TB2015 – Seite 18

Alle machen Fehler? – Die Klassische Fehlerrechnung neu gedacht

Heinicke, Susanne

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Um Schülerinnen und Schüler beim eigenständigen Experimentieren zu fördern und zu unterstützen, muss eine Lehrkraft in der Lage sein, einerseits die Schwierigkeiten der Lernenden beim Experimentieren bereits bei der Planung des Unterrichts vorauszuahnen und diese andererseits während des Experimentierprozesses zu erkennen. Im Rahmen einer empirischen Untersuchung zur diagnostischen Kompetenz wurden 25 Physiklehrkräfte zunächst danach befragt, welche Schwierigkeiten sie bei einer konkreten Experimentierumgebung zum Hooke‘schen Gesetz erwarten (prädiktiv), bevor sie an einem Videobeispiel die Schwierigkeiten zweier Schülerinnen bei der Bearbeitung derselben Aufgabe diagnostizieren sollten (handlungsbegleitend). Die Studie deckt einige überraschende Defizite in der Diagnosekompetenz der untersuchten Lehrkräfte auf und bestärkt die Grundannahme der Studie, zwischen prädiktiver und handlungsbegleitender Diagnosekompetenz zu unterscheiden.

Referenz:

Heinicke, S. (2015). Alle machen Fehler? – Die Klassische Fehlerrechnung neu gedacht. 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. 181-183). Kiel: IPN.

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Online-Hausaufgaben im Physikunterricht

Crossley, Antony & Starauschek, Erich

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Erste Ergebnisse des DiSiE-Projektes deuten darauf hin, dass Lehrkräfte erhebliche Defizite bei der Diagnose von Schwierigkeiten bei Schülerexperimenten besitzen. Ziel der vorliegenden Untersuchung ist es daher, erste Ansätze zu erarbeiten, wie Lehrkräfte bezüglich dieses Teils der diagnostischen Kompetenz sensibilisiert und unterstützt werden können. Dazu wurde literaturgestützt sowie mittels einer explorativen empirischen Studie ein Modell zur Einordnung der Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren entwickelt. In der empirische Studie wird das Modell am Beispiel einer konkreten, bei Achtklässlern eingesetzten Experimentierumgebung zum Hooke’schen Gesetz auf seine Eignung geprüft. Im Vortrag werden die im empirischen Teil der Untersuchung aufgedeckten Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren zum Hooke’schen Gesetz vorgestellt und in das Modell eingeordnet.

Referenz:

Crossley, A. & Starauschek, E. (2015). Online-Hausaufgaben 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. 184-186). Kiel: IPN.

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Entwicklung der Kompetenzerwartung durch Lösen physikalischer Aufgaben

Schröter, Evelin & Erb, Roger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Die Modellierung und Erfassung von Kompetenzen zur Aufklärung von Wirkzusammenhängen ist zentrales Desiderat empirischer Bildungsforschung. Insbesondere im tertiären Bildungsbereich in den Naturwissenschaften sind erst wenige Studien angelaufen (vgl. Zlatkin-Troitschanskaia, O., Shavelson, R. J. & Kuhn, C., 2015). Dies gilt insbesondere für das Professionswissen der Lehramtsstudierenden.
Einen Beitrag zur Behebung dieses Desiderats leisten wir im BMBF-geförderten Projekt Ko-WADiS (Stiller, Straube, Hartmann, Nordmeier & Tiemann, 2015). Ziel ist die Operationalisierung und Messung der Kompetenzen im Bereich Scientific Reasoning (Fischer et al., 2014), die sich in einschlägigen Operationalisierungen des Professionswissens als science syntactic knowledge (Abell, 2007) niederschlagen. Die auf Basis einer Stichprobe deutscher und österreichischer Studierender (N > 4 000) erhobenen quasilängsschnittlichen Daten werden am besten durch ein 1-dimensionales Modell repräsentiert. Im Beitrag werden die Ergebnisse für den Bereich Chemie näher vorgestellt.

Referenz:

Schröter, E. & Erb, R. (2015). Entwicklung der Kompetenzerwartung durch Lösen physikalischer Aufgaben. 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. 187-189). Kiel: IPN.

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Subjektive Theorien von Lehrkräften und Chancengerechtigkeit

Bartosch, Ilse

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Im Rahmen eines physikalischen Praktikums wird untersucht, wie sich experimentelle Fähigkeiten bei Sachunterrichtsstudierenden gezielt fördern lassen. Bei der Förderung wird zwischen einem expliziten und einem impliziten Instruktionskonzept unterschieden. Beide Instruktionskonzepte wurden für zwei Praktikumsversuche zum Thema Schwimmen und Sinken realisiert. Dabei fokussiert die fachmethodische Förderung auf den Umgang mit Messdaten und das Anwenden der Variablenkontrolle. Um herauszufinden, ob Sachunterrichtsstudierende durch explizite Instruktionen mehr lernen als durch implizite, wird für beide Instruktionskonzepte die Lernwirksamkeit jeweils im Hinblick auf das fachmethodische und fachinhaltliche Wissen verglichen. Um einen Vergleich der Lernwirksamkeit durchzuführen, kommen Vor- und Nachtests zu Fachmethoden und aufgabenspezifischem Fachwissen zum Einsatz. Zusätzlich werden die Lernprozesse der Studierenden bei der Durchführung der Praktikumsversuche anhand von Videoaufzeichnungen analysiert. Im Vortrag werden Ergebnisse der Studie vorgestellt.

