Kategorie: TB2018

Experimentieren lernen – Inhalte von Schülerdiskursen

Hägele, Jörn J. , Vorholzer, Andreas & Aufschnaiter, Claudia von

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Der Aufbau experimentbezogener Kompetenzen ist ein wichtiges Ziel des naturwissenschaftlichen Unterrichts. Während es bereits eine vergleichsweise große Anzahl fachdidaktischer Studien gibt, die sich mit der Lernwirksamkeit von Unterrichtsangeboten befassen, wurde bisher nur selten untersucht, wie die Entwicklung experimentbezogener Kompetenzen bei Schülern verläuft. Im vorgestellten Projekt werden deshalb die Lernprozesse von N = 94 Schülern bei der Bearbeitung von Lernaufgaben zu den Teilkompetenzen „Fragen formulieren“, „Untersuchungen planen“ und „Daten auswerten“ videogestützt analysiert. Ziel dieser Analyse ist es, aus den Äußerungen der Schüler zu rekonstruieren, mit welchen Konzepten sie sich bei der Aufgabenbearbeitung auseinandergesetzt haben, wie sie diese Konzepte (ggf. situationsspezifisch) verstehen und wie sich ihr Verständnis zeitlich und inhaltlich verändert (z. B. im Sinne einer „Learning Progression“). Im Vortrag werden die methodischen Zugänge vorgestellt und diskutiert sowie erste Ergebnisse berichtet.

Referenz:

Hägele, Jörn J. , Vorholzer, Andreas & Aufschnaiter, Claudia von (2018). Experimentieren lernen – Inhalte von Schülerdiskursen. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 380). Universität Regensburg

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Konzeptuelles Verständnis im Schülerlabor

Woithe, Julia, Kuhn, Jochen, Müller, Andreas & Schmeling, Sascha

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Bisherige Wirksamkeitsstudien bescheinigen Schülerlaboren einen Effekt auf affektive Schülervariablen wie Interesse an Naturwissenschaften (Engeln 2004, Glowinski 2007, Pawek 2009) oder dem wahrgenommenen Image von Naturwissenschaften (Weßnigk 2013). Zusätzlich ist es ein Ziel vieler Schülerlabore, die Wissenschaft des angeschlossenen Forschungsstandortes für Jugendliche begreifbar zu machen und einen Einblick in die aktuelle Forschung zu geben. Bisher ist allerdings nur wenig über kognitive Effekte von Schülerlaboren bekannt, und wie sich ein Schülerlabortag z, B. auf das konzeptuelle Verständnis im thematisierten Lernbereich auswirkt.

Im Rahmen der vorgestellten Evaluationsstudie wurden Lernaktivitäten für das Schülerlabor S’Cool LAB am CERN basierend auf dokumentierten Schülervorstellungen zur Teilchenphysik entwickelt, und die Wirkung des Besuchs im Labor untersucht. In diesem Beitrag stellen wir sowohl die Wirkung auf affektive Variablen (Interesse, Neugier und Selbstkonzept) als auch erste Ergebnisse zu kognitiven Variablen (Veränderung des konzeptuellen Verständnis) vor.

Referenz:

Woithe, Julia, Kuhn, Jochen, Müller, Andreas & Schmeling, Sascha (2018). Konzeptuelles Verständnis 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. 384). Universität Regensburg

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Sind vorunterrichtliche Vorstellungen zu Wärme und Temperatur auch kulturell geprägt?

Halar, Alberto Marcos & Laukenmann, Matthias

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Es ist seit langem bekannt, dass vorunterrichtliche Vorstellungen (VV) zu physikalischen Sachverhalten den Lernprozess prägen. Sozio-kulturelle und sozial-konstruktivistische Positionen weisen auf eine enge Beziehung zwischen den VV und der Alltagskultur hin. Als Bewohner eines der wärmsten Länder der Erde haben mosambikanische Schüler (Mosambik liegt in Südost-Afrika) hinsichtlich Wärme und Temperatur einen anderen Erfahrungshintergrund als beispielsweise Schüler mitteleuropäischer Staaten. In der vorliegenden Studie sind die VV zu Wärme und Temperatur in Mosambik erfasst worden. Ein Interviewleitfaden wurde zunächst in zwei Pilotstudien im Feld erprobt und schließlich in einer Hauptstudie eingesetzt. Anhand der erhobenen Daten wurde inhaltsanalytisch ein Kategoriensystem entwickelt. Es dient dazu, die für mosambikanische Schüler spezifischen VV zu identifizieren. Der Vergleich mit den typischen VV in westlich geprägten Kulturen soll zeigen, ob sich kulturelle Ausprägungen der VV nachweisen lassen oder nicht. Einige zentrale Ergebnisse der Hauptstudie werden vorgestellt.

Referenz:

Halar, Alberto Marcos & Laukenmann, Matthias (2018). Sind vorunterrichtliche Vorstellungen zu Wärme und Temperatur auch kulturell geprägt?. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 388). Universität Regensburg

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Schülervorstellungen zur Energie – Entwicklung eines Testinstruments

Behle, Julia & Wilhelm, Thomas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Neuere Untersuchungen der Schülervorstellungen zur Energie haben gezeigt, dass sich die Präkonzepte sowohl im Bereich der Assoziationen als auch in den darunter liegenden Rahmenkonzepten in den letzten 30 Jahren gewandelt haben. Ebenso zeigten befragte SchülerInnen in Interviews eine Koexistenz mehrerer Rahmenkonzepte, so dass dies bei der Untersuchung von Schülerrahmenkonzepten berücksichtigt werden muss. Im Rahmen einer geplanten Untersuchung zur möglichen Beeinflussung von Schülerrahmenkonzepten durch eine außerschulische Lerngelegenheit soll nun ein Testinstrument zur Analyse von Rahmenkonzepten entwickelt werden, das dieser Problemstellung Rechnung trägt. Die Items des Fragebogens wurden dabei aus Aussagen vorher durchgeführter Schülerinterviews erstellt. Im Vortrag soll vorgestellt werden, wie mit Hilfe einer qualitativen Schülerbefragung die Testitems inhaltlich validiert wurden. Dazu wurden die SchülerInnen mit der Methode des „lauten Denkens“ befragt und ihre Antworten und Erläuterungen mit Hilfe eines zuvor entwickelten Kodiermanuals ausgewertet.

Referenz:

Behle, Julia & Wilhelm, Thomas (2018). Schülervorstellungen zur Energie – Entwicklung eines Testinstruments. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 392). Universität Regensburg

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Lernprozesse zu nicht-sichtbarer Strahlung – Empirische Untersuchungen in der Sekundarstufe 2

Plotz, Thomas & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Der Bereich der elektromagnetischen Strahlung zählt zu den Bereichen, welche noch wenig im Fokus fachdidaktischer Forschung standen. Elektromagnetische Strahlung beeinflusst unser tägliches Leben unmittelbar. So reichen öffentliche Diskussionen von der UV-Strahlung und Solarien, über die mögliche Gefahr, welche von unseren Handys ausgeht, bis hin zu Aufklebern, welche versprechen die „schädliche“ Strahlung aufzusaugen. Daher ergibt sich die Notwendigkeit, diesen Inhaltsbereich genauer zu untersuchen und zu beforschen.

In den vergangenen vier Jahren wurden im Rahmen der nun vorliegenden Qualifikationsarbeit, das Wissen über bestehende Schülervorstellungen ausgebaut und neue identifiziert. Zusätzlich konnte im Rahmen dieser Arbeit die Methode Cross-Age Peer Tutoring als wirksam bestätigt und eine mögliche Methode zur Erforschung von Schülervorstellungen exploriert werden.

Im Vortrag wird ein Überblick über das Gesamtprojekt gegeben und die Kernerkenntnisse aus drei Teilbereichen vorgestellt. Zudem werden die Implikationen der Arbeit und die weiteren Schritte dargelegt.

Referenz:

Plotz, Thomas & Hopf, Martin (2018). Lernprozesse zu nicht-sichtbarer Strahlung – Empirische Untersuchungen in der Sekundarstufe 2. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 396). Universität Regensburg

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Perspektiven des Programms MILeNa zur MINT-Lehrer-Nachwuchsförderung

Schorn, Bernadette, Salinga, Christian & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Mit dem überregionalen Programm MILeNa zur MINT-Lehrer-Nachwuchsförderung wurden seit dem Start im Herbst 2013 in vier Jahrgängen ca. 250 Schülerinnen und Schüler aus vier Bundesländern erreicht. Dabei wurden wertvolle Erfahrungen zu erfolgversprechenden Ansätzen der MINT-Lehrer-Nachwuchsförderung gesammelt. Gleichzeitig wird das Programm in seinem derzeitigen Format und dem damit zu erreichenden Umfang des Adressatenkreises dem Ausmaß der Herausforderungen des prognostizierten Lehrermangels nicht gerecht. Deshalb wurde auf der Grundlage der bisherigen Erfahrungen und erster Pilotierungen modifizierter Veranstaltungsformate ein weiterentwickeltes MINT-Lehrer-Nachwuchsförderprogramm konzipiert. Das Konzept des weiterentwickelten Programms, das zu deutlich größeren Teilnehmerzahlen hin skaliert werden kann, wird in dem Beitrag vorgestellt.

Referenz:

Schorn, Bernadette, Salinga, Christian & Heinke, Heidrun (2018). Perspektiven des Programms MILeNa zur MINT-Lehrer-Nachwuchsförderung. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 400). Universität Regensburg

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Naturwissenschaftliches Denken im Kontrast zu chinesischem Naturdenken

Kosler, Thorsten

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Im naturwissenschaftlichen Unterricht gelingt es bisher kaum, Schüler_innen in die Lage zu versetzen, nach dem Vorbild der Erkenntnisgewinnung in der Naturwissenschaft zu lernen. Zumindest dann nicht, wenn als Maßstab für die angestrebte Authentizität des Vorgehens die jüngere Wissenschaftsforschung herangezogen wird (Höttecke & Rieß 2015).

Da eine Synthese der Ergebnisse der Wissenschaftsforschung im Hinblick auf eine Charakterisierung naturwissenschaftlichen Denkens bisher nicht vorliegt, ist eine solche derzeit als fachdidaktisches Desiderat zu sehen. Dieses wird dadurch bearbeitet, dass wesentliche Elemente naturwissenschaftlichen Denkens über einen Vergleich mit chinesischem Naturdenken, unter Rekurs auf Jullien (2004, 2010), bestimmt und unter Hinzuziehung der Wissenschaftsforschung (Netz 1999) interpretiert werden. Das Ergebnis ist eine Bestimmung derjenigen kognitiven Hilfsmittel, die von wesentlicher Bedeutung sind für das von Hacking (1983, 1992) und Gooding (1990) charakterisierte Wechselspiel aus Repräsentieren und Eingreifen im Prozess naturwissenschaftlicher Forschung.

Referenz:

Kosler, Thorsten (2018). Naturwissenschaftliches Denken im Kontrast zu chinesischem Naturdenken. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 340). Universität Regensburg

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Evaluation MINT-Klasse – Thesen zur MINT-Nachwuchsförderung

Holmeier, Monika

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Im Schuljahr 2013/14 führte das Gymnasium Lerbermatt in Köniz, Bern sogenannte MINT-Klassen ein. Dort erhalten Schüler/innen während der drei Jahre vor dem Abitur in zwei zusätzlichen Schulstunden pro Woche die Möglichkeit, anwendungs- und problemlöseorientiert natur-wissenschaftlich-technische Probleme zu bearbeiten. Zudem absolvieren die Schüler/innen praktische Elemente (bspw. Summerschool an der ETH Lausanne), in denen sie eigenständig forschen und experimentieren. Durch die Teilnahme an der MINT-Klasse sollen die Schüler/innen die Faszination der Naturwissenschaften hautnah erleben und sich zusätzliches Wissen aneignen.

Die MINT-Klassen wurden mittels Längsschnitt- und Kontrollgruppendesign über drei Jahre hinweg evaluiert (2013-2016). Abgeleitet aus den Ergebnissen der Evaluation, die auf Fragebogen und qualitativen Interviews basiert, werden im Vortrag Thesen präsentiert, die zeigen sollen, worauf bei der Einführung von MINT-Förderangeboten geachtet werden muss. Dadurch soll ein Beitrag zur Qualitätsentwicklung im Bereich der MINT-Nachwuchsförderung geleistet werden.

Referenz:

Holmeier, Monika (2018). Evaluation MINT-Klasse – Thesen zur MINT-Nachwuchsförderung. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 404). Universität Regensburg

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Schülerargumentationen untersuchen
Strukturelle vs. inhaltliche Analyse

Gromadecki-Thiele, Ulrike & Priemer, Burkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

In der Forschungslandschaft unterscheiden sich die entwickelten Analysemethoden für Schülerargumentationen erheblich, so dass ein direkter Vergleich nicht immer möglich ist. Entweder werden die Schülerargumente auf strukturelle Merkmale untersucht (z. B. mittels des Toulmin-Schemas). Oder die Qualität des Inhalts und der Begründung wird analysiert und bewertet, wobei in diesem Bereich weitaus weniger Forschungsarbeiten vorliegen.

Um einen Vergleich zu ermöglichen wurden Analyseinstrumente auf der strukturellen und inhaltlichen Ebene entwickelt. Das Forschungsinteresse lag dabei erstens daran, ob es möglich ist, das gleiche inhaltliche Analyseinstrument von einer Studie mit rein physikalischem Inhalt auf eine Studie mit einem Socio-Scientific Issue zu übertragen. Zweitens war es von Bedeutung, ob sich die Qualität der Schülerargumente im strukturellem und inhaltlichem Bereich unterscheidet. Die Ergebnisse deuten an, dass es zwar möglich ist, einige Kategorien zu übertragen, die Übertragbarkeit jedoch von der Aufgabenstellung und dem jeweiligen Antwortformat abhängt.

Referenz:

Gromadecki-Thiele, Ulrike & Priemer, Burkhard (2018). Schülerargumentationen untersuchen
Strukturelle vs. inhaltliche Analyse. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 344). Universität Regensburg

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Voraussetzungen für MINT im Schweizer Kindergarten

Delaney, Seamus, Koch, Alexander & MacCabe, Kelly

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

In der laufenden Bildungsreform (Lehrplan 21) stellt noch eine Herausforderung für Kindergartenlehrpersonen dar, insbesondere im Hinblick auf die MINT-Inhalte. Der Kanton Basel-Stadt setzt die Reform bereits um, andere Kantone folgen in weiteren Jahren.

19 Lehrpersonen mit einer Berufserfahrung von durchschnittlich 15.5 Jahren (SD=14.3) aus Basel-Stadt, wurden zur Praxisrelevanz des Lehrplan 21 und seiner Umsetzungsmöglichkeiten gegenüber MINT-Inhalten befragt. Neben quantitativen Analysen werden auch qualitative Angaben bei der Interpretation herangezogen.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Lehrpersonen eine positive Einstellung gegenüber MINT-Inhalten haben. Sie würdigen auch, dass MINT-Wissen den Kindern und für ihren Schulerfolg nützlich ist. Aber die Lehrpersonen haben immer noch negative Wahrnehmungen im Umgang mit Lehrmitteln und deren Relevanz für den Unterricht; Sie unterrichten mit «Kopf, Herz und Verstand»

Im Vortrag werden die Haltungen der Kindergartenlehrpersonen und die Herausforderungen in der Gestaltung von MINT-Unterricht sowie der Lehrmitteleinsatz diskutiert.

Referenz:

Delaney, Seamus, Koch, Alexander & MacCabe, Kelly (2018). Voraussetzungen für MINT im Schweizer Kindergarten. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 408). Universität Regensburg

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