Poster presentation
Das Rasterkraftmikroskop AFMone® - Ein Zugang zum Thema „Nano“ in der Lehrerbildung

09/2019
Event name: GDCh Wissenschaftsforum 2019


Description
Die Nanotechnologie hat bereits heute einen hohen Stellenwert in Wissenschaft,
Industrie und im täglichen Leben und gewinnt stets an Bedeutung (Bradley 2010). Trotz
dieser hohen Relevanz haben Aspekte aus diesem Bereich bislang nur vereinzelt Einzug
in den Chemieunterricht gehalten und wurden kaum didaktisch beleuchtet. Darüber
hinaus zeigen die Ergebnisse verschiedener Studien, dass bei den Schülerinnen und
Schülern kaum spezifisches Wissen im Bereich „Nano“ vorhanden ist (Wilke & Waitz
2012). Ein Grund für die seltene Einbindung dieser bedeutenden Thematik in den
Chemieunterricht könnte darin liegen, dass die Fachlehrer selbst eher geringe
Kenntnisse in diesem Bereich besitzen und sich nicht hinreichend gut vorbereitet fühlen,
um „Nano“ zu unterrichten. Dies ist wiederum darauf zurückzuführen, dass auch im
Bereich der Lehrerbildung die Nanostrukturwissenschaften - falls überhaupt - eher
randständig thematisiert werden. Der geringe Umfang der Einbindung von „Nano“ in die
Lehrerbildung dürfte unter anderem den hohen Kosten geschuldet sein, die mit dem
Einsatz von Messinstrumenten in diesem Bereich einhergehen, welcher jedoch
wiederum notwendig ist, um Phänomene tatsächlich erklären zu können.
Das Rasterkraftmikroskop AFMone, welches als Lerninstrument konzipiert ist, ermöglicht
aufgrund der vergleichsweise geringen Anschaffungskosten den regelmäßigen Einsatz
einer solchen Gerätschaft und echte Messungen im Rahmen von Lehrveranstaltungen.
Es verfügt über einen Messbereich von 100 x 100 Mikrometer, zeigt Strukturen bis 20
Nanometer und ermöglicht somit einen Einblick in die Mikro- und Nanotechnologie.
Die Komponenten des AFMone sind frei zugänglich, so dass die Lernenden einen
realistischen Einblick in das Prinzip der Rasterkraftmikroskopie erhalten, indem sie die
Funktionsweise des Systems sowie der Datenaufnahme und -verarbeitung ergründen
können. Im Gegensatz zu anderen Verfahren kann bei Untersuchungen mit dem
AFMone auch auf selbst hergestellte Proben zurückgegriffen werden. Dies bietet die
Möglichkeit, die makroskopischen Eigenschaften von Nanomaterialien zu untersuchen
und diese Untersuchung mit einer Probennahme und -vorbereitung sowie der Analyse
der jeweiligen Nanostruktur zu kombinieren. Auf diese Weise lassen sich
makroskopische Eigenschaften als Ergebnis der Struktur im Nanobereich erfahrbar
machen.
Das Poster zeigt eine Auswahl von Ergebnissen verschiedener Messungen, die von
Lehramtsstudierenden selbst durchgeführt wurden und die einen Einblick in mögliche
Experimente liefern, die in das Chemie-Lehramtsstudium integriert werden könnten.


Last updated on 2019-05-09 at 14:47