Referenz:

Bartosch, I. (2015). Subjektive Theorien von Lehrkräften und Chancengerechtigkeit. 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. 190-192). Kiel: IPN.

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Implementierung von Kreativität in den Chemieunterricht?!

Bliersbach, Markus & Reiners, Christiane S.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Obwohl der Erwerb fachlichen Wissens im Studium viel Raum einnimmt, gelingt er häufig nicht zufriedenstellend: Leistungsunterschiede aus der Schule können nicht ausgeglichen werden, die Differenzen nehmen im Laufe des Studiums eher noch zu. Um dieses Problem mittelfristig mildern zu können, wird vielfach über die Implementation adaptiver Fördermaßnahmen nachgedacht.
Als empirische Basis für diese Adaptivität können Niveaudefinitionen in Form von Can-Do-Statements dienen. Diese Niveaus werden im Vortrag konstruiert und diskutiert. Als Basis dient ein Strukturmodell des fachlichen Wissens und ein darauf aufgebauter Test, der bei 537 Studierenden (Fach und Lehramt) eingesetzt wurde.
Ausgehend von der Komplexitätsskala im Strukturmodell, die sich empirisch als schwierigkeitserzeugend erweist, wird ein theoriegeleitetes Konstruktionsverfahren in Anlehnung an das Vorgehen bei MT21 und DESI vorgestellt und diskutiert. Es ergeben sich für die verschiedenen Teilskalen des fachlichen Wissens zwischen 3 und 5 Niveaus, die eine kriterienorientierte Beschreibung der jeweiligen Probandenfähigkeiten erlauben.

Referenz:

Bliersbach, M. & Reiners, C. S. (2015). Implementierung von Kreativität in den Chemieunterricht?!. 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. 193-195). Kiel: IPN.

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Aufbau prozessbezogener Kompetenzen – Ergebnisse einer Interventionsstudie

Vorholzer, Andreas & Aufschnaiter, Claudia von

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Im Rahmen einer Modernisierung des Physikpraktikums für Studierende der Medizin soll durch die Einbettung der Versuche in medizinische Kontexte die Relevanz physikalischer Themen für das spätere Berufsfeld der Studierenden hervorgehoben werden.
Zwei kontextorientierte Versuchsprototypen sowie die zugehörige Vorbereitung (E-Learning) wurden von Studierenden der Medizin (N=20) im Februar 2015 in Partnerarbeit durchgeführt und die Bearbeitung auf Video aufgezeichnet. Anhand der Daten wird untersucht, inwiefern Kontextbezüge zu positiven Erlebenszuständen während der Bearbeitung führen. Weiterhin wird analysiert, wie die medizinischen Bezüge im Prozess aufgegriffen und für die Bearbeitung aktiv genutzt werden. Über einen ergänzenden Fragebogen wurden individuelle Interessen, Motive und Vorerfahrungen erhoben. Die Verbindung von Video- und Fragebogendaten soll eine Interpretation der beobachteten Prozesse vor dem Hintergrund personenspezifischer Merkmale ermöglichen. Im Vortrag sollen das Vorgehen bei der Videoanalyse und (erste) Ergebnisse der Studie vorgestellt werden.

Referenz:

Vorholzer, A. & Aufschnaiter, C. von (2015). Aufbau prozessbezogener Kompetenzen – Ergebnisse einer Interventionsstudie. 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. 148-150). Kiel: IPN.

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Phasen im Modellierungskreislauf – Unterschiede in Theorie und Empirie

Borromeo Ferri, Rita

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Das Professionswissen von Lehrkräften wird vor allem in der Mathematik seit längerem erforscht, doch auch in der Physik sind bereits Studien durchgeführt worden. Im Projekt ProfiLe-P wurden mit einer Stichprobe von mehr als 1200 Studierenden des Lehramts Physik von 15 Universitäten Testverfahren zum Fachwissen und zum fachdidaktischen Wissen entwickelt. Zudem wurde eine Methode entwickelt, die Qualität einer unterrichtsbezogenen Performanz – dem Erklären – standardisiert zu erheben. Alle Testverfahren wurden umfangreichen Validierungsstudien unterzogen, z.B. durch curriculare Analysen oder Prüfung der Modelle. In diesem Symposium werden Einblicke gegeben in Analysen der Modellierung von Fachwissen (Teilprojekt FaWis), fachdidaktischem Wissen (Teilprojekt DaWis) und Erklärungsperformanz (Teilprojekt EWis). Es werden zudem Zusammenhangsanalysen präsentiert, z.B. dazu, von welchen Facetten des Fachwissen bzw. des fachdidaktischen Wissens die Performanz im Erklären profitiert. Auch werden erste Einblicke in Entwicklungen der drei Bereiche im Verlaufe eines Lehramtsstudiums gegeben.

