TB2016 – Seite 5

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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Naturwissenschaftsbezogenes Textverständnis als Interaktion von Personen- und Textmerkmalen

Kohnen, Nicole, Härtig, Hendrik, Bernholt, Sascha & Retelsdorf, Jan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Die Lesekompetenz ist grundlegender Bestandteil der Scientific Literacy und für den Bildungserfolg in den Naturwissenschaften wesentlich. Dieses Projekt untersucht das Verständnis von Schulbuchtexten der Fächer Physik und Chemie erstmals systematisch als Interaktion von Personen- und Textmerkmalen. Zu ersteren werden Vorwissen, allgemeiner Wortschatz, allgemeines Textverständnis, Lesestrategien und schlussfolgerndes Denken gezählt, zu letzteren die lokale und globale Textkohäsion. Anhand dreier Studien mit insgesamt 840 SchülerInnen der neunten Klasse sollen sowohl der Einfluss der beiden Domänen als auch der der lokalen bzw. globalen Kohäsion auf das Textverständnis analysiert werden. Ferner soll geklärt werden, wie sich beim Lesen naturwissenschaftlicher expositorischer Texte die einzelnen Personenmerkmale zueinander verhalten und wie die Personenmerkmale und die Textmerkmale miteinander interagieren. Mit dem Poster wird die Konzeption des Projekts skizziert, wobei v.a. die im Herbst 2015 stattfindende Pilotierungsstudie mit ihren Instrumenten und Beispieltexten präsentiert wird.

Referenz:

Kohnen, Nicole, Härtig, Hendrik, Bernholt, Sascha & Retelsdorf, Jan (2016). Naturwissenschaftsbezogenes Textverständnis als Interaktion von Personen- und Textmerkmalen
. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 473). Universität Regensburg

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Kautschuk und Inulin aus Löwenzahn im Chemieunterricht selbst gewinnen

Göbel, Mareike & Gröger, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Russischer Löwenzahn (Taraxacum kok-saghyz) beinhaltet in relevanten Mengen Kautschuk. Nachdem sich die wirtschaftliche Nutzung vor dem zweiten Weltkrieg nicht durchsetzte, gibt es nun u.a. von Reifenherstellern starke Bestrebungen, Kautschuk aus dieser Pflanze zu gewinnen. Pilotanlagen zur Produktion von Autoreifen sind bereits in Betrieb. Zudem lässt sich Inulin gewinnen, was für die Lebensmittelindustrie interessant ist.
Wir stellen ein Projekt für den Chemieunterricht vor, in dem sich Schülerinnen und Schüler ausgehend von der Aussaat der Samen bis hin zur Gewinnung von Inulin und Kautschuk sowie dessen Vulkanisation mit der Thematik auch experimentell beschäftigen.
Dabei lassen sich Relationen zwischen den Konstrukten Natur, Chemie und Technik aufzeigen, fachübergreifende Bezüge zu Biologie, Geschichte und Geografie herstellen sowie Aspekte von Nachhaltigkeit, Wissenschaftsgeschichte und Nature of Science (NOS) integrieren. Durch Einbezug aktueller Forschungsansätze und technischer Innovationen kann ein Beitrag zur Berufsorientierung geleistet werden.

Referenz:

Göbel, Mareike & Gröger, Martin (2016). Kautschuk und Inulin aus Löwenzahn im Chemieunterricht selbst gewinnen. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 428). Universität Regensburg

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Interesse an naturwissenschaftlichen Tätigkeiten – Das RIASEC+N Modell

Blankenburg, Janet, Broman, Karolina & Parchmann, Ilka

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Die Förderung von Interesse ist neben der Kompetenzentwicklung eines der wichtigsten Ziele naturwissenschaftlicher Bildung (OECD, 2008). Im Rahmen des inquiry-based learning fokussiert der moderne Naturwissenschaftsunterricht vor allem auf naturwissenschaftliche Tätigkeiten, welche sich als wichtiger Aspekt für die Interessensentwicklung erwiesen haben (Bergin, 1999; Palmer, 2009). Ein Instrument zur Charakterisierung des Interesses an Tätigkeiten wurde von Dierks, Höffler und Parchmann (2014) durch Adaption des RIASEC-Modells (Holland, 1997) für die Naturwissenschaften (RIASEC+N) entwickelt. Das bereits erprobte Instrument wurde im Rahmen einer Querschnittsuntersuchung der Jahrgänge 5 bis 12 eingesetzt (N=2844). Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich das Instrument für den gesamten Verlauf der Sekundarstufe eignet. Auf dem Poster werden die Interessensverteilungen entlang der sieben Konstrukt-Dimensionen sowie Entwicklungen entlang der Jahrgangsstufen berichtet.

