Ansatz, Chemie zu lehren und zu lernen

Prof. Dr. Alfred Flint

„Chemie fürs Leben“ ist ein Unterrichtskonzept, bei dem besonderer Wert darauf gelegt wird, chemische Inhalte anhand von Beispielen, Stoffen und Problemfragen aus dem Alltag zu erschließen.

NAT-Impulse im WiSe 17/18

Vortrag am Mi. 15.11.2017, KG 5, R 103, 18 - 20 Uhr (c.t.)

Hypervelocity-Impakt - von Weltraummüll und Asteroiden

Dr. Martin Schimmerohn vom Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI

Asteroiden, Meteoroiden und Weltraummüll, die Rückstände von anthropogenen Raumfahrtaktivitäten, kreuzen die Erdumgebung mit Relativgeschwindigkeiten von mehreren Kilometern pro Sekunde. Kollisionen mit solchen Objekten, mit dem Terminus Hypervelocity-Impakt benannt, können weitreichende Konsequenten haben. Abhängig von der Größe des Objekts reichen diese von der Schädigung von Raumfahrtsystemen durch millimetergroße Meteoroiden in Erdumlaufbahnen bis hin zu Massenextinktionen durch mehrere Kilometer große Asteroiden beim Einschlag auf die Erdoberfläche. Der Vortrag gibt einen Überblick zu den Besonderheiten des Hypervelocity-Impakt und dessen Untersuchung in Experiment und Simulation.

NAT-Impulse im SoSe 17

Vortrag am Mi. 21.06.2017, KG 5, R 104, 18 - 20 Uhr (c.t.)

Die Ordnung macht's - didaktische Erschließung des Themas Flüssigkristalle für den Chemieunterricht

Prof. Dr. Claudia Bohrmann-Linde, Eberhard Karls Universität Tübingen, Didaktik der Chemie

Jeder schaut täglich mehrfach darauf und nur wenige wissen etwas über sie: Flüssigkristalle sind wichtige Bestandteile von Flachbild-Fernsehern, Digitalanzeigen und Handydisplays. Wie können wir uns die Teilchen in einer Flüssigkristall-Probe vorstellen und wie müssen die Teilchen angeordnet sein, damit ein Pixel sichtbar wird? Im Vortrag werden die Historie der Entdeckung der Flüssigkristalle beschrieben, allgemeine Informationen zu diesem „vierten Zustand“ der Materie gegeben und einfache Experimente zum Thema Flüssigkristalle vorgestellt. Die didaktische Erschließung des Themas für Kinder zwischen 8 und 12 Jahren sowie für den Oberstufenunterricht wird präsentiert und aufgezeigt, wie man Schritt für Schritt verständlich machen kann, wie ein LCD-Display funktioniert.

 

Vortrag am Mi. 19.07.2017, KG 5, R 104, 18 - 20 Uhr (c.t.)

Was macht ein Chemiker eigentlich beim BKA?

Dr. Lars Müller, Diplom-Chemiker beim Bundeskriminalamt, Kriminaltechnisches Institut Fachbereich Toxokologie

Von Cannabis bis Doping, von Ecstasy bis Spice, von illegalen Laboratorien bis zur internationalen Aufbauhilfe. Die Aufgaben der Kriminaltechnischen Toxikologie des Bundeskriminalamts sind vielfältig überraschend und alles andere als langweilig. Wie untersucht man Drogen und Gifte? Wie reagiert man auf den stetigen Wandel des Betäubungsmittelmarktes und was sind die zukünftigen Herausforderungen. – Ein kleiner Einblick in die Arbeit eines Chemikers beim Bundeskriminalamt.

 

 

NAT-Impulse im SoSe 16

Vortrag am Mi. 15.06.2016, KG V, R 103, 18 Uhr (c.t.)

100.000 Tonnen Bonbons
Einblicke in die Lebensmittelchemie und -technologie unter didaktischen Aspekten

Walter Wagner, AD, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

Lebensmitteltechnologie verunsichert Verbraucher/-innen stark. Verunsichert sind wir immer dann, wenn wir uns etwas nicht erklären können, wenn Wissens- oder Erfahrungs-Defizite bestehen.

Junge Verbraucher/-innen (Schülerinnen und Schüler) haben auch keine Chance, zu Lebensmitteln etwas aus dem Chemieunterricht mitzunehmen, weil kaum eine Lehrkraft mit Lebensmittelchemie bzw. -technologie in ihrem Studium in Berührung gekommen ist. Im Chemiestudium wird man inhaltlich mit Mechanismen, Namensreaktionen, Strukturen zwar maximal ausgerüstet, nur hilft uns das bei Alltagsfragen nicht, wie: „Kann man Schokolade noch essen, wenn sie einen weißlichen Überzug bekommen hat?“

An den beiden Beispielen „Herstellung von alkoholfreiem Bier“ und „Herstellung von Zuckerbonbons“ wird erläutert (und demonstriert), wie die beiden Produkte in großem Maßstab hergestellt werden und wie man das im Unterricht nachvollziehen kann. Kurze Ergänzungen zu Brause, Fruchtgummi und Wurstwaren oder Brot runden die Informationen ab.

NAT-Impulse im WiSe 15/16

Vortrag am Mi. 14.01.2016, KG V, R 103, 18 Uhr (c.t.)

