Kategorie: TB2018

Mathematisches Modellieren in der Physikalischen Chemie

Komor, Ines, Vorst, Helena van & Sumfleth, Elke

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Mathematisches Modellieren, beschrieben durch den mathematischen Modellierungskreislauf (Schmidt & Di Fuccia, 2012), spielt beim Lösen chemischer Problemstellungen eine wichtige Rolle. Wesentliche Schritte des Kreislaufs sind das Erfassen des chemischen Problems, die Mathematisierung dieses Problems sowie die Rückinterpretation des mathematisch ermittelten Resultats. Für die Allgemeine Chemie wurde gezeigt, dass Studierende Schwierigkeiten bei der Mathematisierung des Problems haben. Im Rahmen einer Interviewstudie sollen die schwierigkeitserzeugenden Schritte des Modellierungskreislaufs detailliert am Beispiel der Physikalischen Chemie analysiert werden. Dazu wurden drei Aufgaben entwickelt, die als Interviewleitfaden dienen und während der Interviews mithilfe der Methode „Lautes Denken“ von Studierenden der Vorlesung zur Physikalischen Chemie gelöst werden. Die Ergebnisse der Studie sollen für die Entwicklung eines Messinstruments zur Erfassung der mathematischen Modellierungskompetenz sowie eines Förderprogramms für die Physikalische Chemie genutzt werden.

Referenz:

Komor, Ines, Vorst, Helena van & Sumfleth, Elke (2018). Mathematisches Modellieren in der Physikalischen 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. 820). Universität Regensburg

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Reflexion von Physikunterricht: Ein Performanztest

Kempin, Maren, Kulgemeyer, Christoph & Schecker, Horst

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Für Physiklehrkräfte stellt die Reflexion von Unterricht eine Standardsituation ihrer Berufspraxis dar. Unterrichtsreflexion spielt bereits im Lehramtsstudium eine Rolle: In Praktika reflektieren Studierende ihren eigenen Unterricht und den von Mentoren/Mentorinnen sowie von Mitpraktikanten/Mitpraktikantinnen. In einem Teilprojekt von ProfiLe-P+ wird ein standardisiertes, videobasiertes Szenario entwickelt und erprobt, mit dem die Reflexionsfähigkeit der Physiklehramtsstudierenden erfasst werden soll. Dabei wird eine Situation kollegialer Beratung zu erteiltem Unterricht simuliert und dadurch Nähe zu einer authentischen beruflichen Handlungssituation erzeugt. Damit sollen (a) der Einfluss des Professionswissens (Fachwissen und fachdidaktisches Wissen) auf die Qualität der Reflexionsperformanz und (b) die Änderungen der Reflexionsperformanz nach einem Praxissemester untersucht werden. Die Reflexionsqualität wird auf Grundlage eines Modells zur Selbst- und Fremdreflexion von Physikunterricht bewertet. Vorgestellt werden das Testinstrument und Ergebnisse aus dessen Pilotierung.

Referenz:

Kempin, Maren, Kulgemeyer, Christoph & Schecker, Horst (2018). Reflexion von Physikunterricht: Ein Performanztest. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 884). Universität Regensburg

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Entwicklung und Evaluation eines Lehr-Zyklotrons

Bechstein, Stefan, Riese, Josef & Stahl, Achim

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Mit dem Bau von Schülerlabor-, Sek.II- und Hochschul-Versuchen zur Physik der Teilchenbeschleuniger und der Entwicklung von Modellen sowie Unterrichtseinheiten wird eine Lücke im Curriculum geschlossen. Kern ist die Entwicklung eines Zyklotrons zum Experimentieren in Schülerlaboren und Schulen. Bis dato wird es lediglich mithilfe von bildlichen Darstellungen oder Computersimulationen vermittelt. Dies wird der Bedeutung von Zyklotronen kaum gerecht, wenn man den enormen Nutzen für die Medizin sowie die Forschung allgemein bedenkt. Die Kooperationsstruktur, bestehend aus dem Institut für experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik der RWTH Aachen und dem Institut für Didaktik der Physik und Technik an der RWTH, ermöglicht umfassende Forschungen sowohl beim Quellen-Design, der Vakuumtechnik oder den Analyse-Möglichkeiten, als auch bei Konstruktion von Unterricht oder empirischen Untersuchungen. Auf dem Poster werden die Gliederung der Sachstruktur, zahlreiche bauliche Lösungen und erste Beispiele für Lerngelegenheiten zu sehen sein.

Referenz:

Bechstein, Stefan, Riese, Josef & Stahl, Achim (2018). Entwicklung und Evaluation eines Lehr-Zyklotrons. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 824). Universität Regensburg

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Erfassung der Performanz bei der Planung von Physikunterricht

Schröder, Jan, Vogelsang, Christoph & Riese, Josef

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Der Prozess der schriftlichen Unterrichtsplanung stellt in der universitären Ausbildung sowie im Vorbereitungsdienst einen wichtigen Teil der Professionalisierung von Lehrkräften dar. Darüber hinaus ist die Planung von Unterricht eine berufliche Standardsituation, die allerdings wenig Ähnlichkeit mit den schriftlichen Planungen der Ausbildungsphase aufweist. Um die Fähigkeit zur Unterrichtsplanung zu erfassen wird in diesem Teilprojekt des Projektverbunds Profile-P+ ein Performanztest entwickelt, in dem Physikunterricht von Studierenden in einer standardisierten Situation schriftlich geplant werden soll. Dabei werden die Unterrichtsplanungen anhand eines Modells zur Planungsperformanz bewertet. In ProfiLe-P+ wird darüber hinaus das Professionswissen erfasst. Damit sollen im Rahmen des Projekts (a) der Einfluss von Fachwissen und fachdidaktischem Wissen auf die Planungsperformanz und (b) die Entwicklung der Planungsfähigkeit während des Praxissemesters untersucht werden. Auf dem Poster werden das Modell zur Bewertung der Planungsperformanz sowie Ergebnisse der Pilotierung vorgestellt.

Referenz:

Schröder, Jan, Vogelsang, Christoph & Riese, Josef (2018). Erfassung der Performanz bei der Planung von Physikunterricht. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 888). Universität Regensburg

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Schwierig? Einschätzung von Experimentiersituationen durch Lehrkräfte

Boyer, Lina, Stender, Anita & , Hendrik Härtig

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

SchülerInnen an das selbstständige Experimentieren heranzuführen ist ein zentrales Ziel des Physikunterrichts. Da SchülerInnen dazu ohne unterrichtliche Förderung kaum in der Lage sind, sollten LehrerInnen ihre SchülerInnen binnendifferenziert fördern. Eine Möglichkeit dieses zu realisieren, ist eine Anpassung des Experimentiermaterials an ihre Fähigkeiten. Es kann davon ausgegangen werden, dass verschiedene Merkmale des Experimentiermaterials den Experimentierprozess erleichtern bzw. erschweren, wie die Variablen, die Lösungen und das eingesetzte Material. Doch inwiefern diese Merkmale von LehrerInnen im Unterricht ebenfalls als Einflussfaktoren auf die Schwierigkeiten von Experimentiersituation wahrgenommen werden, wurde bislang noch nicht empirisch überprüft.

Um dieser Frage nachzugehen, wurde online eine Lehrerbefragung durchgeführt, in der die LehrerInnen unterschiedliche Experimentiersituationen, die sich in den oben genannten Merkmalen unterscheiden, hinsichtlich ihrer Schwierigkeit beurteilen sollten. Die Ergebnisse dieser Lehrerbefragung werden auf dem Poster präsentiert.

