Kategorie: TB2018

Von den Teilchen zur Formel mit Simulation: BIRC im Chemiestudium

Schwedler, Stefanie

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Nicht nur das hohe mathematische Niveau, auch abstrakte physikochemische Konzepte bereiten Chemiestudierenden Schwierigkeiten. Die webbasierten BIRC-Lerneinheiten sollen in beiden Fällen helfen. Den Kern jeder Lerneinheit bildet eine interaktive Simulation, die das Verhalten einiger hundert Teilchen in Echtzeit berechnet und die Dynamik submikroskopischer Prozesse abbilden kann. Im Laufe der Lerneinheit müssen die Studierenden zunächst ihre Vorstellungen zum physikochemischen Konzept aktivieren (Imagine), anhand der Simulation überprüfen und ggf. korrigieren (Try), bevor diese Vorstellungen mit der mathematischen Repräsentationsebene verknüpft werden (Bridge).

Nach Vortests und technischer Umrüstung auf javascript wurden im WS 16/17 erstmals zwei Lerneinheiten (zur Maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung und zur inneren Energie) in einer Erstsemesterveranstaltung des Chemiestudiums eingesetzt. Begleitende Einzelfallstudien mit think-aloud und Interview, sowie eine Fragebogenstudie indizieren positive Ergebnisse hinsichtlich Akzeptanz, Lernerfolg und Unterstützungswirkung von BIRC.

Referenz:

Schwedler, Stefanie (2018). Von den Teilchen zur Formel mit Simulation: BIRC im Chemiestudium. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 480). Universität Regensburg

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Von der Schule in die Hochschule – Physik-Vorbildung angehender Studierender der Ingenieurswissenschaften und Entwicklung eines Vorkurses

Marmé, Nicole & Knemeyer, Jens-Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Von der Schule in die Hochschule – Viele verschiedene Bildungswege und unterschiedliche Bildungsstandards in den Bundesländern stellen die Hochschulen vor große Herausforderungen. Besonders in den Ingenieurwissenschaften ist die physikalische Vorbildung oft sehr divergent, weshalb viele Hochschulen mit der Einführung von Vorkursen reagieren.

Im Vortrag werden die Vorkenntnisse und die diversen Bildungswege von Studierenden der Ingenieurwissenschaften in der Metropolregion Rhein-Neckar gezeigt. Außerdem wird ein neu konzipierter einwöchiger Physik-Vorkurs vorgestellt, der die fachlichen Grundlagen der Mechanik und Wärmelehre behandelt und Elemente des Problembasierten Lernens enthält. In einer Studierendenbefragung konnten erste Ergebnisse zur Wirksamkeit erhalten werden.

Referenz:

Marmé, Nicole & Knemeyer, Jens-Peter (2018). Von der Schule in die Hochschule – Physik-Vorbildung angehender Studierender der Ingenieurswissenschaften und Entwicklung eines Vorkurses. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 484). Universität Regensburg

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Entwicklung der Professionellen Unterrichtswahrnehmung im Lehr-Lehr-Labor Seminar

Treisch, Florian & Trefzger, Thomas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Die Professionelle Unterrichtswahrnehmung (PU) gilt als wichtiger Aspekt des Professionswissens und als Voraussetzung des professionellen Handelns einer Lehrkraft, welche sich schon im Studium in entsprechenden Veranstaltungen entwickelt. Sie beschreibt die Fähigkeit, relevante Unterrichtssituationen zu erkennen, um dadurch gezielt das Lernen des Schülers positiv beeinflussen zu können. Inwieweit sich die PU von Studierenden bei wiederholter Betreuung von Schülerinnen und Schülern an Experimentierstationen in einem Microteaching-Setting im Rahmen des Lehr-Lern-Labors an der Universität Würzburg entwickelt, beschäftigt sich diese Studie. Varianzanalytische Verfahren zeigen einen Vergleich zwischen einer Baseline, Studierende, die das Seminar besuchen und Studierende aus demselben Seminar, die zusätzlich ihr eigenes Vorgehen anhand ihrer Videosequenzen analysieren. Gemessen wird die PU im Pre-Post Design mit Hilfe des Observer Tools. Im Vortrag werden Ergebnisse aus vier Semestern vorgestellt.

Referenz:

Treisch, Florian & Trefzger, Thomas (2018). Entwicklung der Professionellen Unterrichtswahrnehmung im Lehr-Lehr-Labor Seminar. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 420). Universität Regensburg

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Increasing perceived relevance of the required content knowledge

Massolt, Joost & Borowski, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Lehramtsstudierende haben oft Schwierigkeiten, das universitäre Wissen mit dem in der Schule benötigten Wissen zu verknüpfen. Die wahrgenommene Relevanz des vermittelten Fachwissens ist aber wichtig, da dieses positiv mit dem Lernerfolg korreliert.

Der berufsspezifische Anteil des Fachwissens, das vertiefte Schulwissen, wurde, aufbauend auf bestehenden Definitionen, in einer multi-disziplinären Gruppe für mehrere Fächer modelliert. Es wird durch ein vernetztes, konzeptuelles Wissen charakterisiert und kann als Bindeglied zwischen dem universitären Wissen und dem Schulwissen gesehen werden.

Hieraus stellt sich die Frage, ob nach dem Modell operationalisierte Lerninhalte die wahrgenommenen Relevanz des vermittelten Fachwissens vergrößern können.

Auf Basis des Modells wurden Aufgaben zum Fach Experimentalphysik 1 entwickelt und gleichwertig zu klassischen Aufgaben in wöchentlichen (N = 12) Übungszetteln eingesetzt. Eine Analyse zeigt, dass in der mehr vom Schulstoff entfernte zweiten Semesterhälfte, die neu konstruierten Aufgaben als relevanter als die übrigen Aufgaben beurteilt wurden.

Referenz:

Massolt, Joost & Borowski, Andreas (2018). Increasing perceived relevance of the required content knowledge. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 488). Universität Regensburg

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Einflussfaktoren auf die Wahl von Chemie als profilgebendes Fach

Höft, Lars & Bernholt, Sascha

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Zentrale Ziele des Chemieunterrichts sind die Vermittlung eines fundierten Verständnisses chemischer Konzepte, die Förderung motivationaler Variablen und das Aufzeigen beruflicher Perspektiven. Hierbei fallen dem Interesse und Selbstkonzept Schlüsselstellungen zu, da sie bspw. über Lernstrategien die Leistungsentwicklung beeinflussen sowie Kurswahlen und zukünftige berufliche Entscheidungen maßgeblich bestimmen. Empirische Befunde deuten allerdings auf Defizite beim Erwerb eines breiten Konzeptverständnisses und ein abnehmendes Interesse am Chemieunterricht hin.

Im Rahmen des Projekts DoLiS wurden u. a. das Konzeptverständnis, das fachbezogene Selbstkonzept sowie das Interesse an naturwissenschaftlichen Aktivitäten in einer kombinierten Quer- und Längsschnittstudie (N = 2868) erfasst und zur Vorhersage der Profilwahl in der Oberstufe genutzt.

Die Auswertung der Querschnittsstudie unterstreicht den Einfluss aller drei Konstrukte auf die Profilwahl. Auf der Tagung werden zudem Befunde der Längsschnittkohorte (Jahrgang 9 bis 11; n = 438) berichtet und Effekte der Profilwahl aufgezeigt.

