Kategorie: TB2020

Co-Design durch Open Educational Resources (OER): das Projekt OER@IPN

Rönnebeck, Silke, Ropohl, Mathias, Lüthjohann, Frank, Schulz, Julia, Vorst, Helena van , Kremer, Kerstin, Neumann, Knut, Nordine, Jeff

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Begriff OER umschreibt Lehr-Lern-Ressourcen, die unter offenen Lizenzen veröffentlicht wurden und somit weitgehende Rechte der Nutzung, Bearbeitung und Weiterverbreitung erlauben. Sie besitzen damit großes Potenzial für die unterrichtliche Nutzung, finden in der Praxis jedoch eher selten Anwendung. Das Projekt OER@IPN möchte dieses Problem adressieren. In dem Beitrag werden die Ziele und die grundlegende Konzeption des Projektes vorgestellt. Dabei fokussiert das Projekt auf zwei zentrale Elemente. Zu ausgewählten Inhalten und Kompetenzen werden fachdidaktisch fundierte Unterrichtsmaterialien und -konzepte auf einer OER-Plattform zur Verfügung gestellt und in Communities of Practice in Zusammenarbeit mit Lehrkräften weiterentwickelt. Der Prozess wird durch Forschung begleitet, um ein besseres Verständnis der Arbeit mit OER-Materialien, der aktiven Mitarbeit von Lehrkräften und des Entstehens von Ownership zu gewinnen und somit eine nachhaltige aktive Kooperation von fachdidaktischer Forschung und Unterrichtspraxis zu etablieren.

Referenz:

Rönnebeck, Silke, Ropohl, Mathias, Lüthjohann, Frank, Schulz, Julia, Vorst, Helena van , Kremer, Kerstin, Neumann, Knut, Nordine, Jeff (2020). Co-Design durch Open Educational Resources (OER): das Projekt OER@IPN. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 689). Universität Duisburg-Essen

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Gemeinsam Entdecken und Forschen im Reallabor Queichland

Engl, Alexander, Schehl, Marie, Rieger, Marc, Rudolf, Britta, Volz, Daniel & Risch, Björn

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Reallabor QUEICHLAND erhalten Bürger*innen die Möglichkeit an naturwissenschaftlichen Angeboten im Kontext ausgewählter Sustainable Developement Goals (SDGs) zu partizipieren. Dabei steht der Dialog zwischen Wissenschaft und Zivilgesellschaft im Fokus. Im Rahmen der Nachhaltigkeitsdebatte und der Umweltbildung wird Citizen Science als ein Instrument erfolgreicher Bildungsarbeit zur Einstellungs- und Verhaltensänderung bezeichnet (Richter et al., 2016). Die teilnehmenden Laien sind aktiv in authentische Forschungsarbeiten eingebunden, erlangen so einen Einblick in den wissenschaftlichen Prozess und generieren selbst neue Erkenntnisse. Empirische Studien zeigen jedoch unterschiedliche Ergebnisse bezüglich der Wirkung von Citizen Science auf die Teilnehmenden (Gommerman & Monroe, 2012). Daher wird im Reallabor QUEICHLAND untersucht, inwieweit sich die Methode dazu eignet Nachhaltigkeitskompetenzen sowie die Fähigkeit zum interdisziplinären und systemischen Denken zu stärken, um eine Transformation der Gesellschaft hin zu mehr Nachhaltigkeit zu ermöglichen.

Referenz:

Engl, Alexander, Schehl, Marie, Rieger, Marc, Rudolf, Britta, Volz, Daniel & Risch, Björn (2020). Gemeinsam Entdecken und Forschen im Reallabor Queichland. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 693). Universität Duisburg-Essen

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Virtuelle Exkursionen 2.0 – Neue Technologien für zukünftiges Lernen

Rieger, Marc, Engl, Alexander & Risch, Björn

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Unter dem Begriff der virtuellen Exkursion wird eine didaktisch strukturierte und aufbereitete, multimediale sowie interaktive Lehr- und Lernumgebung verstanden (Lindau et al. 2018) Virtuelle Exkursionen ermöglichen Lernenden im naturwissenschaftlichen Unterricht an bis dato von ihnen noch nie gesehene Orte und Phänomene zu gelangen, ohne dabei das Klassenzimmer zu verlassen. Bedingt durch die fehlende Technik in den vergangenen Jahrzenten beschränkten sich virtuelle Exkursionen jedoch zumeist auf einfach programmierte Umgebungen mit Tools wie beispielsweise Flash 3D. Mittlerweile tritt mit der „Virtuellen Realität“ eine innovative Technik in den Fokus von Bildungsangeboten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird aufgezeigt, wie mittels neuer Webtechnologien (z. B. A-Frame, HTML5) und 360° Aufnahmen durch High-End Kameras immersive 360° VR-Webumgebungen zu verschiedenen Aktivitäten im Reallabor Queichland gestaltet werden können. Mit einem Design-Based Research Ansatz wird die Funktionalität und das erforderliche Design der Webumgebungen untersucht.

Referenz:

Rieger, Marc, Engl, Alexander & Risch, Björn (2020). Virtuelle Exkursionen 2.0 – Neue Technologien für zukünftiges Lernen . In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 697). Universität Duisburg-Essen

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Schlüsselexperiment und Forschendes Lernen – Ein Zugang zur
Quantenphysik?

Waitzmann, Moritz, Scholz, Rüdiger & Weßnigk, Susanne

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Neuere fachdidaktische Ansätze zum Einstieg in die Quantenphysik tendieren zur Abkehr vom historischen Zugang mittels Foto- und Compton- Effekt. Viel mehr werden, dem Beispiel Feynmans folgend, eindeutig quantenoptisch interpretierbare Realexperimente vorgeschlagen, deren Ziel es ist, die zur klassischen Physik konträren Wesenszüge der Quantenphysik zu fokussieren, semiklassische Sichtweisen zu vermeiden und ein tiefergehendes quantenphysikalisches Verständnis bei Lernenden zu erreichen. Im Schülerlabor foeXlab wird ein Zugang mit Hilfe eines Schlüsselexperiments verfolgt, der die Wesenszüge Nichtlokalität und Superposition herausstellt. Inwieweit der Einsatz des Schüsselexperiments zu einer Konzeptentwicklung im Bereich Schulquantenphysik führt und diese zusätzlich durch Aspekte forschenden Lernens befördert werden, ist unbekannt.

Das Poster stellt ein Schlüsselexperiment vor, das ausschließlich quantenphysikalisch erklärt werden kann und zeigt ein Beobachtungsinstrument, das Aktivitäten forschenden Lernens identifiziert.

Referenz:

Waitzmann, Moritz, Scholz, Rüdiger & Weßnigk, Susanne (2020). Schlüsselexperiment und Forschendes Lernen – Ein Zugang zur
Quantenphysik?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 701). Universität Duisburg-Essen

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Führungsethik in der naturwissenschaftlichen Ausbildung

Hoffmann, Clemens, Güngör, Lena Saniye , Albrecht, Reyk & Woest, Volker

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Frage danach, welche Kompetenzen für Naturwissenschaftler*innen aktuell und zukünftig Relevanz haben, um professionell handlungsfähig zu sein, geht über die Betrachtung der natur-wissenschaftlichen Kompetenzen hinaus. Vielmehr eröffnet sich ein umfassendes Kompetenz-gefüge, das fachliche, soziale, selbstregulative und weitere Kompetenzen verknüpft. Diesem Zusammenspiel widmet sich das von der Carl-Zeiss-Stiftung geförderte Verbundprojekt „Füh-rungsethik als Ethik in den Wissenschaften“, welches im Poster vorgestellt wird. Mit Blick auf die hohe gesellschaftliche Verantwortung von Führungskräften bildet der Bereich der Füh-rungsethik den Ausgangspunkt für die Entwicklung eines kompetenzorientierten Lehr-Lern-Angebots. Im Rahmen dieses Angebots für Student*innen des MINT-Bereichs sollen Kompe-tenzen für ein verantwortungsvolles Handeln vermittelt werden, die bisher in den Curricula kaum verankert sind. Diese ergänzen dabei die naturwissenschaftlichen Kompetenzen und wer-den in bestehende Angebote integriert. Besonderes Potential bietet hierfür das Format des Blended Learning.

Referenz:

Hoffmann, Clemens, Güngör, Lena Saniye , Albrecht, Reyk & Woest, Volker (2020). Führungsethik in der naturwissenschaftlichen Ausbildung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 641). Universität Duisburg-Essen

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Sachstrukturen von Wärmelehre-Lehrgängen in Physikschulbüchern

Schwarz, Maria & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Rahmen eines Dissertationsprojektes soll im Rahmen einer fachdidaktischen Entwicklungsforschung das gesamte Wärmelehre-Curriculums der Sek. I in Österreich in den Rahmenkontext „Wetter und Klima“ eingebettet werden. In einem ersten Schritt werden dazu die Sachstrukturen der gängigen Schulbücher sowie jenen des kontextorientierten Lehrganges „Wetterkunde“ nach Muckenfuß gegenübergestellt. Schulbücher nehmen eine große Rolle in der Vorbereitung des Unterrichts sowie in der Implementierung des Curriculums ein, weshalb diese Rückschlüsse auf die tradierte Fachsystematik im Unterricht zulassen. Die Bücher werden mittels Inhaltsanalyse und Concept Mapping in ihrer Sachstruktur und fachdidaktischen Tiefenstruktur verglichen. Basierend auf den Erkenntnissen dieser Analyse können Adaptierungen für das österreichische Curriculum getätigt werden sowie eine erstmalige Evaluation des Einsatzes der Kontextorientierung „Wetter und Klima“ in der SEK 1 erfolgen. Die Ergebnisse werden am Poster vorgestellt.

Referenz:

Schwarz, Maria & Hopf, Martin (2020). Sachstrukturen von Wärmelehre-Lehrgängen in Physikschulbüchern . In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 582). Universität Duisburg-Essen

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Evaluation eines Seminars zur Planung selbstgesteuerter Experimente

Seiler, Florian & Tepner, Oliver

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Um die Planungskompetenz von Chemie-Lehramtsstudierenden bezüglich selbstgesteuerter Experimentierprozesse zu fördern, wurde ein universitäres Seminar entwickelt. Nach einer anfänglichen Experimentierphase, in der die Studierenden die relevanten Experimente selbst testen, planen sie kriteriengeleitet selbstgesteuerte Experimentierprozesse, welche dann in der Anwendungsphase von Kommilitonen getestet und anhand eines Feedbackbogens bewertet werden. In der anschließenden Reflexionsphase reflektieren und optimieren die Studierenden auf Basis des Feedbacks ihre eigenen Planungen. Dieser Ablauf wird insgesamt dreimal durchlaufen. Um Aufschluss über den Lernzuwachs der Studierenden zu erhalten, wird ein Paper-Pencil-Test im Pre-Post-Design durchgeführt. Hier wird unter anderem die Planungskompetenz der Studierenden erhoben, zu deren Auswertung ein Kodiermanual entwickelt werden soll. Zusätzlich werden die im Laufe des Seminars erstellten Planungen analysiert. Auf dem Poster werden das Untersuchungsdesign und erste Ergebnisse der Pilotierungsstudie vorgestellt.

Referenz:

Seiler, Florian & Tepner, Oliver (2020). Evaluation eines Seminars zur Planung selbstgesteuerter Experimente. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 645). Universität Duisburg-Essen

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Radioaktivität in Schulbüchern
Darstellungen, Aufgaben, Experimente

Machart, Peter & Strahl, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Wie wird das Lehrplanthema Radioaktivität in den gängigsten Schulbüchern dargestellt und umgesetzt? Welche Aufgabenstellungen, Versuche und Experimente werden im Vergleich zu anderen Lehrplanthemen wie Optik oder Kreisbewegung angeboten? Inwiefern werden Schülervorstellungen (vgl. Neumann 2013) berücksichtigt?

Im Zuge einer qualitativen Schulbuchanalyse (vgl. Bölsterli et al. 2015 – bzw. auch hinsichtlich Reliabilität – Rössler 2017) werden diese Fragen beantwortet.

Zu diesem Zweck wurden jeweils jene fünf Schulbücher für die Unter- bzw. Oberstufe ausgewählt, die laut einer Online-Erhebung unter 228 österreichischen Physiklehrer_innen (vgl. Machart & Strahl, 2020), am häufigsten im Unterricht benutzt werden. Die Untersuchung erfasst somit rund ein Drittel der in Österreich approbierten Physikschulbücher (vgl. BMBWF 2019).

Literaturangabe können bei den Autoren angefordert werden.

Referenz:

Machart, Peter & Strahl, Alexander (2020). Radioaktivität in Schulbüchern
Darstellungen, Aufgaben, Experimente. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 586). Universität Duisburg-Essen

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Fachsprachliche Kompetenzen durch Schreibfördermaßnahmen entwickeln

Yavuz, Zeki, Habig, Sebastian, Morek, Miriam & Ropohl, Mathias

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Rahmen des nationalen und internationalen Bildungsmonitorings wurde der insbesondere in Deutschland sehr hohe Zusammenhang zwischen der sozialen Herkunft von Lernenden und ihrem Kompetenzerwerb in den Naturwissenschaften aufgedeckt. Dieser Befund wird u. a. als ein Beleg für die hohe Bedeutung von Kompetenzen in der Unterrichtssprache für den Kompetenzerwerb in den Naturwissenschaften gesehen. Aufgrund dieser Ausganglage wird seit langem die Erhöhung der Chancen im Bildungsbereich für Schülerinnen und Schüler mit sprachlichen Defiziten durch eine entsprechende Förderung gefordert.

Die Gewinnung empirischer Befunde zum sprachsensiblen Unterricht und die Implementierung der Erkenntnisse in Curricula der Lehramtsausbildung im Fach Chemie sind die Ziele dieses Projektes. Zunächst wird eine grundlagenorientierte Interventionsstudie im Chemieunterricht durchgeführt. Darin wird der Einfluss von Strategien der Schreibförderung auf die fachlichen Kompetenzen der Lernenden untersucht. Daran anknüpfend wird eine implementationsorientierte Machbarkeitsstudie in der Lehrerbildung realisiert.

Referenz:

Yavuz, Zeki, Habig, Sebastian, Morek, Miriam & Ropohl, Mathias (2020). Fachsprachliche Kompetenzen durch Schreibfördermaßnahmen entwickeln. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 649). Universität Duisburg-Essen

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Emergent Aspects of Radioactivity: Creation of a Survey on Half-life

Hull, Michael

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

It has been argued (Eijkelhof 1990) that the randomness inherent in radioactivity contributes to student difficulty in understanding the topic. Students tend to attribute predictable characteristics (which emerge when there are enough random events taking place) to the individual events themselves. Consistent with previous findings by other researchers, a pilot study consisting of seven interviews of Gymnasium students in Vienna last year indicated a student tendency to apply the half-life concept to a single nucleus, for example, to say that the nucleus must transform prior to the half-life or that the nucleus is half-gone after the half-life. Based upon prompts used in these interviews, I created and administered an open-ended survey to Gymnasium students in 2019. In this poster, I will discuss 1) the results of this survey, and 2) how I used these results in creating a fixed-response version of the survey that I plan to administer in the future.

Referenz:

Hull, Michael (2020). Emergent Aspects of Radioactivity: Creation of a Survey on Half-life. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 590). Universität Duisburg-Essen

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