Referenz:

Boyer, Lina, Stender, Anita & , Hendrik Härtig (2018). Schwierig? Einschätzung von Experimentiersituationen durch Lehrkräfte. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 828). Universität Regensburg

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Profile-P+: Entwicklung von Kompetenz und Performanz im Physiklehramt

Vogelsang, Christoph, Borowski, Andreas, Kulgemeyer, Christoph & Riese, Josef

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Das Lehramtsstudium folgt auch im Fach Physik einem typischen Modell. Studierende sollen zunächst fachliches und fachdidaktisches Wissen erwerben, welches sie befähigen soll, berufliche Anforderungen in Praxisphasen oder im Vorbereitungsdienst adäquat zu bewältigen. Es fehlt jedoch an Erkenntnissen dazu, wie sich das professionelle Wissen angehender Physiklehrkräfte entwickelt und welches Wissen in welcher Form auch tatsächlich relevant für das Ausüben von Tätigkeiten im Lehrerberuf ist. Im Projekt Profile-P+ wird daher zum einen die Entwicklung des Professionswissens von Physikstudierenden längsschnittlich im Bachelorstudium und zum anderen die Entwicklung des Professionswissen und der Performanz bzgl. Unterrichtsplanung, -reflexion und des Erklärens von Physik im Verlauf des Praxissemesters analysiert. Zudem werden Zusammenhangsanalysen zwischen Wissen und Performanz vorgenommen Das Poster präsentiert das Gesamtuntersuchungsdesign und eine Kurzübersicht zum bisherigen Zwischenstand. Tiefergehende Informationen werden auf den entsprechenden Teilprojektpostern dargestellt.

Referenz:

Vogelsang, Christoph, Borowski, Andreas, Kulgemeyer, Christoph & Riese, Josef (2018). Profile-P+: Entwicklung von Kompetenz und Performanz im Physiklehramt. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 892). Universität Regensburg

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Physikalisches Fachwissen in Experimentierumgebungen nutzen

Schad, Vanessa, Cauet, Eva, Scheid, Jochen & Kauertz, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Selbstreguliertes Lernen in interaktiven Lernumgebungen erfordert Strategien zur Strukturierung des Problemlöseprozesses, aber auch Strategien zur Integration von fachspezifischem Wissen. Zahlreiche Studien bestätigen, dass Lernende in Experimentierumgebungen ihr fachspezifisches Wissen nicht nutzen. In einer Videostudie untersuchen wir, wie Lernende beim Experimentieren zur Nutzung ihres physikalischen Fachwissens angeregt werden können. Dazu werden die Lernenden gezielt auf die Strategie der Nutzung von Wissensschemata trainiert bevor sie selbstständig in Dreiergruppen experimentieren. Währenddessen erhalten sie Prompts, die die Nutzung der zuvor erlernten Strategie anregen. Die Lernenden werden in der Experimentierumgebung vor mehrere Teilprobleme gestellt, die zur Lösung des Hauptproblems beitragen und deren fachliche Inhalte sinnvoll aufeinander bezogen werden müssen. Es soll herausgefunden werden, ob eine Kombination von Strategietraining und Prompts die adäquate Nutzung von physikalischem Fachwissen in Schülererklärungen, die zur Lösung des Hauptproblems beitragen, anregt.

Referenz:

Schad, Vanessa, Cauet, Eva, Scheid, Jochen & Kauertz, Alexander (2018). Physikalisches Fachwissen in Experimentierumgebungen nutzen. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 832). Universität Regensburg

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Modeling and Development of Professional Content Knowledge of Pre-Service Physics Teachers