Referenz:

Höft, Lars & Bernholt, Sascha (2018). Einflussfaktoren auf die Wahl von Chemie als profilgebendes Fach. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 424). Universität Regensburg

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Förderung der Vernetzung von universitärem und schulischem Fachwissen

Stäcker, Jenny, Ropohl, Mathias, Steffensky, Mirjam & Friedrichs, Gernot

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Lehramtsstudierende haben häufig Schwierigkeiten die Relevanz fachwissenschaftlicher Studieninhalte für ihre spätere Berufstätigkeit zu erkennen. Daraus resultiert eine niedrige Lern- und Leistungsbereitschaft und damit ungünstige Ausgangsbedingungen für das spätere Unterrichten. Daher sollen Lehramtsstudierende schon während des Lernens von fachlichen Studieninhalten unterstützt werden, indem sie modulbegleitend Lernangebote erhalten, die das an der Universität vermittelte und das in der Schule zu unterrichtende Fachwissen in Form des fachlichen Strukturierungswissens vernetzen. Dadurch soll die wahrgenommene Berufsrelevanz der fachlichen Studieninhalte erhöht werden. Ein solches Lernangebot wird im Sommersemester für die physikalische Chemie realisiert und in einem Pre-Post-Testdesign mit Kontrollgruppe (N = 50) hinsichtlich seiner Effekte auf die wahrgenommene Berufsrelevanz und das fachliche Strukturierungswissen evaluiert. In dem Vortrag werden erste Ergebnisse des Gruppenvergleichs präsentiert.

Referenz:

Stäcker, Jenny, Ropohl, Mathias, Steffensky, Mirjam & Friedrichs, Gernot (2018). Förderung der Vernetzung von universitärem und schulischem Fachwissen. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 492). Universität Regensburg

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CHEMIE PUR – Unterrichten in der Natur – Ein Konzept zur Änderung der Einstellung im Bereich „Chemie und Natur“

Engl, Alexander & Risch, Björn

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Das Projekt CHEMIE PUR – Unterrichten in der Natur zielt darauf ab, chemische Basiskonzepte im Freiland mit direkt vor Ort gewonnenen Naturstoffen zu erarbeiten. An einer Evaluationsstudie mit Kontrollgruppendesign nahmen 191 Probanden der Sekundarstufe II teil. Es wurden folgende Hypothesen geprüft: (H1) Bei beiden Vergleichsgruppen steigt das chemiebezogene Sach- und Fachinteresse. (H2) Die antagonistische Einstellung zu Chemie und Natur nimmt in der Experimentalgruppe ab. (H3) Die Naturverbundenheit nimmt in der Experimentalgruppe zu. Die Datenerhebung erfolgte mittels Fragebögen zum Pre-, Post- und Follow-Up-Messzeitpunkt. Begleitend wurden zusätzlich Interviews, Videos und Fragebögen eingesetzt. Als Intervention wurden in der Experimentalgruppe fünf Doppelstunden mit Naturmaterialien im Freiland durchgeführt, während die Kontrollgruppe fünf Doppelstunden mit Alltagsmaterialien im Schülerlabor bearbeitete. Im Rahmen des Vortrags werden die Ergebnisse der begleitenden Daten mit den Ergebnissen des Pre-Post-Follow-Up-Vergleichs in Beziehung gestellt.

Referenz:

Engl, Alexander & Risch, Björn (2018). CHEMIE PUR – Unterrichten in der Natur – Ein Konzept zur Änderung der Einstellung im Bereich „Chemie und Natur“. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 428). Universität Regensburg

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Chemie und Chemiedidaktik – Zusammenarbeit in der Fachausbildung

