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In Verpackungsfolien schützt eine Barriereschicht Käse oder Wurst vor Sauerstoff und Wasserdampf und verlängert ihre Haltbarkeit. Üblicherweise besteht diese Barriere aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer zwischen zwei Kunststofffolien. Diese Verbundverpackungen sind nicht wiederverwertbar. Im Projekt Wheylayer (Molkeschicht, <ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.wheylayer.eu" target="_blank">www.wheylayer.eu</a>)</ext-link> ist es nun gelungen, eine recycelbare Folie mit einer Barriereschicht auf Molkebasis herzustellen. Molke ist ein Nebenprodukt der Käseherstellung, das die Industrie bisher nicht vollständig verwenden konnte.


<h2>Spröder Proteinfilm</h2>
Das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung in Freising (IVV) entwickelte die Folie. Ein Molkenproteinisolat aus a-Lactalbumin und b-Lactoglobulin, die in der Milch zu einem Prozent enthalten sind, bildet die Grundlage der Barriereschicht. Sonstige Bestandteile der Molke wie Milchzucker, Kaseinreste oder Mineralstoffe trennt eine Ultrafiltration ab.
“Nach dem Trocknen ist der Proteinfilm spröde und wäre für den Einsatz in flexiblen Kunststofffilmen nicht geeignet”, erläutert Florian Wild vom IVV. Für Elastizität sorgen Weichmacher wie Glycerol oder Sorbit, die für Lebensmittel zugelassen sind. Sie erzeugen Störstellen im Proteinnetzwerk und machen den Film elastisch, aber auch weniger dicht gegenüber Sauerstoff; auf die richtige Dosis kommt es an.
In der fertigen Verbundfolie liegt die Barriereschicht wie in einem Sandwich zwischen zwei Kunststofffolien aus Polyethylen (PE) und Polyethylenterephthalat (PET). Auf der PET-Trägerfolie haftet der wasserbasierte Molkeproteinfilm nach Corona-Aktivierung. Die Hochspannungsentladung erzeugt durch Oxidation polare funktionelle Gruppen auf der Polymeroberfläche und macht so die Trägerfolie besser benetzbar. Eine Lackier- und Kaschieranlage trägt den Proteinfilm durch ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf die aktivierte Trägerfolie auf, trocknet mit Heißluft und lässt ihn aushärten. Die obere freie Seite des Proteinfilms laminieren die Entwickler mit PE-Folie.
Wissenschaftler der Universität Pisa zerkleinerten die Folie, proteinspaltende Enzyme hydrolysierten die Molke. Die Kunststoffe wurden sortenrein wiedergewonnen. “Theoretisch ist es möglich, die Träger- und Deckfolie ebenfalls aus biobasierten Rohstoffen wie Polymilchsäure, Cellulose oder Stärke herzustellen” sagt Wild, “die gesamte Verpackung würde dann auf nachwachsenden Produkten basieren”. Filme aus nachwachsenden Rohstoffen wiesen bisher keine ausreichende Barrierefunktion auf, um empfindliche Lebensmittel darin zu verpacken.


<h2>Kein Fehlaroma</h2>
 Den Einfluss der Folie auf die Qualität der verpackten Lebensmittel überprüfte der Forschungsdienstleister ttz in Bremerhaven. Er vakuumierte Butterkäse in Wheylayer und verglich mit Proben, die er in einer Mehrschichtfolie aus PE und Polyamid verpackt hatte. Nach einer Lagerzeit von 84 Tagen zeigte eine Profilierung (Abbildung) die Unterschiede: Der in Wheylayer gelagerte Butterkäse schmeckte weniger sauer und bitter, dafür buttriger und salziger. Fehlaroma war nicht wahrnehmbar. Das Mundgefühl beschrieben die Tester in der Referenzprobe als etwas schmelzender.
Säure- und Peroxidzahl — Indikatoren für Ranzigkeit der Fette im Butterkäse — wichen kaum voneinander ab. Auch die mikrobiologischen Untersuchen zeigten keine signifikanten Unterschiede. Die Wheylayer-Folie ist demnach genauso effizient wie herkömmliche Verpackungen.
 Anna Neusch, Frankfurt

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In Molke verpacken

In Verpackungsfolien schützt eine Barriereschicht Käse oder Wurst vor Sauerstoff und Wasserdampf und verlängert ihre Haltbarkeit. Üblicherweise besteht diese Barriere aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer zwischen zwei Kunststofffolien. Diese Verbundverpackungen sind nicht wiederverwertbar. Im...

