TB2015 – Seite 10

Konstruktivistische Merkmale und Motivation im Physikunterricht

Beerenwinkel, Anne, von Arx, Matthias & Labudde, Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Zu Beginn des Jahres 2015 wurde an der Universität Duisburg-Essen eine neue DFG-Forschergruppe (FOR 2242) Akademisches Lernen und Studienerfolg in der Eingangsphase von naturwissenschaftlich-technischen Studiengängen (ALSTER) eingerichtet, in der in fünf Teilprojekten fächergruppenspezifische Bedingungen des Studienerfolgs untersucht werden. Hierbei stehen in der ersten Phase Untersuchungen zu Studienanforderungen und Lernvoraussetzungen im Vordergrund. Die Projekte werden in enger Kooperation von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den Fachdidaktiken, den Fächern und der Psychologie durchgeführt. In dem Postersymposium werden in sechs Postern der übergreifende Rahmen und die einzelnen Projekte vorgestellt.

Referenz:

Beerenwinkel, A., von Arx, M. & Labudde, P. (2015). Konstruktivistische Merkmale und Motivation im Physikunterricht. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 396-398). Kiel: IPN.

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Treibhauseffekt und Co. voneinander differenzieren lernen

Roßbegalle, Thomas & Ralle, Bernd

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Die Aktualität der Thematik Nachhaltigkeit wird sowohl durch curriculare Arbeiten im Bereich der Green Chemistry (Burmeister, Jokmin & Eilks, 2011) als auch in der Umsetzung eines nachhaltigen organischen Praktikums (Hopf et al., 2004) deutlich. Mit dem Poster wird ein Lernzirkel für den naturwissenschaftlichen Unterricht vorgestellt, der sich sowohl an dem Mehrdimensionenmodell (Deutscher Bundestag, 1998) orientiert als auch theoretische Überlegungen zur Gestaltungskompetenz (Programm Transfer 21, 2007) und Syndrome Globalen Wandels einbezieht. Eingesetzt werden kann dieser im interdisziplinären Kontext des Biologie- und Chemieunterrichts, womit er eine erste, orientierende Grundlage für die Erarbeitung eines Gesamtkonzepts „Nachhaltigkeit im Biologie- und Chemieunterricht“ bietet.

Referenz:

Roßbegalle, T. & Ralle, B. (2015). Treibhauseffekt und Co. voneinander differenzieren lernen. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 444-446). Kiel: IPN.

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Survey Experimente – Der Einsatz von Experimenten im Physikunterricht

Karaböcek, Fadime & Erb, Roger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Vor dem Hintergrund steigender Studierendenzahlen bei gleichzeitig hohen Quoten an Studien-abbrüchen, insbesondere in den naturwissenschaftlich-technischen Studiengängen, kommt der Kenntnis von Prädiktoren des Studienerfolgs hohe Bedeutsamkeit zu. Ziel des hier beschriebenen Teilprojektes ist es deshalb, die Ergebnisse aller anderen Teilprojekte zusammenzuführen und übergreifend eine systematisch angelegte fachspezifische Modellierung des Studienerfolgs zu entwickeln. Dabei sollen relevante Einflussgrößen des Studienerfolgs identifiziert und ein Modell zum Beziehungsgefüge überprüft werden.
In diesem Moderated-Mediation-Modell wird Studienerfolg (z.B. Wissenszuwachs) durch Prädiktoren wie z.B. kognitive Fähigkeiten und motivationale Dispositionen vorhergesagt. Es wird angenommen, dass diese Variablen direkt auf den Studienerfolg wirken, aber auch mediiert über Lernstrategien und Studienzufriedenheit. Außerdem wird angenommen, dass die direkten Effekte der Prädiktoren auf den Studienerfolg durch die spezifischen Anforderungen des jeweiligen Studienfaches moderiert werden.