Bittorf, Robert & Schanze, Sascha

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Der Beitrag ist im Bereich der Förderung der Fachwissensvermittlung zu verorten. In diesem Projekt arbeiten Fachdidaktiker mit Fachwissenschaftlern zusammen, um die Vorlesung „Organische Chemie I“ zu überarbeiten. Hierfür wurden gemeinsam Kernideen und zentrale Vermittlungsinhalte identifiziert, die verstärkt ab der zweiten Hälfte des Semesters in der Veranstaltung in den Fokus genommen wurden. Dabei wurde ab diesem Zeitpunkt das Vorlesungsformat auf ein flipped classroom Format geändert. Begleitet wurde die Veranstaltung mit einer Studie im Design der case study research Methode nach Yin, um eine holistische Sichtweise auf Wahrnehmung und Auswirkungen der veränderten Vorlesung auf die Studierenden zu erhalten. In diesem Vortrag werden das Vorgehen und Erfahrungen sowie Ergebnisse aus der ersten Erhebung vorgestellt. Weiterhin wird ein Ausblick gegeben, wie die gewonnen Erkenntnisse in die Gestaltung weiterer Lehrveranstaltungen des Chemiestudiums der Leibniz Universität Hannover einfließen.

Referenz:

Bittorf, Robert & Schanze, Sascha (2018). Chemie und Chemiedidaktik – Zusammenarbeit in der Fachausbildung. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 496). Universität Regensburg

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Kompetenzmessung in der Chemie und der Einfluss affektiver Faktoren

Pupkowski, Vanessa, Sumfleth, Elke & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Während einige Studien bereits zeigen konnten, dass sich das Interesse und die Motivation bei der Bearbeitung von Testaufgaben insgesamt positiv auf das Ergebnis auswirken (Prenzel et al., 2007; Liu et al., 2012), ist der aufgabenbezogene Einfluss solcher affektiven Faktoren bei der Kompetenzmessung zurzeit kaum erforscht. Wise & DeMars (2005) weisen darauf hin, dass aktuelle und gemessene Kompetenz nur dann hoch miteinander korrelieren, wenn die Motivation hoch ist. Es lässt sich daher vermuten, dass neben bereits bekannten schwierigkeitsbestimmenden Aufgabenmerkmalen (Komplexität, kognitive Prozesse) (Walpuski et al., 2010) auch das Interesse und die Motivation zusätzlich die Aufgabenschwierigkeit bei Testaufgaben bestimmen. Daher wurde ein Kompetenztest (Fachwissen, Bewertung) für das Fach Chemie entwickelt und im Multi-Matrix-Design zusammen mit Fragebögen zur Erfassung der aufgabenbezogenen affektiven Faktoren eingesetzt. Es lässt sich zeigen, dass die Motivation einen bedeutenden Anteil an Varianz (R2 = .85) aufklären kann. Weitere Ergebnisse werden auf der Tagung vorgestellt.

Referenz:

Pupkowski, Vanessa, Sumfleth, Elke & Walpuski, Maik (2018). Kompetenzmessung in der Chemie und der Einfluss affektiver Faktoren. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 432). Universität Regensburg

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Chemiebezogene Umweltschutzberufe – Berufsbilder im Schülerlabor

Wirth, Rabea & Pietzner, Verena

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Als Teil des Projekts PACE-Chem (Professional Approaches to Career Education in Chemistry) entwickeln wir Materialien, welche chemische Berufe mit dem Kontext Umweltschutz verknüpfen. Die Materialien behandeln Umweltschutzberufe in den Bereichen Wirtschaft, Landschaftsschutz/Landwirtschaft sowie öffentliche Verwaltung/Überwachung und enthalten in einen Kontext eingebundene Experimente zu Dünger-, Boden- und Wasseranalysen. Zu unterschiedlichen Berufen wurden kontextualisierte Lernaufgaben erstellt und im Schülerlabor mit den Klassenstufen 7-10 durchgeführt. Mit Hilfe dieser Materialien sollen die Lernenden einen Einblick in den Bereich chemischer Berufsfelder und dadurch eine chemiebezogene Berufsorientierung erhalten. In dem Vortrag werden die Materialien, die Schülerlaborkonzepte und Chemielehrerfortbildungen sowie erste Ergebnisse der begleitenden Fragebogenstudie vorgestellt.

Referenz:

Wirth, Rabea & Pietzner, Verena (2018). Chemiebezogene Umweltschutzberufe – Berufsbilder im Schülerlabor. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 436). Universität Regensburg

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