Kategorie: TB2015

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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Lernvideos im Physikpraktikum für Biologen – Entwicklung und Evaluation

Effertz, Christian, Schwarz, Irina, Lammertz, Ines, Erkelenz, Jan & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Physikunterricht wird von Schülern oft als unbeliebt und etwas eigenes, von der Lebenswelt Losgelöstes angesehen. Bisherige Ansätze wie z.B. „Physik im Kontext“ kontextualisieren den Physikunterricht, verbleiben aber zumeist im Klassenraum. Smartphones bieten erweiterte neue Möglichkeiten, den Alltag/Kontext der Schüler in den Physikunterricht zu integrieren. Hier stellt sich die Frage, ob die Schüler die Verwendung von Smartphones als Messgeräte und die Verknüpfung von innerschulischen mit außerschulischen Lern-Arrangements wollen. Zur Untersuchung dieser Frage wurde aufbauend auf bestehenden Modellen das sechsphasige Unterrichtsmodell FELS (Forschend-entdeckendes Lernen mit dem Smartphone) entwickelt. Bei FELS werden in den Unterricht eingebettete, handlungsorientierte Aufgaben mit Smartphones in Alltagssituationen bearbeitet, was schulische und außerschulische Aktivitäten miteinander verzahnt. Zur Evaluation wird bei den Schülern der flow während der Intervention in jeder Phase von FELS gemessen und in einem Prä-Post-Design eine Akzeptanzbefragung zum Smartphoneeinsatz durchgeführt.

Referenz:

Effertz, C., Schwarz, I., Lammertz, I., Erkelenz, J. & Heinke, H. (2015). Lernvideos im Physikpraktikum für Biologen – Entwicklung und Evaluation. 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. 423-425). Kiel: IPN.

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Mit Mausklicks zu mehr Motivation und Selbstvertrauen im Praktikum?

Plückers, Katharina & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Im Rahmen des Projekts Technology SUPPORTed Labs (TSL) wurden zur Verbes-serung von Experimentalpraktika unter anderem neue interaktive Bildschirmexperimente (IBE) entwickelt. Grundlage dafür war eine Bedarfsanalyse, die eine mangelhafte Selbstwirksamkeitserwartung (SWE) beim Experimentieren aufzeigte. Diese wurde durch die Teilnehmenden und die Betreuenden der Praktika in einer fehlenden Vorbereitung auf die praktischen Anteile begründet. Um untersuchen zu können, inwieweit sich die SWE durch die Bearbeitung eines IBE ändern, wurde ein Interviewleitfaden sowie ein Kodierleitfaden für eine Qualitative Inhaltsanalyse entwickelt und überprüft. Die Ergebnisse der Untersuchung werden in diesem Beitrag vorgestellt.

Referenz:

Plückers, K. & Heinke, H. (2015). Mit Mausklicks zu mehr Motivation und Selbstvertrauen im Praktikum?. 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. 426-428). Kiel: IPN.

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Lernerfolge im Physikpraktikum durch Wandlung der Feedbackkultur

Lammertz, Ines & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Swiss Science Education (SWiSE, www.swise.ch) ist ein Schul- und Unterrichtsentwicklungsprojekt in der Deutschschweiz, mit dem Ziel, die Freude von Schülerinnen und Schülern in naturwissenschaftlichen Fächern zu stärken. Bei Lehrpersonen soll das Überdenken des eigenen Unterrichts und die Einbindung von forschend-entdeckendem Lernen in den Unterricht sowie die kollegiale Kooperation gefördert werden. Das Poster stellt Entwicklungsverläufe und Veränderungen u.a. in der Kooperation der Lehrpersonen, Umsetzung konstruktivistischer Ansätze im Unterricht und der Einbindung von forschend-entdeckendem Lernen sowie Metakognition über Unterrichten dar. Befragt wurden 158 Lehrpersonen. Die Ergebnisse zeigen keine signifikanten Veränderungen bei der Kontrollgruppe. SWiSE-Lehrpersonen hingegen verändern sich nach dem ersten Evaluationsjahr positiv in handlungsnahen Variablen (konstruktivistisches Unterrichten, Einbindung forschend-entdeckenden Lernens, Überdenken des Unterrichts) und in der Kokonstruktion von Unterricht mit KollegInnen. Das Niveau können sie im darauffolgenden Schuljahr halten.

Referenz:

Lammertz, I. & Heinke, H. (2015). Lernerfolge im Physikpraktikum durch Wandlung der Feedbackkultur. 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. 429-431). Kiel: IPN.

