Digitallabor Mathematik für die Chemie
Viele Studierende im Fach Chemie haben Defizite in mathematischen Grundlagen, da im Curriculum häufig eine direkte Verknüpfung mit der Anwendung in der Chemie fehlt. In den bisherigen Curricula werden außerdem selten ausreichende Möglichkeiten zum Erlernen von Programmierfähigkeiten geboten, die angesichts der wachsenden Bedeutung von Computermodellen und disruptiver Technologien wie Quantencomputing und Künstlicher Intelligenz in der Chemie dringend benötigt werden. Das Ziel unseres Projekts ist ein modulares und adaptives Digitallabor, in dem Studierende für die Chemie relevante mathematische Konzepte eigenständig in Python-Programmen umsetzen und direkt mit einem chemischen Kontext verknüpfen. So werden mathematische Grundlagen eng mit der Fachausbildung verknüpft und gleichzeitig Kenntnisse im Programmieren und Visualisieren von Daten erworben. Die einzelnen Versuche enthalten Elemente der forschungsnahen Lehre. In ihre Entwicklung wird die Studierendenperspektive systematisch eingebracht. Im Digitallabor erwerben die Studierenden essentielle Fähigkeiten für die moderne naturwissenschaftliche Arbeit, beispielsweise indem sie Grenzen von Modellen sowie systematische Wege zu ihrer Verbesserung eigenständig evaluieren. Es ermöglicht den Studierenden zudem interaktives, individualisiertes und dezentralisiertes Lernen, was die Hochschullehre insbesondere für stärker diversifizierte Studierendenkohorten resilienter und zukunftsfester macht.
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Forschen lernen durch Forschen im Kontext von BNE
Ziel des Projekts ist die Skalierung einer positiv von Studierenden evaluierten und als Prototyp getesteten Lehrveranstaltung für Lehramtsstudierende der Fächer Biologie und Geographie zum Aufbau von Kompetenzen in den Bereichen Nachhaltigkeit und Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE). Vorbereitet durch eine Vorlesung mit Begleitseminar sollen Studierende eine Unterrichtseinheit inklusive einer Exkursion für Schüler*innen, im Sinne eines Service-Learning Ansatzes, planen und eigenverantwortlich durchführen. Dabei soll, vor allem im Bereich der Vorbereitung auf die Exkursion, das individuelle und intensive Lernen der Schüler*innen durch den Einsatz von digitalen Medien gefördert werden. Zusätzlich beinhaltet die Veranstaltung eine Lehrkräftefortbildung im Kontext BNE, welche sowohl die Studierenden als auch Lehrkräfte im aktiven Dienst anspricht. Insgesamt werden die so Fähigkeiten der (angehenden) Lehrkräfte geschult, Unterricht im Sinne einer BNE zu gestalten und als Multiplikator*innen die Nachhaltigkeitskompetenzen ihrer Schüler*innen zu stärken. Das bestehende Konzept soll einer größeren Zahl von Studierenden zugänglich gemacht werden. Außerdem sollen die Kompetenzen der Studierenden im Bereich der fachdidaktischen Erkenntnissgewinnung geschult werden, was aktuell im Lehramtsstudium keine zentrale Rolle spielt. Es wird davon ausgegangen, dass ein Verständnis für fachdidaktische Forschungsmethoden einen Mehrwert für die Unterrichtsplanung bieten kann.
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Erweiterung Versuchstand und Algenkulturen
Durch die Erweiterung des Versuchsstandes um einen zweiten Photobioreaktor konnte zum einen ein redundantes System aufgebaut werden und zum anderen eine didaktisch verbesserte Einteilung der studentischen Versuchsgruppen (auch mit neuen Algenstämmen) erzielt werden.
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[Kurzbeschreibung folgt (Anm. StIL)]
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