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Explorative Studie zur curricularen Einbindung photochemischer Inhalte in den Chemieunterricht / von Yasemin Yurdanur. Wuppertal, 2020
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1 Motivation
1.1 Zielsetzung
1.2 Aufbau der Arbeit
2 Grundlagen
2.1 Entwicklung des Forschungskonzepts
2.1.1 Innovation
2.1.2 Implementation
2.1.3 Curriculare Innovationsforschung
2.1.4 Forschungscharakter
2.1.4.1 Explorative Untersuchungen
2.1.4.2 Nutzenorientierte Grundlagenforschung
2.1.4.3 Verbindung und Abgrenzung zu anderen Forschungsansätzen
2.2 Historische Betrachtung der Photochemie
2.2.1 Status Quo der Photochemie
2.2.1.1 In der Forschung
2.2.1.2 In Bildungseinrichtungen
2.3 Sachanalyse photochemischer Inhalte
2.3.1 Energiebegriff in der Chemie
2.3.1.1 Licht als Energieform
2.3.2 Organische Verbindungen – Farbstoffe
2.3.2.1 Solvatochromie
2.3.3 Wechselwirkung zwischen Licht und Materie - Photochemie
2.3.3.1 Angeregter Zustand durch Lichtabsorption
2.3.3.2 Vorgänge im angeregten Zustand
2.3.3.3 Desaktivierung des angeregten Zustands
2.3.3.3.1 Durch Photolumineszenz
2.3.3.3.2 Durch aggregationsinduzierte Emission
2.3.3.3.3 Durch Wärmeemission82
2.3.3.3.4 Durch Photoisomerisierung
2.3.3.3.5 Durch Elektronentransfer
2.4 Schlussfolgerungen
3 Voruntersuchungen
3.1 Historische Betrachtung der curricularen Entwicklung des Chemieunterrichts
3.2 Analyse von Bildungsstandards und Lehrplänen
3.2.1 Forschungsfragen und Vorgehensweise
3.2.2 Bildungsstandards
3.2.3 Lehrpläne des Faches Chemie
3.2.3.1 Kernlehrpläne des Faches Chemie in NRW
3.2.3.2 Kernlehrpläne weiterer naturwissenschaftlicher Fächer
3.2.4 Ergebnisse
3.3 Schulbuchanalyse
3.3.1 Forschungsfragen und Vorgehensweise
3.3.2 Auswertung
3.3.3 Ergebnisse
3.4 Erfassung unterschiedlicher Perspektiven auf die Photochemie
3.4.1 Vorgehensweise und Methodenwahl
3.4.1.1 Beobachtung
3.4.1.2 Interview
3.4.1.3 Schriftliche Befragung
3.4.2 Auswertung
3.4.2.1 Beobachtungen im Chemieunterricht
3.4.2.2 Interviews mit Lehrpersonen
3.4.2.3 Befragung von Studierenden
3.4.2.4 Befragung von Lehrerfortbildungszentren
3.4.2.5 Zusammenfassung der Ergebnisse
3.5 Fazit
4 Entwicklung von Arbeitsblättern
4.1 Konzeptualisierung
4.1.1 PHOTO-LIKE
4.1.1.1 Auswahl der Experimente
4.1.1.1.1 Anforderungen an die Experimente
4.1.1.1.2 Gewählte Experimente
4.1.2 Didaktisch-methodische Überlegungen zum Entwurf
4.1.3 Curriculare Einordnung photochemischer Inhalte
4.1.3.1 Arbeitsmaterialien zum Thema Farbigkeit und Lichtenergie
4.1.3.2 Arbeitsmaterialien zum Thema Energiekonversion und -speicherung
4.1.3.2.1 Modellexperimente
5 Hauptuntersuchung
5.1 Zielsetzung und Forschungsfragen
5.2 Planung der Untersuchung
5.2.1 Untersuchungsdesign
5.2.2 Stichprobenkonstruktion
5.2.3 Methoden der Datenerhebung
5.2.3.1 Feedbackbogen
5.2.3.2 Lernstandserhebung
5.2.4 Methoden der Datenauswertung
5.2.4.1 Feedbackbogen
5.2.4.2 Lernstandserhebung
5.2.5 Zeitplan
5.3 Pilotstudie
5.3.1 Zielsetzung
5.3.2 Schlussfolgerungen für die Hauptstudie
5.4 Hauptstudie
5.4.1 Zielsetzung
5.4.2 Organisation der Umsetzung der Studie
5.4.2.1 Projektausschreibung
5.4.2.2 Lehrerfortbildungen zu den PHOTO-LIKE-Materialien
5.4.2.3 Schulische Rahmenbedingungen
5.4.3 Vorgehensweise bei der Umsetzung der Studie
5.4.3.1 Didaktisch-methodische Vorüberlegungen
5.4.3.2 Umsetzung durch die Lehrpersonen
5.4.4 Ergebnisse und Schlussfolgerungen
5.4.4.1 Lernerperspektive
5.4.4.2 Lehrerperspektive
6 Reflexion und Optimierung der eingesetzten Unterrichtsmaterialien
6.1 Arbeitsblätter
6.2 Die BlackBox
6.3 Lösung von Spiropyran in Heptan
6.4 Weiterentwicklung der PBB-Konzentrationszelle
7 Zusammenfassung, Diskussion und Ausblick
7.1 Relevanz der Studie
7.2 Zentrale Ergebnisse für die schulische Praxis
7.3 Kritische Eigenreflexion des Forschungskonzepts
7.4 Kritische Eigenreflexion der Untersuchungsinstrumente
7.5 Ausblick
8 Verzeichnisse
8.1 Abkürzungsverzeichnis
8.1.1 Einheiten
8.2 Abbildungsverzeichnis
8.3 Tabellenverzeichnis
8.4 Literaturverzeichnis
9 Anhang
9.1 Analyseraster zur Schulbuchanalyse
9.2 Transkriptionszeichen
9.3 Transkriptionsköpfe – Informationen zu den Interviews
9.4 Arbeitsmaterialien
9.4.1 Arbeitsblätter
9.4.2 Einzelarbeitsblätter
9.5 Lehrerhandreichungen
9.5.1 Erwartungshorizont zum AB 1, 6 und 7
9.5.2 Hinweise zur Vorbereitung der Experimente in AB 1, 6 und 7
9.5.3 Hinweise zur Vorbereitung der Experimente in AB 2, 3/4 und 5
9.5.4 Hinweise zu den verwendeten Chemikalien
9.5.5 Glossar zu den Arbeitsblättern
9.5.6 Vorschläge zur unterrichtlichen Umsetzung
9.6 Forschungsinstrumente
9.6.1 Feedbackbogen für Schüler der Sek. 1
9.6.2 Deckblatt der Lernstandserhebungen
9.6.3 Lernstandserhebung zum AB 1
9.6.4 Lernstandserhebung zum AB 2
9.6.5 Lernstandserhebung zum AB 3/4
9.6.6 Lernstandserhebung zum AB 5
9.6.7 Lernstandserhebung zum AB 6
9.6.8 Lernstandserhebung zum AB 7
9.7 Deskriptive Statistik zur Haupstudie
9.7.1 Unterscheidung nach Sekundarstufe
9.7.2 Unterscheidung nach Lehrpersonen
9.7.3 Unterscheidung nach der durchführenden Person
9.7.4 Unterscheidung nach Arbeitsblatt
9.8 Organisation der Hauptstudie
9.8.1 Postalische Einladung zur Teilnahme an der Feldstudie
9.8.2 Postalische Bestätigung der Teilnahmeberechtigung an der Feldstudie
9.8.3 Hinweise zur Feldstudie
9.8.4 Zusätzliche Hinweise zu den Experimenten