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Redoxreaktionen auf Gold- und Silber-Siebdruckelektroden (SPE) können elektrochemisch mit zyklischer Voltammetrie (CV) und spektroskopisch mit elektrochemischer Chemilumineszenz (ECL) verfolgt werden. Neben konventioneller anionischer ECL wird auch kathionische ECL mit in-situ erzeugtem, fein dispergiertem Au als Co-Reagenz vorgestellt. Die Raman-Spektroskopie ist eine leistungsstarke Technik, die zum Nachweis ultraniedriger Konzentrationen eingesetzt werden kann, wenn sie durch eine Verstärkung des Streuprozesses gefördert wird. Eine einfache elektrochemische Modifikation der Elektrode in situ führt zu oberflächenverstärkten Raman-Intensitäten.
Redoxreaktionen auf Goldsiebdruckelektroden (SPE) können elektrochemisch mit zyklischer Voltammetrie (Cyclovoltammetrie, CV) und spektroskopisch mit der optischen und der Ramanspektroskopie gemessen werden. Die Kombination aus CV und optischer oder Raman Spektroskopie, die sog. Absorpto- oder Ramanvoltammetrie, bietet neben elektrochemischen Informationen über Redoxreaktionen an Elektroden auch Informationen über die Änderung der optischen und Schwingungseigenschaften der beteiligten Stoffe. Der didaktische Hintergrund der Arbeit ist die Hypothese, dass die Kombination der beiden unterschiedlichen Gebiete der physikalischen Chemie dazu beitragen kann, Elektrodenreaktionen besser zu verstehen. Die Ramanspektroskopie ist eine leistungsfähige Technik zum Nachweis von sehr geringen Konzentrationen des Analyten auf Elektroden (im Bereich von Picomol), wenn diese durch elektrochemische Maßnahmen oder durch Verwendung von entsprechenden Nanoteilchen modifiziert werden. Eine einfache elektrochemische in-situ Modifikation führt zum oberflächenverstärkten Ramaneffekt (EC-SERS). Damit können chemische Reaktionen anhand der Änderung von Schwingungszuständen charakterisiert werden, ohne die manchmal langwierige Herstellung von Metall-Nanopartikeln als Substrat für SERS.
Berufsorientierung stellt ChemielehrerInnen vor eine besondere Herausforderung, da vor allem Mädchen und junge Frauen geringere naturwissenschaftliche Karriereaspirationen zeigen. Derzeit mangelt es an wissenschaftlich fundierten Ansätzen, eine naturwissenschaftliche Identitätsbildung in der Berufsorientierung im Unterricht bei Mädchen und jungen Frauen aktiv zu unterstützen. Die vorliegende Studie untersucht nach dem Science-Capital-Ansatz, welche Gesprächsstrategien in der Berufsorientierung die naturwissenschaftliche Identitätsbildung von Mädchen und jungen Frauen fördern können. Im Rahmen des DiSenSU-Projekts zur Berufsorientierung in den Naturwissenschaften nahmen Mädchen und junge Frauen an einem Coachinggespräch über naturwissenschaftliche Identitäten und Karriereaspirationen teil. Für die vorliegende Studie wurden quantitative Daten zu Selbstkonzept und Karriereaspirationen sowie qualitative Daten aus den Coachinggesprächen analysiert. Untersucht wurde: (1) Welche Voraussetzungen bezüglich Selbstkonzept und Karriereaspirationen zeigen Mädchen und junge Frauen in der Reflexion über naturwissenschaftliche Berufe? (2) Welche Strategien der Gesprächsführung eignen sich, Science Capital zu fördern? Die Studie zeigt, wie Selbstkonzept und Karriereaspirationen als Anknüpfungspunkte im Coachinggespräch genutzt werden können und welche Gesprächsstrategien sich eignen, die naturwissenschaftliche Identitätsbildung bei Mädchen und jungen Frauen zu förden
Berufsorientierung zu chemischen Berufen: Ein vernachlässigter Bereich der Bildung von Lehrer:innen
(2021)
Berufsorientierung ist eine zentrale Aufgabe von Schulen und soll auch im Rahmen des Chemieunterrichts erfolgen. Dies ist eine Herausforderung aufgrund der Stereotype bezüglich Gender, sozialer Schicht und Ethnizität in Chemie und den Naturwissenschaften. Diese Studie untersucht, (i) inwieweit angehende Lehrer:innen für Berufsorientierung professionalisiert sind und (ii) wie sich die Mitarbeit der Lehramtsstudierenden in einem Projekt zur Berufsorientierung in Chemie für Mädchen mit Migrationshintergrund (DiSenSu) auf die Professionalisierung der Studierenden auswirkt. Die qualitative Analyse einer Gruppendiskussion zwischen drei Lehramtsstudierenden zeigt, dass das naturwissenschaftliche Lehramtsstudium unzureichend auf die Berufsorientierung vorbereitet. Durch die Mitarbeit im Projekt DiSenSu konnte hingegen eine Professionalisierung erwirkt werden. Die Studie legt den Bedarf an evidenzbasierter Ausbildung für Berufsorientierung in Chemie offen. Die Erkenntnisse und Materialien aus dem Projekt DiSenSu können als Grundlage zur Verbesserung der Ausbildung dienen.