Referenz:

Karaböcek, F. & Erb, R. (2015). Survey Experimente – Der Einsatz von Experimenten im Physikunterricht . In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 399-401). Kiel: IPN.

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Swiss Science Education – Innovative Unterrichtsentwicklung an Schulen

Koch, Alexander F. , Stübi, Claudia, Felchlin, Irene & Labudde, Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

An deutschen Hochschulen werden in den naturwissenschaftlich-technischen Studiengängen hohe Studienabbruchquoten verzeichnet, denen in Hinblick auf einen drohenden Fachkräftemangel besondere Bedeutung zukommt.
Ziel dieses Teilprojektes ist es, längsschnittlich angelegte, chemiespezifische und fächervergleichende Analysen zu fachspezifischen Studienerfolgsprädiktoren in den MINT-Fächern durchzuführen. Dabei sollen die Wechselbeziehungen zwischen den verschiedenen Fähigkeiten in den grundlegenden Teilfächern der Chemie (allg. Chemie, AC, OC, PC) auf den Wissenszuwachs sowie deren jeweilige prädiktive Kraft für den Studienerfolg von Chemiestudierenden untersucht werden. Ergänzend wird der Einfluss des Vorwissens und des Lernerfolgs in der Allgemeinen Chemie bei Biologiestudierenden analysiert, die Chemie als Nebenfach studieren müssen. In diesen Analysen können alle in der Forschergruppe erhobenen Variablen als Kontrollvariablen berücksichtigt werden zu denen ebenfalls mathematische Fähigkeiten zählen.

Referenz:

Koch, A. F. , Stübi, C., Felchlin, I. & Labudde, P. (2015). Swiss Science Education – Innovative Unterrichtsentwicklung an Schulen. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 402-404). Kiel: IPN.

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SWiSE vereint Modellschulen, Hochschulen und Kultusministerien

Stübi, Claudia, Labudde, Peter, Felchlin, Irene & Koch, Alexander F.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Während kognitive und metakognitive Strategien als Prädiktor für Studienerfolg hinreichend untersucht sind, nehmen ressourcenbezogene Strategien in diesem Zusammenhang eine zunehmend zentrale Rolle ein. Das Projekt fokussiert daher auf diese Strategien. Es wird untersucht, inwiefern Lernprobleme in der Studieneingangsphase auf Defizite beim Einsatz von ressourcenbezogenen Strategien zurückzufüh-ren sind und inwieweit die Verfügbarkeit und Nutzung dieser Strategien den Zusammenhang zwischen Persönlichkeitseigenschaften und Studienerfolg vermitteln. Hierfür sind drei Studien geplant. Studie eins identifiziert mittels Diskussionsgruppen Lernunterschiede zwischen Schule und Hochschule, die beson-dere Anforderungen an das Ressourcenmanagement stellen, sowie Bewältigungsstrategien, die Studie-rende kennen und nutzen. Die Ergebnisse bilden die Basis für ein Erhebungsinstrument, das in Studie zwei pilotiert wird. Studie drei überprüft Hypothesen zur Bedeutsamkeit, zu Defiziten sowie zur mediie-renden Rolle ressourcenbezogener Strategien im Studium und kontrastiert dabei verschiedene Fächer.

Referenz:

Stübi, C., Labudde, P., Felchlin, I. & Koch, A. F. (2015). SWiSE vereint Modellschulen, Hochschulen und Kultusministerien. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 405-407). Kiel: IPN.

