Kategorie: TB2021

Referenz:

Transfer virtueller Labore – Identifikation von Implementationshürden

Neff, Sascha, Engl, Alexander & Risch, Björn

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Eine zentrale Aufgabe fachdidaktischer Forschung ist die evidenzbasierte Verbesserung von Lehr-Lern-Prozessen. Ein möglicher Weg, solche Innovationen weitläufig zu implementieren, verläuft über die Bereitstellung innovativer Unterrichtsmaterialien. Allerdings liegen zum Nutzungsverhalten von Lehrkräften bei freigestellter Nutzung bislang kaum Forschungserkenntnisse vor. Ziel des Forschungsprojektes ist es daher, mehr über die Wirkmechanismen bei der Implementierung von Unterrichtsmaterialien in einem alltagsnahen Setting herauszufinden. Dazu wurden elf Lehrkräfte im Unterricht begleitet, welchen das Münchener Unterrichtskonzept zur Quantenmechanik zur Verfügung gestellt wurde. In je vier Interviews und zwei Unterrichtsvideographien werden mögliche Einflussfaktoren der Implementierung untersucht. Die abschließende Analyse der Ergebnisse zeigt, dass sich die Probanden überwiegend heuristisch mit den Unterrichtsmaterialien auseinandersetzen. Es ist somit fraglich, ob die empirisch nachgewiesene Wirksamkeit innovativer Unterrichtsmaterialien in der Praxis erreicht werden kann.

Referenz:

Neff, Sascha, Engl, Alexander & Risch, Björn (2021). Transfer virtueller Labore – Identifikation von Implementationshürden. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 238). Universität Duisburg-Essen

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Assoziationen Forschender zur Quantenphysik

Winkler, Bianca, Bitzenbauer, Philipp & Meyn, Jan-Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die klassische Auseinandersetzung mit Mondphasen im Physikunterricht erfolgt meist durch das Arbeiten mit analogen und statischen Darstellungen. Mit Hilfe der dynamischen Geometriesoftware GeoGebra entwickelte unsere Arbeitsgruppe im Rahmen des Förderprojekts „Digital gestütztes Lehren und Lernen in Hessen“ (DigLL) verschiedene digitale Modelle zur unterrichtlichen Beschäftigung mit den Mondphasen. Nach dem SAMR-Modell zur Integration von digitalen Lerntechnologien in den Unterricht findet hierdurch eine Umgestaltung des Unterrichts auf dem Niveau einer „Neubelegung“ statt (Puentedura, 2006). Das heißt, die Behandlung der Mondphasen im Physikunterricht wird durch die Nutzung digitaler Medien um neuartige Aufgaben ergänzt, die zuvor (analog) nicht möglich waren.

Die digitalen Modelle, Vorschläge zu deren Implementierung in den Physikunterricht sowie entsprechende Schülerinstruktionen werden präsentiert.

Referenz:

Winkler, Bianca, Bitzenbauer, Philipp & Meyn, Jan-Peter (2021). Assoziationen Forschender zur Quantenphysik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 402). Universität Duisburg-Essen

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Hochschullehre im flipped-classroom mit interaktiven digitalen Medien

Küsel, Julian & Markic, Silvija

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Virtuelle Lernangebote sind als Ergänzung sowohl für den Schulunterricht als auch in der Hochschullehre von großer Wichtigkeit. Besondere Herausforderungen ergeben sich dabei jedoch im Zusammenhang mit dem Experimentieren in den naturwissenschaftlichen Fächern.

Interaktive Experimentiervideos können hier eine Lösung sein. Dabei handelt es sich um Videos von Experimenten, die mit digitalen Werkzeugen so aufbereitet wurden, dass Nutzer*innen auf den dargestellten Inhalt wesentlichen Einfluss nehmen können.

Neben den Gütekriterien, die ein zielführendes interaktives Experimentiervideo ausmachen, wird in diesem Beitrag ein Hochschullehrkonzept vorgestellt, in welchem Student*innen interaktive Experimentiervideos zum Teilchenmodell erstellen. Da dabei die Vermittlung der physikalischen Konzepte an Dritte im Fokus liegt, erfordert dies von den Student*innen nicht nur eine tiefe fachliche Auseinandersetzung mit den Inhalten, sondern auch eine intensive Betrachtung der didaktischen Perspektive.

Referenz:

Küsel, Julian & Markic, Silvija (2021). Hochschullehre im flipped-classroom mit interaktiven digitalen Medien. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 573). Universität Duisburg-Essen

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Wissenschaftsverständnis und Nature of Science – Kritik und Entwicklungsvorschläge

Bonin, Frederic & Lück, Gisela

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das Planen, Analysieren und Reflektieren von unterrichtlichem Handeln steht im Zentrum jeder Phase der Lehrer*innen-Bildung. Nachdem zunächst eine qualitative Charakterisierung zur genauen Beschreibung reflexiver Prozesse durch Kodierungen erfolgte (Szogs, in diesem Band), stellt dieser Posterbeitrag als Folgeschritt ein Ratingverfahren zur unmittelbaren und zeiteffizienten Einschätzung von Reflexionsqualität vor.

Hierfür wurden in einem Lehrsetting offene kollegiale Reflexionsgespräche, vor und nach einer Intervention bzgl. der Basisdimensionen von Unterrichtsqualität, untersucht. Durch Einsatz eines Ratingmanuals konnten Aspekte identifiziert werden, in denen sich die Reflexionsqualität angehender Physiklehrkräfte veränderte.

Das Manual soll außerdem zur hoch-inferenten und direkten Einschätzung der Qualität reflexiver Prozesse innerhalb eines Microteaching-Settings eingesetzt und validiert werden. Dabei erfolgt ein Rating anhand von Items in gegenwärtig acht Skalen (z.B. Abbildung von Unterricht, Qualität von Handlungsoptionen).

Referenz:

Bonin, Frederic & Lück, Gisela (2021). Wissenschaftsverständnis und Nature of Science – Kritik und Entwicklungsvorschläge. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 673). Universität Duisburg-Essen

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Bildung für nachhaltige Entwicklung im Sachunterrichtsstudium

Dorn, André & Gröger, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Nach Fullan (2000) wird die erfolgreiche Implementation einer Bildungsinnovation vor allem von der Akzeptanz der maßgeblich betroffenen Personen determiniert. Vor dem Hintergrund, dass selbst 15 Jahre nach Einführung der Bildungsstandards durch die KMK (2005) eine umfassende Umsetzung der dort formulierten Forderungen noch auszustehen scheint, haben wir (angehende) Chemielehrer*innen gebeten, die professionsbezogenen Herausforderungen und Chancen einzuschätzen, die sie wahrnehmen, wenn sie sich der Förderung der Bewertungskompetenz von Schüler*innen im Chemieunterricht widmen.

Um Akzeptanz und Vorbehalte der Betroffenen fundiert rekonstruieren zu können, nutzen wir das Stages of Concern (SoC) Modell von Hall und Hord (2011). Anhand von sog. SoC-Profilen (Bitan-Friedlander 2004) lassen sich die Bereitschaft zur Implementation aber auch Ressentiments gegenüber einer Innovation nachzeichnen (Pant et al. 2008). In unserem Poster berichten wir über die u.E. gelungene Adaptation des SoC-Models, über getroffene Maßnahmen zur Optimierung des SoC-Fragebogens und über erste SoC-Profil-Analysen.

Referenz:

Dorn, André & Gröger, Martin (2021). Bildung für nachhaltige Entwicklung im Sachunterrichtsstudium. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 685). Universität Duisburg-Essen

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IVEX – Interaktive Videoexperimente auf dem Prüfstand

Groos, Lukas & Graulich, Nicole

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die Studieneingangsphase Physik ist durch eine Reihe von Problemlösesituationen geprägt. Studierende verbringen nennenswerte Zeit mit dem Lösen von Übungszetteln, die häufig als wesentliche Herausforderung wahrgenommen werden, zumal Problemlösefähigkeiten im Studium i.d.R. nicht explizit gelehrt werden und die im Übungsbetrieb nötigen mathematischen Fähigkeiten recht bald im Studium deutlich ansteigen.

Im Projekt KEMΦ wird die Problemlösefähigkeit zu drei Testzeitpunkten im ersten Studienjahr erhoben. Wesentliche Aspekte der Analyse beziehen sich dabei auf die zur Lösung herangezogenen Ressourcen, insbesondere die Problemschemata. Im Vortrag wird zunächst das Erhebungsformat dargestellt. Anschließend können erste Daten der Haupterhebung aus den ersten Wochen des Studiums analysiert werden. Bei den eingesetzten Aufgaben zum schiefen Wurf und ähnlichen Bewegungen, zeigen die Studierenden verschiedene Schwierigkeiten in der Problemlösung, es fehlen Lösungsansätze, mathematische Fähigkeiten und konzeptuelles Verständnis.

Referenz:

Groos, Lukas & Graulich, Nicole (2021). IVEX – Interaktive Videoexperimente auf dem Prüfstand. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 125). Universität Duisburg-Essen

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Ein interaktives Steckbrett zum Aufbau elektrischer Schaltungen

Do, Huong Giang , Bläsing, Robin, Nell, Sebastian, Noritzsch, Jens, Staacks, Sebastian, Stampfer, Christoph & Heinke, Hendrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Für das Erlernen chemischer Fachinhalte sind ein ausgeprägtes räumliches Vorstellungs- und Abstraktionsvermögen essentiell. Insbesondere im Falle der organischen Chemie werden die Lernenden durch zahlreiche dreidimensionale Repräsentationsformen und abstrakte Molekülstrukturen kognitiv gefordert.

Ein vielversprechender Ansatz zur Unterstützung bietet die Erweiterung konventioneller Lernmaterialien um Augmented Reality (AR). Damit ist es möglich, mittels mobiler Endgeräte virtuelle 3D-Objekte oder Animationen in realen Lernumgebungen abzubilden. So können zum Beispiel unterschiedliche Konformationen chemischer Moleküle oder auch komplexe Reaktionsschritte per Animation visualisiert werden.

Bisher ist jedoch wenig über die Wirksamkeit AR-unterstützter Lernsettings auf kognitive Lernervariablen bekannt. Dieser Beitrag stellt eine Studie innerhalb eines DFG-Forschungsprojektes vor, die die kognitive Belastung der Lernenden mittels eines Experimental-/Kontrollgruppen-Designs in drei Themenbereichen untersucht. Hierbei wird hier auch der Einfluss der Benutzerfreundlichkeit der AR betrachtet.

Referenz:

Do, Huong Giang , Bläsing, Robin, Nell, Sebastian, Noritzsch, Jens, Staacks, Sebastian, Stampfer, Christoph & Heinke, Hendrun (2021). Ein interaktives Steckbrett zum Aufbau elektrischer Schaltungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 729). Universität Duisburg-Essen

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Potentiale von Augmented Reality für das Erlernen der organischen Chemie

Keller, Sebastian, Habig, Sebastian & Rumann, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Erlanger SchülerForschungsZentrum ESFZ forschen und tüfteln Jugendliche in einwöchigen Forschungscamps an ihren eigenen Forschungsideen aus den Bereichen Physik und Technik. Die Jugendlichen sind typischerweise hoch motiviert und engagiert, einige kommen bereits mit großer Expertise im Experimentieren, andere wachsen erst im Laufe der Camps generell in naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen hinein. – Wir haben über 3 Jahre hinweg die experimentelle Kompetenz der Teilnehmerinnen und Teilnehmer getestet. Verwendet wurde hierzu ein Testinstrument, das im Rahmen des Verbundprojektes MEK-LSA von den Universitäten Duisburg-Essen und Bremen sowie des IPN in Kiel entwickelt und eingesetzt wurde. In unserem Beitrag sollen Ergebnisse der in den ESFZ-Forschungscamps durchgeführten Tests vorgestellt und diskutiert werden.

Referenz:

Keller, Sebastian, Habig, Sebastian & Rumann, Stefan (2021). Potentiale von Augmented Reality für das Erlernen der organischen Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 733). Universität Duisburg-Essen

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Empirische Forschung im Erlanger SchülerForschungsZentrum

Fösel, Angela

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In der Chemiedidaktik und dem Chemieunterricht gibt es vielfältige Einsatzbereiche für digitale Medien, wie etwa digitale Messwerterfassung. Darüber hinaus können auch interaktive virtuelle 3D-Lernumgebungen ein großes Bildungspotential bieten, da die Lernenden hier mit virtuellen, realitätsgetreuen Objekten arbeiten und diese erkunden können. Die Kreation solcher Lernumgebungen, auf dem aktuellsten Stand der Technik, wird insbesondere durch Virtual Reality (VR) ermöglicht. Das Poster präsentiert ein deutschsprachiges VR Chemielabor für Labor- und Gerätekunde. Die Zielgruppe sind Lernende, die bisher keine oder wenig Erfahrung mit der Laborarbeit gemacht haben. Daher beschränken sich die Inhalte zunächst auf das Basiswissen, z.B. Geräte und deren Funktionen kennenlernen und benennen, Funktionsweise des Bunsenbrenners, usw. Im Vordergrund steht das möglichst realitätsgetreue Arbeiten in einem Chemielabor, welches zur Vorbereitung auf die Realsituation dienen soll. Daher wird die Lernumgebung interaktiv konzipiert, sodass die Lernenden mit den Laborgeräten in der VR arbeiten können.

Referenz:

Fösel, Angela (2021). Empirische Forschung im Erlanger SchülerForschungsZentrum. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 737). Universität Duisburg-Essen

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