Kategorie: TB2018

Wie arbeiten Naturwissenschaftler wirklich?

Roetger, Rebekka & Wodzinski, Rita

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Ein wichtiger Gegenstand von Unterricht und Fachdidaktik sind die naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen. Aber inwieweit stimmen die in der Fachdidaktik diskutierten Arbeitsweisen überhaupt mit den Arbeitsweisen echter Wissenschaft überein? Mit dieser Frage werden Studierende im Seminar „Moderne Physik“ konfrontiert, das ihnen Einblicke in aktuelle Forschungstätigkeit und den Berufsalltag eines Wissenschaftlers gewährt. Ein Fokus im Teilprojekt Physik ist dabei die Frage, inwiefern die in didaktischen Veranstaltungen geprägten Vorstellungen über naturwissenschaftliche Arbeitsweisen die Wahrnehmung naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen in der Forschungspraxis beeinflussen und inwiefern umgekehrt die Auseinandersetzung mit aktueller Forschung die Vorstellungen zur Rolle naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen im Unterricht verändern. Dazu werden prä-post leitfadengestützte Interviews und semesterbegleitende Portfolios der Studierenden qualitativ ausgewertet und das Wissenschaftsverständnis mit einem offenen Fragebogen erhoben. Erste Ergebnisse werden im Vortrag präsentiert.

Referenz:

Roetger, Rebekka & Wodzinski, Rita (2018). Wie arbeiten Naturwissenschaftler wirklich?. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 119). Universität Regensburg

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Die Entwicklung des Professionswissens angehender Physiklehrkräfte

Sorge, Stefan, Keller, Melanie, Petersen, Stefan & Neumann, Knut

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Lehrkräfte benötigen adäquates Professionswissen als Grundlage zur Gestaltung qualitativen Unterrichts. Das Ziel des Lehramtsstudiums ist daher die Ausbildung dieses Wissens in den zentralen Dimensionen Fachwissen (CK) und fachdidaktisches Wissen (PCK). Dabei existieren bisher kaum Längsschnittstudien, die Prädiktoren der Entwicklung des Professionswissens in den Blick nehmen. Um diesem Defizit zu begegnen wurden Physiklehramtsstudierende verschiedener Semester im Abstand von einem Jahr zu ihrem Professionswissen befragt. Die Erfassung des Professionswissens berücksichtigte die gesamte Breite als auch Tiefe eines Lehramtsstudiums und umfasste sowohl verschiedene Inhaltsbereiche des CKs als auch Facetten des PCKs. Im Vortrag werden Ergebnisse aus der längsschnittlichen Untersuchung vorgestellt und im Hinblick auf eine optimale Förderung von CK und PCK diskutiert.

Referenz:

Sorge, Stefan, Keller, Melanie, Petersen, Stefan & Neumann, Knut (2018). Die Entwicklung des Professionswissens angehender Physiklehrkräfte. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 123). Universität Regensburg

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Design-Based Research: Unterrichtsgang zur Anfangsoptik

Haagen-Schützenhöfer, Claudia & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Die fachdidaktische Forschung der letzten Jahrzehnte liefert zahlreiche Erkenntnisse über Schülervorstellungen und Lernhindernisse in den meisten Inhaltsbereichen der Physik. Empirische Untersuchungen zeigen allerdings auch, dass eine lernwirksame Umsetzung dieser Erkenntnisse im konventionellen Unterricht nur selten stattfindet. Ein systematischer Theorie-Praxis-Transfer gelingt also kaum. Design-Based Research bietet hier einen möglichen Ansatz, Theorien über bereichsspezifisches Lernen forschungsbasiert zu entwickeln und gleichzeitig Lernumgebungen zu designen, die lernförderlich und in schulischen Rahmenbedingungen umsetzbar sind. In diesem Beitrag wird die Umsetzung eines Design-Based Research Projekts zum Lehren und Lernen der Anfangsoptik vorgestellt, das ausgehend von konkreten Problemstellungen der Unterrichtspraxis in enger Verzahnung mit dieser umgesetzt wurde.

