Die Abteilung Didaktik der Chemie arbeitet in verschiedenen Ebenen der Unterrichtsforschung. Die wichtigste Ebene ist der Unterricht selbst: Es werden Unterrichtskonzeptionen entwickelt und im Unterricht oder den Schülerlaboren Chemol und ChemOL² erprobt; dieser Ansatz zielt auf die curriculare Innovation von Unterricht. Derzeit werden die Themenbereiche chemiebezogene Berufsorientierung, computergestützter Chemieunterricht sowie Integration lebensmittelchemischer Inhalte in den Chemieunterricht sowie sprachsensibler Chemieunterricht und die Chemielehrkräftebildung bearbeitet. Für die Erprobung neuer Konzeptionen für die Sekundarstufen I und II wurde im Jahr 2016 das neue Schülerlabor ChemOL² gegründet, das steigende Schulanfragen verzeichnet. Vor allem Doktoranden, die im Bereich der curricularen Innovation von Unterricht arbeiten, nutzen diese Plattform, um Daten über die Wirksamkeit der Konzeptionen zu erhalten.
Der zweite große Arbeitsbereich ist die Untersuchung des Professionswissens von Chemielehrkräften in den bereits genannten Bereichen.

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