TB2016 – Seite 10

Professionalisierung durch Praxisbezug im Lehr-Lern-Labor -Die Anwendung physikdidaktischen Wissens im Lehr-Lern-Labor

Fried, Susan, Treisch, Florian, Elsholz, Markus & Trefzger, Thomas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Das Lehr-Lern-Labor-Seminar ist ein verpflichtend in das sechste Semester integrierter Kurs für die Studierenden des Physik Lehramts. Es unterteilt sich in eine Vorbereitungs- und eine Praxisphase. In der Studie wird die Anwendung des physikdidaktischen Wissens (PCK) untersuchen. Dazu wird in einem ersten Schritt geguckt, ob das PCK der Studierende durch das Seminar steigt. Zusätzlich wird untersucht, welches Wissen die Studierenden nutzen, um ihre Stationen zu erstellen und die Durchführung mit Schulklassen zu planen. Um die Anwendung des PCK Wissens zu erfassen, werden zwei verschiedene Methoden genutzt: Die quantitativen Methoden beruhen auf den Fragebögen des Projekts KiL von IPN Kiel (Kröger, 2013) und DIAGNOSER der NSF und der Universität Washington (Thissen-Roa, 2004). Zusätzlich müssen die Studierenden ein Logbuch führen, mit dem wir später das Wissen analysieren wollen, welches die Studierenden nutzen, um ihr Stationen zu entwerfen und die Durchführung zu planen. Im Vortrag werden die Ergebnisse aus dem Wintersemester 2014-15 und dem Sommersemester 2015 vorgestellt.

Referenz:

Fried, Susan, Treisch, Florian, Elsholz, Markus & Trefzger, Thomas (2016). Professionalisierung durch Praxisbezug im Lehr-Lern-Labor -Die Anwendung physikdidaktischen Wissens im Lehr-Lern-Labor
. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 340). Universität Regensburg

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Selbstbestimmtes Lernen im Sachunterricht der Grundschule

Göhring, Anja & Schönhofer, Julia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Deci und Ryan (1993, 2000) postulieren im Rahmen ihrer Selbstbestimmungstheorie drei menschliche Grundbedürfnisse: Autonomieerleben, Kompetenzerleben und soziale Eingebundenheit. Intrinsisch motivierte Verhaltensweisen gehen demnach vor allem auf Kompetenz- und Autonomieerleben zurück. Ein optimales Anforderungsniveau von Aufgaben und das Lehrer-Feedback sollen wiederum Einfluss auf das Kompetenzerleben des Lerners haben. In der vorliegenden Interventionsstudie wird untersucht, ob eine Förderung der drei Grundbedürfnisse im naturwissenschaftlichen Sachunterricht der Grundschule möglich ist, inwieweit das Kompetenzerleben durch die gezielte Einbindung von Feedback-Methoden gefördert werden kann und ob positive Auswirkungen auf Motivation und Leistung aufgezeigt werden können. In Pilotstudien wurden kindgerechte state- und trait-Fragebögen sowie eine Unterrichtseinheit zum Thema Wasser (Klasse 4) entwickelt und erprobt. Im Vortrag werden die theoretische Rahmenkonzeption, die dem Projekt zugrunde liegt, sowie aktuelle Daten aus der Hauptstudie (Intervention) präsentiert.

Referenz:

Göhring, Anja & Schönhofer, Julia (2016). Selbstbestimmtes Lernen im Sachunterricht 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. 343). Universität Regensburg

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Untersuchung der Kompetenzstruktur im Bereich Erkenntnisgewinnung

Gehlen, Carina & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Kompetenzen naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung sind ein Kernelement naturwissenschaftlicher Grundbildung. Die Bildungsstandards definieren im Fach Chemie für den mittleren Schulabschluss im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung acht Standards. Für diesen wurde im Projekt ESNaS (Evaluation der Standards in den Naturwissenschaften der Sekundarstufe 1) eine Unterteilung in die Teilbereiche, naturwissenschaftliche Untersuchungen, naturwissenschaftliche Modellbildung und wissenschaftstheoretische Reflexion, sowie eine weitere Untergliederung in Aspekte, vorgenommen.
Studienziel ist, eine empirische Detailanalyse der Lernerkompetenzen für das Fach Chemie im Hinblick auf den Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung durchzuführen. Dazu werden, in Ergänzung zu ESNaS, die Schülerkompetenzen in allen Kompetenzteilbereichen und Aspekten erhoben und untersucht. Erste Ergebnisse bestätigen die empirische Trennbarkeit der Teilbereiche (NSuS=1043, NItems=160). Die Durchführung der Analysen zur Prüfung der Dimensionalität sowie ausführliche Ergebnisse werden auf der Tagung vorgestellt.

Referenz:

Gehlen, Carina & Walpuski, Maik (2016). Untersuchung der Kompetenzstruktur im Bereich Erkenntnisgewinnung. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 346). Universität Regensburg

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Physik erleben! Beeinflusst die Körperwahrnehmung das Physik-Lernen?

