TB2016 – Seite 10

Das Eisbergphänomen in der Organischen Chemie

Graulich, Nicole & Bhattacharyya, Gautam

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Durch die wachsende Forderung nach Qualitätsverbesserung der Lehre im Hochschulbereich, rückt auch die Frage nach den Einflussfaktoren für erfolgreiches Lernen im Fach Chemie in den Vordergrund. Bisherige Studien zeigen, dass die Ursache von Lernschwierigkeiten in der Organischen Chemie häufig in der fehlenden Verknüpfung zwischen den visuellen Strukturdarstellungen und den zugrundeliegenden chemischen Konzepten liegt. Bisher ist nicht bekannt welche mentalen Repräsentationen Studierende bei der Betrachtung von organisch-chemischen Reaktionen aktivieren. Daher wurde in einer qualitativen Interviewstudie das Kategorisierungsverhalten von Studierenden anhand von typischen Additionsreaktionen untersucht und die geäußerten Ähnlichkeitsbeziehungen zwischen Reaktionen anhand der Structure mapping theory (Gentner, Markman, 1997) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich das Kategorisierungsverhalten der Studierenden sehr viel stärker als bisher angenommen auf minimale Oberflächenmerkmale stützt und chemische Konzepte oder mechanistisches Denken keine Ordnungsfunktion besitzen.

Referenz:

Graulich, Nicole & Bhattacharyya, Gautam (2016). Das Eisbergphänomen in der Organischen Chemie. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 311). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Lehren, Lernen & Forschen im Physik-Schülerlabor iPhysicsLab

Molz, Alexander, Kuhn, Jochen & Müller, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Schülerlabore, Science Centres u. a. stellen eine fachdidaktisch relevante und lernpsychologisch gut begründete Entwicklung (Stichwort: Kontextorientierung, Situiertes Lernen) mit großem „Boom“ in den letzten 10 Jahren gerade im deutschsprachigen Raum dar. Was ihre Wirksamkeit betrifft, so wurden in den vergangenen Jahren mehrheitlich kurzzeitige Effekte auf die Motivation der Lernenden diagnostiziert. Um nachhaltige Hold-Effekte auf Interesse und Motivation, aber auch Lernleistung zu erzielen, fokussiert sich die Forschung des Physikschülerlabors iPhysicsLab der TU Kaiserslautern auf die Einbindung der einzelnen Themenmodule in den schulischen Physikunterricht im Sinne einer wirksamen Vor- und Nachbereitung. Der Vortrag zeigt anhand der Themenmodule „Druck“ und „Radioaktivität“, welche Formen der Einbindung im theoretischen Rahmenkonstrukt der Novelty Theory möglich sind. Das Design und erste Forschungsergebnisse zweier quasiexperimenteller Interventionsstudien im Versuchs- und Kontrollgruppen-Design zu möglichen Effekten auf Motivation und Lernwirkung werden diskutiert.

Referenz:

Molz, Alexander, Kuhn, Jochen & Müller, Andreas (2016). Lehren, Lernen & Forschen im Physik-Schülerlabor iPhysicsLab. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 358). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Bohrs Alternativen: Anstoß zu einer Diskussion

Helzel, Andreas & Rincke, Karsten

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Um an Schulen zeitgemäß Quantenmechanik zu unterrichten, wurden in den 1990er Jahren einige Konzepte vorgestellt und untersucht. Einige Ansätze daraus finden sich nun auch in Schulbüchern. In diesem Zusammenhang wurde auch die Bedeutung des Bohrschen Atommodells für den Unterricht in Frage gestellt. Das führte dazu, dass in vielen Konzepten die Berechnung der Energieniveaus des Wasserstoffatoms durch Näherungen ersetzt wurden, die eher einem moderneren, quantenmechanischen Bild entsprechen. Nur im schulischen Kontext wurde die Diskussion zum Bohrschen Modell geführt. Dessen Einfluss auf die Vorstellungen von Studierenden und mögliche Modellalternativen wurden hingegen in der universitären Ausbildung wenig diskutiert.
In diesem Vortrag soll diese Diskussion erneut aufgegriffen werden und ins Lehramtsstudium verlagert werden, indem die Näherungen der Energieniveaus dreier prominenter Konzepte fachphysikalisch beleuchtet und verglichen werden. Darauf aufbauend wird eine neue Näherung präsentiert, die sowohl anschlussfähig an eine Theorievorlesung als auch an die Unterrichtskonzepte ist.