Chemieunterricht zählt in Deutschland seit langem zu den eher unbeliebten Unterrichtsfächern [siehe auch Nachr. Chem. 2012, 60, 652]. Mögliche Gründe sind die Diskrepanz zwischen den Erfahrungen der Lebenswelt und dem Denken im submikroskopischen Bereich wie auch die starke Orientierung des schulischen Unterrichts an der Fachsystematik. Für junge Menschen erscheinen Formeln, Reaktionsgleichungen oder Modelle weit entfernt vom eigenen Leben. Entsprechend gering ist daher das Interesse. Welche Bedeutung Chemie im Alltag jedes Einzelnen spielt, sollte Chemieunterricht deshalb thematisieren.
Projekte wie “Chemie im Kontext” fordern zu Recht, die Lebenswelt der Jugendlichen als Ausgangspunkt zu setzen, um daran den konkreten Wert für das alltägliche Wohlergehen und die Zukunft unserer Gesellschaft zu verdeutlichen und langfristig das Image der Chemie zu verbessern.
Entwicklungsbedingt spielen zudem soziale Phänomene eine große Rolle. Das Bedürfnis, zu einer Gruppe Gleichaltriger zu gehören, nimmt eine zentrale Stellung ein.1 Humor kann dabei den Zusammenhalt einer Gruppe positiv stärken und sich zum Beispiel entsprechend auf das soziale Miteinander in den Klassen auswirken.2 Vorsicht ist allerdings beim Einsatz von negativem Humor im Sinne von Schadenfreude geboten, da die Gefahr besteht, dass Einzelne herabgesetzt und ausgegrenzt werden. Folglich eignet sich diese Form des Humors nicht für den Schulunterricht.
Wie zahlreiche Untersuchungen zeigen, wünschen sich Schüler für die Arbeit in der Schule Humor. Dies gilt auch für den Chemieunterricht.3 Hier liegt es in der Verantwortung der Lehrkraft, Humor so einzusetzen, dass er die Motivation fördert und die Schüler gut lernen können, gerade wenn es um fachsystematisch zentrale Konzepte wie das Periodensystem der Elemente geht [diese Nachrichten S. 438]. Hier lassen sich kaum Bezüge zur Lebenswelt der Jugendlichen herstellen. Umso interessanter erscheint die Alternative, eingesetzte Materialien mit Humor anzureichern.


<h2>Chemiespezifischer Humor</h2>
Zunächst ist die Frage zu klären, was aus Sicht der Chemiedidaktik unter Humor zu verstehen ist. Dabei sind Unterrichtsmaterialien in den Blick zu nehmen und etablierte Theorien zu nutzen. Solche sind die Theorie des pädagogischen Humors4 sowie die Inkongruenztheorie.5
Nach der Theorie des pädagogischen Humors ist Humor für den Unterricht planbar. Er kann fächerübergreifend oder auf das jeweilige Unterrichtsfach bezogen sein und wird zum fachspezifischen Humor, wenn er sich auf konkrete Inhalte des Fachunterrichts bezieht. Geplanter fachspezifischer Humor — hier also “chemiespezifischer Humor” — ist themenbezogen und steht nicht isoliert vom Inhalt des Unterrichts.
Um ein Konzept für das Material zu entwerfen, eignet sich besonders die Inkongruenztheorie des Humors, da diese seine kognitive Komponente betont. Nach dieser Theorie gibt es bei Humor zwei Bezugssysteme, die inkongruent miteinander verknüpft sind. Im Fall von chemiespezifischem Humor ist ein chemischer Inhalt (Bezugssystem I) mit einer auf diesen Inhalt sinnvoll bezogenen Situation (Bezugssystem II) unpassend verknüpft.6 Die Abbildungen 1 bis 3 sind Beispiele dafür; es sind Bild-Text-Materialien mit chemiespezifischem Humor, wie sie seit vielen Jahren der Verband der Chemielehrer Österreichs (VCÖ) in seinem Jahreskalender “Kemika” veröffentlicht7 oder wie sie in österreichischen Schulbüchern zu finden sind.8,9


