Kategorie: TB2018

Das Fach ,Integrierte Naturwissenschaften’ in der Evaluation

Galow, Philipp & Köster, Hilde

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Das Studienfach ,Integrierte Naturwissenschaften’ wurde insbesondere im Hinblick auf den Bedarf an Lehrkräften für das noch recht neue Schulfach ‚Naturwissenschaften’ an Berliner Grundschulen konzipiert und verbindet Fach- und Fachdidaktik-Inhalte aus Physik, Chemie und Biologie mit sachunterrichtsdidaktischen und grundschulspezifischen pädagogischen Inhalten und Methoden. Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung mit den Facetten ,Wissenschaftliches Argumentieren’ und ,Experimentieren’ bildet einen Schwerpunkt des Studienkonzepts. Im Rahmen einer explorativ angelegten Untersuchung werden die Prozesse des wissenschaftlichen Argumentierens und des experimentellen Handelns von 24 Grundschullehramtsstudierenden verschiedener Fachsemester in Phänomenbegegnungssituationen analysiert. Ziel ist es, die Argumentations- und Experimentierprozesse in Bezug auf ihre Struktur, Qualität und fachliche Richtigkeit hin zu untersuchen.

Referenz:

Galow, Philipp & Köster, Hilde (2018). Das Fach ,Integrierte Naturwissenschaften’ in der Evaluation . In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 332). Universität Regensburg

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Lerntrajektorien im Energiekonzept

Kubsch, Marcus, Nordine, Jeffrey, Fortus, David, Krajcik, Joseph & Neumann, Knut

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Das Energiekonzept stellt Schülerinnen und Schüler (SuS) vor eine große Herausforderung. Diverse Arbeiten zeigen, dass gerade die Anwendung des Energiekonzepts um Phänomene zu erklären und zu interpretieren SuS große Schwierigkeiten bereitet. Stimmen aus der Fachdidaktik und Fachphysik schlagen vor, anstatt wie momentan hauptsächlich der Fall, nicht auf Energieformen und deren Umwandlung, sondern auf Energietransfers zwischen Systemen zu fokussieren. Dies soll SuS dabei unterstützen das Energiekonzept anzuwenden um Phänomene zu erklären und zu interpretieren, da hierfür Energieänderungen in interagierenden Systemen entscheidend sind. Nachdem klassischer Unterricht zu Energie gut beforscht ist, verfolgen wir in einer Langschnittstudie wie SuS in einer Curriculumseinheit, die auf Energietransfers zwischen Systemen fokussiert, in der Lage sind Phänomene mit Hilfe von Energie zu erklären. Wir skizzieren so neue Lernwege im Energiekonzept und diskutieren diese vor dem Hintergrund der Forschung zu klassischen, auf Energieformen basierten Curricula.

Referenz:

Kubsch, Marcus, Nordine, Jeffrey, Fortus, David, Krajcik, Joseph & Neumann, Knut (2018). Lerntrajektorien im Energiekonzept . In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 272). Universität Regensburg

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Prozessqualität sichtbar machen durch Kommunikationsgraphen

Strippel, Christian Georg & Sommer, Katrin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Die Analyse der Kommunikation von Lehrenden und Lernenden ist ein probater Weg, um die Qualität von Lehr-Lern-Prozessen zu untersuchen. Efing & Sommer (2017) zeigen, wie verhaltensbasierte Daten mittels qualitativer Inhaltsanalyse effizient ohne Transkription in ELAN kodiert werden. Lehesvuori et al. (2013) demonstrieren an einer kleinen Stichprobe (n=2) die manuelle Erstellung von Kommunikationsgraphen aus solchen Daten und analysieren so die Prozessqualität.

In dieser Studie wird die Struktur der Auseinandersetzung mit Erkenntnisgewinnung beim Experimentieren von N = 155 ProbandInnen in N = 64 Gruppen untersucht. Die Kommunikation wird ohne Transkription mittels Kategoriensystemen zur Erkenntnisgewinnung in ELAN kodiert. Die erhaltenen Daten werden mittels eines selbstgeschriebenen Python-Skripts in Kommunikationsgraphen überführt. Der Vergleich der Kommunikationsgraphen zeigt Unterschiede und Gemeinsamkeiten auf der Makro-, Meso- und Mikro-Ebene der Kommunikation. Das effiziente Vorgehen bei der Erstellung der Kommunikationsgraphen erlaubt eine Typisierung auch großer Datenmengen.

Referenz:

Strippel, Christian Georg & Sommer, Katrin (2018). Prozessqualität sichtbar machen durch Kommunikationsgraphen. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 336). Universität Regensburg

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Energieerhaltung in der Sekundarstufe 1 – Entwicklung eines Unterrichtskonzepts

Hauff-Achleitner, Andrea & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Energieerhaltung wird in vielen Forschungsbeiträgen als das schwierigste Teilkonzept beschrieben. Daher werden in den meisten Unterrichtsvorschlägen zuerst Arten und Formen von Energie eingeführt, bevor als Abschluss der Energieerhaltungssatz unterrichtet wird. Alternativ dazu wurde aufbauend auf Vorarbeiten von Martin Bader für die Sek. 2 ein neues Unterrichtskonzept für die Sek. 1 erstellt, bei welchem die Energieerhaltung im Vordergrund steht. Aktuell wird untersucht, ob eine frühere Einführung des Energieerhaltungssatzes zu einer besseren Wahrnehmung und Verständnis dessen beiträgt. Erste Erprobungen zeigten viel versprechende Ergebnisse bei Lehrkräften und SchülerInnen. Die Wirksamkeit des neuen Curriculums wird mit einem mixed-methods-Ansatz in einem Vergleichsstudiendesign empirisch überprüft. Im Vortrag werden die Grundzüge des neuen Unterrichtskonzepts sowie erste Ergebnisse vorgestellt.