Transformationspfade zu einem Energiesystem Deutschlands bis zum Jahr 2050

Niklas Hartmann*, Hans-Martin Henning, Andreas Palzer

In diesem Vortrag werden Wege zu einem Energiesystem in Deutschland, das zu hohen Anteilen auf erneuerbaren Energien beruht, aufgezeigt. Basis der Untersuchungen sind Optimierungsrechnungen des Energiesystem Deutschlands bis zum Jahr 2050. Hierfür wurden das alle Sektoren abbildende Regenerative Energien Modell – Deutschland »REMod-D« und das regional hoch aufgelöste Modell ENTIGRIS gekoppelt. Es werden technologische Zusammensetzung, die entstehenden Kosten, aber auch der nötige Speicher- und Netzausbaubedarf diskutiert.

NAT-Impulse im WiSe 14/15

Vortrag am Mi. 14.01.2015, KG V, R103, 18 Uhr (c.t.)

Allgemeine Relativitätstheorie, anschaulich erklärt -- (wie) geht das?

Dr. Hans-Peter Nollert, Institut für Astronomie und Astrophysik (TAT), Theoretische Astrophysik, Universität Tübingen

Dieser Vortrag stellt verschiedene Ansätze, die Allgemeine Relativitätstheorie anschaulich darzustellen, vor und diskutiert, wie angemessen diese die Grundlagen der Theorie wiedergeben. Abschließend wird ein eher formaler Weg über Einführung von Koordinaten, Metrik und invarianten Größen eingeschlagen, um die Schwachstellen der anschaulichen Darstellungen besser einordnen zu können.

Vortrag am 3. 12. 2014 in Freiburg, KG V 103, 18:00 Uhr

Periodensystem und Kompetenzorientierung im Chemieunterricht

Prof. Matthias Kremer und StD Ulrich Bee, Staatliches Seminar für Didaktik und Lehrerbildung (Gymnasien) Rottweil

Wir alle sind uns einig: Chemie ist ein Teil des Kulturguts der Menschheit, gehört daher zur Allgemeinbildung und darf in keiner Schule fehlen. Ein Ziel kompetenzorientierten Chemieunterrichts ist der sichere Umgang der Schüler mit den Basiskonzepten der Chemie, die eine zentrale Stellung im Chemieunterricht einnehmen sollten.

Kompetenzen werden aber nur dann nachhaltig erworben, wenn Sachverhalte und Zusammenhänge immer wieder in immer neuen Zusammenhängen angetroffen und mit denselben Konzepten und Strategien bearbeitet werden. Eine zentrale, ständig verwendete Informationsquelle für Chemiker ist das Periodensystem, doch wie sieht sein Einsatz im Anfangsunterricht aus?

Die Schüler lesen dort Atommassen ab, wundern sich vielleicht darüber, dass unter Sauerstoff nicht O_2 sondern O steht, und Unterstützung bei der Differenzierung zwischen Stoff- und Teilchenebene liefert es ihnen kaum.

Das muss so nicht sein:

Die Referenten stellen das von ihnen neu entwickelte Periodensystem PSE³ vor und zeigen zahlreiche Möglichkeiten für seinen Einsatz in einem kompetenzorientierten Chemieunterricht.

NAT Impulse im SoSe 14

Vortrag am Mi, 23.07.2014

Säure-Base-Chemie im Spannungsfeld zwischen Sicherheitsvorschriften, Kompetenzorientierung, Kontext und Fachsystematik

StDin W. Habelitz-Tkotz, Emil-von-Behring-Gymnasium, Spardorf

Ist Salzsäure eigentlich eine Säure? Darf ich Phenolphthalein noch als Indikator einsetzen? Welche Experimente können die Schüler selber planen und durchführen? Welches Vorwissen brauchen meine Schüler um die Säure-Base-Chemie zu verstehen? Welche Fehlvorstellungen bringen Sie mit? Wie kann ich den einführenden Unterricht zur Säure-Base-Chemie kompetenzorientiert gestalten und gleichzeitig die Forderung nach Kontextorientierung erfüllen ohne die Fachsystematik zu verletzen?

Im Experimentalvortrag soll versucht werden, mögliche Antworten auf diese und weitere Fragen, die sich wohl jede Lehrkraft während der Planung des einführenden Unterrichts zur Säure-Base-Chemie stellt, zu geben. Dabei können ausgewählte Experimente zur Säure-Base-Chemie im kleinen Maßstab von den Zuhörern selbst erprobt werden.

NAT-Impulse im WiSe 13/14

Vortrag am Mi, 05.02.2014

Von der Diagnose zur Veränderung - zum Umgang mit Schülervorstellungen in Schule und Hochschule

Prof. Dr. Annette Marohn, Institut für Didaktik der Chemie, Westfälische Wilhelms-Universität Münster

"Wenn Wasser verdampft, entstehen Wasserstoff und Sauerstoff“. Viele Schüler entwickeln Vorstellungen, die mit unseren naturwissenschaftlichen Konzepten nicht übereinstimmen. Diese Vorstellungen können sowohl auf lebensweltlichen als auch unterrichtlichen Erfahrungen beruhen. Der Vortrag beschreibt fünf aufeinander aufbauende Forschungsprojekte zum Thema Schülervorstellungen. Diese reichen von der Diagnose alternativer Vorstellungen über die Entwicklung und Evaluation einer Unterrichtskonzeption bis zur Frage, auf welche Weise Lehramtsstudierende an die Thematik herangeführt werden können.

 

Vortrag am Mi, 20.11.2013, KG5, R 103, 18-20 Uhr (c.t.)

Titel: „Anregungen zur Mechanik“

Prof. Dr. rer. nat. habil. Thomas Wilhelm, Institut für Didaktik der Physik, Goethe-Universität Frankfurt am Main

Viele Studien haben gezeigt, dass es dem Mechanikunterricht nicht gelingt, ein Verständnis für die grundlegenden Ideen zu vermitteln. Deshalb wurde aufbauend auf verschiedene Vorarbeiten für die Einführung in die Mechanik in der Sekundarstufe I ein Unterrichtskonzept in einer Kooperation dreier Universitäten entwickelt, welches ausgehend von zweidimensionalen Bewegungen über dynamische Betrachtungen in die Mechanik einführt. Dieses Unterrichtskonzept zur Newton‘schen Mechanik wurde in einer groß angelegten empirischen Vergleichsstudie evaluiert und mit dem traditionellen eindimensionalen Zugang verglichen. Die quantitativen Testergebnisse zeigen in den entsprechenden Klassen signifikant mehr fachliches Verständnis bei den Lernenden, wobei die Überlegenheit der Jungen gegenüber den Mädchen ausgeglichen wird. Diese Forschung wurde 2011 mit einem Polytechnikpreis prämiert. 2012 fand sich eine weitere Gruppe hessischer Gymnasiallehrer, die das Konzept in Hessen Frankfurt ausprobierten. Im Vortrag wird das Konzept sowie dazu passende Unterrichtsmaterialien vorgestellt. U.a. sind passende Lehrerhandbücher erschienen. Auch die Videoanalyse von Bewegungen mit dynamischer Darstellung der relevanten Größen durch Pfeile eignet sich gut für dieses Konzept.

NAT-Impulse im Sommersemester 2013

Vortrag am Mi, 15.05.2013

Experimentieren mit Smartphones, Tablets & Co.

Dr. Patrik Vogt, Pamina Schulzentrum Herxheim

Neben allseits bekannten negativen Effekten im Schulalltag können Smartphones sowie Tablets den Physikunterricht an vielen Stellen bereichern. In diesem Vortrag wird gezeigt, wie die in Smartphones und Tablets verbauten Sensoren (insb. Beschleunigungssensoren, Mikrofon, GPS-Empfänger, Hall-Sonden und CCD-Chips) zur Durchführung quantitativer Schulversche genutzt werden können. Beispielsweise wird vorgestellt, wie die Erdbeschleunigung auf ganz unterschiedliche Weise bestimmt werden kann, was die Dämpfung eines Laufschuhs tatsächlich bringt und warum Fingergelenke knacken. Neben technischen Aspekten werden abschließend Ergebnisse einer Pilotstudie zur Lernwirkung solcher Smartphone-Experimente überblicksartig dargestellt und diskutiert.

 

 

Vortrag am Mi, 03.07.

Moleküle zu Gast beim Zuckerwirt - Wirt-Gast-Komplexe mit Cyclodextrinen

Prof. Dr. Simone Krees, Universität Münster 

"Zuckerwirt", "kleinster Kosmetikkoffer der Welt", "molekulare Zuckertüten", "Verpackungskünstler" und "Nanobecher" - das sind nur einige Bezeichnungen, unter denen Cyclodextrine in Literatur und Werbung kursieren.
Die Umschreibung der Cyclodextrine, cyclische Oligosaccharide aus sechs bis acht Glucose-Einheiten, geben Hinweise auf ihre Struktur und deuten ihre Anwendungsmöglichkeiten an. Die Fähigkeit zur Wirt-Gast-Komplexbildung macht die Cyclodextrine für vielfältige industrielle Anwendungen und Produkte der Kosmetik-, Pharma- und Textilindustrie interessant.
Im Mittelpunkt dieses Vortrags stehen Experimente mit ß-Cyclodextrin und verschiedenen Gast-Molekülen, über die sich die Struktur der Cyclodextrotrine und ihrer Wirt-Gast-Komplexe und die vielfältigen Anwendungen der Cyclodextrine erschließen lassen. Zur Erklärung der Versuchsbeobachtungen werden vielfältige chemische Fachinhalte herangezogen, die für die Lehre an Schule und Universität von Bedeutung sind.

 

 

NAT-Impulse im Wintersemester 12/13

Vortrag am 07.12.2012

Was auch Einstein sicher gern gesehen hätte - Visualisierung relativistischer Effekte

Prof. Dr. Hanns Ruder, Tübingen

Da wir nicht täglich mit 90% der Lichtgeschwindigkeit durch ein Wurmloch zum Arbeitsplatz in der Nähe eines Schwarzen Lochs fliegen, sondern in einem durch die Newtonschen Gesetze sehr gut beschriebenen Zwickel des Universums leben, konnten wir leider keinen intuitiven Zugang für die spezielle und allgemeinrelativistische Raumzeit entwickeln. Dank schneller Rechner und modernen Computergraphik simulieren und visualisieren wir heute relativistische Effekte mit Ziel, sie wenigstens sehen zu können. Im Vortrag wird das Aussehen schnell bewegter Objekte mithilfe der speziellen Relativitätstheorie diskutiert. Hier ergeben sich überraschende Resultate durch das Zusammenwirken von Lorentz-Kontraktion und endlicher Lichtgeschwindigkeit. Ferner wird die gravitative Lichtablenkung veranschaulicht. Was würde man in der Nähe von Neutronensternen, Schwarzen Löchern und Wurmlöchern sehen?

Vortrag am Mi. 12.12.2012

Kohlenstoffwelt

Dr. Walter Kuhn, Merck AG, Darmstadt

Das Element Kohlenstoff prägt aus biologischer sicht unsere Erde. Daraus resultiert die heutige globale Energiesituation. Zunächst werden die Hypothese der Kohlenstoffbildung nach dem Urknall und der Weg dieses Elements auf unsere Erde zur Biologie-Entfaltung präsentiert. Stichworte: Primordiale Nukleosynthese, Galayien- und Sternenformierung, primordiale Elementsynthese, Erdentstehung, Präbiotik, Zelle. Es folgt die Präsentation wichtiger, biologiefähiger Eigenschaften des Kohlenstoffs und eine kurze Darstellung der Energietransformation Sonne - Glukose - ATP. Abschließend wird das Wirken von Kohlenstoffverbindungen in unserer technisierten Umwelt als kritische, fossile Primärenergieträger angesprochen. Stichwort: Raubbau, aktuelle Energiefalle, Ausblick.

Vortrag am Mittwoch, 23.01.2013

"Fantastic Plastic - vom Plexiglas® zum AMOLED-Display"

Dr. Amitabh Banerji, Universität Wuppertal

Habt ihr schon mal versucht, Strom durch eine Aldi-Tüte zu leiten oder eine Plexiglasscheibe zum Leuchten zu bringen? In diesem Vortrag geht es um spezielle Kunststoffe, welche als sogenannte OLEDs hauchdünne und flexible Displays zum Leuchten bringen.
Organische Leuchtdioden (OLEDs) basieren auf die Erzeugung von kaltem Licht und haben das Potential als kostengünstige und hoch effiziente Flächenleuchtmittel den Markt zu erobern. Aufgrund der Materialeigenschaften organischer Moleküle sind zudem vollkommen neuartige Anwendungsgebiete wie transparente oder flexible Beleuchtungsmodule zugänglich. Im Vortrag werden die theoretischen Grundlagen zur Elektrolumineszenz speziell in organischen Leuchtdioden behandelt. Dabei wird auf die Besonderheit der verwendeten Polymere eingegangen, die aufgrund eines durchkonjugierten ?-Elektronensystems über Halbleitereigenschaften verfügen. Zur Behandlung im Unterricht wird ein speziell konzipiertes Multimedia-Lerntool vorgeschlagen, das alle Elementarprozesse der OLED nach dem Konzept des elektronischen Grundzustandes und des angeregten Zustandes behandelt und mit Hilfe des Energiestufenmodells veranschaulicht.
Das Highlight bildet ein Experiment, bei dem im Handversuch gezeigt wird, wie man selbst eine low-cost OLED bauche und diese sogar als Mini-Equalizer betreiben kann.

© A. Banerji, M. W. Tausch, Bergische Universität Wuppertal

Veranstaltungen im Sommersemester 2012

Die Veranstaltungen finden im KG 5, R 103 von 18:15 - 19:45 Uhr statt. 

Mittwoch, 02.05.2012 Chemie: Martin Hasselmann, Prof. Dr. Marco Oetken, Institut für Chemie, Physik, Technik und ihre Didaktiken, Abteilung Chemie, PH Freiburg

"Elektrische Energie aus dem Kohlenstoffsandwich" - Lithium-Ionen-Akkumulatoren auf Basis redoxamphoterer Graphitintercalationselektroden

Der Lithium-Ionen-Akkumulator ist der momentan leistungsfähigste, wiederaufladbare Batterietyp weltweit. Neben ihrer hohen Energiedichte überzeugen Lithium-Ionen-Akkumulatoren auch aufgrund einer hohen Zyklenstabilität. Mit einer molaren Masse von 6,94 g/mol und einem elektrochemischen Standardpotential von -3,05 V bietet das Element Lithium ideale Voraussetzungen für den Einsatz in elektrochemischen Batteriesystemen.

Um eine klimafreundliche Technik nachhaltig zu entwickeln, ist es - im Zeitalter endlicher fossiler Energieträger wie Kohle, Gas und Erdöl und einer unbeherrschbaren Kernenergietechnologie - unabdingbar den Ausbau regenerativer Energien entscheidend zu forcieren. Lithium-Ionen-Akkumulatoren gelten hinsichtlich dieser Entwicklung als zukunftsweisende Speichermedien für eine stationäre und mobile Energieversorgung.

Im Vortrag werden völlig neuartige Experimente zum Themenfeld Lithium-Ionen-Akkumulatoren in Theorie und Praxis vorgestellt. Über eine einfache Lithium-Ionen-Batterie mit Graphitminen im microscale Maßstab mit einem lowcost Equipment bis hin zu einem leistungsfähigen "Lithium-Ionen-Power-Pack" werden verschiedene Typen von Akkumulatoren präsentiert. Erste elektrochemische Kenndaten dieser Lithium-Ionen-Akkumulatoren lassen sich mit schulisch relevanten Mitteln identifizieren. Darüber hinaus wird aufgezeigt, wie sich die elektrochemisch erzwungene Intercalation von Ionen mit einfachen Experimenten eindrucksvoll nachweisen lässt.

Mittwoch, 23.05.2012: Prof. Dr. Rüdiger Faust, Center of Interdisciplinary Nanostructure Science and Technology - CINSaT, Institut für Chemie der Universität Kassel

"Nanotechnologie - kleine Zwerge ganz groß?"

Der Begriff "Nanotechnologie" ist mittlerweile fest in der Bevölkerung verankert, nicht zuletzt auch durch eine Vielzahl ganz unterschiedlicher Produkte, die reißerisch mit "nano" beworben werden. Was ist dran an "nano"? Worin besteht der Reiz diese recht jungen Zweiges einer einzigartig interdisziplinären Technologie? Auf welche Risiken muss geachtet werden? In diesem Vortrag wollen wir uns zunächst ader wundersamen Welt des Winzigen durch ausgewählte Beispiele nähern, um dann die Rolle nanotechnologisch funktionalisierter Oberflächen zur Luftreinigung aus der Sicht eines forschenden Chemikers näher zu beleuchten.

Donnerstag, 05.07.12: Dr. med. Klaus-Dieter Zastrow, Institut für Hygiene und Umweltmedizin der Vivantes Kliniken Berlin

"Hygiene von der Wiege bis zur Bahre - Begleiter auf unserem Lebensweg"

Die menschliche Lebenserwartung wird von verschiedensten Einflussfaktoren bestimmt. Sofern Populationen nicht durch Kriege, Seuchen, Hungersnöte, Unfälle dezimiert werden, spielt die Qualität der medizinischen Versorgung neben der biologischen Lebenserwartung, Stress, Ernährung und Bewergung eine wichtige Rolle. Je höher sie für eine bestimmte Gruppe ist, desto höher ist in der Regel deren Lebensstandard, beispielsweise medizinische Versorung, Hygiene, Trinkwasserqualität und Ernährungslage. Im Jahr 2010 betrug in Deutschladn die durchschnittliche Lebenserwartung neugeborener Jungen 77 Jahre, die der neugeborenen Mädchen 82 Jahre. Mangelnde Hygiene, unsauberes Trinkwasser, unzureichende Ernährung und mangelnde ärztliche Versorgung begrenzen die Lebenserwartung in der Hauptsache. Zu jedem Zeitpunkt unseres Lebens können äußere Einflüse, die durch sachgerechte Hygiene vermeidbar sind, unsere Lebensqualität beeinträchtigen oder unserem Leben ein jähes Ende setzen. Deshalb sollten Experten und Laien die einfachen Hygienemaßnahmen kennen und beherzigen.

Veranstaltungstermine im Wintersemester 2011/12

Die Veranstaltungen finden im KG 5, R. 104 von 18:15-19:45 statt. 

09.11.2011 Chemie: Prof. Alfred Moser, Schottengymnasium Wien, Experimentalpreisträger 2011 beim europäischen Chemielehrerkongress (VCÖ)

"Plus Lucis" - Heiße Effekte mit kaltem Licht und Pyrotechnik

Nach einer kurzen - schülergerechten - Erklärung der Entstehung und Verwendung von Licht werden effektvolle Beispiele aus den Gebieten der Chemolumineszenz und Pyrotechnik vorgeführt und erläutert.

Zielgruppe: Lehrende der Naturwissenschaften, Schüler der Oberstufe

07.12.2011 Physik: Prof. Dr. Rainer Müller, TU Braunschweig

"milq - Quantenphysik in der Schule"

Schülerinnen und Schüler kommen mit klassisch geprägten Vorstellungen in den Quantenphysikunterricht. Die Quantenphysik weist viele unanschauliche Züge auf, die den klassischen Vorstellungen hochgradig widersprechen. Im Vortrag wird das Unterrichtskonzept "milq" vorgestellt, in dem die "Merkwürdigkeiten" der Quantenphysik im Mittelpunkt stehen. Daneben werden der Unterrichtsgang und die Evaluationsergebnisse dargestellt.

Zielgruppe: Lehrende der Naturwissenschaften, Schüler der Oberstufe

Veranstaltungstermine für das Sommersemester 2011

Die Veranstaltungen finden im KG 5, R. 103 von 18 bis 20 Uhr statt. 

11.05.2011 Geographie: Prof. Dr. Gregor Falk, Institut für Naturwissenschaften und Technik, Abteilung Geographie, PH Freiburg

"Schuld ist immer der Klimawandel"

Dürren in Afrika, Überschwemmungen in Bangladesch, ausbrechende isländische Vulkane oder Hochwasser am Rhein - mit dem Klimawandel ist leicht ein abstrakter Sündenbock für die Unbillen der Natur gefunden, doch wird dabei gerne ignoriert, dass die klimabedingten Veränderungen nur einen Aspekt im komplexen System Erde-Mensch darstellen. Viele Georisiken resultieren nicht zuletzt aus unangepasster Landnutzung, der Klimawandel tritt vielfach lediglich als verschärfende Komponente hinzu.
Im Vortrag wird anhand prägnanter Raumbeispiele dargestellt, wie Klimawandel und unangepasste Landnutzung ein sich gegenseitig fatal verstärkendes Wirkgefüge bilden.