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Fachdidaktische Entwicklungsforschung

Komorek, Michael, Wilhelm, Thomas, Hopf, Martin & Ralle, Bernd

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Für die Erfassung der Einstellungen von Kindern der 1./2. Klasse zum Sachunterricht wurde im Unterrichtsentwicklungsprojekt Swiss Science Education (SWiSE, www.swise.ch) ausschliesslich die direkte Befragung der Kinder gewählt. Dazu wurde ein Fragebogen mit dichotomem Antwortformat zur Erfassung lernmotivationsrelevanter Variablen entwickelt, den die Kinder unter fachlicher Anleitung bearbeiten. Das Poster stellt die Entwicklung und die Anpassung des Fragebogens dar. Die erfassten Konstrukte (Freude an der Schule allgemein, Lernfreude, Anstrengungsbereitschaft, Bedeutung von Lernen und methodisch didaktisch Ausgestaltung) waren bei den ersten Befragungen nur mässig bis gut reliabel (.27 < α < .77). Zudem zeigten Raschanalysen, dass die Skalen im oberen Zustimmungsbereich eine schwache Differenzierungsgenauigkeit aufweisen. Für einzelne Konstrukte wurde in der Folge die Anzahl der Items erhöht. Einzelne Aussagen wurden stärker ausgeprägt formuliert. Die Reliabilität konnte durch die Anpassungen des Fragebogens gesteigert werden. Der Deckeneffekt konnte noch nicht eliminiert werden. Referenz: Komorek, M., Wilhelm, T., Hopf, M. & Ralle, B. (2015). Fachdidaktische Entwicklungsforschung. 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. 432-434). Kiel: IPN. Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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Strukturierung von Lehr-Lern-Sequenzen

Maurer, Christian & Rincke, Karsten

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

In der Schweiz wird die Energie neu schon ab der 1. Klasse thematisiert. Daher stellt sich die Frage, welche intuitiven Vorstellungen Kinder in der Primarschule mit dem Energiekonzept verbinden und welche lebensweltlichen Bezüge sie dabei interessant finden. In der Literatur gibt es bezüglich der Vorstellungen Hinweise, dass Primarschulkinder Umwandlungsprozesse im Sinne einer Veränderung in Zusammenhang mit Bewegungen und Wärme erkennen, mengenartige Vorstellungen jedoch kaum vorhanden sind und das Erhaltungsprinzip zugunsten des Umwandlungsprozesses aufgegeben wird. Im Bereich des Interesses liegen Ergebnisse nur für höhere Jahrgangsstufen vor.
Im Vortrag werden die entwickelten Fragebogen, bei denen das Multiple-Choice-Antwortformat hauptsächlich grafisch gestaltet ist und sich auf alltagsnahe Situationen aus der Lebenswelt der Kinder bezieht, und Ergebnisse der Studie zu den Vorstellungen mit über 200 Schülerinnen und Schüler vorgestellt. Von der bis Ende 2015 laufenden Interessensstudie werden die Gestaltung der Fragebogeninstrumente und erste Ergebnisse präsentiert.

Referenz:

Maurer, C. & Rincke, K. (2015). Strukturierung von Lehr-Lern-Sequenzen. 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. 387-389). Kiel: IPN.

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Einführung elektrischer und magnetischer Felder in der Sek. II

Aschauer, Wolfgang & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Im Rahmen eines Projekts lehrerzentrierter Aktionsforschung wurde eine Unterrichtseinheit zu den „Chemische Bindungen“ entwickelt und implementiert. Die Einheit wird von den Ler-nenden selbständig am PC mit Hilfe einer Lernumgebung erarbeitet. Es entstand eine Unter-richtseinheit, welche aus 5 Prezi-Lernumgebungen sowie 5 Onlineprüfungen besteht. Die Aufgaben in den Prüfungen variieren und bieten Single-Choice-Fragen, Zuordnungsaufga-ben, offene Antwortmöglichkeiten und Multiple-Choice-Fragen. Die Lernumgebung ist für die Erarbeitung des Themas „Chemische Bindungen“ in der Berufsfachschule (Sekundarstufe II) in der Schweiz konzipiert. Das Poster gibt einen Überblick über den methodischen Ansatz, die Inhalte und erste Ergebnisse der begleitenden Untersuchung.

Referenz:

Aschauer, W. & Hopf, M. (2015). Einführung elektrischer und magnetischer Felder in der Sek. II. 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. 435-437). Kiel: IPN.

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Guter Physikunterricht für schwächere Schülerinnen und Schüler

Zander, Simon, Krabbe, Heiko & Fischer, Hans E.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Im Vortrag werden kindliche Erfahrungen und Alltagsphänomene zum Thema Energiewende und Energieeffizienz dargestellt und nach verschiedenen Perspektiven des Sachunterrichts hin beleuchtet bzw. aufgeschlüsselt. Dabei geht es um die Vermittlung der vielfältigen Ansprüche bei der Implementierung der Energiewende in Deutschland mit den verschiedenen Dimensionen/Perspektiven, die dabei zum Tragen kommen: Politik, Soziologie, Physik, Technik, Geografie usw. Der Sachunterricht bietet sich für dieses Thema eben aufgrund der Mehrperspektivität besonders an und erlaubt die Betrachtung aus verschiedenen Perspektiven samt den übergreifenden Ideen und Problemen. Spezielle Bereiche beim Aufbau von Windrädern/Windparks, Sonnenkollektoren/Solarparks, aber auch die Bedeutung von europäischen Energie-Verknüpfungsnetzen sowie den verschiedenen politischen Rahmenbedingungen (Strommix, Netzstabilität, Abschaltung von AKWs u.a.) werden dabei in Hinblick auf die Vermittlung mit Primarstufenschülern thematisiert.

Referenz:

Zander, S., Krabbe, H. & Fischer, H. E. (2015). Guter Physikunterricht für schwächere Schülerinnen und Schüler. 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. 390-392). Kiel: IPN.

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