Kategorie: TB2018

Generierung und Nutzung von Analogien beim Umgang mit Modellexperimenten

Toschka, Christina & Sommer, Katrin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Eine Analogie ist denkpsychologisch gesehen ein mentaler Prozess des Vergleichens von Ähnlichkeiten zwischen Basis und Ziel. Gentner (1989) sequenziert in ihrer Strukturabbildungstheorie die Generierung & Nutzung einer Analogie in fünf Subprozesse, die den kognitionspsychologischen Rahmen der Studie bilden. Dabei wird von der Annahme ausgegangen, dass Basis & Ziel als propositionale Netzwerke mental repräsentiert werden.

Ziel dieser empirischen Studie ist die Identifizierung der (Mikro-)Struktur des Analogienutzungsprozesses von Lernenden der Jahrgangsstufe 7 beim Umgang mit Modellexperimenten. Die Modellexperimente weisen strukturelle, aber keine oberflächlichen Ähnlichkeiten zum Original auf.

Dabei werden audiographierte Laut-Denk-Protokolle (Van Someren et al.,1994) im Mai/ Juni in einer Pilotstudie erhoben. Im Zuge der Datenauswertung der Pilotstudie wird induktiv ein Kategoriensystem erstellt, das in der Hauptstudie angewendet & gegebenenfalls induktiv ergänzt werden soll. In dem Vortrag werden das methodische Vorgehen und erste Ergebnisse der Pilotstudie vorgestellt & diskutiert.

Referenz:

Toschka, Christina & Sommer, Katrin (2018). Generierung und Nutzung von Analogien beim Umgang mit Modellexperimenten. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 464). Universität Regensburg

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Eingangsvoraussetzungen als Prädiktoren zur Vorhersage von Studienerfolg in Physik

Schild, Nikola & Nordmeier, Volkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Im Fach und im Lehramt Physik sind seit vielen Jahren hohe Abbruchquoten zu verzeichnen. Das Projekt „HeLP“ (Hochschulerfolg im Lehramt Physik) hatte zum Ziel, aus den Eingangsvoraussetzungen von Studienanfänger*innen mögliche Prädiktoren zur Vorhersage von Studienerfolg in der Physik zu identifizieren. Im Zuge des Projektes wurde ein passendes Testinstrument zu den Eingangsvoraussetzungen, bestehend aus einem Fachkompetenz- und einem affektiv-motivationalen Testteil, entwickelt und evaluiert. Im Wintersemester 2015/16 begann die Haupterhebung. Hierzu wurden Studienanfänger*innen des Fachs und des Lehramts Physik an der Freien Universität Berlin befragt. Nach drei Semestern (Februar 2017), wurde die Erhebung abgeschlossen, indem überprüft wurde, welche der befragten Studienanfänger*innen noch immer das Studium verfolgen. Diese wurden auch nach ihrer Studienzufriedenheit befragt. Diese Kriterien sind das Maß für Studienerfolg. Im letzten Schritt wurde nun der Einfluss der gemessenen Prädiktoren auf den Studienerfolg bestimmt. Die Ergebnisse der Studie werden im Vortrag vorgestellt.

Referenz:

Schild, Nikola & Nordmeier, Volkhard (2018). Eingangsvoraussetzungen als Prädiktoren zur Vorhersage von Studienerfolg in Physik. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 468). Universität Regensburg

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Identität als Analyseperspektive für die Physikdidaktik?

Rabe, Thorid & Krey, Olaf

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Vor allem aus internationalen Forschungsprojekten gibt es zahlreiche Evidenzen dafür, dass Identitäten von Personen und mit ihnen zusammenhängende Konstrukte das Wahlverhalten bezüglich naturwissenschaftlicher Bildungswege beeinflussen. Zugespitzt formuliert könnte hinter der Frage, ob Physik als Unterrichts- oder Studienfach angewählt werden soll, die Vorstellung davon stehen, ob Physik zur eigenen Person passt. Identitäten gelten in aktuellen Forschungsansätzen als Ergebnisse von Konstruktionsprozessen von Individuen in der Interaktion mit anderen Personen und ihrer Umwelt und werden häufig auch im Hinblick auf eine einzelne Person im Plural konzipiert. Identitäten stehen nicht fest, sondern werden immer wieder und abhängig von dem jeweiligen Kontext hergestellt bzw. ausgehandelt.

Für die Physikdidaktik im deutschsprachigen Raum spielt das Konstrukt Identität allerdings bisher eher eine untergeordnete Rolle. Zu fragen ist, ob und für welche Fragestellungen Identität auch aus physikdidaktischer Perspektive zu einer relevanten Analyseperspektive werden kann.

Referenz:

Rabe, Thorid & Krey, Olaf (2018). Identität als Analyseperspektive für die Physikdidaktik?. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 472). Universität Regensburg

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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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Ergebnisse einer Vergleichsstudie zur Nachbereitung von Experimenten

Muth, Laura & Erb, Roger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Die Phasen der Vor- und Nachbereitung von Experimenten haben einen großen Einfluss auf die Qualität des naturwissenschaftlichen Unterrichts (Tesch und Duit, 2004). Dennoch gibt es bis heute nur wenige Studien, die sich mit der Struktur dieser beiden Phasen befassen. Allerdings konnte Winkelmann (2015) bestätigen, dass Lernende durch die Nachbereitungsphase von Experimenten noch dazu lernen. An dieser Stelle setzt das vorliegende Forschungsprojekt an. Im Rahmen einer Vergleichsstudie wird der Frage nachgegangen, wie die Auswertephase von Experimenten strukturiert sein soll, um bestmögliche Ergebnisse beim Lernzuwachs der Schülerinnen und Schüler zu erzielen. Dazu werden drei Treatments mit unterschiedlichem Offenheitsgrad kontrastiert. Um den Einfluss der Lehrkraft abschätzen zu können, wird auch die Wechselwirkung zwischen unterrichtender Lehrkraft und Experimentiersituation überprüft. In der Pilotstudie konnten erste Hinweise für Unterschiede zwischen den Vergleichsgruppen gesammelt werden. Die Ergebnisse der Hauptstudie werden an der Tagung vorgestellt.

Referenz:

Muth, Laura & Erb, Roger (2018). Ergebnisse einer Vergleichsstudie zur Nachbereitung von Experimenten. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 360). Universität Regensburg

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Veränderung von Fachwissen in verschiedenen Experimentiersituationen

Weber, Jeremias, C. Wenzel, S. Franziska , Winkelmann, Jan, Ullrich, Mark, Erb, Roger & Horz, Holger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

In einem vom BMBF geförderten Projekt „Kompetenzmessung und Kompetenzförderung in leistungsheterogenen Lerngruppen im experimentierbasierten Physikunterricht“ wurden ca. 1000 Schülerinnen und Schüler in einer längsschnittlich angelegten Interventionsstudie auf den Kompetenzzuwachs in drei Experimentiersituationen (Demoexperimente, Schülerexperimente mit enger Anleitung, Schülerexperimente mit offener Anleitung) untersucht. Mit einem in Vorstudien erstellten IRT-skalierten Test wurde die Veränderung des Fachwissens über fünf Messzeitpunkte hinweg gemessen. Um eine Wechselwirkung zwischen unterrichtender Lehrkraft und Experimentiersituation zu untersuchen, wurden die Lehrkräfte auch zu ihren Überzeugungen bezüglich der Physik als Wissenschaft und des Physikunterrichts befragt.

Im Vortrag sollen sowohl die Studie mit ihren Messinstrumenten, als auch erste Ergebnisse der Erhebung vorgestellt werden. Abschließend soll anhand der bisher gewonnen Erkenntnisse die Bedeutung verschiedener Experimentiersituationen im Physikunterricht diskutiert werden.

Referenz:

Weber, Jeremias, C. Wenzel, S. Franziska , Winkelmann, Jan, Ullrich, Mark, Erb, Roger & Horz, Holger (2018). Veränderung von Fachwissen in verschiedenen Experimentiersituationen. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 364). Universität Regensburg

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Experimentelle Praktika mit Erklärvideos optimieren

Varnai, Agnes Szabone & Reinhold, Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

An der Veranstaltung „Physikalische Grundlagen“ nehmen jedes Jahr ca. 120 Studierende der Bachelorstudiengänge Lehramt an Grundschulen und Lehramt für sonderpädagogische Förderung teil. Hier werden in 3er-Gruppen für den Sachunterricht relevante physikalische Inhalte in experimentellen Aufgaben selbstständig bearbeitet. Feldbeobachtungen lassen vermuten, dass diese Aufgaben den Studierenden erhebliche Schwierigkeiten bereiten. Um das Praktikum didaktisch wirkungsvoller zu gestalten, soll das Maß an instruktionaler Unterstützung erhöht werden. Hierzu werden der didaktische Ansatz Cognitive Apprenticeship zugrunde gelegt und zur methodischen Realisierung des Ansatzes kurze Erklärvideos eingesetzt.

Insgesamt soll in einem Prä-Post-Design untersucht werden, ob durch diese Interventionsmaßnahme die Selbstwirksamkeitserwartung der Studierenden bezüglich des physikalischen Experimentierens erhöht werden kann. Außerdem werden experimentbezogene Fachwissenstests und videografierte Prozessbeobachtungen eingesetzt. Im Vortrag werden das Design der Feldstudie und erste Ergebnisse vorgestellt.

Referenz:

Varnai, Agnes Szabone & Reinhold, Peter (2018). Experimentelle Praktika mit Erklärvideos optimieren. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 368). Universität Regensburg

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