Prof. Dr. Timm Wilke will Theorie und Praxis aus der Forschung in den Chemieunterricht übertragen.

Schülerexperimente auf höchstem Niveau

Chemiedidaktiker der Universität Jena erschließt Spitzenforschung für den Schulunterricht
Prof. Dr. Timm Wilke will Theorie und Praxis aus der Forschung in den Chemieunterricht übertragen.
Foto: Anne Günther (Universität Jena)
  • Forschung

Meldung vom: 07. April 2021, 10:55 Uhr | Verfasser/in: Stephan Laudien

Der Chemieunterricht in der Schule vermittelt vor allem Grundlagen, die seit vielen Jahren bekannt sind. Aktuelle Spitzenforschung steht hingegen eher selten im Fokus. Der Chemiedidaktiker Prof. Dr. Timm Wilke von der Friedrich-Schiller-Universität Jena will das ändern. Im Rahmen des Transregio-Sonderforschungsbereichs „Light-driven Molecular Catalysts in Hierarchically Structured Materials – Synthesis and Mechanic Studies“ (kurz: „CataLight“) startet er nun das Projekt „Wissenschaft im richtigen Licht: Didaktische Rekonstruktion aktueller Forschung für formale und non-formale Bildungsangebote“.

Spitzenforschung in die Klassenzimmer transferieren

„Unser Ziel ist es, die Ergebnisse, Fragestellungen und Prozesse aus der Spitzenforschung für den Chemieunterricht zu erschließen“, sagt Timm Wilke, der die Arbeitsgruppe Chemiedidaktik der Uni Jena leitet. Heißt, Theorie und Praxis der „CataLight“-Forschung sollen Schülerinnen und Schülern ebenso vermittelt werden wie Lehrerinnen und Lehrern. Die Aufgabe sei anspruchsvoll, sagt Timm Wilke: „Versuchsreihen, die manchmal Tage dauern, sollen bei uns in 45 Minuten klappen!“ Zusätzlich müsse bedacht werden, dass Experimente im Schulalltag schnell an finanzielle Grenzen stoßen. Während die Wissenschaftler oft mit teuren und gefährlichen Chemikalien hantieren können, sollen die Schülerinnen und Schüler preiswerte und ungefährliche Substanzen verwenden und dennoch ähnliche Ergebnisse erzielen.

Aktuell entwickeln Prof. Wilke und sein Team einen Versuchsaufbau, bei dem sie mit Titanoxid, einem Farbstoff und einem Polymer unter Einsatz von Sonnenlicht Wasserstoff produzieren wollen. „Das Reagenzglas mit dem Produkt stellen wir in das Sonnenlicht. Wenn wir Erfolg haben, wird dann genug Wasserstoff freigesetzt, dass man das Gas mit bloßem Auge erkennen kann“, sagt Timm Wilke. Er und sein Mitarbeiter Paul Worliczek kooperieren dabei mit Prof. Dr. Felix H. Schacher von „CataLight“. Das Experiment erfüllt beispielhaft die Kriterien, die für das chemiedidaktische Teilprojekt maßgeblich sind: Es erfasst zentrale Fragestellungen und Ergebnisse des SFB, besitzt ein großes didaktisches Potenzial und viele Anschlussmöglichkeiten an die Lehrpläne.

Ein Wissenstransfer in die andere Richtung wäre denkbar

Für die Analytik verwenden die Chemiedidaktiker in ihrem Projekt eine multifunktionale digitale Messstation namens „LabPi“, die Manuel Wejner und Timm Wilke selbst entwickelt haben. Mit diesem günstigen Messinstrument lassen sich Parameter wie etwa Temperatur, pH-Wert oder Leitfähigkeit einfach und genau per Sensor messen. Auch ein Photometer wurde kürzlich fertiggestellt, welches für die Arbeit in „CataLight“ besonders wichtig ist.

Die im Projekt „CataLight“ entwickelten Experimente werden zunächst in Partnerschulen und im Schülerlabor getestet und dann über die Lehrerfortbildung an die Pädagogen weitergegeben. So gelangt das Wissen in die Schulen. Im besten Falle, so Timm Wilke, gelingt sogar noch ein Wissenstransfer in die andere Richtung: „Vielleicht finden wir einfache und preiswerte Lösungen, die für die Praktiker im Sonderforschungsbereich anwendbar sind.“

Neben Timm Wilkes Projekt starten nun zwei weitere, die Prof. Dr. Dirk Ziegenbalg sowie Prof. Dr. Andrea Pannwitz (beide Universität Ulm) leiten. Im gemeinsamen Transregio-Sonderforschungsbereich „CataLight“ der Universitäten Ulm und Jena werden innovative photokatalytisch aktive Materialien erforscht, von ihrer grundlegenden Funktionsweise bis zu ersten Anwendungen. Projektpartner sind die Universität Wien, das Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz und das Leibniz-Institut für Photonische Technologien in Jena.

Kontakt:

Timm Wilke, Prof. Dr.
Leiter AG Chemiedidaktik
Telefon
+49 3641 9-48493
Fax
+49 3641 9-48492
Raum E013
August-Bebel-Straße 2
07743 Jena
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