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Chemieunterricht

Erklärvideos im digitalen Chemieraum

Mithilfe von Erklärvideos kann der Chemieunterricht digital neu aufgestellt werden: die Schüler können den Lernstoff vertiefen, wiederholen oder sogar im Flipped Classroom selbstständig erarbeiten.

Chemieunterricht: Erklärvideos im digitalen Chemieraum Wenn die Lernenden nicht selbst Versuchsreihen aufbauen können, dann sind Erklärvideos eine gute Alternative © evasilchenko - stock.adobe.com

Dr. Mai Thi Nguyen-Kim brennt für die Chemie und begeistert ihr Publikum. Als Wissenschaftsjournalistin in Talkshows, als Moderatorin des Wissenschaftsmagazins „Quarks“ oder auch als millionenfach geklickte YouTuberin: Während ihr Kanal „maiLab“ unterhaltsame Themen verschiedener naturwissenschaftlicher Disziplinen aufgreift, richten sich die Videos der Reihe „musstewissen Chemie“ gezielt an Schüler. Mit einfachen Worten und vielen Eselsbrücken erläutert die Harvard-Absolventin hier lehrplanrelevante Themen aus dem Chemieunterricht.

Die „Basics“: 44 Lernvideos für die Klassen 8 und 9

Dr. Mai Thi Nguyen-Kims Kanal „musstewissen Chemie“ (Link s. o.) fokussiert vor allem auf die Grundlagen der ersten beiden Jahre im Fach Chemie: Stoffe und Reaktionen, Atommodelle, Periodensystem, Salze, Säure-Base- u. v. m. Komplexere Themen wie Redoxreaktionen verteilt Mai auf mehrere aufeinander aufbauende Videos.

Die professionell gemachten Filme fesseln ihre jugendlichen Zuschauer mit schnellen Schnitten, Soundeffekten und kreativen Ideen. Da startet Mai im Video „Rechnen mit molekularen Größen“ zum Beispiel mit einem kleinen Rollenspiel, in dem sie selbst beide Protagonistinnen mimt: Die souveräne „Chefin einer großen Chemiefabrik, die Kochsalz produziert“ und die Bewerberin, die keine Ahnung hat, wie sie eine einfache Rechenaufgabe mit molekularen Größen lösen soll: „Sie bekommen von mir eine Tonne Natrium. Sie sollen das vollständig zu Kochsalz umsetzen. Wie viel Chlor brauchen Sie dafür und wie viele Tonnen Kochsalz können Sie damit produzieren?“

Bevor Mai ins Erklären einsteigt, verweist sie noch auf drei ihrer Videos, deren Stoff für das Verständnis des neuen Themas Voraussetzung ist. Dann wiederholt sie kurz die grundlegenden „Basics“. – Das ist auch gut so, denn Mais anspruchsvolle Videos haben eine extrem hohe Informationsdichte. Wer nur mit einem halben Ohr zuhört, steigt nach kürzester Zeit aus und muss zurückspulen oder nochmal von vorn beginnen.

Ideal zur Vertiefung und Wiederholung

Wie die Kommentare unter Mais Videos zeigen, sind die User begeistert und viele bedauern sehr, dass die Reihe nicht mehr fortgesetzt wird. Doch auch der bestehende Pool von 44 Erklärvideos lässt sich sehr gut in Unterrichts- und Übungsphasen nutzen.

Wenn Sie beispielsweise in einer Unterrichtseinheit die Zusammensetzung der Luft behandeln, rekapitulieren Sie zum Abschluss noch einmal die wichtigsten Aspekte mit dem „musstewissen Chemie“-Video „Zusammensetzung der Luft“. Auch ein unterrichtsbegleitender Einsatz des Erklärvideos kann sinnvoll sein. Zum Beispiel, um Ihren Schülern zu veranschaulichen, dass flüssiges Butangas sofort wieder in den gasförmigen Aggregatzustand übergeht, wenn es nicht mehr unter Druck steht: Um das zu demonstrieren, zerschlägt Mai mit dem Hammer ein Gasfeuerzeug. Das dabei verdampfende Butangas macht Mai mithilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera sichtbar. – Selbst wenn Sie in Ihrem Chemieraum über eine entsprechende Kamera mit High-Speed-Funktion verfügen sollten, wäre es doch sehr zeitaufwendig, im Unterricht Aufnahmen in vergleichbarer Qualität zu erzeugen.

