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30.07.2024 - Neue Publikation im peer-review Journal "Journal of Chemical Education"
Die Publikation von Dominik Diermann, Dennis Huber, Prof. Dr. Steffen Glaser und Prof. Dr. Jenna Koenen "A Digital and Interactive Tool to Learn 1H NMR Spectroscopy: The SpinDrops Learning Environment" wurde im Journal of Chemical Education (JCE) veröffentlicht.
Abstract (übersetzt): Kernspinresonanzspektroskopie oder NMR (engl. nuclear magnetic resonance) Spektroskopie ist eine der wichtigsten Spektroskopie-Methoden in der modernen Chemie. Dennoch profitieren Studierende von Unterstützung beim Verstehen dieser komplexen Methode und der Auswertung der Spektren. Empirische Untersuchungen zeigen, dass (interaktive) Simulationen und Visualisierungen Studierende dabei unterstützen könnten, indem sie neue Möglichkeiten bieten Untersuchung von Zusammenhängen anzustellen und Auswirkungen von Parameteränderungen direkt nachzuvollziehen. Daher stellt dieser Artikel eine digitale und interaktive Lernumgebung vor, die auf die Lernschwierigkeiten der Studierenden eingeht und mit Hilfe von Simulationstools wichtige theoretische Grundlagen der 1H-NMR-Spektroskopie vermittelt. Die SpinDrops Lernumgebung (engl. SpinDrops Learning Environment, SDLE) deckt insbesondere praktisch nützliche und grundlegende Konzepte zur Interpretation eines 1H-NMR-Spektrums aus theoretischer Sicht ab. Sie enthält dabei neu entwickelte, interaktive Visualisierungen und ein dynamisches und realistisch simuliertes ppm-Spektrum. Um die Rolle und den Einfluss von Interaktivität durch Parametersteuerung auf den Lernprozess und das konzeptionelle Verständnis der Studierenden zu evaluieren, wurden zwei Versionen der Lernumgebung entworfen, die sich (nur) im Grad der Interaktivität und Dynamik unterscheiden. Anschließend nahmen N = 50 Studierende an einer Pre-Post-Interventionsstudie mit Fragebögen zu affektiven Konstrukten und einem selbsterstellten 1H-NMR-Fachwissenstest teil, in der das konzeptionelle Verständnis und der Umgang mit der Lernumgebung untersucht wurde. N = 12 Studierende stimmten dabei zusätzlich einer Lautes Denken Aufzeichnung zu. Die Ergebnisse zeigten, dass Studierende vom Lernen mit der SDLE profitieren, da ihr konzeptionelles Verständnis und ihr NMR-bezogenes Interesse, ihre Selbstwirksamkeit und ihr eingeschätztes Wissen signifikant zunehmen. Obwohl die SDLE deutlich positive Auswirkungen auf die Lernergebnisse und -prozesse der Studierenden zeigte, hatte der Unterschied im Grad der Interaktivität und Dynamik innerhalb der Software nur geringe Auswirkungen, wie aus den quantitativen und qualitativen Daten hervorgeht.
Diermann, D., Huber, D., Glaser, S., & Koenen, J. (2024). A Digital and Interactive Tool to Learn 1H NMR Spectroscopy: The SpinDrops Learning Environment. Journal of Chemical Education, online first.
Den Text der Publikation finden Sie hier .