Enkrott, Patrick, Buschhüter, David & Borowski, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Im Rahmen des Projekts Profile-P+ wird u. a. der Zusammenhang des physikbezogenen Fachwissens und fachdidaktischen Wissens zu Performanztests untersucht, die die Lehreraktivitäten Planen, Erklären und Reflektieren abbilden. Fachwissen wird als notwendige Voraussetzung für das erfolgreiche Lösen der Performanztests angesehen. Um den Fachwissensbezug differenziert zu berücksichtigen, wird das Fachwissen in drei Facetten unterteilt: Schulwissen, vertieftes Schulwissen und universitäres Wissen. Bisher noch nicht abschließend untersucht ist, wie sich die einzelnen Facetten des Fachwissens im Laufe des Studiums entwickeln. Im Rahmen des Posters wird die Veränderung des Fachwissens über das Bachelor- und Masterstudium (im Quasi-Längsschnitt) sowie über das Praxissemester (Längsschnitt) hinweg untersucht. Vorgestellt werden erste Ergebnisse aus einer Kohorte von 490 Fachwissenstests über 12 Standorte. Der Quasi-Längsschnitt vergleicht dabei die Ergebnisse von 450 Bachelorstudierenden mit denen von 40 Masterstudierenden.

Referenz:

Enkrott, Patrick, Buschhüter, David & Borowski, Andreas (2018). Modeling and Development of Professional Content Knowledge of Pre-Service Physics Teachers. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 896). Universität Regensburg

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Individuelle Förderung experimenteller Fähigkeiten in der Grundschule – Pilotierungsergebnisse

Viefers, Rasmus, Theyßen, Heike & Schreiber, Nico

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Schon in der Grundschule sollen Schülerinnen und Schüler experimentelle Fähigkeiten erwerben. Dazu gehört auch die Variablenkontrollstrategie (VKS). Untersuchungen zeigen, dass die Variablenkontrollstrategie bereits in der Grundschule vermittelbar ist, Erwerb und Anwendung jedoch eine hohe kognitive Belastung mit sich bringen.

Als Unterstützungsangebote, die mit einer Reduzierung der kognitiven Belastung einhergehen, können gestufte Lernhilfen oder Lösungsbeispiele eingesetzt werden.

Ferner fördern beide Unterstützungsangebote die Selbstregulation. Unterschiede liegen insbesondere in dem Ausmaß der Autonomie, die die Schülerinnen und Schüler bei der Nutzung der Unterstützungsangebote erleben können.

Daher werden beide Unterstützungsangebote hinsichtlich ihrer Wirkungen auf die individuelle Förderung experimenteller Fähigkeiten in der Grundschule kontrastierend untersucht.

Referenz:

Viefers, Rasmus, Theyßen, Heike & Schreiber, Nico (2018). Individuelle Förderung experimenteller Fähigkeiten in der Grundschule – Pilotierungsergebnisse. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 836). Universität Regensburg

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Konzeption und Realisierung jahrgangsübergreifender Experimentier-Sets im Chemieunterricht im Kontext der Reformpädagogik nach Maria Montessori

Simon, Marcel & Woest, Volker

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Das Ziel des Projekts war es, chemische Experimente zu entwickeln, die für Schülerinnen und Schüler der Klassenstufen 07, 08 und 09 im Kontext des altersgemischten Unterrichts gleichermaßen geeignet sind. Dazu wurden theoriegeleitete Kriterien, u.a. nach Montessori (1938/1949), Hentig (1993) und Laging (2003), für die Erstellung altersheterogener Experimente erarbeitet, die durch Kriterien aus qualitativen Befragungen von Lehrkräften und Schülern ergänzt wurden. Das experimentelle Design wurde im Sommersemester 2017 an der Montessorischule Jena erprobt. Den Abschluss bildete eine qualitative Befragung der teilnehmenden Schülerinnen und Schüler. Das Projekt lieferte einen Erkenntnisgewinn über die Eignung der Materialien für altersheterogene Lernkontexte, sowie zur Darlegung wichtiger Konstruktionskriterien. Das Poster stellt die Ausgangslage, Projektmotivation und Montessorischule Jena vor, gibt Auskunft über das konkrete methodische Vorgehen und fasst Ergebnisse sowie deren Interpretationen zusammen.

Referenz:

Simon, Marcel & Woest, Volker (2018). Konzeption und Realisierung jahrgangsübergreifender Experimentier-Sets im Chemieunterricht im Kontext der Reformpädagogik nach Maria Montessori. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 840). Universität Regensburg

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