Referenz:

Blankenburg, Janet, Broman, Karolina & Parchmann, Ilka (2016). Interesse an naturwissenschaftlichen Tätigkeiten – Das RIASEC+N Modell. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 476). Universität Regensburg

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Lernen mit chemiebezogenen Lesegeschichten

Reschke, Tim, Koenen, Jenna & Sumfleth, Elke

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Die Bedeutung von neuen Lernmaterialien zur Förderung von fachbezogenen Kompetenzen und zur Steigerung des situationalen Interesses von Schülerinnen und Schülern im Chemieunterricht werden immer wichtiger. Chemiebezogene Lesegeschichten könnten diesen Anforderungen gerecht werden (z. B. Martensen et al., 2007). Daher wurden zwei chemiebezogene Lesegeschichten zu den Themen Alkalimetalle und Atombau entwickelt und anschließend im Rahmen einer Interviewstudie evaluiert und optimiert. Nun wurden diese optimierten Lesegeschichten in einer ersten Interventionsstudie mit einer Stichprobengröße von N = 200 in einem Prä-post-follow-up-Design in der Jahrgangsstufe 8 eingesetzt. Dabei wurde untersucht, inwieweit Schülerinnen und Schüler erfolgreich mit den Materialien lernen können. Zwei Sachtexte zu den gleichen Inhalten dienten als Vergleichstexte, um eine Aussage darüber treffen zu können, ob die chemiebezogenen Lesegeschichten bezüglich Lernleistung und situationalem Interesse besser geeignet sind. Im Rahmen eines Posters sollen Ergebnisse der Interventionsstudie vorgestellt werden.

Referenz:

Reschke, Tim, Koenen, Jenna & Sumfleth, Elke (2016). Lernen mit chemiebezogenen Lesegeschichten . In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 431). Universität Regensburg

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Untersuchung von Auffassungen zur Kreativität mit Concept Maps

Semmler, Luzie & Pietzner, Verena

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Kreativität ist ein vielschichtiger Begriff, für den es bis heute keine einheitliche Definition gibt. Dennoch ist sie zu einer Kompetenz geworden, die von Schulabgängern gefordert wird, und sollte damit ein elementarer Teil der Schulbildung sein; dies ist jedoch nicht der Fall. Kreativität findet ihren Platz überwiegend in den künstlerischen, musischen und handwerklichen Fächern. In den für die Gesellschaft immer bedeutsamer werdenden MINT-Fächern scheint sie jedoch keine aktive Berücksichtigung zu finden. An dieser Stelle setzt die Untersuchung im Kontext einer Doktorarbeit ein. Im Rahmen einer qualitativen Studie soll untersucht werden, welches Bild Chemielehrer/innen von Kreativität haben, wie umfangreich ihr Wissen darüber ist und welche Relevanz Kreativität in ihrem Unterricht hat. Dies wird mithilfe eines Kurzfragebogens und Concept Maps ermittelt, die auch einen Eindruck von den kreativen Fähigkeiten der Personen vermitteln sollen. Auf dem Poster werden die Entwicklung sowie die Pilotierung des Erhebungsinstruments vorgestellt.

Referenz:

Semmler, Luzie & Pietzner, Verena (2016). Untersuchung von Auffassungen zur Kreativität mit Concept Maps. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 479). Universität Regensburg

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Die photonenzählende Kamera als Einstieg in die Quantenphysik

Kral, Andreas, Theis, Christian & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Vielfältige fachdidaktische Forschungs- und Entwicklungsarbeiten der letzten Jahre zielen auf einen adäquaten, schülergerechten Zugang zur Quantenmechanik. Auch der neue Kernlehrplan Physik für die gymnasiale Oberstufe, der 2014 in NRW in Kraft trat, hat durch die in ihm formulierten Kompetenzerwartungen für das Inhaltsfeld Quantenobjekte den Bedarf an schulalltagstauglichen Medien zur Vermittlung von Grundzügen der Quantenphysik nochmals verdeutlicht.
Deshalb soll das Doppelspaltexperiment mit wenigen Photonen kostengünstig realisiert und damit für Schulen zugänglich gemacht werden. Dieses von J. Leisen als didaktischer Alleskönner bezeichnete Experiment ist in der Lage das statistische Verhalten von Quantenobjekten aufzuzeigen und liefert damit einen Beitrag zur Veranschaulichung der Wesenszüge der Quantenphysik nach J. Müller und R. Küblbeck. Die kostengünstige Detektion weniger Photonen auf der Basis eines Bildverstärkers ermöglicht einen schulalltagstauglichen experimentellen Einstieg in die Quantenphysik, der Schülerfehlvorstellungen in vielfältiger Weise berücksichtigt.