Referenz:

Helzel, Andreas & Rincke, Karsten (2016). Bohrs Alternativen: Anstoß zu einer Diskussion. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 313). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Design-Based Research im Praktikum – Untersuchung der Usability und Wirksamkeit einer neuen IBE-Generation

Mühlenbruch, Tobias & Nordmeier, Volkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Im Rahmen des Projekts Technology SUPPORTed Labs (TSL) werden bedarfsgerechte Medien für Experimentalpraktika produziert und evaluiert. Im Zuge dessen wurden neue Interaktive Bildschirmexperimente (IBE) entwickelt, die sich sowohl in ihrer Komplexität, als auch durch neue Elemente wie z.B. die synchrone Veränderung einer Schaltung und des zugehörigen Stromlaufplans von ihren Vorgängern absetzen. Durch die neuen Elemente, die auf Wusch hinzugeschaltet werden können, und die Einbettung direkt in ein interaktives Praktikumsskript, haben sich auch die Anforderungen in Bezug auf begleitende Usability-Studien z. B. per eye-traking verändert. Es werden keine starren Seiten oder Hintergründe mehr untersucht, stattdessen können Lerner durch die Seiten scrollen und die in den Text integrierten IBE und andere interaktive Aufgaben bearbeiten.
Im Vortrag werden sowohl eine eye-tracking Studie zum Nutzungsverhalten als auch eine begleitende qualitative Wirksamkeitsstudie und die Ergebnisse aus diesen Studien vorgestellt.

Referenz:

Mühlenbruch, Tobias & Nordmeier, Volkhard (2016). Design-Based Research im Praktikum – Untersuchung der Usability und Wirksamkeit einer neuen IBE-Generation. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 361). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Experimentell-fachdidaktisches Wissen und Handeln von Chemie-Lehramtsstudierenden

Anthofer, Stefan & Tepner, Oliver

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Die Entwicklung des Professionswissens von Chemielehramtsstudierenden ist insbesondere in Bezug auf die Planung und Durchführung von Experimenten bisher kaum untersucht. Um diese Forschungslücke zu schließen, wurde ein universitäres Seminar zum Einsatz von Schülerexperimenten im Chemieunterricht konzipiert und evaluiert. Dem Prinzip der Learning Studies folgend entwickeln je zwei Studierende ein Unterrichtskonzept zum Thema Stofftrennung und führen dieses an drei über das Semester verteilten Schülertagen mit unterschiedlichen Lerngruppen im Lehr-Lern-Labor der Chemiedidaktik Regensburg durch. Um die einzelnen Stundenkonzepte sukzessiv zu optimieren, werden u. a. die erstellten Unterrichtsvideos, ausgewerteten Unterrichtsbeobachtungsbögen und Schülereinschätzungsbögen nach jedem Schülertag analysiert. Dieses Seminar wurde insgesamt dreimal durchgeführt. Als Erhebungsinstrumente wurden Paper-Pencil-Tests, Leitfadeninterviews und Videokodiermanuale verwendet. Im Vortrag werden aktuelle Ergebnisse u. a. zum Lernzuwachs der Studierenden (N=54) und der Schüler (N=250) vorgestellt.

Referenz:

Anthofer, Stefan & Tepner, Oliver (2016). Experimentell-fachdidaktisches Wissen und Handeln von Chemie-Lehramtsstudierenden. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 316). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Schülervorstellungen zu Wolken in der Grundschule

Wilhelm, Thomas & Schiel, Marlene

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Wolken als Wetterphänomen sowie der Wasserkreislauf einschließlich der Kondensation des verdunsteten Wassers sind Standardthemen in der Grundschule in fast allen Bundesländern. Bisher gab es jedoch kaum Untersuchungen zu Schülervorstellungen zu Wolken, obwohl Einmütigkeit besteht, dass es beim Unterrichten sehr wichtig ist, die Vorstellungen der Schüler zu kennen und zu berücksichtigen. Im Rahmen einer Staatsexamensarbeit wurde ein halboffenes Schülerinterview zu Wolken mit Hilfe eines Interviewleitfadens mit 16 Schülern im Alter von 4 bis 10 Jahren durchgeführt und dabei recht unterschiedliche Vorstellungen zu Wolken gefunden. Ergänzend wurden mit einem Paper-and-Pencil-Test die Vorstellungen von Sachunterrichtsstudierenden und von Sachunterrichtslehrkräften erhoben und Parallelen gezogen. Einige Ergebnisse dieser Arbeit werden im Vortrag vorgestellt.

Referenz:

Wilhelm, Thomas & Schiel, Marlene (2016). Schülervorstellungen zu Wolken in der Grundschule. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 364). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Förderung von fachsprachlicher Textkompetenz in der Lehrerinnenbildung im Fach Chemie

Busker, Maike & Budde, Monika

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Aktuelle Studien, die sich mit der Sprachförderung im Fach und der Wechselwirkung von Sprachvarianten im Unterricht und der kognitiven Entwicklung beschäftigen, weisen nach, dass das Beherrschen der bildungs- und fachbezogenen Sprache für das Lernen entscheidend ist. Die Verzahnung im Erwerb von Sprache und Fachwissen wird insbesondere in der Entwicklung von Textkompetenz deutlich, welche die Fähigkeit darstellt, schriftsprachlich gefasste Informationen produktiv und rezeptiv aufzunehmen, zu verarbeiten und sie für das eigene Weiterlernen zu nutzen. Für eine erfolgreiche Förderung von Schülerinnen und Schülern im Erwerb von Textkompetenz im Chemieunterricht ist eine entsprechende Qualifizierung von Chemielehrkräften grundlegend, die sich dezidiert auf die spezifischen Lernsituationen des Faches bezieht. Im Vortrag werden zentrale Aspekte zur Förderung der Textkompetenz von Lehramtsstudierenden und deren Evaluation diskutiert und an Umsetzungsbeispielen veranschaulicht, die im Rahmen des Projekts Fach-ProSa (Fachspezifische Professionalisierung zu Sprachförderung) entwickelt werden.

Referenz:

Busker, Maike & Budde, Monika (2016). Förderung von fachsprachlicher Textkompetenz in der Lehrerinnenbildung im Fach Chemie. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 319). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Welche Stoffe sind „nicht“ magnetisch?

Laumann, Daniel & Heusler, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

„Welche Stoffe sind magnetisch und welche nicht?“ Diese Frage dient häufig im Primarbereich zur Einführung in den Magnetismus. Bis vor wenigen Jahren führten die experimentellen Möglichkeiten der Schule zu einer scheinbar eindeutigen Unterscheidung. Seitdem preiswerte Supermagnete zugänglich sind, können einfache Experimente zeigen, dass jeder Stoff in unterschiedlicher Ausprägung magnetisch ist. Die Erklärung dieses Phänomens erfordert die Entwicklung eines konsistenten Modells für den Primar-, Sekundar- und Hochschulbereich, das ohne konzeptionelle Brüche über die Jahre erweitert werden kann und neben Ferro- auch den experimentell erfahrbaren Dia- und Paramagnetismus berücksichtigt. Gängige Modelle, wie das Modell der Elementarmagnete, beschränken sich auf Ferromagnetismus und erweisen sich als nicht anschlussfähig für fachliche Vertiefungen. Im Vortrag wird ein innerhalb eines Design-Based-Research-Ansatzes entwickeltes Modell vorgestellt, das zur Beschreibung der zentralen Ausprägungsformen von Magnetismus mathematisch fundierte Visualisierungen verwendet.

Referenz:

Laumann, Daniel & Heusler, Stefan (2016). Welche Stoffe sind „nicht“ magnetisch?. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 367). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Erhebung des (Fach-)Sprachstands v. Lehramtsstudierenden im Fach Chemie

Rautenstrauch, Hanne & Busker, Maike

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Chemielehrkräfte stehen in Folge der Forderung nach einer durchgängigen Sprachbildung vor der Aufgabe, fachbezogene Sprachförderung in ihren Unterricht zu integrieren. Hierzu zählt, allgemein- und fachsprachliche Defizite von Lernenden zu diagnostizieren und eine sprachstandangemessene Förderung umzusetzen. Es erscheint notwendig, bereits Lehramtsstudierende auf eine fachbezogene Sprachförderung vorzubereiten. Wesentliche Grundlagen für die Entwicklung des Professionswissens in (Fach-)Sprachförderung bilden die eigenen (fach-)sprachlichen Fähigkeiten. Hierzu liegen bisher nur wenige Studien vor.
Daher wurden an neun deutschen Universitäten die allgemein- und fachsprachlichen Fähigkeiten bei Lehramtsstudierenden im Fach Chemie erhoben. Die verwendeten Testinstrumente berücksichtigen sowohl fachspezifische Textproduktion als auch -rezeption sowie allgemeine und fachbezogene Sprachkompetenz. In dem Vortrag werden die entwickelten Testinstrumente sowie ausgewählte Ergebnisse der Studie präsentiert und zur Diskussion gestellt.

Referenz:

Rautenstrauch, Hanne & Busker, Maike (2016). Erhebung des (Fach-)Sprachstands v. Lehramtsstudierenden im Fach Chemie. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 322). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Lernen der Sprache und über die Kultur im Chemieunterricht

Markic, Silvija

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

In einer multikulturellen Gesellschaft spielen neben vielen verschiedenen Faktoren unterschiedliche Sprachen, die damit einhergehende Sprachstände und die unterschiedlichen Kulturen eine Rolle. Dies bringt Änderungen im Klassenraum mit sich, die im Sinne der Diversität nicht außer Acht gelassen werden können. Um mit einem Schüler zusammen zu arbeiten, reicht es nicht, nur die gleiche Sprache zu sprechen, sondern es ist wichtig, das Verhalten des Anderen zu verstehen. Es ist ein Versuch unternommen worden, intercultural unterstanding in einen sprachsensiblen Unterricht zu integrieren. Der Unterricht wurde nach dem Modell der Partizipativen Aktionsforschung für die Klasse 5/6 konzipiert. Des Weiteren verbindet die Einheit das Lernen von Inhalt und Sprache. Die Studie zeigt, dass es möglich ist, intercultural understanding in den naturwissenschaftlichen Unterricht zu integrieren. Die Schüler waren sehr motiviert und zeigten Sensibilität und Interesse gegenüber anderen Kulturen. Im Vortrag werden die Elemente der Einheit vorgestellt und weitere Ergebnisse präsentiert und diskutiert.

Referenz:

Markic, Silvija (2016). Lernen der Sprache und über die Kultur im Chemieunterricht . In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 325). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen