Kategorie: TB2018

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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Modellexperimente in der Fachwissenschaft Chemie – eine Dokumentenanalyse

Schröder, Laura & Sommer, Katrin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Modellexperimente (ME) werden in der Fachwissenschaft Chemie zur Erkenntnisgewinnung eingesetzt (z.B. Kohse-Höinghaus et al. 2010). Für eine authentische Wissenschaftsvermittlung im Fach Chemie ist demnach eine Beschreibung der Rolle von ME für den fachwissenschaftlichen Erkenntnisprozess eine notwendige Voraussetzung. Da die Literatur keine explizite Beschreibung bietet, stellen sich die Forschungsfragen a) Mit welchen Zielsetzungen findet der Einsatz von ME statt? b) Wie werden die ME konzipiert? c) Wie werden die Ergebnisse aus den ME verwertet?

Zu diesem Zweck wurde eine Dokumentenanalyse an ausgewählten fachwissenschaftlichen Publikationen (N=6) durchgeführt, die nach den Kriterien der zusammenfassenden Qualitativen Inhaltsanalyse (Mayring 2010) ausgewertet wurde. Aus dem daraus entwickelten Kategoriensystem wurden wichtige Aspekte identifiziert, die ein authentisches ME aus der Fachwissenschaft ausmachen. Desweiteren konnten durch Experteninterviews tiefere Einblicke in den Prozess gewonnen werden, wie die Forschung mittels ME vonstattengeht.

Referenz:

Schröder, Laura & Sommer, Katrin (2018). Modellexperimente in der Fachwissenschaft Chemie – eine Dokumentenanalyse. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 348). Universität Regensburg

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Auffassungen von Chemielehrkräften zur Kreativität im Chemieunterricht

Semmler, Luzie & Pietzner, Verena

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Kreativität gewinnt in der heutigen, sich schnell entwickelnden Zeit immer mehr an Bedeutung, da Industrie und Wirtschaft auf Innovationen angewiesen sind. Sie wird daher von Schulabgängern gefordert, dennoch ist sie kein fester Teil der Schulbildung. Besonders in den MINT-Fächern scheint Kreativität noch nicht im Unterricht etabliert zu sein und wird auch nicht in den Curricula erwähnt. Damit Kreativität in den Unterricht dieser Fächer integriert werden kann, ist es wichtig, die Auffassungen und Haltungen von Chemielehrkräften zur Kreativität zu erfassen; dies stellt das Ziel dieser Studie dar. Die Auffassungen wurden mithilfe eines eigens für diese Studie entworfenen Testinstruments, das das Erstellen von zwei Concept Maps und das Ausfüllen eines Fragebogens beinhaltet, erhoben. Befragt wurden insgesamt 15 Chemielehrkräfte von Gymnasien, Gesamtschulen und Oberschulen. Die Auswertung erfolgte sowohl quantitativ als auch qualitativ. In dem Vortrag werden das Testinstrument und zentrale Ergebnisse der Studie vorgestellt.

Referenz:

Semmler, Luzie & Pietzner, Verena (2018). Auffassungen von Chemielehrkräften zur Kreativität im Chemieunterricht. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 412). Universität Regensburg

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Analyse der Erstellung und Interpretation graphischer Auswertungen

Hamacher, John, Trinenberg, Eva & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Die Datenauswertung zu Hause stellt für viele Studierende in physikalischen Praktika eine zeitintensive und besonders schwierige Arbeitsphase dar (Hamacher et al., 2015). Dabei sind laut Studien vor allem zwei eng miteinander verknüpfte Problemfelder der Studierenden identifizierbar: Die Durchführung von graphischen Auswertungen (Schwarz et al., 2014) und der korrekte Umgang mit Messunsicherheiten (Heinicke, 2012). Jedoch mangelt es bisher an Wissen über konkret auftretende Schwierigkeiten in dieser Auswertephase, das als Ausgangspunkt für die Erstellung effektiver Lernhilfen dienen kann.

An der RWTH Aachen wurde im WS 2016/17 eine Studie im Physikpraktikum für Studierende der Biologie durchgeführt, in der von 6 Studierendenpaaren zu je 3 gleichen Versuchen die Erstellungsprozesse ihrer Versuchsberichte detailliert erfasst wurden. Die Analyse des Datenmaterials fokussiert auf die erstellten graphischen Auswertungen. Dabei wird insbesondere auch untersucht, inwiefern Messunsicherheiten von den Studierenden berücksichtigt wurden. Im Vortrag werden Ergebnisse der Analyse präsentiert.

Referenz:

Hamacher, John, Trinenberg, Eva & Heinke, Heidrun (2018). Analyse der Erstellung und Interpretation graphischer Auswertungen. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 352). Universität Regensburg

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Die Anwendung von physikdidaktischem Wissen im Lehr-Lern-Labor

geb. Fried, Susan Schäfer & Trefzger, Thomas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Den Lehr-Lern-Labore kommt in der Lehrerausbildung in Deutschland eine immer größere Bedeutung zu. Betrachtet man dabei die Bedeutung der Lehr-Lern-Labore als zusätzliche Praxisphase im geschützten Umfeld der Universität, ist dieser Umstand auch nicht verwunderlich. Allerdings ist es noch nicht geklärt, wie intensiv die Studierenden diese neue Art der Praxisphase nutzen. In der Universität Würzburg ist das Lehr-Lern-Labor im 6 Semester nach den wichtigsten Physikdidaktik Kursen angesiedelt, somit haben die Studierenden einen guten Fundus an physikdidaktischem Wissen welches sie im Lehr-Lern-Labor zur Planung der Experimentierstationen und Durchführung des Lehr-Lern-Labors nutzen können. Dieser Frage geht der Vortrag nach: Welches physikdidaktische Wissen nutzen Studierenden im Lehr-Lern-Labor und wie entwickelt sich dieses Wissen. Im Vortrag werden die anschließende Ergebnisse des Projektes vorgestellt.

Referenz:

geb. Fried, Susan Schäfer & Trefzger, Thomas (2018). Die Anwendung von physikdidaktischem Wissen im Lehr-Lern-Labor. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 416). Universität Regensburg

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Der Einfluss kontextualisierter Lernumgebungen auf die Transferfähigkeit

Kehne, Franziska & Fechner, Sabine

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Kontextualisierte Lernumgebungen verfolgen unter anderem das Ziel, den Lernenden ein strukturiertes Wissensfundament zu vermitteln und Beziehungen zwischen chemischen Fachwissen und der Alltagswelt der Lernenden aufzuzeigen. Studien weisen jedoch auf Schwächen der Lernenden beim Übertragen von Wissen in neue Kontexte hin. Im Rahmen dieser Studie soll ein Beitrag zur Aufklärung der Wirkung kontextorientierter Lernumgebungen auf die Transferfähigkeit geleistet werden.

Hierzu wurde eine Interventionsstudie durchgeführt, in welcher sich die Lernumgebungen in Bezug auf den Grad der Dekontextualisierung (implizit, explizit) voneinander unterscheiden. Die Studie ist eingebettet in eine Prä-Post-Erhebung des Konzeptwissens. Zudem wird die Übertragbarkeit des zunächst situiert erworbenen Wissens in neue Kontexte überprüft. Die Analyse zeigt leichte Vorteile einer expliziten Dekontextualisierung in Bezug auf die Transferfähigkeit auf. Zudem können Maßnahmen zur individuellen Förderung durch Extremgruppenvergleiche abgeleitet werden.

Referenz:

Kehne, Franziska & Fechner, Sabine (2018). Der Einfluss kontextualisierter Lernumgebungen auf die Transferfähigkeit. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 292). Universität Regensburg

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Modellieren beim Problemlösen – Untersuchung prozeduraler Kompetenz

Digel, Susanne, Scheid, Jochen & Kauertz, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Naturwissenschaftliche Modellierungskompetenz ist vor allem für die Erstellung eines adäquaten Situationsmodells bedeutsam. In kontextualisierten Problemlöseprozessen stellt dies die erste und entscheidende Hürde dar. Aus der bisherigen Forschung zu naturwissenschaftlichem Modellieren sind zwar geeignete Instrumente zur Erfassung deklarativer und metakognitiver Modellierungskompetenz hervorgegangen, der prozedurale Aspekt wurde bisher jedoch nicht ausführlicher beleuchtet. Dieser Forschungslücke soll mit der Entwicklung und empirischer Prüfung eines Modells prozeduraler Modellierungskompetenz – mit den Dimensionen Anwenden, Bewerten und Entwickeln – begegnet werden. Zugehörige Testinstrumente wurden für die Domänen Optik und Kinematik konstruiert.

In der Pilotierung (Klassen 9-13, N=82) zeigten beide Tests gute Reliabilitäten (EAP/PV Opt/Kin: 0.80/0.91) und akzeptable Itemfit-Werte. IRT-Modellvergleiche deuten auf drei Dimensionen (für Optik und Kinematik). Detaillierte Ergebnisse werden auf der Konferenz vorgestellt und diskutiert.

Referenz:

Digel, Susanne, Scheid, Jochen & Kauertz, Alexander (2018). Modellieren beim Problemlösen – Untersuchung prozeduraler Kompetenz. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 296). Universität Regensburg

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Komplexe Problemlösefähigkeit von Lernenden in der Physik

Gigl, Florian, Löffler, Patrick, Cauet, Eva & Kauertz, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Problemlösen in außerschulischen Situationen bedarf der Nutzung von Wissen und Fertigkeiten, die im Rahmen der Scientific Literacy auch im Physikunterricht vermittelt werden. Prominente Lerngelegenheiten für die Fähigkeit zur Lösung physikbezogener Probleme im Unterricht sind Experimente und textgebundene physikbezogene Problemaufgaben. Zur Messung von Problemlösefähigkeit werden in PISA interaktive Probleme ohne fachlichen Bezug herangezogen. Diesen liegt die Idee zugrunde, dass sich fachspezifisches Problemlösen alleine durch eine domänenübergreifende Problemlösefähigkeit und Fachwissen erklären lässt. Zur Nachverfolgung dieser Annahme soll der Zusammenhang von Fachwissen, physikalischer und domänenübergreifender Problemlösefähigkeit untersucht werden. Dazu wurden zwei computerbasierte Instrumente zur Erfassung analytischer und komplexer physikalischer Problemlösefähigkeit konstruiert, deren Qualität anhand von Annahmen zu Struktur und Ablauf des Problemlöseprozesses sowie Befunden der Pilotierung zu Reliabilität und Validität der Instrumente, diskutiert werden soll.

Referenz:

Gigl, Florian, Löffler, Patrick, Cauet, Eva & Kauertz, Alexander (2018). Komplexe Problemlösefähigkeit von Lernenden in der 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. 300). Universität Regensburg

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