TB2015 – Seite 6

Planspiel zu naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen (NAW) im Schülerlabor

Leiß, Fabian, Detemple, Ralf & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Das Physikstudium in Deutschland weist mit mehr als 40 Prozent eine überdurchschnittlich hohe Abbruchquote auf. Dabei kommt Einführungsvorlesungen eine sogenannte „gate-keeping“-Funktion für das weitere Studium zu; sie bilden eine Hürde, die es zu überwinden gilt. Nur wer diese Hürde überwindet, schließt das Studium auch erfolgreich ab. Bisher liegen jedoch nur wenige Befunde dazu vor, welche Voraussetzungen Studierende mitbringen müssen, um die Hürde überwinden zu können. In diesem Posterbeitrag berichten wir über eine quantitative Studie, die Zusammenhänge zwischen den kognitiven Voraussetzungen der Studierenden und dem Studienerfolg im ersten Semester untersucht. Dazu wurden N=158 Studienanfänger an einer norddeutschen Hochschule befragt. Die Daten wurden mit Hilfe einer logistischen Regression analysiert. Dabei erwiesen sich die Abiturnote und das physikalische Vorwissen als stärkste Prädiktoren für den Studienerfolg. Schlussfolgernd daraus werden Unterstützungsmaßnahmen z. B. für die Studienberatung diskutiert.

Referenz:

Leiß, F., Detemple, R. & Heinke, H. (2015). Planspiel zu naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen (NAW) im Schülerlabor. 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. 543-545). Kiel: IPN.

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Chemie Pur – Unterrichten in der Natur

Engl, Alexander & Risch, Björn

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Internationale und nationale Studien decken weitverbreitete Fehlkonzepte und inadäquate Arbeitsweisen von Studierenden bei der Berücksichtigung von Messunsicherheiten beim Experimentieren auf (Heinicke, 2012). Auch die Teilnehmer des Physikpraktikums für Biologen an der RWTH Aachen stellen hiervon keine Ausnahme dar. Problematisch ist dabei, dass es den Biologiestudierenden an adressaten- und themenspezifischen Hilfsmitteln fehlt, die auch beim selbstständigen Arbeiten effizient genutzt werden können (Schwarz et al., 2013).
Lehrvideos zum Umgang mit Messdaten sollen diese Lücke durch Kombination zweier Ansätze schließen. Zum einen wird die Behandlung von Messunsicherheiten zukünftig der internationalen Norm GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) folgen. Zum anderen werden online abrufbare, modulare, am Sachstrukturmodell von Hellwig (2012) orientierte Lehrvideos alle relevanten Dimensionen der Thematik abdecken. Nach der Produktion der Videos soll ihr Einfluss auf Verständnis und Umgang der Studierenden mit Messunsicherheiten untersucht werden.

Referenz:

Engl, A. & Risch, B. (2015). Chemie Pur – Unterrichten in der Natur. 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. 546-548). Kiel: IPN.

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Nachhaltigkeit und Chemie im Schülerlabor – Erwartungen und Erfahrungen

Garner, Nicole, Siol, Antje & Eilks, Ingo

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Mit der Unterzeichnung der UN-Konvention über die Rechte von Menschen mit Behinderun-gen hat sich Deutschland zur Umstellung auf ein chancengleiches, inklusives Schulsystem ver-pflichtet. Die Entwicklung einer Unterrichtspraxis nach dem Prinzip des gemeinsamen Ler-nens stellt eine neue Anforderung an die Lehrkräfte. Somit kommt der Ausbildung von ange-henden Lehrkräften eine Schlüsselfunktion bei der Umsetzung der inklusiven Bildungsreform zu.
Aus diesem Grund wird mit diesem Projekt das Ziel verfolgt, angehende Chemielehrkräfte für einen Unterricht nach dem Prinzip des gemeinsamen Lernens zu professionalisieren. Dazu wird ein Seminar entwickelt, in dem die Studierenden sonderpädagogische Aspekte des Leh-rens und Lernens sowie Methoden und Mittel für eine Unterrichtsgestaltung im Sinne des gemeinsamen Lernens kennen lernen und selbstständig entwickeln. Im anschließenden Praxis-semester können die Studierenden ihre erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten bei der Pla-nung von Unterricht in heterogenen Lerngruppen praktisch erproben und umsetzen.