Der Artikel stellt nicht nur eine praktische Idee für ein gegenständliches, dreidimensionales Teilchenmodell (hier am Beispiel der Luft) dar, sondern nennt auch grundlegende Aspekte in Bezug auf das Zusammenspiel von naturwissenschaftlichem Unterricht und Teilchenmodellen. Ferner wird im Artikel die didaktische Einbettung in den naturwissenschaftlichen Sachunterricht sowie die Erfahrung des Autors aus der Unterrichtspraxis betrachtet. Das Modell wurde in erster Linie für die Anwendung im Primarbereich entwickelt und eignet sich zudem auch für den naturwissenschaftlichen Unterricht zu Beginn der Sekundarstufe I.
Durch das einfache Teilchenmodell, das auf chemisch-physikalischen Grundlagen basiert, werden die Schüler*innen schon frühzeitig an die interessante Welt der Naturwissenschaften herangeführt, was die Durchführung des Autors erahnen ließ. Das entwickelte Modell stellt eine anregende Idee für Lehrer*innen, Student*innen und Referendar*innen dar, da es einen nachhaltigen Lernerfolg vermuten lässt.
Die zweidimensionale Spektroelektrochemie von elektrochromen und elektrolumineszierenden Substanzen zeigt eine direkte Korrelation auf zwischen den Elektrodenreaktionen und Änderungen der Absorption oder Lumineszenz. Dies wird anhand der beiden Substanzen N,N,N’,N’-Tetramethyl-p-phenylendiamin (Wurster's Blau) und Tris(2,2’-bipyridyl)rutheniumchlorid [Ru(bpy)3]Cl2 demonstriert. In diesem Artikel werden vornehmlich Hochschulexperimente vorgestellt. Zusätzlich wird an zwei Beispielen aufgezeigt, dass auch mit einfacheren schulischen Mitteln das Prinzip der Spektroelektrochemie experimentell erfasst werden kann.
Vielfältige Analytik
(2020)
Die chemische Analytik hat das Ziel, Antworten auf die Fragen nach dem „Was?“ und dem „Wieviel?“ zu finden. Wie vielfältig die Antworten auf diese Fragen sein können, zeigt sich darin, dass die chemische Analytik aus zahlreichen Teilgebieten besteht, etwa der Spektroskopie, der Elektrochemie, der Sensorik etc. Derzeit gibt es ca. 70 verschiedene Chemieanalytik-Zeitschriften weltweit...
„Red Bull verleiht Flügel“?! Eine theoretische Diskussion über Energy Drinks und Neuroenhancement
(2019)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Neuroenhancement und Energy Drinks. Dazu werden beide Themen in Bezug auf ihre Geschichte, Verbreitung und Nebenwirkungen vorgestellt. Bezüglich Neuroenhancement werden gebräuchliche Neuroenhancer, deren Wirkung und allgemeiner Nutzen vorgestellt. Energy Drinks werden hinsichtlich ihrer einzelnen Inhaltsstoffe untersucht. Ziel der Arbeit ist es zu beantworten, inwiefern Energy Drinks in den Bereich Neuroenhancement eingeordnet werden können oder nicht. Dazu werden Unklarheiten der Definitionen herausgearbeitet und die Wirkung von Energy Drinks auf kognitive Leistungen analysiert. Des Weiteren wird die Wirkung von Energy Drinks mit der Wirkung der gebräuchlichsten Neuroenhancer verglichen. Zusätzlich werden Nebenwirkungen und Nutzen in die Untersuchung miteinbezogen. Die Ergebnisse lassen schlussfolgern, dass Energy Drinks in den Bereich Neuroenhancement eingeordnet werden können. Die Wirkung auf kognitive Leistungen ist nachweisbar. Im direkten Vergleich zu anderen Neuroenhancern zeigen sich Ausprägungen auf dem gleichen Niveau. Die Nebenwirkungen und Abhängigkeitsgefahren zeigen sich in ähnlichen Symptomen. Bezogen auf den Nutzen der Substanzen als Neuroenhancer lassen sich ähnliche Kritikpunkte festhalten. Die Relevanz der Thematik für die Sekundarstufe I ist aufgrund der Verbreitung unter Jugendlichen, in Kombination mit den erhöhten Risiken für Kinder und Jugendliche gegeben.
In einer explorativen Studie wurden 739 bzw. 55 Kinder schriftlich bzw. mündlich befragt. Es wurde der Frage nach Naturzugängen und nach den Zusammenhängen der Konstrukte Naturerfahrung sowie Naturwahrnehmung mit diversen Einflussgrößen nachgegangen. Dabei wurde festgestellt, dass eine hohe Wahrnehmungsleistung der Kinder vor allem mit der Erreichbarkeit naturnaher Orte und der Anzahl naturbezogener Erfahrungen bzw. Aktivitäten korreliert. Zudem ergaben sich Beziehungen zwischen differenzierter Naturwahrnehmung und vielfältigen Naturzugängen bzw. -erfahrungen.