TB2016 – Seite 3

SciVis – Making Science Visible Improvement of interactive methods to understand natural science and technological improvement

Lindner, Martin & Rudolph, Sandra

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

„SciVis“ ist ein von der EU gefördertes ERASMUS+ Projekt. Als Grundlage dienen die Forderungen aus dem Responsible Research and Innovation Report der EU-Kommission. Die Transparenz der Arbeitsvorgänge von Naturwissenschaftlern/Ingenieuren ist nur zu einem gewissen Grad gegeben und abhängig davon, wie viel die sogenannten „Spezialisten“ preisgeben. Die moderne Gesellschaft fordert aber einen allgemeinen Überblick, um aktiv an Entscheidungsprozessen und Diskussionen teilnehmen zu können. Die Kommunikation auf einer Ebene hat für beide Seiten Vorteile: „Spezialisten“ verlassen ihren Elfenbeinturm und haben die Möglichkeit einen Weitblick zu erhalten, Bürger erlangen ein Gefühl der Emanzipation und Unabhängigkeit. „SciVis“ beinhaltet interaktive Methoden (Interactive Screens, Online-Spiele und -Kurse, Zeitungen, Ausstellungen, ScienceCamps), um der Allgemeinheit Einblicke in wissenschaftliche Vorgänge/Ergebnisse zu gewähren. Das Konsortium besteht aus drei Universitäten, einem Science Center und einem Verlag. Enden wird das Projekt 2016 mit einer internationalen Konferenz in Berlin.

Referenz:

Lindner, Martin & Rudolph, Sandra (2016). SciVis – Making Science Visible Improvement of interactive methods to understand natural science and technological improvement. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 563). Universität Regensburg

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Experimente zur Meteorologie am authentischen Forschungsort Wettermuseum Lindenberg

Stiller, Bernd, Stiller, Jurik & Stiller, Jaana

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Stiller, Bernd, Stiller, Jurik & Stiller, Jaana (2016). Experimente zur Meteorologie am authentischen Forschungsort Wettermuseum Lindenberg. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 518). Universität Regensburg

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Chemieaufgaben – Mathematisierung als schwierigkeitserzeugender Faktor

Kimpel, Lennart & Sumfleth, Elke

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Kimpel, Lennart & Sumfleth, Elke (2016). Chemieaufgaben – Mathematisierung als schwierigkeitserzeugender Faktor. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 521). Universität Regensburg

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Die Bedeutung kognitiver Voraussetzungen für den Studienerfolg

Sorge, Stefan, Neumann, Knut & Petersen, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Sorge, Stefan, Neumann, Knut & Petersen, Stefan (2016). Die Bedeutung kognitiver Voraussetzungen für den Studienerfolg. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 524). Universität Regensburg

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Lehrvideos zum Umgang mit Messdaten

Hamacher, John, Erkelenz, Jan & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Hamacher, John, Erkelenz, Jan & Heinke, Heidrun (2016). Lehrvideos zum Umgang mit Messdaten . In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 527). Universität Regensburg

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Professionalisierung angehender Chemielehrkräfte für einen Gemeinsamen Chemieunterricht

Schlüter, Ann-Kathrin & Melle, Insa

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Schlüter, Ann-Kathrin & Melle, Insa (2016). Professionalisierung angehender Chemielehrkräfte für einen Gemeinsamen 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. 530). Universität Regensburg

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Entwicklung des chemiedidaktischen Wissens von Lehramtsstudierenden

Meyer, Carolin, Steffensky, Mirjam & Parchmann, Ilka

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Meyer, Carolin, Steffensky, Mirjam & Parchmann, Ilka (2016). Entwicklung des chemiedidaktischen Wissens von 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. 533). Universität Regensburg

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Schülerlaborangebote zur Umwelt- und Nachhaltigkeitsbildung für alle Schülerinnen und Schüler

Affeldt, Fiona, Markic, Silvija, Siol, Antje, Eilks, Ingo, Fey, Sabine, Huwer, Johannes, Hempelmann, Rolf, Urbanger, Michael

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Affeldt, Fiona, Markic, Silvija, Siol, Antje, Eilks, Ingo, Fey, Sabine, Huwer, Johannes, Hempelmann, Rolf, Urbanger, Michael (2016). Schülerlaborangebote zur Umwelt- und Nachhaltigkeitsbildung für alle Schülerinnen und Schüler. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 488). Universität Regensburg

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Akzeptanzbefragungen als LehrerInnenfortbildung

Wiener, Gerfried, Schmeling, Sascha & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Wiener, Gerfried, Schmeling, Sascha & Hopf, Martin (2016). Akzeptanzbefragungen als LehrerInnenfortbildung. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 536). Universität Regensburg

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Zum Streben nach Erkenntnis und Selbstständigkeit hochbegabter Kinder

Bohn, Marcus & Welzel-Breuer, Manuela

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

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:

Bohn, Marcus & Welzel-Breuer, Manuela (2016). Zum Streben nach Erkenntnis und Selbstständigkeit hochbegabter Kinder. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 491). Universität Regensburg

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