Referenz:

Haagen-Schützenhöfer, Claudia & Hopf, Martin (2018). Design-Based Research: Unterrichtsgang zur Anfangsoptik. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 127). Universität Regensburg

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Empirische Befunde zur Lernförderlichkeit des Elektronengasmodells

Burde, Jan-Philipp & Wilhelm, Thomas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Das Ziel des Elektronengasmodells besteht darin, den Lernenden eine anschauliche Vorstellung des Potenzial- und Spannungsbegriffs zu vermitteln, da sonst ein angemessenes Verständnis elektrischer Stromkreise nur schwer zu erreichen ist. Ein auf dem Elektronengasmodell basierendes Unterrichtskonzept wurde im Rahmen einer mit 790 Schülern durchgeführten Studie im Schuljahr 2015/16 im Frankfurter Raum empirisch evaluiert. Die Studie folgte einem Prätest-Posttest-Treatment-Kontrollgruppen-Design und verwendete als Testinstrument den zweistufigen Multiple-Choice-Test von Urban-Woldron, der auch eine Erhebung von typischen Fehlvorstellungen erlaubt. Die Ergebnisse der Studie sind äußerst vielversprechend: Die nach dem neuen Konzept unterrichteten Schüler entwickeln nicht nur ein deutlich besseres konzeptionelles Verständnis, sondern hatten verglichen mit ihren traditionell unterrichteten Mitschülern auch einen mehr als doppelt so hohen Lernzuwachs. Im Vortrag werden die mit Hilfe einer Mehrebenenanalyse ermittelten Ergebnisse u.a. zum Einfluss von Sachstruktur, Jahrgangsstufe und Lehrkraft im Einzelnen präsen

Referenz:

Burde, Jan-Philipp & Wilhelm, Thomas (2018). Empirische Befunde zur Lernförderlichkeit des Elektronengasmodells. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 130). Universität Regensburg

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Unterrichtsstrukturierung und Binnendifferenzierung durch Lernleitern

Vorst, Helena van

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Im Fokus der vorgestellten Untersuchung steht die Evaluation der Effektivität so genannter Lernleitern, die aufgrund ihres bausteinartigen Aufbaus eine Methode zur transparenten Strukturierung von Unterricht darstellen. Darüber hinaus wird die Lernleiter durch den systematischen Einbezug binnendifferenzierender Förderphasen der aktuellen bildungspolitischen Forderung nach einer stärkeren Differenzierung des Unterrichts gerecht. Die Materialentwicklung fand im Rahmen eines Schulentwicklungsprojektes in Zusammenarbeit mit Chemielehrkräften statt. Mithilfe eines Prä-Post-Kontrollgruppen-Designs wurde anschließend der Einfluss des Lernleitereinsatzes auf kognitive sowie affektive Schülervariablen im Fach Chemie am Beispiel des Themenfeldes Atombau untersucht. Zusätzlich ergänzen leitfadengestützte Schülerinterviews die quantitative Datenerhebung. Erste Ergebnisse zeigen einen positiven Effekt der Methodik hinsichtlich der Schülerleistung sowie des individuellen Fachinteressen an Chemie im Vergleich zu den Kontrollschulen.

Referenz:

Vorst, Helena van (2018). Unterrichtsstrukturierung und Binnendifferenzierung durch Lernleitern . In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 134). Universität Regensburg

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Evaluation von Unterrichtsstrukturierung durch Lernleitern

Hauerstein, Marie-Therese & Vorst, Helena van

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Diese Studie betrachtet die Methode der Lernleiter, einer Strukturierungshilfe, die durch ihren sequenzierten Aufbau die Lerninhalte sowie den Unterrichtsgang strukturiert und zudem differenzierende Lernphasen enthält. Mithilfe eines 2×2-Designs soll untersucht werden, inwiefern die Kopplung von Strukturierung und Differenzierung zu positiven Effekten hinsichtlich affektiver und kognitiver Schülerfaktoren führt. In der Pilotstudie wurde in einem Prä-Post-Kontrollgruppen-Design zunächst der Einfluss der Strukturierung untersucht. Die Interventionsgruppe wurde mit Lernmaterialien zum Thema Atombau unterrichtet. Die Unterrichtsgestaltung in der Kontrollgruppe erfolgte durch die Lehrkraft. Die Variable Differenzierung wurde in beiden Gruppen konstant gehalten, indem das differenzierende Material in beiden Gruppen eingesetzt wurde. Es zeigen sich keine signifikanten Gruppenunterschiede, sodass angenommen werden kann, dass positive Effekte der Gesamtuntersuchung (s. Abstract van Vorst) auf die Differenzierung zurückzuführen sind. Dies soll in der nachfolgenden Hauptstudie überprüft werden.