Referenz:

Kral, Andreas, Theis, Christian & Heinke, Heidrun (2016). Die photonenzählende Kamera als Einstieg in die Quantenphysik. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 434). Universität Regensburg

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Pfadanalytisch identifizierte Einflussfaktoren auf chemiebezogene Berufswahlabsichten von Schülerinnen und Schülern

Bertels, Nina & Bolte, Claus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Um aufzuklären, inwiefern der Chemieunterricht die Berufswahlabsicht beeinflusst, folgen wir vier verschiedenen theoretischen Ansätzen. In diesem Kontext untersuchen wir den Einfluss (1) des motivationalen Lernklimas (Bolte 2004), (2) des Selbstbild-Prototypenabgleichs (Hannover & Kessels 2002) und (3) des chemiebezogenen Fähigkeitsselbstkonzepts (Dickhäuser et al 2002) sowie die Effekte, die der erlebten Unterstützung (4) bei der Bearbeitung fachbezogener Entwicklungsaufgaben zuzuweisen sind (Schenk 2005). Zu diesen Bereichen haben wir Schüler der Jahrgangsstufe 9 (N=324) und Auszubildende aus dem Bereich der Chemie (N=111) befragt und die Daten deskriptiv- und pfadanalytisch ausgewertet. Das pfadanalytisch identifizierte Modell deckt die statistisch signifikanten Beziehungen zwischen den als besonders relevant zu bezeichnenden Variablen untereinander auf und erklärt deren Einfluss auf chemiebezogene Berufswahlabsichten von Jugendlichen. Die deskriptiv-statistischen Ergebnisse hingegen geben Anregungen, wie berufsorientierende Maßnahmen die Praxis des Chemieunterrichts bereichern.

Referenz:

Bertels, Nina & Bolte, Claus (2016). Pfadanalytisch identifizierte Einflussfaktoren auf chemiebezogene Berufswahlabsichten von 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. 485). Universität Regensburg

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Kulinarische Chemie – Experimente zum Aufessen

Rajendran, Nelson & Kometz, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Kulinarische Experimente sind sehr gut geeignet, die hohe Motivation aufzugreifen, die Schülerinnen und Schüler beim Thema Kochen im Unterricht mitbringen. Basierend auf allen Kompetenzbereichen des Faches Chemie können Experimente zum Aufessen an viele Lehrplanthemen anknüpfen und in verschiedene Konzepte eingepasst werden. Sie eignen sich sowohl für den fächerverbindenden Unterricht innerhalb der naturwissenschaftlichen Domäne als auch darüber hinaus, eingebettet in den Dreiklang der globalen Herausforderungen Wasser, Energie und Nahrungsmittel.
Im Rahmen von Fortbildungen für Chemielehrerinnen und -lehrer wurden einige kulinarische Experimente vielen Multiplikatoren vorgestellt und an Hand ihrer Rückmeldungen evaluiert. Die dazu entwickelten und überarbeiteten Experimentieranweisungen werden im Schulunterricht erprobt. So kann beispielsweise Proteinbiochemie beim Schlagen von Eischnee, beim Blanchieren von grünem Gemüse, bei der Teigelastizität oder beim Wasserbindevermögen von Fleisch eingeführt, vertieft oder veranschaulicht werden.

Referenz:

Rajendran, Nelson & Kometz, Andreas (2016). Kulinarische Chemie – Experimente zum Aufessen. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 437). Universität Regensburg

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Der Einfluss motivationaler Faktoren auf Chemiekompetenzmessungen

Pupkowski, Vanessa, Sumfleth, Elke & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Der aufgabenbezogene Einfluss motivationaler Faktoren auf die Messung von Chemiekompetenz ist zurzeit kaum erforscht. Wise & DeMars (2005) weisen darauf hin, dass nur bei hoher Motivation die aktuelle und die gemessene Kompetenz hoch miteinander korrelieren. In diesem Projekt wurde ein Testinstrument entwickelt, dass die Kompetenzbereiche Fachwissen und Bewertung in der Chemie erfasst. Dieses wurde in einer Pilotstudie (NSuS=1235; NItems=147) im Multi-Matrix-Design eingesetzt, überprüft und angepasst. Die statistischen Itemkennwerte weisen eine gute Modellpassung auf (MNSQ, t-Wert, Trennschärfe, Itemschwierigkeiten). Anschließend wurden in einer Hauptstudie (NSuS=1892, NItems=128) zusätzlich weitere Testinstrumente zur Erfassung des Interesses (situationales Interesse, Relevanz, NItems=6) und der Motivation (Wert, Erwartung, Anstrengungsbereitschaft, NItems=12) embedded eingesetzt. Zusätzlich wurden das Fachinteresse (NItems=5) und das Fähigkeitsselbstkonzept (NItems=5) erhoben. Die Ergebnisse der Pilotstudie sowie das Studiendesign der Hauptstudie werden auf der Tagung vorgestellt.

Referenz:

Pupkowski, Vanessa, Sumfleth, Elke & Walpuski, Maik (2016). Der Einfluss motivationaler Faktoren auf Chemiekompetenzmessungen. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 440). Universität Regensburg

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