Schüler, die sich beispielsweise auf Abitur, Abschlussprüfungen oder auf eine Chemieklausur vorbereiten, können mit „musstewissen Chemie“ eigenständig Wissenslücken füllen. Mai arbeitet häufig mit einprägsamen Bildern, die das Lernen erleichtern: Da werden in Videos der „ziemlich aggressive“ Sauerstoff zur Boxerin im Ring (Mai mit umgehängtem Schild mit der Aufschrift „Sauerstoff“), der „total reaktionsträge“ Stickstoff zur tiefenentspannten Meditierenden und das Edelgas Argon zur blasierten Adeligen in einem Rokokosaal, die – genau wie Argon – „viel zu edel“ ist, um sich „mit andern Stoffen abzugeben“. Das prägt sich ein.

Chemie „voll checken“ mit SIMPLECLUB

Mit derzeit weit über 300 frei verfügbaren Videos deckt das Chemie-simpleclub-Team um Alexander Giesecke und Nicolai Schork ein breites Themenspektrum in allen Jahrgangsstufen ab. Die bisweilen astronomisch hohen Klickzahlen einiger der trendigen Chemie-Erklärvideos deuten darauf hin, dass simpleclub eine weitaus größere Schüler-Zielgruppe erreicht: Über 800.000-mal wurde etwa allein das Video „Einfache chemische Reaktionen aufstellen“ gestartet.

Eingesprochen von einem professionellen Sprecher, begleitet von schnellen Schnitten, witzigen Einblendungen und Soundeffekten beansprucht auch hier die dichte und temporeiche Darstellung der oft komplexen Themen die volle Aufmerksamkeit des Betrachters. Dass das manche Schüler überfordert, besonders wenn sie auf den letzten Drücker lernen, zeigen Kommentare wie „ich kanns immer noch nicht...man Chemie ist echt ein scheiß“ oder „Ich heul gleich, ich blicks nicht“. – Möglicherweise rührt die hohe Klickzahl auch daher, dass viele Schüler dieses Video mehrfach ansehen müssen, um dann die Übungsaufgabe am Ende wirklich eigenständig lösen zu können, denn das richtige Ergebnis wird im Film nicht verraten.

Apropos „eigenständig“: Mit ihrer betont flapsigen Umgangs- und Jugendsprache, ihrer Hektik und ihrem auf jugendliche User zugeschnittenen Sounddesign kann es für Sie als Lehrkraft auf Dauer recht anstrengend sein, die simpleclub-Videos auf Lehrplan- oder Unterrichtstauglichkeit zu prüfen. – Aber vielleicht ist das gar nicht notwendig, denn Joachim Jakob, Chemielehrer am Kronberg-Gymnasium in Aschaffenburg, hat das Material schon mal gesichtet.

Videos zu jedem Lehrplan-Thema

Joachim Jakob unterstützt seine Schüler beim häuslichen Lernen mit der von ihm erstellten Website Chemie-Lernprogramme.de. Dabei kombiniert er Erklärvideos mit interaktiven Übungsaufgaben im Netz.

Damit Schüler, Kollegen und sonstige Interessierte auf seiner Website nicht lange suchen müssen, hat er eine Suchmaske online gestellt, mit der Sie als Chemielehrkraft schnell fündig werden: Im Pfeilmenü (ganz oben unter der Seitenüberschrift „Chemiehausaufgabe? Youtube-Video [sic!]!“ sind jahrgangsbezogen die Themengebiete des Chemie-Lehrplans aufgelistet. Wer zum Beispiel in der 11. Klasse „Kohlenhydrate und Stereoisomerie“ behandelt, findet dazu 9 verschiedene Videos, die per Klick direkt aufgerufen werden können. „Die Abfolge der Themengebiete orientiert sich zwar am Lehrplan für Gymnasien in Bayern, lässt sich aber problemlos auf andere Schulformen oder Bundesländer übertragen“, so die Erfahrung von Joachim Jakob (ebd.).