Vogt, Patrik, Mikelskis-Seifert, Silke & Wittwer, Jörg

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

In den letzten Jahren hat sich die Auffassung durchgesetzt, dass das menschliche Gehirn nicht ein reiner Informationsprozessor darstellt, sondern, dass selbst abstrakte mentale Vorgänge durch sensomotorische Prozesse beeinflusst werden (Beilock & Hohmann, 2010). In diesem Sinne beschreibt die “Embodied Cognition” eine Theorie der mentalen Repräsentation, die davon ausgeht, dass eine Wechselwirkung zwischen Kognition, Sensorik und Motorik besteht und sich dies in der Repräsentation von Denkprozessen widerspiegelt. Unter anderem Smartphone-Experimente sind in der Lage, die Vorteile des Situierten Lernens (SW “Authentizität”) mit der “Embodied Cognition” zu verbinden: Lernende können so z. B. Beschleunigungsverläufe mit einem Alltagsgerät quantitativ untersuchen und gleichzeitig das physikalische Phänomen mit dem eigenen Körper wahrnehmen. Physikalische Theorien und Erkenntnisse werden dadurch nicht ausschließlich aus Messungen gefolgert, sondern gleichzeitig mit dem eigenen Körper “erlebt”. Ergebnisse einer Pilotstudie zu diesem Aspekt werden im Vortrag vorgestellt und diskutiert.

Referenz:

Vogt, Patrik, Mikelskis-Seifert, Silke & Wittwer, Jörg (2016). Physik erleben! Beeinflusst die Körperwahrnehmung das Physik-Lernen?. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 349). Universität Regensburg

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Beating the Odds in Physics Competitions? Schülerinnen in der Physikolympiade

Wulff, Peter, Neumann, Knut & Petersen, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Schülerwettbewerbe wie die ScienceOlympiaden dienen der Identifikation und Förderung hochleistender Jugendlicher im Bereich MINT. Dies gelingt nicht für alle Jugendlichen gleich gut. So sind z.B. Mädchen in der Physikolympiade trotz ähnlicher Leistungen in den einschlägigen Schulleistungsstudien unterrepräsentiert. Zudem sinkt der Anteil über die Auswahlrunden überproportional. Um eine gründlichere Ausschöpfung des naturwissenschaftlichen Potenzials zu erreichen, gilt es zu verstehen, welche Mechanismen dieses Ungleichgewicht begünstigen. Mit diesem Ziel wurden im Rahmen eines Mixed-Method-Ansatzes die Teilnehmerinnen und Teilnehmer der vorletzten Auswahlrunde zur Physikolympiade mit Hilfe von Fragebögen und Interviews befragt. In der Analyse wurden sowohl strukturelle Faktoren als auch individuelle Dispositionen identifiziert, die für das Weiterkommen entscheidend sind. Der Vortrag stellt die Ergebnisse vor und leitet Implikationen für eine Optimierung des Auswahlprozesses für die Physikolympiade mit Blick auf eine bessere Ausschöpfung des naturwissenschaftlichen Potentials ab.

Referenz:

Wulff, Peter, Neumann, Knut & Petersen, Stefan (2016). Beating the Odds in Physics Competitions? Schülerinnen in der Physikolympiade. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 352). Universität Regensburg

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Geschlechtsspezifische Unterschiede beim Experimentieren

Steckenmesser-Sander, Kathrin & Aufschnaiter, Claudia von

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

In zahlreichen Studien wird zwar ein Unterschied in der Höhe physikbezogener Interessen von Mädchen und Jungen festgestellt, wie sich dieser Unterschied auf Lernaktivitäten auswirkt, ist bisher jedoch kaum untersucht. Es wurde deshalb mithilfe von Fragebogen- und Videoaufzeichnungen untersucht, wie vorliegende individuelle Interessen mit den Aktivitäten von Mädchen und Jungen wechselwirken. Im Vortrag werden zentrale Ergebnisse zu den Interessen und der Selbstwirksamkeitserwartung von Schüler/innen der Jahrgangsstufen 5-11 (N=1430), die das Schülerlabor PiA der JLU Gießen besucht haben, präsentiert. Vorgestellt werden zudem die Ergebnisse einer kategoriengestützten Videoauswertung von 48 Schüler/innen der Klassen 6 und 8. Der Schwerpunkt wird auf Gemeinsamkeiten und Unterschieden von Mädchen und Jungen in Hinblick auf ihre Persistenz, ihre sozialen und kognitiven Dynamiken sowie ihre motivational-emotionalen Erfahrungen während der Bearbeitung physikbezogener Aufgaben liegen. Es werden ferner Zusammenhänge zwischen diesen Dynamiken und den Dispositionen diskutiert.

Referenz:

Steckenmesser-Sander, Kathrin & Aufschnaiter, Claudia von (2016). Geschlechtsspezifische Unterschiede beim Experimentieren. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 355). Universität Regensburg

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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

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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

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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

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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

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