08.06.2011 Biologie: Prof. Dr. Ralf Baumeister, Freiburg Institute for Advanced Studies (FRIAS), Sektion Lebenswissenschaften (LIFENET), sowie Fakultät für Biologie (Bioinformatik und Molekulargenetik) und Fakultät für Medizin (ZBMZ), Universität Freiburg

"Forever young? Methoden und Ergebnisse der molekularen Alternsforschung"

Gesundes Altern ist der Wunschtraum aller, und stellt gleichzeitig eine der größten Herausforderungen für die Medizin dar. Das Altern ist außerdem der Hauptrisikofaktor der häufigsten Erkrankungen in der westlichen Welt, zu denen Krebs, neurodegenerative Krankheiten, und Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems gehören. Welche Anstrengungen unternimmt die Forschung, um die Ursachen von Alterung zu verstehen? Wie kann man an Patienten oder im Forschungslabor Alterung erkennen oder vielleicht sogar beeinflussen, welche Simulationen und Modelle werden verwendet? Gerade in diesem Bereich hat die biologische und medizinische Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten eine rasante technische Entwicklung erfahren. So kann die Erbsubstanz ganzer Organismen heute in wenigen Wochen entschlüsselt werden, und neuartige Methoden erlauben den Blick auf die Funktion von Molekülen, aber auch von einzelnen Zellen oder von lebenden Geweben. Immer mehr wird die molekulare Altersforschung heute zu einer Plattform des wissenschaftlichen Austauschs zwischen experimentellen Theoretikern der Computerwissenschaften oder Physik. Eine neue Generation von Forschern bricht auf, die Grenzen der Fachdisziplinen zu sprengen und eröffnet damit dem Nachwuchs eine einzigartige Ausbildungs- und Betätigungsvielfalt. In dem Vortrag werden Beispiele gezeigt, wie sich Aspekte der modernen Altersforschung bereits in den Schulalltag integrieren lassen. 

13.07.2011 Physik: Prof. Dr. Gerhard Willeke, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg

"Erneuerbare Energien - wohin geht die Photovoltaik?"

Die solare Stromerzeugung mittels Photovoltaik ist ein Eckpfeiler der zukünftigen erneuerbaren Energieversorgung. Diese Halbleitertechnologie macht in jüngster Zeit insbesondere durch hohe Preisreduktion und damit verbundene hohe Marktwachstumsraten auf sich aufmerksam. Der Vortrag widmet sich den Fragen, wie man sich die Funktionsweise der Photovoltaik anhand von einfachen Modellen vorstellen kann, welchen Stand die technologische Entwicklung erreicht hat, wo wir im internationalen Wettbewerb stehen, woran derzeit geforscht wird und welche weiteren Entwicklungen wir von dieser Technologie erwarten dürfen.

Veranstaltungstermine für das Wintersemester 2010/2011

28.10.2010: Prof. Dr. Dirk Höfer, stellvertretender Institutsleiter des Hohensteiner Instituts für Textilinnovation e. V., Direktor des Instituts für Hygiene und Biotechnologie an den Hohensteiner Instituten

Medizintextilien - Hintergründe, Fakten und Visionen

Seit es Textilien gibt, werden diese auch zur Erhaltung und Wiederherstellung der Gesundheit eingesetzt. Der Gesundheitsmarkt benötigt zunehmend effektivere Produkte. Vor diesem Hintergrund wird an den Hohenheimer Instituten zusammen mit Industriepartnern an einer Vielzahl funktioneller Medizintextilien geforscht. Im Verbund mit Biotechnologie, Medizintechnik und Pharmakologie können Medizintextilien einen entscheidenden Beitrag in einem optimierten Gesundheitssystem leisten. Eindeutige wirtschaftliche Erfolgspotentiale liegen in folgenden Gebieten: 

  • beim therapeutischen/chirurgischen Fortschritt
  • der Einsparung von Arzneimitteln
  • bei kürzeren Krankheitszeiten und geringeren Kosten
  • sowie den Themen Lebensqualität und Hygiene (weniger Infektionen)
  • Gesundheit im Alter und
  • Gesundheitsmonitoriing für Risikogruppen.

Weiterhin werden im Vortrag Gesundheitsaspekte bei Funktionstextilien aufgegriffen, wie z. B. optimierte Thermoregulation, Atmungsaktivität, Wasser- und winddichte Eigenschaften, Schmutzabweisung, Flammschutz oder -abwehr, antimikrobielle Eigenschaften, UV-Schutz, elektromagnetische Abschirmung, etc.

01.12.2010: Prof. Dr. Manfred Euler, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN), Kiel

Faszination Physik: Komplexe Dynamik, Selbstorganisation und kreative Prozesse

Die komplexe Dynamik von Selbstorganisationsprozessen ermöglicht die Modellierung emergenter Vorgänge: das Entstehen von neuen Strukturen und Verhaltensmustern in der unbelebten und der belebten Natur. Der Experimentalvortrag stellt einfache Experimente vor, die tiefe Einsichten in die Universalität der zugrunde liegenden kreativen Strukturprinzipien ermöglichen. Die Beispiele verbinden verschiedene Disziplinen und reichen von der Nanoskala molekularer Maschinen bis zu Prozessen der Wahrnehmung und der Kognition. Das produktive Spannungsfeld zwischen der Vielfalt der Phänomene und ihrer konzeptuellen Kohärenz regt zum Nachdenken über grundlegende konzeptuelle und philosophische Fragen an. Darüber hinaus unterstreicht es die Herausforderungen an unser Bildungssystem, adäquat mit Komplexität umzugehen und der Förderung kreativer Potenziale mehr Aufmerksamkeit zu widmen. 

19.01.2011: Prof. Dr. Thomas Speck, Lehrstuhl für "Botanik: Funktionelle Morphologie und Bionik" und Botanischer Garten der Universität Freiburg, Kompetenznetz Biomimetik und Bionik - Kompetenz-Netz BIOKON e. V.