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Förderung der naturwissenschaftlichen Grundkompetenzen bei SWiSE

Felchlin, Irene, Koch, Alexander F. , Stübi, Claudia & Labudde, Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Der geringe Studienerfolg im Fach Physik und in den Ingenieurwissenschaften ist ein fachspezifisches Problem mit gesellschaftlicher Relevanz. Die hohe Abbruch- (36%) und Wechselquote (26%) in Physik, aber auch der Bedarf an Physikerinnen und Physikern ist hoch. Es zeichnet sich auch ein erheblicher Mangel an Ingenieuren ab, da bundesweit 47% aller Studienanfänger das Ingenieurstudium ohne Abschluss beenden. Ziel des ALSTER-Teilprojektes ist die Vorhersage des Studienerfolgs (definiert als Beendigung des ersten Studiums). Als Prädiktoren für Studienerfolg werden u.a. die Fähigkeit zur mathematischen Modellierung angenommen. Diese wird mit einem Test operationalisiert, der im Inhaltsbereich Mechanik grundlegende Kompetenzen in den Bereichen Mathematik mit physikalischer/ingenieurwissenschaftlicher Bedeutung, physikalische/ingenieurwissenschaftliche Interpretation mathematischer Formulierungen und Mathematik als Technik misst. Davon ausgehend wird der Zusammenhang zwischen der Fähigkeit des fachbezogenen und mathematischen Modellierens und dem Studienerfolg untersucht.

Referenz:

Felchlin, I., Koch, A. F. , Stübi, C. & Labudde, P. (2015). Förderung der naturwissenschaftlichen Grundkompetenzen bei SWiSE. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 408-410). Kiel: IPN.

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Handlungsnahe Kognitionen im Naturwissenschaftsunterricht

Koch, Alexander F. , Felchlin, Irene, Stübi, Claudia & Labudde, Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Multimediales Lernen ist auch in der Lehre der Chemie zunehmend in den Blickpunkt der Forschung gerückt. Dies zeigt sich mit Blick auf die Fülle von Visualisierungen in aktuellen Lehrbüchern chemischer Studiengänge. Im vorliegenden Projekt sollen diese Visualisierungen mittels umfassender Lehrbuchanalysen zunächst quantifiziert und klassifiziert werden.
In einem zweiten Schritt soll darauf basierend ein Test entwickelt werden, der die individuellen Fähigkeiten von Lernenden zum Umgang mit Visualisierungen („visuelles Modellverständnis“) vorhersagt. Anschließend soll überprüft werden, inwiefern dieses visuelle Modellverständnis ein Prädiktor für Studienerfolg sein kann. In Anlehnung an eine erweiterte Version der Cognitive Load Theory (Gerjets & Hesse, 2004) wird dabei angenommen, dass Modellverständnis und Lernerfolg keine unmittelbare Folge der Visualisierungsformen sind (z.B. sind nicht Kugel-Stab-Modelle per se verständlicher als Lewis-Formeln), sondern von individuellen Eigenschaften (z.B. räumliches Vorstellungsvermögen) abhängen, deren Erfassung Bestandteil des Projektes ist.

Referenz:

Koch, A. F. , Felchlin, I., Stübi, C. & Labudde, P. (2015). Handlungsnahe Kognitionen im Naturwissenschaftsunterricht. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 411-413). Kiel: IPN.

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Optimierung naturwissenschaftlicher Experimentalpraktika

Mühlenbruch, Tobias & Nordmeier, Volkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Im Universitätsstudium hängen Erfolg und Misserfolg von unterschiedlichen Faktoren ab. So ist die Abiturnote beispielsweise ein guter Prädiktor für den weiteren Bildungserfolg. Für detaillierte Prognosen zum konkreten Studienerfolg in einzelnen Fachdisziplinen müssen aber auch fachspezifische Faktoren in den Blick genommen werden. In dieser Studie soll daher fachspezifisches Vorwissen, das als guter Prädiktor für den disziplinären Lernerfolg gilt, als Prädiktor für den Studien¬erfolg in Biologie und Physik vergleichend untersucht werden. Dazu wird ein Testset entwickelt, mit dem vier Wissenstypen (Faktenwissen, Konzeptwissen, Wissensvernetzung, Wissensanwendung) zu drei Messzeitpunkten erhoben werden: Zu Beginn des ersten, am Ende des ersten und am Ende des zweiten Semesters. Studienerfolg wird in Form von Klausurnoten, Verbleib im Studium und gemessenem Wissenszuwachs operationalisiert. Zusammenhänge zu weiteren Einflussfaktoren (z.B. Interesse) können im Rahmen der DFG-Forschergruppe „Akademisches Lernen und Studienerfolg (ALSTER)“ ebenfalls aufgeklärt werden.

