Kategorie: TB2018

Der Einfluss eines Schülerlaborbesuchs auf die Selbstwirksamkeitserwartung und die Einstellung von Lernenden zu naturwissenschaftlichen Berufen

Simon, Florian, Gneist, Nadja & Pospiech, Gesche

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Im Blick auf den demographischen Wandel und insbesondere auf den Fachkräftemangel in Deutschland erhält das Schulfach Physik als Grundlagenfach für verschiedene Natur- und Ingenieurwissenschaften eine große Bedeutung. Das Interesse von Lernenden an Naturwissenschaft und Technik ist im Vergleich zu anderen Disziplinen jedoch deutlich geringer.

Für den Physikunterricht ergibt sich daraus eine schwierige Aufgabe: Obwohl Physik (vor allem für Mädchen) eines der unbeliebtesten Fächer darstellt, gilt es das Interesse von Schülerinnen und Schülern an physikalischen, technischen und naturwissenschaftlichen Themen und Berufsbildern zu wecken.

Es stellt sich die Frage, welchen Beitrag Schülerlabore bei dieser Aufgabe leisten können. Lassen sich bereits mit einer kurzen Intervention favorisierte Berufsvorstellungen und Einstellungen der Lernenden zu naturwissenschaftlichen Arbeitsplätzen beeinflussen?

Hierzu werden ausgewählte Ergebnisse aus der laufenden Studie (Fragebogen-Erhebung im Pre-Post-Design) am Schülerlabor DeltaX (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf) präsentiert.

Referenz:

Simon, Florian, Gneist, Nadja & Pospiech, Gesche (2018). Der Einfluss eines Schülerlaborbesuchs auf die Selbstwirksamkeitserwartung und die Einstellung von Lernenden zu naturwissenschaftlichen Berufen. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 792). Universität Regensburg

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Vorstellungen vom Unsichtbaren Schülervorstellungen zum Thema Radioaktivität und ionisierende Strahlung

Schrader, Nicole & Bolte, Claus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Dass die Vorstellungen, die Lernende mit in den naturwissenschaftlichen Unterricht bringen, den Lernprozess entscheidend beeinflussen, ist nicht neu. Bereits seit 40 Jahren werden Schülervorstellungen zu verschiedenen Themen des naturwissenschaftlichen Unterrichts in zahlreichen Studien untersucht. Allein in der von Duit (2009) geführten Bibliographie „SCTSE“ sind die Forschungsergebnisse aus über 8300 empirischen Untersuchungen zu Schülervorstellungen zu finden. Allerdings existieren im Vergleich zu anderen Themengebieten bislang national wie international nur wenige Studien über Schülervorstellungen zur Radioaktivität.

Um diesem wissenschaftlich komplexen und gesellschaftlich hoch relevanten Thema gerecht zu werden, haben wir am Ende des Schuljahres 2015/16 insgesamt 238 SchülerInnen der 10. Jahrgangsstufe mit einem Fragebogen zum konzeptuellen Begriffsverständnis (Radioaktivität, ionisierende Strahlung, radioaktive Substanz) untersucht. In unserem Beitrag skizzieren wir das Forschungsdesign, präsentieren ausgewählte Ergebnisse und stellen diese zur Diskussion.

Referenz:

Schrader, Nicole & Bolte, Claus (2018). Vorstellungen vom Unsichtbaren Schülervorstellungen zum Thema Radioaktivität und ionisierende Strahlung. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 796). Universität Regensburg

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Vorstellungen zu Kohlenstoffdioxid in Deutschland und Kolumbien – Eine Untersuchung in der Grundschule

Thiessenhusen, Marc , Gröger, Martin, Heck, Volker & Zuleta, Monica

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Es ist fraglich, ob der Klimawandel als kaum unmittelbar erfahrbares Phänomen Einzug in den Sachunterricht der Grundschule halten sollte. Dabei ist u.a. problematisch zu bewerten, welche Kenntnisse und Vorstellungen Schülerinnen und Schüler bereits zu Kohlenstoffdioxid besitzen.