Referenz:

Hauff-Achleitner, Andrea & Hopf, Martin (2018). Energieerhaltung in der Sekundarstufe 1 – Entwicklung eines Unterrichtskonzepts. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 276). Universität Regensburg

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Lernen über Energie & Technikkulturen

Bartosch, Ilse

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Das Erreichen eines angemessenen konzeptuellen Verständnisses von Energie ist ein wesentlicher Aspekt von qualitätsvollem naturwissenschaftlichem Unterricht. Allerdings greift fachlich technisches Wissen zu kurz für eine Verhaltensänderung im Sinne eines verantwortungsvollen Umgangs mit Energie. Im Rahmen des Projekts SOLARbrunn – mit der Sonne in die Zukunft haben sich Schülerinnen und Schüler einer Höheren Technischen Lehranstalt gemeinsam mit einem interdisziplinären Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern damit auseinandergesetzt, wie ein bestehendes öffentliches Gebäudes in ein „green building“ umgewandelt werden kann. Im Zuge der Untersuchungen wurde deutlich, dass die Auseinandersetzung mit den Alltagsroutinen der Nutzerinnen und Nutzer sowie mit wirtschaftlichen und politischen Rahmenbedingungen die Voraussetzung für die Überlegungen zu effizienten Einsatz von Energiedienstleistungen ist. Verknüpft damit waren Fragen des Selbstverständnisses von Technik und „Techniker(in) sein“ zentral für eine erfolgreiche Problemlösung.

Referenz:

Bartosch, Ilse (2018). Lernen über Energie & Technikkulturen. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 280). Universität Regensburg

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Fachspezifischer Humor als Methode in der Gesundheitsbildung

Holzapfel, Marisa, Stachelscheid, Karin & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Ziel von Gesundheitsbildung ist es, Lernende zu befähigen, kompetent angemessene, gesundheitsrelevante Entscheidungen zu treffen. Zu diesem Zweck sind das Interesse an Gesundheitsthemen und das entsprechende Wissen notwendige Voraussetzungen. Um diese zu erreichen, wird die im fachdidaktischen Forschungsfeld relativ junge Methode des fachspezifischen Humors (FaH) eingesetzt. Dazu wurden Selbstlernmaterialien mit und ohne FaH zum Thema Sonnenschutz entwickelt. Diese werden in ihrer Wirksamkeit auf die Variablen Verhaltenseinstellung, Lernerfolg und Interesse mit Probanden der Jgst. 4 und 6 im klassischen Pre-Post-Follow-Up-Design untersucht.

Im Beitrag werden ausgewählte Ergebnisse der Pilotstudie vorgestellt. In dieser wurden Testinstrumente zur Erfassung von Verhaltenseinstellung, Fachwissen und Interesse am Thema Sonnenschutz sowie zum Sinn für Humor und zum Humorverständnis des FaH qualitativ und quantitativ evaluiert. Besondere Berücksichtigung fand hierbei auch die Herstellung der notwendigen Passung der Selbstlernmaterialien und Testinstrumente für beide Jgst..

Referenz:

Holzapfel, Marisa, Stachelscheid, Karin & Walpuski, Maik (2018). Fachspezifischer Humor als Methode in der Gesundheitsbildung. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 284). Universität Regensburg

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Die Idee von der Abschaffung der Kluft -Kritik einer fachdidaktischen Metapher des Lehrens und Lernens

Müller, Marc

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Metaphern sind wirkmächtige Denkwerkzeuge – nicht nur für Lernende und Lehrende, sondern auch für Forscher. Naturwissenschaftsdidaktische Vorschläge werden immer wieder gerechtfertigt mit Bezug auf die Metapher von der Kluft zwischen Lebenswelt und wissenschaftlicher Welt, die den Lernweg der Novizen kreuzt und von ihnen überwunden werden muss. So vielfältig allerdings die Strategien zur Überwindung einer gegenständlichen Kluft sind, so vielfältig sind auch die didaktischen zur Überwindung der bildlichen: Vielerlei Arten von Brücken sind denkbar. Der Vortrag hinterfragt die Metapher hinsichtlich dieser Strategien. Der Fokus liegt dabei auf einer Kritik phänomenologischer Anliegen und dem von Wagenschein entlehnten Gebrauch der Metapher (vgl. bspw. Østergaard et al. 2008).

Referenz:

Müller, Marc (2018). Die Idee von der Abschaffung der Kluft -Kritik einer fachdidaktischen Metapher des Lehrens und Lernens. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 288). 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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