Bionik: Zukunftstechnik aus der Natur

Pflanzen und Tiere haben sich seit langem als hervorragende Ideengeber für innovative Produkte bewährt. Die Forschungsrichtung der Bionik beschäftigt sich mit der systematischen Übertragung von biologischen Problemlösungen, die im Laufe der 3,8 Milliarden Jahre biologischer Evolution entstanden sind, in bio-inspirierte Materialien und Technologien. Nach einer kurzen Einführung in die Thematik und Definition der wichtigsten Begriffe werden die verschiedenen Teilbereiche der Bionik anhand aktueller Forschungs- und Entwicklungsprojekte vorgestellt. An ausgewählten am Botanischen Garten Freiburg bearbeiteten Beispielen, wie z. B. optimierte Faserverbünde, selbstreparierende und selbstadaptive Materialien, wird die Vorgehensweise bei bionischen FuE-Projekten vorgestellt. Man unterscheidet hierbei den Bottom-Up-Prozess der Bionik, bei dem Entdeckungen in der Biologie den Ausgangspunkt bilden, und den Top-Down-Prozess der Bionik, bei dem die Frage nach der Verbesserung bereits existierender technischer Produkte am Anfang steht. An einigen Beispielen wird anhand von einfachen Experimenten zur Bionik die Möglichkeit der Einbindung der Bionik in Fächerverbünde aufgezeigt. Zum Abschluss werden die Möglichkeiten aber auch die Grenzen der Bionik diskutiert.

19.05.2010 Thema: „ Schülervorstellungen im Chemieunterricht – Diagnose, Korrektur und Prävention“

Referent: Prof. Dr. Hans-Dieter Barke, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Didaktik der Chemie

Im Unterricht wird bei der Beschäftigung mit naturwissenschaftlichen Inhalten recht schnell klar, dass ein Verständnis von Schülern als Tabula rasa weit gefehlt ist, weil sie bereits zahlreiche Vorstellungen über naturwissenschaftliche Phänomene mit in den Unterricht bringen. Häufig lassen sich die Vorstellungen der Schüler jedoch nicht in Einklang mit den modernen naturwissenschaftlichen Denkweisen bringen, weshalb beim Erlernen von Naturwissenschaften tief greifende Lernschwierigkeiten auftreten. Im Vortrag werden Möglichkeiten vorgestellt, mit denen Schülervorstellungen ermittelt werden und aufgezeigt, wie eine intensive inhaltliche Auseinandersetzung mit empirisch gefundenen Schülervorstellungen im Unterricht erfolgen kann, so dass eine Korrektur der Schülerfehlvorstellungen im Sinne eines conceptual change in Richtung der tragfähigeren naturwissenschaftlichen Konzepte möglich wird.

16.06.2010: Thema: „Kompetenzorientiertes Lehren in den Naturwissenschaften“

Referent: Prof. Josef Leisen, Staatliches Studienseminar Gymnasien Koblenz

Kompetenzorientierung ist zurzeit ein Begriff mit Hochkonjunktur. Und dabei liegen kaum Konzepte für einen kompetenzorientierten Unterricht vor. Damit wird nicht behauptet, der bisherige Unterricht hätte keine Kompetenzen hervorgebracht, ganz im Gegenteil. Ein nicht kompetenzorientierter Unterricht führt nämlich nicht zur Inkompetenz. Die Kompetenzorientierung ist ein Positivbegriff, dem einfach der Gegenbegriff fehlt. Man kann nicht nicht kompetenzorientiert unterrichten. Aus dieser Tatsache heraus erwächst jedoch alleine noch kein kompetenzorientiertes Lehren. Alle sind für Kompetenzen, nur wie erreicht man sie?

Im Vortrag wird der Kompetenzbegriff griffig erläutert und es werden Überlegungen zum Kompetenzerwerb im naturwissenschaftlichen skizziert. Am Modell des Kompetenzfermenters werden die Elemente des kompetenzorientierten Lehrens und die damit verbundenen Lernprozesse erläutert.

14.07.2010:

An diesem Termin werden herausragend gute zweite Staatsexamensarbeiten aus den Studienseminaren vorgestellt.

u.A.: Thema: „Leistungsdiagnostik in der Schule“

Referent: Christian Schonhardt, Lehramtsanwärter des Staatlichen Seminars für Berufliche Schulen, Freiburg

Wie fit und gesund sind unsere Kinder und Jugendlichen? Eine Frage, die sich nicht nur Mediziner stellen, sondern auch Lehrer, welche die Jugendlichen täglich unterrichten und die leider nur einen Schluss zulässt: Unsere Kinder bewegen sich zu wenig. Doch wie kann man Kinder zu mehr Bewegung motivieren? Und: Wie viel Bewegung ist nötig, um die Fitness spürbar zu verbessern und damit die Gefahr von späteren Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu verringern?

Die Dokumentation „Gesundheitsbewusstsein entwickeln und Fitness verbessern in einer elften Klasse des Wirtschaftsgymnasium“ beschäftigt sich mit diesem Thema und zeigt mögliche Lösungswege auf.

Veranstaltungstermine WS 2009/10

04.11.09 Thema: "NwT-Ausbildung im Spannungsfeld"

Referenten: Rainer Kügele, Gerhard Schmiederer und Dr. Frank Woitzik, Seminar für Didaktik und Lehrerbildung (Gymnasien), Freiburg

Das Fach Naturwissenschaft und Technik, das sich an den Gymnasien des Landes im dritten Jahr seiner Einführungsphase befindet, werden in den kommenden Jahren zahlreiche Lehrkräfte benötigt. Der Vortrag gibt einen Einblick in die Bemühungen des Seminars, eine bestmögliche Ausbildung im Spannungsfeld zwischen der schulischen Realität und der vom Bildungsplan und der Konzeptionsgruppe des Kultusministeriums intendierten zukünftigen Umsetzung des Faches zu erreichen. 