Referenz:

Hauerstein, Marie-Therese & Vorst, Helena van (2018). Evaluation von Unterrichtsstrukturierung durch Lernleitern. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 138). Universität Regensburg

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Learning Progression – Erwerb von fachlichen Kompetenzen in Chemie

Celik, Kübra Nur & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Eine im Rahmen des Projekts in Zusammenarbeit mit Lehrkräften erstellte Learning Progression zu den Basiskonzepten „Struktur der Materie“, „Chemische Reaktion“ und „Energie“ postuliert logische Abhängigkeiten zwischen Kernideen (Kompetenzerwartungen) und einen fachlich hierarchischen Aufbau dieser Ideen im Fach Chemie. Die angenommenen Abhängigkeiten zwischen den Kernideen und die Hierarchien sollen anhand statistischer Methoden wie die cross-lagged panel Analyse, dem McNemar Test und den Bayesschen Netzen überprüft werden. Geht man davon aus, dass zwischen zwei Kernideen A und B eine Abhängigkeit besteht, werden im Idealfall die Aufgaben zu A von allen B-Lösern richtig gelöst und im Extremfall falsch gelöst, sodass die Abhängigkeit zwischen den Kernideen bestätigt bzw. widerlegt wird. Die evaluierte LP kann so als Unterrichtsplanungshilfe und als Diagnoseinstrument für Lernerfolg eingesetzt werden, indem der Stand der Kompetenzentwicklung von Schülerinnen und Schüler berücksichtigt werden.

Referenz:

Celik, Kübra Nur & Walpuski, Maik (2018). Learning Progression – Erwerb von fachlichen Kompetenzen in Chemie. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 142). Universität Regensburg

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Mehrdimensionale Lernwege beim Experimentieren und ihre Bedeutung für das Forschende Lernen

Paul, Jürgen & Groß, Jorge

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Forschendes Lernen ist ein prominentes Feld fachdidaktischer Forschung. Als eine der zentralen fachgemäßen Denk- und Arbeitsweisen steht dabei häufig das Experimentieren im Fokus, wie auch beim Wettbewerb „Jugend forscht“. Die zentralen Fragen unserer Studie sind, welche Vorstellungsänderungen sich bei den teilnehmenden Jugendlichen im Verlauf des Wettbewerbs ergeben, welche Ursachen dafür identifizierbar sind und inwieweit die abgeleiteten Lernwege beim Experimentieren mit vorhandenen Kompetenzstufenmodellen zur Deckung zu bringen sind.

Der Hintergrund der Arbeit beruht auf einem moderaten Konstruktivismus, dem revidierten Conceptual Change-Ansatz und dem Modell der Didaktischen Rekonstruktion. Für unsere Studie wurden 57 Einzelinterviews qualitativ analysiert sowie bundesweit quantitative Daten mittels Fragebogen im Vor-/Nach-/Retentions-Test-Design erhoben (n > 1000). Die Ergebnisse sollen helfen, fachgemäße Denk- und Arbeitsweisen sowie damit verbundene Vorstellungen sowohl in einem wettbewerblichen als auch in einem schulunterrichtlichen Umfeld gezielter fördern zu können.

Referenz:

Paul, Jürgen & Groß, Jorge (2018). Mehrdimensionale Lernwege beim Experimentieren und ihre Bedeutung für das Forschende Lernen. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 83). Universität Regensburg

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Vorwort

Maurer, Christian

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Referenz:

Maurer, Christian (2018). Vorwort. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 1). Universität Regensburg

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Ausbildung für fächerübergreifenden naturwissenschaftlichen Unterricht
Schwerpunkt: Vorstellungen von der Natur der Naturwissenschaften

Hoffmann, Clemens & Woest, Volker

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Das QLb-Projekt ProfJL (Professionalisierung von Anfang an im Jenaer Modell der Lehrerbildung) bildet an der Friedrich-Schiller-Universität Jena den Rahmen für die Anpassung der universitären Lehramtsausbildung an die aktuelle Situation des naturwissenschaftlichen Unterrichts in Thüringen. Mit der Einführung der Fächer Mensch-Natur-Technik (Klassenstufe 5/6) und Naturwissenschaften und Technik (Klassenstufe 9/10) ergibt sich für Lehrkräfte der Disziplinen Biologie, Chemie und Physik die Anforderung auch fächerübergreifenden bzw. integrierten Unterricht zu gestalten. Grundlage des Ausbildungsmoduls bilden zentrale Merkmale des fächerübergreifenden naturwissenschaftlichen Unterrichts. Neben ersten, exemplarischen Zugängen zu fachfremden Inhalten stehen vor allem die Kooperation der Lehramtsstudierenden und ihrer unterschiedlichen Fachdisziplinen, sowie deren Vorstellungen von der Natur der Naturwissenschaften im Mittelpunkt. Im Vortrag sollen erste Ergebnisse aus dem Projekt vorgestellt werden.

Referenz:

Hoffmann, Clemens & Woest, Volker (2018). Ausbildung für fächerübergreifenden naturwissenschaftlichen Unterricht
Schwerpunkt: Vorstellungen von der Natur der Naturwissenschaften. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 87). Universität Regensburg

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