5. – 13. Schuljahr

Petra Wlotzka und Bernhard Sieve

Bilder, Grafiken und Co.

Lernwirksame Visualisierungen im Chemieunterricht

„Ein Bild sagt mehr als tausend Worte (Volksweisheit)oder „Man muss zum Auge reden, will man verstanden werden. (Johann Gottfried Herder)
Solche Sprichwörter und Aussagen weisen darauf hin, was man mit Visualisierungen (lat. visualis: zum Sehen gehörig) erreichen möchte: eine bildhaft vereinfachte Darstellung von abstrakten, komplexen und schwer verständlichen Daten, Zahlen, Fakten und Meinungen. Dazu werden die Inhalte in Form von Bildern, Texten oder Kombinationen von beidem so aufbereitet, dass sie die Zusammenhänge veranschaulichen und verdeutlichen [1]. Besonders für den häufig als unanschaulich empfundenen Chemieunterricht mit seinen eher abstrakten Begriffen und Modellen können Visualisierungen in besonderer Weise helfen, komplexe Sachzusammenhänge zu verdeutlichen, für die Lernenden transparent zu machen und die nötige Brücke zwischen der stofflichen und der submikroskopischen Welt zu bauen.
So verstehen wir unter Visualisierungen im Chemieunterricht alle Formen der visuellen und auch audiovisuellen Darstellung bzw. Präsentation von Daten, Informationen und Zusammenhängen mit dem Ziel, chemische Inhalte adressatengerecht und sachangemessen zu veranschaulichen bzw. zu illustrieren, um sie damit verständlich bzw. um bestimmte Zusammenhänge deutlich zu machen. Darunter fällt auch die grafische Aufbereitung experimentell gewonnener Daten, sodass aus der Aufarbeitung neue Erkenntnisse und Zusammenhänge abgeleitet werden können.
Das Thema Visualisierungen wurde implizit bereits mehrfach in den Heften der Reihe Unterricht Chemie aufgegriffen. Beispiele sind die Hefte Chemische Inhalte präsentieren (UC117), Reaktionsprozesse (UC160), Modellieren (UC171) und Fachsprache (UC173). Dieses Heft legt den Schwerpunkt auf Aspekte der Gestaltung (Konstruktion) und des Erschließens (Rezeption) von Visualisierungen.
Funktionen der Visualisierungen
Visualisierungen können eine nachhaltige Aufnahme neuer Informationen fördern, denn die gedankliche Aufnahme von Informationen fällt leichter, wenn verschiedene Wahrnehmungskanäle angesprochen werden. Sie ermöglichen einen raschen Überblick über komplexe Themen und Zusammenhänge. Als Blickfang können sie die Aufmerksamkeit der Rezipienten zudem steuern. Bilder und Grafiken können ein und denselben Sachverhalt in unterschiedlichen Formen darstellen (vgl. Kasten1). Sie können Betrachterinnen und Betrachter auf emotionaler Ebene ansprechen und als Ausgangspunkt für Diskussionen dienen [2]. In Bezug auf Vermittlungsprozesse sind die in Tabelle1 aufgeführten didaktischen und kognitiven Funktionen von Bedeutung.
multimodal + multicodal = multimedial
multimodal + multicodal = multimedial
Die in diesem Beitrag angesprochenen Visualisierungen weisen Unterschiede in den Kodierungsformen (verbal, bildhaft, symbolisch) und auch in den Sinnesmodalitäten (visuell, auditiv) auf, die die Visualisierungen ansprechen. Eine einfache Schulbuchseite mit Text- und realgetreuen oder symbolhaften Abbildungen darin ist monomodal, weil nur ein Sinn angesprochen wird, der Sehsinn. Gleichzeitig sind über den Text (verbal) und die Abbildungen (bildhaft, symbolisch) mehrere Kodierungen vorhanden, weshalb die Schulbuchseite dann multicodal ist. Ließe man sich die Schulbuchseite vorlesen, was heute mit der digitalen Technologie einfach möglich ist, würde zusätzlich der auditive Sinn angesprochen werden und die Schulbuchseite wäre damit multimodal. Sind in einem Medium sowohl mehrere Sinneskanäle angesprochen (Multimodalität) als auch mehrere Kodierungsformen enthalten (Multicodalität), liegt ein multimediales Medium vor. Filme, Animationen und Simulationen sind daher häufig multimediale Visualisierungen [7].
Darüber hinaus können Visualisierungen auch selbstgesteuerte Lernprozesse initiieren, wenn sie z.B. von den Lernenden selbst erstellt werden, wie z.B. bei...

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