25.11.09 Thema: "Naturwissenschaftliche Themenfelder projektartig erschließen"

Referenten: Uwe Maahs, Fachleiter Biologie, Staatliches Seminar für Didaktik und Lehrerbildung (Realschule) Freiburg, Frau Caroline Gaiser, Lehrerin

Die Verknüpfung von fachspezifischem Arbeiten und projektorienttiertem Vorgehen entspricht den Erfordernissen eines zeitgemäßen naturwissenschaftlichen Unterrichts. Im Vortrag werden Intentionen und Chancen dieser Arbeitsweise aufgezeigt und an einem konkreten Unterrichtsbeispiel aus dem Bereich der Gesundheitspädagogik verdeutlicht. 

16.12.09 Thema: "WEBGEO - Geographie multimedial lehren und lernen"

Referentin: Dr. Daniela Vogellehner, Kreisgymnasium Bad Krozingen

WEBGEO ist ein vielseitg einsetzbares Online-Lernportal für Studierende der Geo- und Umweltwissenschaften. Die modular und interaktiv gestalteten Lerneinheiten eignen sich sowohl zum Selbststudium als auch zum Einsatz im Unterricht. An ausgewählten Beispielen der Klimatologie, Geomorphologie, Hydrologie, Pedologie und Vegetationsgeographie werden konkrete Arbeitsvorschläge präsentiert und ihr Einsatz im Unterricht diskutiert. Mit dem Blended Learning Ansatz werden Möglichkeiten des zeit- und ortsunabhängigen Lernens parallel zu Prasenzveranstaltungen aufgezeigt. Schließlilch stellt WEBGEO neben den Grundlagen der Physischen Geographie auch verschiedene regionale Module (z. B. Oberrhein, Südwestdeutschland, Ostseeküste) sowie einige englischsprachige Module zur Verfügung. Letztere sind besonders von Interesse für den bilingualen Geographieunterricht. 

13.01.10 Thema: "Auf der Suche nach der zweiten Erde: Planeten um andere Sterne"

Referent: Prof. Dr. Joachim Wambsganß, Direktor am Astronomischen Rechen-Institut der Universität Heidelberg

Die Sonne ist ein Stern wie Milliarden anderer in unserer Milchstraße. Die (inzwischen acht) Planeten im Sonnensystem sind wohlbekannt und teils auch sehr gut untersucht. Bis vor 15 Jahren wusste jedoch niemand, ob es auch Planeten um andere Sterne gibt.
Im Jahr 1995 wurde zu ersten Mal ein Planet um einen Nachbarstern der Sonne gefunden. Diese Entdeckung machte weltweit Schlagzeilen. Inzwischen sind mehr als 300 solche "extrasolaren" Planeten bekannt, mit teilweise ganz unerwarteten Eigenschaften: viele der neu entdeckten Exo-Planeten befinden sich sehr nahe an ihrem Mutter-Stern und haben deshalb sehr kurze Umlaufzeiten und sehr heiße Oberflächen. Andere bewegen sich auf stark elliptischen Bahnen: mal sind sie ganz nah am Stern, mal weit weg. Die meisten dieser bisher entdeckten Exo-Planeten haben große Massen, vergleichbar mit dem Jupiter.
Der Vortrag widmet sich zunächst den Fragen, was denn eigentlich ein Planet ist und wann und wie "unsere" Planeten entdeckt wurden. Im Hauptteil wird gezeigt, mit welchen Methoden die Astronomen heute nach extrasolaren Planeten suchen und warum es so schwierig ist, sie zu finden. Schließlich wird die Frage diskutiert, ob es wohl eine "zweite Erde" geben mag, und wi wir sie denn finden könnten.

10.02.10 Thema: "Das biotechnologische Gymnasium mit "Life science"-Profil"

Referenten: Dr. Bernhard Bonengel, Dr. Anke Dahm, Biotechnologisches Gymnasium Offenburg

Der Unterricht im Profilfach Biotechnologie des beruflichen Gymnasiums soll die Schüler gezielt auf ein Studium oder eine Ausbildung im Life-science Bereich vorbereiten. Hier wird viel Wert auf die Einbindung praktischer Elemente (Experimente und Versuche) sowie fächerverbindende Aspekte gelegt. Im Vortrag wird das Profil des biotechnologischen Gymnasiums anhand von Unterrichtsbeispielen aus den Bereichen Biochemie und Molekularbiologie vorgestellt. 

Veranstaltungsthemen des Sommersemester 2009

29. April: Chemie

Prof. Dr. Matthias Ducci, PH Karlsruhe

Vortrag: "Diamantenfieber - ein Diamant ist unvergänglich! ...?"

 

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27. Mai: Physik

Prof. Dr. Leopold Mathelitsch, Universität Graz, Institut für Physik

Vortrag: "Physik der menschlichen Stimme"

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24. Juni: Biologie

Dr. Philipp Schmiemann, Universität Duisburg-Essen

Vortrag: "Aufgaben zum Testen - Aufgaben zum Lernen"

Nähere Informationen zum Vortrag finden Sie hier:

01. Juli: Geographie

Kerstin Drieling, PH Ludwigsburg

Vortrag: "Alltagsvorstellung zum Thema Boden"

Nähere Informationen zum Vortrag finden Sie hier: