TB2015 – Seite 7

Aspekte naturwissenschaftlicher Bildung im europäischen Meinungsbild

Gauckler, Marlies, Schulte, Theresa & Bolte, Claus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Das Experimentieren an außerschulischen Lernorten wie Museen kann einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung und Erweiterung einer naturwissenschaftlichen Grundbildung (“Scientific Literacy”, AAAS, 2003) von Schülerinnen und Schülern leisten. Kontexte aus der Meteorologie an der Schnittstelle von Chemie und Physik sind für das domänenübergreifende Erarbeiten chemischer und physi-kalischer Fragestellungen besonders geeignet.
Im Wettermuseum Lindenberg e.V. kann mit einer Vielzahl von Experimentiersettings adressatengerecht in Primar- und Sekundarstufe experimentiert werden und auch Seminare von Lehramtsstudierenden sowie Fortbildungen von Lehrern werden angeboten. Eine Besonderheit ist zudem das unmittelbar in Museumsnähe befindliche Meteorologische Observatorium des Deutschen Wetterdienstes, das Infrastruktur und reale Datensätze in umfangreicher Kooperation zur Verfügung stellt und Einblicke in die jeweils aktuelle Forschungsarbeit gewährt.
Im Beitrag werden Experimentiersettings aus der im Frühjahr 2015 fertig gestellten Ausstellung und aus dem Angebot für Projektstunden vorgestellt.

Referenz:

Gauckler, M., Schulte, T. & Bolte, C. (2015). Aspekte naturwissenschaftlicher Bildung im europäischen Meinungsbild. 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. 537-539). Kiel: IPN.

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MiLeNa – ein überregionales Programm zur MINT-Lehrernachwuchsförderung

Salinga, Christian, Heinke, Heidrun, Jonas-Ahrend, Gabriele, Theyßen, Heike, Bahr, Ursula & Erb, Roger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Der Studienerfolg im Fach Chemie ist relativ gering. So liegt die Abbruchquote im BA-Studiengang Chemie in Deutschland bei etwa 43 % (Heublein et al., 2012). Freyer (2013) konnte einige Prädiktoren des Studienerfolgs ermitteln, wobei jedoch ein Großteil der Varianz unerklärt blieb. An der Universität Duisburg-Essen zeigt sich, dass vor allem die Klausuren der Studieneingangsphase für Chemiestudierende ein großes Problem darstellen. Eine Analyse der Prüfungsaufgaben des Zentralabiturs sowie von Klausuren zur Allgemeinen Chemie ergab bei letzteren eine deutlich höhere Mathematisierung. Hauptziel der als Querschnittsstudie angelegten Untersuchung ist daher die Identifikation verschiedener schwierigkeitserzeugender Faktoren bei der Bearbeitung chemischer Rechenaufgaben. Es wird vermutet, dass ein Großteil der Studierenden die mathematischen Rechenoperationen beherrscht, deren Anwendung in der Chemie aber Schwierigkeiten macht. Dies soll anhand verschiedener Aufgabentypen, die auf typischen Prüfungsaufgaben der Allgemeinen Chemie basieren, überprüft werden.

Referenz:

Salinga, C., Heinke, H., Jonas-Ahrend, G., Theyßen, H., Bahr, U. & Erb, R. (2015). MiLeNa – ein überregionales Programm zur MINT-Lehrernachwuchsförderung. 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. 540-542). Kiel: IPN.

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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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Experimentieren – Unterricht und Vorstellungen von Biologielehrkräften

Kizil, Anja & Kattmann, Ulrich

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Mit Modellen orientieren sich Menschen in der Welt, indem sie Gegenstände oder Phänomene abstrahieren. Als ordnende (Denk-)Prinzipien spielen sie damit im Chemieunterricht eine zentrale Rolle. Bei der präsentierten Masterarbeit handelt es sich um ein systematisches Literaturreview, das als Ausgangspunkt für das Promotionsvorhaben der „Beschreibung von Modellkompetenz im Kontext Chemieunterricht“ dient. Die kriteriengeleitete Auswahl und Auswertung der verwendeten Dokumente sichert ein zielgerichtetes Vorgehen und reduziert Redundanzen beziehungsweise begriffliche Zerfaserung. Die antizipierten Forschungslücken sind: a) die Extraktion eines domänenspezifischen Modellbegriffs, b) der Ausbau des theoretischen Frameworks im Sinne einer validen Kompetenzmodellierung, sowie c) die Revision und Anpassung bestehender Dimensionen von Modellkompetenz. Für die angestrebte Dissertation sollen diese drei interdependenten Aspekte dann theoretisch aufgearbeitet und mit einer Fragebogenkonstruktion empirisch-quantitativ bestätigt werden.

Referenz:

Kizil, A. & Kattmann, U. (2015). Experimentieren – Unterricht und Vorstellungen von Biologielehrkräften. 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. 462-464). Kiel: IPN.

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Experimentierprozesse im Chemieunterricht – Lehrervorstellungen zum Einsatz von Experimenten im Chemieunterricht – Analyse von Unterrichtsplanungen

Mowka, Marie-Ann & Michaelis, Julia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

In Gruppendiskussionen und realitätsnahen Planspielen trafen Schüler_innengruppen Entscheidungen im Sinne des nachhaltigen Umgangs mit Energie. Dies geschah im Rahmen der Blended-Learning-Umgebung zu Nachhaltigem Energiemanagement (BLUKONE). Die Analyse dieser Entscheidungsprozesse setzt sich aus zwei Schritten zusammen: Im Vorfeld wurde der Energie-Status der jeweiligen Schulklasse in einem Fragebogen erhoben und in Relation zu dem für diese Altersklasse (11. Schulstufe) erwarteten Wert gesetzt – vgl. Energy Concept Assessment (Neumann et al. 2013) sowie De Waters & Powers´ Energy Literacy Survey (2011). Dieser Energie-Status dient als Ausgangspunkt für den zweiten Schritt – die Analyse der Video- und Audioaufnahmen nach der dokumentarischen Methode, wobei vor allem der Ablauf bzw. die Komplexität der Entscheidungsprozesse von Interesse war. In Situationen, die weiter von ihrem Alltag entfernt waren, griffen die Schüler_innen hierbei eher auf Daten sowie auf bekannte Konzepte (Nachhaltigkeit) zurück. Viele Entscheidungen wurden jedoch intuitiv entschieden und erst post-hoc begründet.

Referenz:

Mowka, M. & Michaelis, J. (2015). Experimentierprozesse im Chemieunterricht – Lehrervorstellungen zum Einsatz von Experimenten im Chemieunterricht – Analyse von Unterrichtsplanungen. 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. 465-467). Kiel: IPN.

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