Joachim Herz Stiftung
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Augmentierte Kristalle - Visualisierung von Strukturen auf Teilchenebene mithilfe von 3D-Modellen

Melanie Ripsam, Stefan Witzke und Claudia Nerdel

Unterrichtsidee

Bei Augmented Reality (AR) werden die virtuelle und die reale Welt verknüpft. Damit erlauben AR-Lernumgebungen die zeitliche und räumliche Integration von Informationen der Stoff- und Teilchenebene und verhindern so einen Split-Attention-Effekt, der häufig bei analogen oder anderen instruktional genutzten digitalen Medien in Kombination mit der Realität vorkommt. Demnach können die Informationen im semantischen Zusammenhang dargelegt werden. Die kognitiven Verarbeitungs prozesse können selbstreguliert gesteuert werden, um den Wechsel von Stoff- auf Teilchenebene beim Beobachten erfahrbar zu machen. Dies sollte nach dem Kohärenz- und Kontiguitätsprinzip von Mayer (2014) positive Lerneffekte erzielen.

Im hier vorgestellten Beispiel führen die Schülerinnen und Schüler Versuche auf Stoffebene durch (Kristalle züchten) und nutzen eine von der Lehrkraft erstellte AR-Lernumgebung, um chemische Phänomene (hier: Kristalle) mithilfe von 3D-Modellen auf Teilchenebene darzustellen. Die Stoff eigenschaften werden beobachtet und dann mit dem virtuellen 3D-Strukturmodelle auf Teilchenebene erklärt. Dabei fungiert die Lehrkraft als Moderator und Berater.

Fach Chemie
Themenbereich Unterrichtsidee
Thema übertragbar
Klassenstufe 9 - 13
Schwierigkeitsgrad schwer
Dauer 1 Unterrichtsstunde, 1 Doppelstunde, Projektarbeit, Projektwoche, unterrichtsbegleitend
Benötigte Materialien Bechergläser (alternativ für zuhause: Trinkgläser oder Marmeladengläser), eventuell Uhrengläser, Feststoffe wie Haushaltszucker (Saccharose), Salz (Natriumchlorid), Wasser, Smartphone oder Tablet für die Schüler und Schülerinnen, Notebook / Dektop-PC zum Erstellen der AR-Lernumgebung für die Lehrkraft. Für den Einsatz im Unterricht werden iPads mit der installierten Zappar-App, iPad-Stifte (beliebig), ggfs. Stativ und zwei Zapcodes auf Papier für den jeweiligen Kristall benötigt.
Autor(en) MELANIE RIPSAM, STEFAN WITZKE und CLAUDIA NERDEL Technische Universität München
Schlagworte 3D-Modelle, Kristalle, Experimente, Experimentieren
Apps

ZapWorks - kostenpflichtig (30-tägige Testversion kostenlos)

Zappar - kostenlos

Blender - kostenlos

Originalveröffentlichung

Naturwissenschaften digital: Toolbox für den Unterricht –

Band 2

Weiterführende Links

ZapWorks-Anleitung und Skript zum Kristalle züchten

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