Um einen Einblick zu erhalten, wurden in einer Fragebogenstudie Kinder der dritten und vierten Klasse in Deutschland sowie in vergleichbaren Klassenstufen in Kolumbien zu Kohlenstoffdioxid befragt.

Die Auswertung des offenen Fragebogens erfolgte mittels qualitativer Inhaltsanalyse. Die Ergebnisse zeigen, dass in beiden Ländern einem Großteil der Befragten der Begriff Kohlenstoffdioxid bereits bekannt und mit diversen Vorstellungen verknüpft ist. Weiter konnte Erkenntnisse über den Ursprung des Wissens gewonnen werden sowie über Alltagsphänomene, die von den Kindern mit der Problematik in Verbindung gebracht werden.

Referenz:

Thiessenhusen, Marc , Gröger, Martin, Heck, Volker & Zuleta, Monica (2018). Vorstellungen zu Kohlenstoffdioxid in Deutschland und Kolumbien – Eine Untersuchung in der Grundschule. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 800). Universität Regensburg

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Strategien und Probleme im Umgang mit Übungsaufgaben – Pilotergebnisse einer Interviewstudie im ersten Semester Physik –

Woitkowski, David & Reinhold, Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Die Studieneingangsphase Physik ist nicht selten von Problemen im Umgang mit fachlichen Anforderungen geprägt, die als wichtiger Grund für die hohen Abbruch- und Wechselquoten gelten können. Eine Reihe von Studien versucht, diese Problemlage in ihren Bedingungsfaktoren und Entwicklungsverläufen besser zu verstehen um mittelfristig Verbesserungen entwickeln zu können.

Im vorliegenden Projekt liegt der Fokus dabei auf einer der zeitlich umfangreichsten fachlichen Anforderung im Fach- und Lehramtsstudium: Den wöchtenlich zu bearbeitenden Übungszetteln. Im Rahmen einer Interviewstudie wurden 8 Personen vier mal im Verlauf des ersten Semesters zu diesen Anforderungen, ihren Strategien und Problemen im Umgang damit befragt. Die Interviews wurden in Form einer kategorienbasierten Inhaltsanalyse im Hinblick auf mögliche Prädiktoren für einen erfolgreichen Umgang mit den Übungszetteln ausgewertet.

Im Beitrag werden erste Ergebnisse aus dieser Befragung sowie Zusammenhänge mit objektiven Leistungsdaten und deren Verläufen berichtet.

Referenz:

Woitkowski, David & Reinhold, Peter (2018). Strategien und Probleme im Umgang mit Übungsaufgaben – Pilotergebnisse einer Interviewstudie im ersten Semester 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. 740). Universität Regensburg

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Bewerten im Physikunterricht: Wirksamkeit einer Unterrichtskonzeption

Thode, Dirk & Schecker, Horst

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Naturwissenschaftliches Wissen ist zur Partizipation in einer technisch- und naturwissenschaftlich geprägten Gesellschaft unabdingbar. Im Kompetenzbereich Bewertung werden Fähigkeiten zusammengefasst, die für eine Teilnahme an gesellschaftlichen Diskussionen nötig sind. Hierzu ist eine Unterrichtskonzeption zum Thema Radioaktivität entwickelt worden. Darin lernen die SchülerInnen Risiken naturwissenschaftlich-technischer Sachverhalte fachlich einzuschätzen und ihre eigene Wahrnehmung solcher Risiken zu reflektieren. Beide Elemente bilden die Grundlage, um sich in gesellschaftlich relevanten Kontexten fachlich fundiert zu positionieren. Im Poster wird das für den Unterricht entwickelte Modell der Risikowahrnehmung vorgestellt.

Die differentielle Wirksamkeit der Unterrichtskonzeption auf Fachwissen und Bewertungskompetenz, wird im Prä-Posttest-Design erhoben. Schriftliche Verfahren werden durch eine Interviewstudie begleitet, in der fallbezogen auf die Bewertungskompetenz eingegangen werden kann. Erste Ergebnisse dieser Evaluation werden vorgestellt.

Referenz:

Thode, Dirk & Schecker, Horst (2018). Bewerten im Physikunterricht: Wirksamkeit einer Unterrichtskonzeption. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 808). Universität Regensburg

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Critical Thinking im universitären Laborpraktikum

Koenen, Jenna, Danial, Lilian & Tiemann, Rüdiger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Laborpraktika stellen zentrale Ausbildungselemente des Studiums im Bereich der Chemie dar. Sie orientieren sich jedoch wenig an der geforderten problemorientierten Ausbildung im Bereich des Studiums. Häufig fokussieren sie auf rezeptartiges Abarbeiten von Versuchsvorschriften. Im Rahmen dieser Studie wird daher untersucht, ob Prompts, die der Anregung der vertieften Verknüpfung von Fachinhalten und der Versuchsdurchführung dienen, zur Förderung des Critical Thinkings von Studierenden als Vorbereitung auf eigenständiges Experimentieren im Sinne einer naturwissenschaftlichen Arbeitsweise beitragen. Dazu wurde ein zweiphasiges Mixed-Method-Design implementiert. Beide Phasen wurden mithilfe von Audio- und Videoaufzeichnungen sowie Fragebogenerhebungen dokumentiert. In der ersten Phase fand das Praktikum in unveränderter Form statt. In der zweiten Phase wurde das Skript um Prompts ergänzt. Im Fokus der Auswertung steht neben dem Critical Thinking auch die Oberflächenstruktur eines Praktikumstages, sowie das Antestat als zentrales Element des Praktikums.

Referenz:

Koenen, Jenna, Danial, Lilian & Tiemann, Rüdiger (2018). Critical Thinking im universitären Laborpraktikum. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 744). Universität Regensburg

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Mathematische Darstellung bei der Messwertauswertung

Manthey, Johann & Gröger, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Experimentelle Ergebnisse mit Modellvorstellungen zu verknüpfen ist Forderung der Bildungsstandards der KMK. Dazu gehören u.a. die qualitative sowie quantitative Auswertung von Daten sowie deren Dokumentation und Darstellung in Tabellen, Grafiken und Diagrammen.

Problematisch kann dabei sein, dass im Mathematikunterricht erworbene Kompetenzen nicht automatisch im Chemieunterricht angewendet werden können oder SuS ein mangelndes Verständnis der zugrundeliegenden chemischen Zusammenhänge zeigen, da beispielsweise Übersetzungen unterschiedlicher Darstellungsformen verschiedene Übersetzungsproblematiken entstehen lassen.

Im Rahmen von umweltanalytischen Untersuchungen des ChemTrucking-Projektes der Universität Siegen generieren SuS mithilfe von Photometern Messdaten, die anschließend ausgewertet und graphisch dargestellt werden. Mit Hilfe einer Think-aloud Studie mit Smartpen-Aufnahme und Screen-capturing sollen Teilschritte und mögliche Probleme bei dieser Bearbeitung identifiziert werden.

Referenz:

Manthey, Johann & Gröger, Martin (2018). Mathematische Darstellung bei der Messwertauswertung. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 812). Universität Regensburg

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Konzeption und Evaluation des kompetenzorientierten Schülerlabors ELKE zum Thema „Ein Tag mit Chemie – Schülerreporter im Labor“

Groß, Katharina & Schumacher, Andrea

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Im Zuge der Ergebnisse von PISA und TIMSS wurden viele Schülerlabore gegründet; diese sollen als non-formelle, außerschulische Lernorte eine lernwirksame Ergänzung zum formellen Lernen in der Schule darstellen. Das Projekt ELKE (Experimentieren, Lernen, Kompetenzen Erwerben) stellt einen außerschulischen Lernort dar, in dem durch curricular anbindungsfähige Inhalte und kompetenzorientierte Gestaltung eine lernwirksame Vernetzung des Schülerlabors mit dem Chemieunterricht erreicht werden soll. Darüber hinaus knüpft das Projekt ELKE im Sinne eines Lehr-Lern-Labors an die universitäre Lehrerbildung an. Das Poster stellt die grundsätzliche Konzeption sowie die inhaltliche Ausgestaltung des Projekts ELKE dar und zeigt erste Ergebnisse in Bezug auf die (Lern-)Wirksamkeit von ELKE als Schülerlabor, die sowohl aus halbstrukturierten Schülerfragebögen (N=176) als auch aus Lehrerinterviews (N=5) gewonnen wurden. Die Ergebnisse werden mit den Befunden aus der Untersuchung von ELKE als Lehr-Lern-Labor (N=8) verknüpft.

Referenz:

Groß, Katharina & Schumacher, Andrea (2018). Konzeption und Evaluation des kompetenzorientierten Schülerlabors ELKE zum Thema „Ein Tag mit Chemie – Schülerreporter im 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. 748). Universität Regensburg

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Entwicklung der Modellkompetenz mit dem Zeigermodell am Doppelspalt

Teichrew, Albert & Erb, Roger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Als Teil des Wissenschaftsverständnisses spielt Modellverständnis eine große Rolle für die Erkenntnisgewinnung. Der Umgang mit Modellen ist entscheidend dafür, welches Bild der Physik vermittelt wird. Mit der Forderung nach einem „Lernen über Modelle“ wird einer unreflektierten Verwendung physikalischer Modelle ohne Kenntnis ihrer Annahmen und Grenzen begegnet. Eine konstruktiv-empiristische Sichtweise auf Modelle als zielgerichtete theoretische Rekonstruktionen kann jedoch erst durch eigenständige Entwicklung und Anpassung von Modellen für einen bestimmten Zweck und ihre stetige Überprüfung nachhaltig aufgebaut werden. Mit einer Interventionsstudie im physikalischen Praktikum für Lehramtsstudierende wurde an einem Beispiel aus der Beugungsoptik untersucht, welchen Einfluss das Experimentieren mit computergestützten Modellen auf die Modellkompetenz hat. Als Grundlage dient eine anpassungsfähige Ausführung eines Zeigermodells für Interferenzphänomene am Doppelspalt. Zur Operationalisierung wird ein fünfdimensionales Kompetenzmodell mit drei Niveaustufen herangezogen.

Referenz:

Teichrew, Albert & Erb, Roger (2018). Entwicklung der Modellkompetenz mit dem Zeigermodell am Doppelspalt. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 816). Universität Regensburg

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Sequenzierung experimenteller Phasen bei Chemiereferendarinnen und -referendaren

Krake, Henning & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2017

Experimentelle Phasen sind ein Charakteristikum naturwissenschaftlichen Unterrichts, deren qualitätsvolle, lernwirksame Ausgestaltung aber nur bedingt vorgenommen wird (u. a. Tesch & Duit, 2004). Schulz (2011) konnte allgemeine Qualitätsmerkmale von Unterricht für den Chemieunterricht und hier im Speziellen für experimentelle Phasen operationalisieren.

Ziel des Transferprojektes ist es, diese Erkenntnisse in die zweite Phase der Lehrerausbildung zu übertragen und im Ausbildungscurriculum der Zentren für schulpraktische Lehrerausbildung zu implementieren. Dies wird durch eine Fachleiterfortbildung geschehen. In eine Studie im Kontrollgruppendesign mit zwei Messzeitpunkten wird deren Erfolg an der Umsetzung der Fortbildungsinhalte im Unterricht der Referendarinnen und Referendare durch die Analyse videografierter Unterrichtsstunden gemessen. Zusätzlich wird über einen PCK-Test eine Veränderung des Professionswissens in Bezug auf Sequenzierung von Chemieunterricht überprüft.

Referenz:

Krake, Henning & Walpuski, Maik (2018). Sequenzierung experimenteller Phasen bei Chemiereferendarinnen und -referendaren. In: C. Maurer (Hrsg.), Qualitätsvoller Chemie- und Physikunterricht- normative und empirische Dimensionen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Regensburg 2017. (S. 752). Universität Regensburg

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