Lehrer-Screencasts für die Mittel- und Oberstufe

Die meisten der von Joachim Jakob verlinkten Lernvideos stammen aus der simpleclub-Werkstatt. Die übrigen sind von Wolfgang Dukorn, einem passionierten Chemie-Gymnasiallehrer mit eigenem YouTube-Kanal für seine selbst gemachten „Screencasts“. Über 140 Lernvideos listet Wolfgang Dukorn auf seiner Übersichtsseite bei YouTube. Für schnelle Orientierung sorgen die Videotitel, die immer vorneweg auch gleich die jeweilige Jahrgangsstufe zeigen, z. B. „Q11 Kunststoffe durch Polymerisation“.

Ausdrücklich ermuntert Dukorn die Schüler, Fragen zum Stoff in die Kommentare zu schreiben. Genau wie die meisten anderen YouTube-Chemiker antwortet er dann oft auch gleich direkt in der Kommentarspalte. Für Fragen, die der Chemielehrer „permanent immer wieder in der einen oder anderen Form zu hören“ bekommt, gibt es die Rubrik „Ich verstehe nicht ...“. Hier haben die jungen Nutzer übrigens auch Gelegenheit, bei „grundsätzlichen Problemen“ nachzufragen, etwa wenn Zwölftklässler bei der Prüfungsvorbereitung feststellen, dass sie den Stoff der 8. Klasse nicht beherrschen.

Screencasts im Flipped Classroom

Im Flipped Classroom „vertauschen“ Schüler und Lehrer die Rollen: Der neue Stoff wird nicht – wie sonst üblich – zunächst im Chemieraum vom Lehrer eingeführt, sondern die Schüler steigen zu Hause eigenständig in den Stoff ein. Dazu sehen sie sich ein Erklärvideo zum Thema an. So oft wie nötig, bis sie „durchsteigen“. In der darauffolgenden Chemiestunde macht die Lehrkraft dann mit der Klasse Übungen dazu.

Diese Methode bringt besonders in den MINT-Fächern viele Vorteile: In der zentralen Übungsphase sind die Schüler nicht – wie sonst bei den Hausaufgaben – auf sich gestellt: Der Lehrer ist präsent, betreut die Kids und beantwortet ihre Fragen. Zudem gewinnt er Zeit für die Vertiefung im Unterricht, und die Schüler können den Stoff mit den jederzeit verfügbaren Erklärfilmen wiederholen.

Wie das dann in der Praxis aussehen kann, zeigt Wolfgang Dukorn in dem Video „Screencasts und Flipped Classroom“ am Beispiel des Themas „Reaktionsmechanismen“: Hierzu erstellt er zwei Screencasts, „Elektrophile Addition Alkene“ und „Radikale Substitution Alkane“. Dann teilt er die Klasse und jede Gruppe sieht sich „ihr“ Video an und schreibt sich die Fachbegriffe nebst Bedeutung heraus („Glossar“). Es folgt eine Übungsstunde, bei der zunächst die Glossare im Plenum besprochen werden. Anschließend bearbeiten die Schüler eigenständig die Aufgaben – wahlweise allein, in Partner- oder Gruppenarbeit. Bei Fragen hilft Wolfgang Dukorn weiter.

Die Ergebnisse werden NICHT im Plenum besprochen, sondern die Schüler überprüfen auch ihre Lösungen eigenverantwortlich als Hausaufgabe: Sie gleichen ihre Ergebnisse mit den Lösungswegen der Screencasts ab und lernen den Stoff auch gleich.

In den nächsten Präsenzstunden vermitteln die Schüler den Mitschülern der jeweils anderen Gruppe ihr neues Wissen. Daran schließen sich dann mehrere weitere Übungsphasen an, bis jeder Schüler den Stoff internalisiert hat. – Fazit: Die Schüler sind aktiv und erfahrungsgemäß auch meist bei der Sache. Wissenslücken werden im Verlauf der mehrstündigen Unterrichtseinheit schnell geschlossen – oft aus freien Stücken, denn schließlich werden die stetig aufeinander aufbauenden Stunden ganz schnell zum Spießrutenlauf für die Schüler.

Doch was tun mit nachhaltig vorbereitungsresistenten Schülern? Dazu hat Prof. Dr. Christian Spannagel vom Institut für Mathematik und Informatik an der PH Heidelberg eine kleine Umfrage unter Lehrern gemacht und ihre Ideen auf der Website Flip Your Class zusammengefasst.

Martina Niekrawietz

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