Referenz:

Garner, N., Siol, A. & Eilks, I. (2015). Nachhaltigkeit und Chemie im Schülerlabor – Erwartungen und Erfahrungen. 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. 549-551). Kiel: IPN.

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Eine Virtuelle Rundreise zu Betrieben der chemischen Industire in Nordwestdeutschland

Tolsdorf, Yannik, Krause, Moritz & Eilks, Ingo

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Es gibt bislang nur wenige Studien zur Entwicklung des fachdidaktischen Wissens an der Universität. Für solche Studien werden Messinstrumente benötigt, die sensitiv für die angenommene Progression des Wissens sind. Im Projekt KiL (Kleickmann et al., 2014) wurden entsprechende Messinstrumente entwickelt, die sich an den KMK-Vorgaben für die Fächer (KMK, 2008) und Empfehlungen der entsprechenden Fachgesellschaften (GFD, 2005) sowie Modellen zum naturwissenschaftsdidaktischen Wissen orientieren. Zusätzlich wurde eine Analyse der fachdidaktischen Module an elf deutschen Universitäten für das Fach Chemiedidaktik durchgeführt. Auf dem Poster werden die bildungspolitischen Vorgaben bzw. Empfehlungen, die theoretischen Modelle und die Umsetzung der Inhalte in den Modulen dahingehend vergleichend gegenübergestellt, inwieweit die Standards bzw. Empfehlungen in den Modulen implementiert sind. Die Ergebnisse dieser Analyse werden dann im Zusammenhang mit dem Testinstrument zum fachdidaktischen Wissen genutzt um einschätzen zu können, ob dieses zur Abbildung von Progression geeignet ist.

Referenz:

Tolsdorf, Y., Krause, M. & Eilks, I. (2015). Eine Virtuelle Rundreise zu Betrieben der chemischen Industire in Nordwestdeutschland . 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. 552-554). Kiel: IPN.

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Internationale Voraussetzungen zum Urknall

Aretz, Sarah, Schmeling, Sascha & Borowski, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Schulische Bildung wird zunehmend durch nicht-formale und informelle Angebote ergänzt, insbesondere Schülerlabore. Diese richten sich aber oft vorrangig an Schülerinnen und Schüler des Gymnasiums. Bezogen auf Umwelt- und Nachhaltigkeitsfragen zeigen diese Schülerinnen und Schüler häufig bereits gute Einstellungen und Kenntnisse. Defizite bestehen insbesondere bei Schülerinnen und Schülern mit benachteiligten Bildungsbiographien, beispielsweise begründet durch einen Migrationshintergrund. Ausgehend von einem Vorgängerprojekt werden in Kooperation der Universitäten Bremen, des Saarlandes, Erlangen-Nürnberg und der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe nun Schülerlaborangebote zu chemiebezogenen Themen der Nachhaltigkeitsdebatte für heterogene Lerngruppen von stärker integrierten Schulformen und für außerschulischen Lerngruppen entwickelt. Die Lernangebote berücksichtigen kognitive, sprachliche und kulturelle Differenzierung und zielen unter anderem auf Kompetenzen im Alltagshandeln bezüglich umweltrelevanter Fragestellungen und Orientierungswissen über die Relevanz der Chemie für Nachhaltigkeitsfragen ab.

Referenz:

Aretz, S., Schmeling, S. & Borowski, A. (2015). Internationale Voraussetzungen zum Urknall. 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. 507-509). Kiel: IPN.

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Nachhaltigkeit und Chemie: Forschendes Experimentieren im Naturwissenschaftsunterricht der Klassen-stufe 5 – Eine Studie über Kognition und aktuelle Motivation

Huwer, Johannes, Hempelmann, Rolf & Brünken, Roland

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Um der Forderung nach verstärkter Einbindung der modernen Physik im Unterricht nachzukommen, wurde am CERN ein Unterrichtskonzept entwickelt, welches auf den fundamentalen Grundlagen der Teilchenphysik aufbaut. Mittels Akzeptanzbefragungen nach Jung (1992) wurden die zentralen Key Ideas zum subatomaren Aufbau der Materie erfolgreich auf ihre Akzeptanz bei 12-Jährigen untersucht (Wiener et al., 2015).
Im Rahmen einer darauf aufbauenden Follow-up Studie wurden diese Akzeptanzbefragungen nun mit neun weiteren 12-jährigen Jugendlichen wiederholt. Allerdings wurden die Befragungen diesmal von neun erfahrenen Physik-Lehrkräften durchgeführt, um zusätzlich auch Bewertungen aus der Perspektive der Lehrpersonen dokumentieren zu können. Neben durchgehend positiven Rückmeldungen konnten abermals äußerst vielversprechende Ergebnisse erzielt werden und breite Akzeptanz aller Key Ideas festgestellt werden. Die Ergebnisse der Follow-up Studie sowie erste Erkenntnisse aus dieser “Methoden-Transformation” werden im Beitrag vorgestellt.

Referenz:

Huwer, J., Hempelmann, R. & Brünken, R. (2015). Nachhaltigkeit und Chemie: Forschendes Experimentieren im Naturwissenschaftsunterricht der Klassen-stufe 5 – Eine Studie über Kognition und aktuelle Motivation . 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. 555-557). Kiel: IPN.

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Forschungsbasierte Entwicklung des Freiburger Einsteinlabors – Lernerperspektiven zu Raum und Zeit in der Relativitätstheorie

Wilbers, Jens & Mikelskis-Seifert, Silke

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Im Fokus der Untersuchung stehen naturwissenschaftliche Lernangebote für hochbegabte Kinder einer Kinderakademie. Innerhalb eines Kooperationsprojektes mit der Kinderakademie Mannheim soll anhand von Interaktionsanalysen qualitativ untersucht werden, welche Faktoren des Lernkontextes das Streben nach Erkenntnis und Selbstständigkeit bei hochbegabten Grundschulkindern fördern. Wir verstehen dieses Streben im Sinne des Lehwald´schen Erkenntnis- und Selbständigkeitsstrebens, das als Persönlichkeitsmerkmal aufzufassen ist, welches sich in Interaktionen zeigt. Wir untersuchen daher Interaktionsprozesse zwischen hochbegabten Kindern und Lehrenden. Die zu betrachtenden Interaktionsfolgen umfassen: 1. Aktion des Kindes in der sich Streben nach Erkenntnis und/oder Selbstständigkeit offenbart -2. Reaktion des Lehrenden darauf – 3. Reaktion des Kindes. Solche Interaktionsfolgen einzelner Kinder mit Lehrenden werden aus dem Videomaterial gefiltert (CBAV) und anschließend operationalisiert, um dann die Wirkung des Lernkontextes im Detail erfassen und beschreiben zu können.

Referenz:

Wilbers, J. & Mikelskis-Seifert, S. (2015). Forschungsbasierte Entwicklung des Freiburger Einsteinlabors – Lernerperspektiven zu Raum und Zeit in der Relativitätstheorie. 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. 510-512). Kiel: IPN.

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Effektivität des Einsatzes von Selbsteinschätzungsbögen – Individuelle Förderung durch selbstreguliertes Lernen

Kallweit, Inga & Melle, Insa

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Unter der Annahme, dass unterrichtsbezogenen Vorstellungen eine bedeutende Rolle für das Lehrerhandeln zukommt, ist deren Kenntnis und Veränderung die Grundlage für die Gestaltung von Lehrveranstaltungen im Physik-Lehramtsstudium und zur Veränderung der tradierten Praxis des Physikunterrichts (Reusser, Pauli & Elmer, 2011). Praxisbegegnungen gelten als geeignete Möglichkeit um Lehr-Lern-Vorstellungen zu reflektieren und zu verändern (Fischler, 2000). Schulpraktische Studien haben im Rahmen der ersten Phase der Lehrerbildung deutschlandweit Tradition und stellen eine erste Möglichkeit für eigene Unterrichtserfahrungen im Rahmen des Studiums dar (Schubarth et al., 2011). Im Kontrast dazu betont Hascher (2006), dass die Wirkungen von Praxisphasen bisher unzureichend erforscht sind. Daher ist es das Ziel dieser Studie anhand von Fallanalysen herauszuarbeiten, inwiefern sich Vorstellungen von Lehramtsstudierenden der Physik zum Lehren und Lernen sowie zur Rolle des Experimentierens durch die Schulpraktischen Studien verändern. Das Studiendesign und erste Ergebnisse werden vorgestellt.

Referenz:

Kallweit, I. & Melle, I. (2015). Effektivität des Einsatzes von Selbsteinschätzungsbögen – Individuelle Förderung durch selbstreguliertes 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. 558-560). Kiel: IPN.

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Exergie – nutzbare Energie für Lebewesen – Biologie verstehen: Energie in Ökosystemen

Trauschke, Mathias & Gropengießer, Harald

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Als komplexitätsreduzierte Lernumgebung werden Schülerlabore als neues Element in der MINT-Lehrerbildung propagiert. In einem von der Deutschen Telekom Stiftung initiierten Projekt wird im Verbund der Universitäten Berlin, Münster, Kiel, Koblenz-Landau und Oldenburg untersucht, inwieweit Schülerlabore authentische Lehrerfahrungen bereitstellen können. Im Verbund werden Module entwickelt, die explizit Schülerlaborsituationen zum Gegenstand des Forschenden Lernens der Studierenden machen. Im Poster wird berichtet, wie ein reguläres Modul des Master of Education Physik so weiterentwickelt wird, dass Studierende Diagnose- und Reflexionskompetenz aufbauen und sich mit Planungs- und Adaptionsprozessen vertraut machen können. Kenntnisse über die Eingangsvorstellungen der Studierenden stammen aus eine weiteren Arbeit (Mansholt). Bachelorarbeiten sind im Rahmen empirischer Begleitforschung eingebunden.

Referenz:

Trauschke, M. & Gropengießer, H. (2015). Exergie – nutzbare Energie für Lebewesen – Biologie verstehen: Energie in Ökosystemen. 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. 513-515). Kiel: IPN.

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Evaluation individueller Förderung im Chemieunterricht – Adaptivität von Lerninhalten an das Vorwissen von Lernenden

Anus, Sandra & Melle, Insa

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Für die Verbesserung des Unterrichts kann die systematische Reflexion der eigenen Planungen und Handlungen, hilfreich sein. Im Rahmen dieser Studie wird ein Seminar zur Stärkung der Reflexionskompetenz von angehenden Chemielehrkräften konzipiert und evaluiert. Kriterien für Reflexionskompetenz werden zunächst anhand von Protokollen der Reflexion eigener Unterrichtsstunden ermittelt und in Form einer ersten Inputphase bei den Studierenden eingesetzt. Im Anschluss werden Unterrichtsstunden entwickelt, im Rahmen von Schülertagen gehalten und schließlich werden die entstandenen Videos reflektiert. Dabei sind die Studierenden in zwei Gruppen aufgeteilt und erhalten Hilfe über mehr oder weniger konkret formulierte Prompts. Mit dem erlangten Wissen werden die Stunden optimiert und erneut gehalten sowie reflektiert. Mit Hilfe eines selbst konzipierten Kodiermanuals werden die Entwicklungen der Reflexionskompetenz und der Unterrichtsqualität über drei Messzeitpunkte analysiert. Auf dem Poster werden das Studiendesign und erste Analysen der Reflexionsprotokolle präsentiert.

Referenz:

Anus, S. & Melle, I. (2015). Evaluation individueller Förderung im Chemieunterricht – Adaptivität von Lerninhalten an das Vorwissen von Lernenden. 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. 561-563). Kiel: IPN.

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