Die Dissertation widmet sich der didaktischen Rekonstruktion aktueller Forschung an der Schnittstelle von Nanotechnologie und Medizin. Ziel ist es, Anwendungen der Nanomedizin – insbesondere polymerbasierte nanopartikuläre Transportsysteme – für einen zukunftsorientierten Chemieunterricht und die Lehrerbildung aufzubereiten. In enger Kooperation von Fachwissenschaft und Fachdidaktik werden zentrale Konzepte identifiziert, Experimente und Unterrichtsmaterialien entwickelt, erprobt, evaluiert und als Bildungsangebot bereitgestellt.

Fachdidaktische Transferforschung Anzeigen in OOPS Dr. Antonia Wallbraun

Die Menschen werden heute und auch in Zukunft vielen globalen Herausforderungen, wie auch dem Klimawandel, gegenüberstehen. Zur Bewältigung werden vielerlei Ansätze beforscht und letztlich in Formen neuer Technologien und Materialien im Alltag vieler Menschen eingesetzt, sodass schließlich Prozesse nachhaltiger, effizienter oder schlichtweg komfortabler werden. Ein wichtiges Beispiel ist der Bereich der die Nanotechnologie und Nanowissenschaften – kurz zusammengefasst als Nano. Auch wenn Nano tendenziell eher als abstraktes Thema der Zukunft assoziiert wird, ist es bereits fest im Alltag Vieler angekommen. In technischen Anwendungen oder als Bestandteil von Sonnencreme werden Nanomaterialien schon heute regelmäßig gebraucht. Das eigentliche Potential von Nano scheint hierbei noch nicht vollends verstanden zu sein und wird gerade erst zunehmend erschlossen, sodass derartige Materialien in den nächsten Jahren an Bedeutung gewinnen dürften.
Jedoch ist der Einsatz von Nano für den Menschen und die Umwelt nicht zwingend frei von Risiken, sodass nicht alle Einsätze dieser neuen Technologie sinnvoll bzw. nachhaltig sind, wie von Forschenden allmählich festgestellt wird. Es scheint vielmehr notwendig zu sein, die einzelnen Anwendungen differenziert zu betrachten und den jeweiligen Einsatz zu bewerten, sodass die wichtigen neuen Potentiale bei möglichst geringem Risiko genutzt werden können. Umso kritischer ist es, dass aktuell von einer Zunahme von Nano im Alltag auszugehen ist und gleichzeitig der Einsatz von Nano vielen Anwender*innen nicht bewusst ist. Für eine faktenbasierte Diskussion zum sinnvollen Einsatz von Nano braucht es also eine Aufklärung der Konsument*innen. Dazu sollten die Chancen und Risiken der Technologie aufgezeigt und gegeneinander abgewogen werden, sodass die Verbraucher*innen selbst beurteilen können, welchen Einsatz sie für richtig halten.
Die notwendigen Kompetenzen zu Beurteilung ließen sich in der Schule im MINT-Unterricht bzw. in anderen Bildungsangeboten vermitteln. Das Thema Nano taucht bisher nicht in allen Lehrplänen auf, wurde aber im Rahmen der allgemeinen Bildungsstandards als Thema im Chemieunterricht mitaufgenommen. Dabei bleibt jedoch offen, ob die Lehrkräfte selbst über die notwendigen Kompetenzen verfügen. Denn das Thema wird erst allmählich in den Studiengängen für das Lehramt aufgenommen und die verfügbaren formalen und non-formalen Bildungsangebote für tätige Lehrkräfte sind z.T. regional beschränkt. Mit der Aufnahme von Nano in die allgemeinen Bildungsstandards ist somit von einem stark steigenden Bedarf an fundierten Bildungsangeboten in Deutschland auszugehen. Dabei liegt in der Vermittlung von Nano nicht nur eine Herausforderung für den Bildungssektor, sondern auch eine Chance, anhand einer jungen Entwicklung bzw. eines aktuellen Forschungsthemas wichtige Kompetenzen zu erlernen.
Hiervon ausgehend werden Beiträge zur weiteren fachdidaktischen Erschließung von Nano für Schule und Schülerlabor mit Hilfe des Modells der fachdidaktischen Transferforschung erarbeitet und vorgestellt. Dabei werden nicht nur die didaktische Perspektiven von Lernenden und Lehrenden erfasst, sondern auch die essentiellen fachwissenschaftlichen Konzepte von Nano identifiziert, sodass aus diesen gemeinsame Leitlinien bzw. Leitkonzepte konstruiert werden. Diese bilden die Grundlage für die Erschließung von Nano in Form neuer Experimente, neuer Arbeitsmaterialien aber auch von Formaten, in denen Schüler*innen oder Lehrer*innen Kompetenzen hierzu erarbeiten können.

Fachdidaktische Transferforschung Anzeigen in TUBS Dr. Björn Bartram

In der heutigen Zeit wie auch in der Zukunft steht die Menschheit vor dem Hintergrund einer rapide steigenden Weltbevölkerung und dem Klimawandel vor vielfältigen gesellschaftlichen Herausforderungen. Die Nanowissenschaften bzw. –technologie stellen hierbei ein aktuelles und bedeutendes Forschungsfeld dar, dem ein signifikanter Beitrag zur Bewältigung dieser Problemstellungen zugeschrieben wird. Ungeachtet ihrer großen Bedeutung in Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft werden Inhalte aus diesem Themenfeld bislang jedoch nur zögerlich in formale und non-formale Bildungszusammenhänge implementiert. Dies eröffnet eine Reihe von Fragestellungen, allen voran ob dieses Thema für eine Vermittlung außerhalb der Universität geeignet ist und auf welche Weise es didaktisch aufgearbeitet werden kann. Anknüpfend hieran soll in der vorliegenden Arbeit zunächst aus verschiedenen Blickwinkeln untersucht werden, welches Potenzial die Nanotechnologie für eine Vermittlung in Schule, Schülerlabor und Hochschule bietet. Hierbei wird herausgestellt, dass die Nanowissenschaften vielfältige Chancen für den Chemieunterricht bieten.  Aufbauend auf diese Grundlage werden anschließend Beiträge zur fachdidaktischen Konzeptualisierung dieses Themenfeldes vorgestellt. Im Rahmen einer didaktischen Rekonstruktion, welche den methodischen Rahmen der Konzeptualisierung bereitstellt, wird hierbei eine Klärung der Sachstruktur vorgenommen, um die elementaren Konzepte für eine Vermittlung herauszustellen. Von ebenso großer Bedeutung sind darüber hinaus die Perspektiven und Präkonzepte von Lernenden und Lehrenden, welche ebenso wie intrinsische und extrinsische Barrieren für eine unterrichtliche Behandlung empirisch erhoben bzw. identifiziert werden sollen.  Die ermittelten fachlichen Konzepte sowie die Perspektiven der Lernenden und Lehrenden werden schließlich miteinander verknüpft, sodass hieraus Leitlinien für die didaktische Strukturierung abgeleitet werden. Auf dieser Basis werden in dem Hauptteil der vorliegenden Arbeit nun in einem zyklischen Design Konzepte, Unterrichtseinheiten, –materialien sowie Lehrangebote für Schulen, Schülerlabore und Lehrer(fort)bildungen entwickelt, praktisch durchgeführt, evaluiert und weiter optimiert. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeit wird dabei systematisch und in Anlehnung an die Basiskonzepte der Chemie erfolgen, um einen optimalen Anschluss an die Bildungsstandards bundesdeutscher Kerncurricula zu gewährleisten.

Fachdidaktische Transferforschung  Anzeigen in SUB Prof. Timm Wilke