<h2>Ausgangslage im Unterricht</h2>
Nach empirischen Studien zu Lernprozessen kann Humor Angst reduzieren, Aufmerksamkeit und Interesse erhöhen sowie die Lernleistung steigern.11—12 Deutsche Unterrichtsforscher haben diesen Zusammenhang jedoch kaum untersucht, für den Chemieunterricht gar nicht.
Dabei wünschen sich nicht nur Schüler Humor im Unterricht, sondern auch Lehrkräfte halten Humor im Chemieunterricht für hilfreich. Eine Befragung von 104 Personen aus Gymnasium, Real- und Gesamtschulen ergab, dass 59 Prozent eine positive und 41 Prozent eine leicht positive Wirkung auf die Lernleistung annehmen. Die Auswirkungen auf die Lernmotivation schätzen sie noch besser ein (positive Wirkung: 68 Prozent). Gleichzeitig äußerten 78 Prozent der Lehrkräfte, in der Unterrichtsplanung nur gelegentlich bis nie Humor zu berücksichtigen, fachspezifischen Humor nutzen 84 Prozent der Lehrkräfte selten oder nie.
Die Befragten setzen in erster Linie humorvolles Bildmaterial (zum Beispiel Comics) ein, das hauptsächlich aus Büchern und aus dem Internet stammt. Eine Lehrerin sagte: “Ich kenne zwar Cartoons, die mit Chemie zu tun haben (Uli Stein, Sempé, Mickey-Maus), aber die sind nur sehr unspezifisch und von daher wenig brauchbar.” Eine weitere Lehrkraft kam zu dem Schluss: “Konsequenz Ihrer Untersuchung: mehr humorvolle, witzige Materialien!” Der offensichtliche Mangel an Lehr- und Lernmaterialien mit chemiespezifischem Humor scheint ein Grund zu sein, warum Lehrer diesen nur wenig berücksichtigen.


<h2>Lehr-/Lernmaterialien mit Humor</h2>
 Eine Schulbuchanalyse zeigt, dass keines der 16 untersuchten Chemieschulbücher für die Sekundarstufe I (für Nordrhein-Westfalen) chemiespezifischen Humor systematisch einsetzt.14 Zwar enthielten nur vier Bücher gar keine humorvollen Elemente, aber auch in den restlichen zwölf Büchern blieb Humor auf einzelne Comics oder Cartoons beschränkt, die in der überwiegenden Zahl Sachtexte dekorieren.
Frei erhältliche Selbstlernmaterialien (zum Beispiel das Buch “Chemie Macchiato”) nutzen Humor hingegen systematisch mit dem Ziel, einen “humorvollen Zugang zur Chemie” zu ermöglichen.
Bei einer GDCh-Lehrerfortbildung beklagten die Teilnehmer fehlende Materialien mit chemiespezifischem Humor für den Unterricht und wünschten sich ausdrücklich einen entsprechenden Materialienpool. Nach eigenen Recherchen sind gerade für den Chemieunterricht der Sekundarstufe I geeignete Materialien nur selten zu finden. Von knapp 200 gesammelten Materialien sind nur gut 10 Prozent in der Sekundarstufe I nutzbar. Die teilnehmenden Lehrkräfte bewerteten einen großen Teil der Materialien als wertvoll für verschiedenste Bereiche ihres Chemieunterrichts, zum Beispiel den Einstieg in die Unterrichtsstunde, Wiederholung oder Vertiefung von Inhalten oder für die Erstellung von Arbeitsblättern und Arbeitsaufträgen. Aus Sicht der Lehrkräfte liegt die Lernförderlichkeit auf der Hand.


<h2>Test an der Unterrichtswirklichkeit</h2>
Doch wirken Materialien mit chemiespezifischem Humor wirklich positiv? Denkbar wären auch negative Auswirkungen durch Ablenkung. Um diese Frage zu beantworten, werden derzeit zwei Varianten von Arbeitsblättern zum Thema Periodensystem der Elemente entwickelt: Variante A enthält Bild-Textmaterial mit, Variante B enthält Bild-Textmaterial ohne Humor. Bei beiden Varianten sind Informationsgehalt und Aufgabenstellung identisch.
Im Rahmen einer empirischen Untersuchung wird eine Gruppe von Realschülern der Jahrgangsstufe 8 zum Lernen mit den Arbeitsblättern A angeleitet (Experimentalgruppe), eine zweite Gruppe von Schülern mit den Arbeitsblättern B (Kontrollgruppe). Bei beiden Gruppen ähneln sich die kognitiven Fähigkeiten der Teilnehmer. Durch Erhebung von Lernleistung und Interesse vor und nach der Intervention soll geklärt werden, inwieweit sich die Gruppen in diesen Variablen unterscheiden und ob der Unterschied signifikant wird.


— — — Andreas Dickhäuser, Jahrgang 1967, untersucht für seine Doktorarbeit bei Karin Stachelscheid an der Universität Duisburg Essen den Einfluss von Humor auf die Qualität von Lehr-/Lernmaterial für den Chemieunterricht. Karin Stachelscheid ist seit dem Jahr 2004 apl. Professorin für Chemiedidaktik an der Universität Duisburg-Essen. Ihre Forschungsschwerpunkte sind der Einsatz von Humor, Gesundheitsförderung und individuelles Lernen.



<ul>
<li>
1 

 
H. Aebli, 
“<source>Verstehen — Psychologischer Prozess und didaktische Aufgabe”, (Hrsg.: <person-group person-group-type="editor">K. Reusser</person-group>), <publisher-name>Huber</publisher-name>, <publisher-loc>Bern</publisher-loc>, 1994, 89–<lpage>110</lpage>.

</li>
<li>
2 

 
L. Gürtler, 
<source>Humor in der Pädagogischen Psychologie, <publisher-name>Paper PEPS</publisher-name>, <publisher-loc>Tübingen</publisher-loc>, 2005

</li>
<li>
3 

 
A. Dickhäuser, 
K. Stachelscheid, 
<source>Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physi, (Hrsg.: <person-group person-group-type="editor">D. Höttecke</person-group>) <publisher-name>Lit</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin</publisher-loc>, 2011, 572–<lpage>574</lpage>.

</li>
<li>
4 

D. Kassner, Humor im Unterricht, Schneider, Hohengehren, 2002.
</li>
<li>
5 

 
A. Koestler, 
<source>The Act of Creation, <publisher-name>Penguin Books</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc>, 1964.

</li>
<li>
6 

A. Dickhäuser, K. Stachelscheid, Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (Hrsg.: S. Bernholt). Lit, Berlin, im Druck.
</li>
<li>
7 

A. Moser, KEMIKA, VCÖ, Seeham, 11, 2010.
</li>
<li>
8 

A. Moser, Organische Chemie, Pichler, Wien, 62, 1991.
</li>
<li>
9 

A. Moser, Organische Chemie, Pichler, Wien, 23, 1991.
</li>
<li>
10 

J. P. Powell, L. W. Andresen, Studies in Higher Education, 1985, 10 (1), 79—90.
</li>
<li>
11 

 
P. Derks, 
J. B. Gardner, 
R. Agarwal, 
<source>International Journal of Humor Research, 
1998, 
11, 
<issue>1</issue>, 
5–<lpage>19</lpage>.

</li>
<li>
12 

 
A. Ziv, 
<source>Journal of Experimental Education, 
1998, 
57, 
<issue>1</issue>, 
5–<lpage>15</lpage>.

</li>
<li>
13 

J. Neumann, Zum Stellenwert des Humors im Chemieunterricht der Sekundarstufe I, 2010, Essen, unveröffentlicht.
</li>
<li>
14 

 
K. Haim, 
J. Lederer-Gamberge, 
K. Müller, 
<source>Chemie macchiato, <publisher-name>Pearson</publisher-name>, <publisher-loc>München</publisher-loc>, 2007.

</li>
</ul>

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