Referenz:

Mühlenbruch, T. & Nordmeier, V. (2015). Optimierung naturwissenschaftlicher Experimentalpraktika. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 414-416). Kiel: IPN.

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Qualitative Bedarfsanalyse im physiologischen Praktikum der Veterinärmedizin

Mühlenbruch, Tobias, Rehfeldt, Daniel & Nordmeier, Volkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Eine Befragung der Maschinenbau-Studierenden der RWTH im WS 14/15 bestätigt die rasante Zunahme ihrer medialen Ausstattung: Über 98% der Studierenden besitzen einen Computer oder Laptop, 96% ein Smartphone und 48% einen Tablet-PC. Dies wird zum Anlass genommen, die Versuchsanleitungen für das Physikpraktikum zu digitalisieren und im selben Schritt mit multimedialen Elementen auszustatten. Da durch den Einsatz von IVA der Zusammenhang von Formeln und Versuch deutlicher sowie die Versuchsanordnung besser vorstellbar wird (Fricke, 2011), verspricht dies eine verbesserte Lernwirksamkeit des Praktikums.
Ziel der geplanten Studie ist es, die bisherigen Papierskripte durch web-basierte IVA zu ergänzen, sodass die Inhalte mit beiden Anleitungstypen separat oder gemischt vollständig erarbeitet werden können. Anschließend soll die Akzeptanz unter den Studierenden überprüft und das Nutzungsverhalten analysiert werden. Anhand dessen ist geplant, die IVA noch attraktiver zu gestalten und damit die Lerneffizienz durch individuelles Lernen und den optimierten Einsatz von Medien zu steigern.

Referenz:

Mühlenbruch, T., Rehfeldt, D. & Nordmeier, V. (2015). Qualitative Bedarfsanalyse im physiologischen Praktikum der Veterinärmedizin. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 417-419). Kiel: IPN.

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Fragebogen zu Praktikumskompetenzen (PraKo): Erforschung naturwissenschaftlicher Praktika

Rehfeldt, Daniel, Mühlenbruch, Tobias & Nordmeier, Volkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Bei Lernenden wie auch Lehrenden gilt Chemie als schwieriges Unterrichtsfach. Meist fehlt die notwendige Abstraktionsfähigkeit, um Hintergründe und Abläufe der makroskopisch nicht sichtbaren chemischen Prozesse zu verstehen. Diese muss bei den Lernenden erst aufgebaut werden – auch unter Aufbrechung vorhandener, meist unpassender Wissensstrukturen. Die Rolle des Mediums als Vermittler fachwissenschaftlich-chemischer Zusammenhänge für Lernende ist für den Chemieunterricht daher von elementarer Bedeutung. Dies schließt sowohl die personalen Formen, meist geprägt durch den Lehrenden, genauso mit ein, wie die nicht-personalen Formen wie das Experiment, Filme, Zeichnungen, Modelle oder Präparate. Das heute erfolgreichste Medium jedoch ist digital – sei es in Form von PC´s, Tablet´s oder Smartphones. Jeder Lernende ist mit deren Umgang bestens vertraut, sind sie doch ein zentraler Bestandteil des jugendlichen Lebens. Es liegt also nahe, dieses alltägliche Wissen mit in den Chemieunterricht einzubeziehen und so eine neue Form des Lernens zu etablieren: Das mobile Lernen.

Referenz:

Rehfeldt, D., Mühlenbruch, T. & Nordmeier, V. (2015). Fragebogen zu Praktikumskompetenzen (PraKo): Erforschung naturwissenschaftlicher Praktika . In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 420-422). Kiel: IPN.

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