Referenz:

Borromeo Ferri, R. (2015). Phasen im Modellierungskreislauf – Unterschiede in Theorie und Empirie. 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. 196-198). Kiel: IPN.

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Einfluss der Lerngelegenheit auf den Erwerb experimenteller Kompetenz

Schwichow, Martin, Härtig, Hendrik & Höffler, Tim N.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Ziel dieser Studie ist es, epistemologisches und naturwissenschaftlich-prozedurales Denken von Bachelorstudenten im Fach Chemie durch gezielte Intervention zu fördern. Dazu wurden aus dem Fachbereich der analytischen Chemie Aufgaben entwickelt, die die Variablenkontrolle und selbstreguliertes Experimentieren zulassen. Für diese Aufgaben wird die Wirksamkeit metakognitiver Regulationsprompts mit Probanden aus dem Bachelorstudiengang Chemie (N= 20) untersucht. Die Ergebnisse dieser Studie tragen dazu bei, die Vermittlung epistemologischen und naturwissenschaftlich-prozeduralen Denkens in der laborpraktischen Ausbildung von Bachelorstudierenden zu beforschen. Zentrales Instrument ist die kategorienbasierte Videoanalyse, gestützt von begleitenden Leitfadeninterviews zur Reflektion über den Experimentierprozess sowie schriftlichen Tests zur Erhebung von Wissen über Experimentierstrategien, zur aktuellen Motivation und der kognitiven Verarbeitungsgeschwindigkeit. Im Vortrag werden erste Ergebnisse der Hauptstudie vorgestellt.

Referenz:

Schwichow, M., Härtig, H. & Höffler, T. N. (2015). Einfluss der Lerngelegenheit auf den Erwerb experimenteller Kompetenz. 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. 151-153). Kiel: IPN.

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Modell der mathematischen Modellierung in der Physik

Pospiech, Gesche, Uhden, Olaf & Geyer, Marie-Annette

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Fachwissen ist zentraler Bestandteil des Professionswissens von Lehrkräften und notwendige Voraussetzung zur Ausbildung des fachdidaktischen Wissens. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erfassung des Fachwissens von Physikstudierenden, um u.a. Aussagen über die Entwicklung des Fachwissens während des Studiums zu treffen. Dazu wurde ein kriteriums- und konstruktvalides Testinstrument zum Thema Mechanik entwickelt, das die Facetten Schulwissen, vertieftes Schulwissen und universitäres Wissen unterscheidet. Zu Beginn und Ende des WS 2013/14 sowie im WS 2014/15 wurde das Fachwissen im Rahmen eines Längsschnitts von Studierenden (N = 95) der ersten drei Semester erfasst. Im 1. Studiensemester zeigte sich ein signifikanter Wissenszuwachs in allen Facetten, der nur im universitären Wissen stark von den mathematischen Fähigkeiten abhängt. Weiterhin zeigen sich signifikante Unterschiede zwischen Monobachelor- und Lehramtsstudenten, die im Verlauf des ersten Semesters stabil bleiben. Zudem werden Aussagen über die längsschnittliche Entwicklung nach drei Fachsemestern vorgestellt.

Referenz:

Pospiech, G., Uhden, O. & Geyer, M. (2015). Modell der mathematischen Modellierung in der Physik. 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. 199-201). Kiel: IPN.

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Förderung experimenteller Kompetenz

Maiseyenka, Veronika & Schecker, Horst

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

In der Physik und Mathematik konnten Studien einen Zusammenhang zwischen dem Fachwissen und dem fachdidaktischen Wissen von Lehrkräften zeigen. Aber der Einfluss des Fach- und des fachdidaktischen Wissens auf das Unterrichtshandeln und die Schülerleistung ist bisher, besonders im Fach Chemie, nur wenig untersucht worden.
Die vorliegende Studie erforscht den Zusammenhang zwischen dem fachspezifischen Professionswissen von 21 Chemielehrkräften und der Schülerleistung (NSuS = 597) sowie dem Umgang mit Modellen und Experimenten mithilfe von Papier-Bleistift-Tests und Videoanalysen. Bisher konnte ein Zusammenhang zwischen dem Fachwissen der Schüler und dem fachdidaktischen Wissen der Lehrkräfte über Experimente nachgewiesen werden (r = .456*, p = .038). Die Ergebnisse eines Post-Hoc-Tests zeigen, dass Schüler, die von einer Lehrkraft mit niedrigem fachdidaktischen Wissen über Experimente unterrichtet werden, im Mittel signifikant weniger im Fachwissen dazu lernen als Schüler, die von einer Lehrkraft mit mittlerem oder hohem fachdidaktischen Wissen unterrichtet werden.

Referenz:

Maiseyenka, V. & Schecker, H. (2015). Förderung experimenteller Kompetenz. 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. 154-156). Kiel: IPN.

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