Chemie: Concept Mapping im Chemiestudium –  Ein Projekt zur Förderung der Strukturierungskompetenz

Das Lernen von Chemie

Das Studium der Chemie stellt an die Studierenden hohe Anforderungen bezüglich der Kompetenz, komplexe Sachverhalte zu strukturieren. Das hängt im Wesentlichen damit zusammen, dass das Lernen sowohl von chemischen Fachkonzepten als auch von stoffchemischen Grundlagen in hohem Maße voraussetzungsgebunden ist. Teilbetrachtungen in einen strukturierten Zusammenhang zu bringen, ist daher eine wichtige Zielsetzung des Studiums. Die Lernenden müssen sich mit den vielfältigen fachlichen Zusammenhängen gerade im Anfangsstudium sehr intensiv beschäftigen, um ein vernetztes und anschlussfähiges Verständnis zu entwickeln.

Die Methode des Concept Mapping, also des Erstellens von „Begriffsnetzwerken“, hat sich beim schulischen Lernen von Chemie seit vielen Jahren bewährt. Im Rahmen des I1-Teilprojektes wird sie auf den Bereich des Grundstudiums Chemie übertragen und erprobt.

Wie können Concept Maps die Lerneffizienz fördern?

Im Rahmen des Projekts erhalten die Studenten den Auftrag, zu den einzelnen Themenblöcken der Vorlesung Concept Maps zu erstellen. Dazu bringen sie zentrale Schlüsselbegriffe aus den Vorlesungen oder aus ihrem eigenen Wissensrepertoire in einen sinnvollen Zusammenhang.

Bei der Auswertung der Darstellungen wird zunächst geprüft, ob die Schlüsselbegriffe der Maps und die Verknüpfungen zwischen ihnen korrekt gewählt worden sind. Die Fehler, die bei der Wahl der Begriffe und der Verknüpfung gemacht werden, aber auch z.B. fehlende Verbindungen zwischen Begriffen, werden gesammelt und anschließend ausgewertet. Auf der Grundlage dieser Auswertung wird auf mögliche Fehlvorstellungen oder Verständnisschwierigkeiten der Studenten geschlossen. Diese Schlussfolgerungen werden dann wiederum für die Themenwahl der Übung genutzt, die vorlesungsbegleitend stattfindet.

Abbildung 1: Ausschnitt einer unzulänglichen Concept Map zum Thema Säure-Base-Konzept.

Das hier angeführte Beispiel zeigt sowohl generelle Schwierigkeiten beim Entwerfen von Concept Maps (hier besonders auffällig: die Knotenpunkte sollten nur durch Schlüsselbegriffe gefüllt werden, der Grad der Vernetzung ist zu gering) als auch Probleme bei der fachlichen Verknüpfung der verschieden Theorien mit den inhaltlichen Aspekten.

Ein Beispiel für eine gelungene Concept Map, in der sowohl innerhalb der Thematik („Eisen und Stahl“) als auch zu anderen Themenfeldern (z.B. Säuren) korrekte Zusammenhänge aufgestellt wurden, zeigt Abbildung 2.

Abbildung 2: Ausschnitt aus einer gelungenen Concept Map zum Thema „Eisen und Stahl“

Mit den Studierenden werden zudem Interviews zu den von ihnen erstellten Concept Maps geführt, um die Darstellungen in den Maps eindeutiger interpretieren und ggf. die Hintergründe der Verständnisschwierigkeiten genauer analysieren zu können. Dabei werden sowohl strukturelle als auch inhaltliche Aspekte der Maps nochmals thematisiert. Die mehrfache Erstellung von Concept Maps durch die Studierenden in einem Semester erlaubt eine individuelle Auswertung der Kompetenzentwicklung.

Erste Erfahrungen zeigen zudem, dass das Erstellen einer Concept Map für viele Studierende eine formale Hürde darstellt. Aktuell werden daher Maßnahmen konzipiert, die den Studierenden den Zugang zu dieser Methode erleichtern, um das Ziel einer deutlichen Verbesserung der Strukturierungskompetenz bei den Studierenden erreichen zu können.

Ansprechperson: Hannah Busch (Chemie)