TB2016 – Seite 16

Schülerschwierigkeiten beim Experimentieren zum Hooke’schen Gesetz

Kechel, Jan-Henrik & Wodzinski, Rita

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Kechel, Jan-Henrik & Wodzinski, Rita (2016). Schülerschwierigkeiten beim Experimentieren zum Hooke’schen Gesetz. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 170). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Scientific Reasoning im Lehramtsstudium – das Projekt Ko-WADiS –

Stiller, Jurik & Tiemann, Rüdiger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Stiller, Jurik & Tiemann, Rüdiger (2016). Scientific Reasoning im Lehramtsstudium – das Projekt Ko-WADiS – . In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 173). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Wirksamkeit der Förderung von Experimentierfähigkeiten – Eine Interventionsstudie mit Sachunterrichtsstudierenden

Kalthoff, Britta, Theyßen, Heike & Schreiber, Nico

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Kalthoff, Britta, Theyßen, Heike & Schreiber, Nico (2016). Wirksamkeit der Förderung von Experimentierfähigkeiten – Eine Interventionsstudie mit Sachunterrichtsstudierenden
. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 176). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Konstruktion von Niveaus des fachlichen Wissens Physik

Woitkowski, David, Riese, Josef & Reinhold, Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Woitkowski, David, Riese, Josef & Reinhold, Peter (2016). Konstruktion von Niveaus des fachlichen Wissens Physik. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 179). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Auswirkung kontextorientierter Praktikumsversuche auf Lernprozesse

Klug, Tobias, Aufschnaiter, Claudia von & Klar, Peter J.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Klug, Tobias, Aufschnaiter, Claudia von & Klar, Peter J. (2016). Auswirkung kontextorientierter Praktikumsversuche auf Lernprozesse. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 134). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Zusammenhänge und Entwicklungen des professionellen Wissens angehender Physiklehrkräfte – Ein gemeinsames Symposium des Projekts ProfiLe-P

Kulgemeyer, Christoph

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Kulgemeyer, Christoph (2016). Zusammenhänge und Entwicklungen des professionellen Wissens angehender Physiklehrkräfte – Ein gemeinsames Symposium des Projekts ProfiLe-P. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 182). 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 Scientific Inquiry im Chemie-Bachelorstudium

Sonnenschein, Ines, Koenen, Jenna & Tiemann, Rüdiger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Sonnenschein, Ines, Koenen, Jenna & Tiemann, Rüdiger (2016). Förderung von Scientific Inquiry im Chemie-Bachelorstudium. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 137). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Erfassung des Fachwissens von Lehramtsstudierenden der Physik

Gigl, Florian, Zander, Simon, Buchwald, Florian, Borowski, Andreas & Fischer, Hans E.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Gigl, Florian, Zander, Simon, Buchwald, Florian, Borowski, Andreas & Fischer, Hans E. (2016). Erfassung des Fachwissens von Lehramtsstudierenden der Physik. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 184). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Modelle und Experimente: Wissen und Handeln von Lehrkräften und Schülerinnen und Schülern

Strübe, Martina, Tepner, Oliver & Sumfleth, Elke

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Strübe, Martina, Tepner, Oliver & Sumfleth, Elke (2016). Modelle und Experimente: Wissen und Handeln von Lehrkräften und Schülerinnen und Schülern. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 140). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Analysen zum fachdidaktischen Wissen von angehenden Physiklehrkräften

Riese, Josef, Gramzow, Yvonne & Reinhold, Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Die Weiterentwicklung von Lehramtsstudiengängen erfordert evidenzbasierte Vorschläge. Vor diesem Hintergrund wurde im Teilprojekt DaWis ein Instrument zur Erfassung fachdidaktischen Wissens entwickelt und umfassend validiert. Das Instrument erlaubt die Messung empirisch geprüfter Teilskalen fachdidaktischen Wissens und kann somit genauere Hinweise als bisher zum Kompetenzerwerb liefern. Im Vortrag werden primär die Ergebnisse der in diesem Jahr abgeschlossenen Hauptstudie berichtet, welche bei insgesamt 578 Lehramtsstudierenden und Hochschullehrenden der Physik durchgeführt wurde. Insbesondere werden Zusammenhangsanalysen mit anderen im Projektverbund ProfiLe-P erhobenen Wissensbereichen und Personenmerkmalen vorgestellt und diskutiert. Darüber hinaus wird ein Ausblick für die weitere Verwendung des Instruments im Hochschulbereich – etwa im Rahmen von Interventionsstudien – gegeben.

Referenz:

Riese, Josef, Gramzow, Yvonne & Reinhold, Peter (2016). Analysen zum fachdidaktischen Wissen von angehenden Physiklehrkräften. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 187). Universität Regensburg

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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