Kategorie: TB2020

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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Modellreaktionen für Basiskonzepte der Photochemie
mit Sonnenlicht oder LED-Lichtquellen

Hoffmann, Heiko & Tausch, Michael W.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Lücke zwischen dem Scientific Content Knowledge SCK und dem Pedagogical Content Knowledge PCK im Bereich organischer Photoreaktionen wird in diesem Vortrag mithilfe von Experimenten und adäquaten Konzepten überbrückt. Als Modellreaktionen und experimenteller Einstieg für Basiskonzepte des Chemieunterrichts und der Photochemie wurde die Photopinakolisierung von Benzophenon bzw. die Fluoreszenzlöschung von Aesculin gewählt, die sich im Sonnenlicht oder mit LED-Lichtquellen untersuchen lassen. Die Beobachtungen können in der Schule mittels einfacher Methoden (Dünnschichtchromatographie, Schmelztemperaturbestimmung) vorgenommen werden. Die Experimente dienen der Erschließung fachlicher Inhalte, z.B. Einfluss der Anregungswellenlängen, der Bestrahlungsintensität und des Sauerstoffs, Energietransfer, Quantenausbeuten, Konkurrenzreaktionen, Wasserstoffatom-Donator-Qualität. Dabei kommen mehrere Basiskonzepte des Chemie- und Physikunterrichts, u.a. das Energie-, das Stoff-Teilchen-, das Struktur-Eigenschafts- und das Donator-Akzeptor-Konzept zur Anwendung, Vertiefung und Erweiterung.

Referenz:

Hoffmann, Heiko & Tausch, Michael W. (2020). Modellreaktionen für Basiskonzepte der Photochemie
mit Sonnenlicht oder LED-Lichtquellen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 528). Universität Duisburg-Essen

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Empirische Struktur von Modellnutzung im Chemieunterricht

Rost, Marvin & Tiemann, Rüdiger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Bildungsstandards für die Sekundarstufe 1 sehen für das Kompetenzfeld „Erkenntnisgewinnung“ vor, dass Modelle für das Durchlaufen des hypothetisch-deduktiven Denkens genutzt werden sollen. Da der Modellbegriff – bspw. im Gegensatz zum Experimentieren mit Variablenkontrolle – sehr unscharf ist, sind einheitliche Begriffsbildung und Messinstrumente entsprechender Fähigkeiten nötig. Wir schlagen ein theoretisches Konstrukt zur verallgemeinerbaren Nutzung von Modellen im Chemieunterricht vor und präsentieren Ergebnisse einer quantitativen Multiple-Choice-Studie (N=512). Unter Verwendung eines Full-Information-Maximum-Likelihood-Verfahrens innerhalb der Item-Response-Theorie passt ein zweifaktorielles Modell der Modellnutzung am besten zu den Daten. Wir interpretieren die beiden Faktoren als „deskriptiv-statisch“ & „prädiktiv-dynamisch“. Latente Regressionen (Lesegeschwindigkeit, Fachwissen, allg. kognitive Fähigkeiten) auf die Lösungswahrscheinlichkeit werden in die Überlegungen mit einbezogen und Einschränkungen der Studie (bspw. Fallzahl & Erhebungszeitraum) diskutiert.

Referenz:

Rost, Marvin & Tiemann, Rüdiger (2020). Empirische Struktur von Modellnutzung im Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 532). Universität Duisburg-Essen

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Ein chemisches Fachwissensnetz – Analyse von möglichen Lernwegen

Celik, Kübra & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Nationale und internationale Studien haben gezeigt, dass viele Schülerinnen und Schüler nicht die von ihnen geforderten fachlichen Kompetenzen erreichen, sodass grundlegendes Chemiewissen fehlt. Aufgrund der hierarchischen Struktur des Faches Chemie können diese Defizite nicht mehr in den weiteren Lernjahren aufgeholt werden. Daher wurden grundlegende chemische Konzepte (Kernideen) beschrieben und miteinander vernetzt, um mögliche Lernwege aufzuzeigen und die Abhängigkeiten zwischen den Kernideen empirisch zu überprüfen. Dazu wurden Testaufgaben entwickelt, pilotiert und anschließend zu zwei Messzeitpunkten eingesetzt. Die Fit-Statistiken zeigen sehr gute Item- und Personenreliabilitäten auf. Für die Überprüfung der Abhängigkeiten zwischen zwei Kernideen wurde der McNemar Test eingesetzt. Die Überprüfung der Abhängigkeiten von größeren Ausschnitten des Wissensnetzes erfolgt mit den Bayesschen Netzen. Die Analysen ermöglichen es, die Lernwege empirisch zu bestätigen oder zu widerlegen, sodass diese am Ende sowohl als Orientierungs- und Diagnoseinstrument eingesetzt werden kann.

Referenz:

Celik, Kübra & Walpuski, Maik (2020). Ein chemisches Fachwissensnetz – Analyse von möglichen Lernwegen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 536). Universität Duisburg-Essen

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Interface-Analogien für eine zeitgemäße Fachdidaktik Ernährung

Waldner, Ines

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die gegenwärtigen Ansätze im Bereich der Ernährungs- und Verbraucherbildung bedienen sich unter dem Anspruch der Mehrperspektivität eines multi- und interdisziplinären Konzepts mit transdisziplinären Gelenkstellen, um die Erfordernisse für den Erwerb der unterschiedlichen Teilkompetenzen innerhalb der angestrebten nutrition literacy abzubilden, wobei hintergründig verschiedenste Wissensbereiche natur- und geisteswissenschaftlicher Disziplinen mitwirken. Das Ziel dabei Transdisziplinarität umzusetzen impliziert, an den Schnittstellen der beteiligten Akteure gemeinsame Sichtweisen und Ansatzpunkte zu identifizieren, wobei sich die „gemeinsame Sprache“ als wichtiger neuralgischer Punkt und damit maßgebliches Steuerelement für den Erfolg der Kommunikation erweist. Im Beitrag werden paradigmatisch Abläufe auf Ebene der Kommunikationstranslation hinsichtlich der Fachdidaktik Ernährung herausgestellt und daraus Optimierungsimpulse innerhalb einer nachhaltigen, auf Urteilskompetenz basierenden Ernährungsbildung abgeleitet. Dies wird am Beispiel eines Vernetzungsprojektes expliziert.

Referenz:

Waldner, Ines (2020). Interface-Analogien für eine zeitgemäße Fachdidaktik Ernährung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 540). Universität Duisburg-Essen

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Alexander von Humboldt als Vorbild für naturwissenschaftliches Lernen

Heck, Volker, Gröger, Martin, Schwarz, Oliver & Schumann, Svantje

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Referenz:

Heck, Volker, Gröger, Martin, Schwarz, Oliver & Schumann, Svantje (2020). Alexander von Humboldt als Vorbild für naturwissenschaftliches Lernen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 544). Universität Duisburg-Essen

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Alexander von Humboldt als Meister fächerverbindenden Denkens

Heck, Volker

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Alexander von Humboldt kennt man als großen Naturforscher und Forschungsreisenden, der mannigfaltige Weise den erkundeten Raum als Ganzes verstehen und beschreiben wollte. Damit war er in vielerlei Hinsicht Wegbereiter einer fächerübergreifenden Arbeits- und Forschungsweise, die auch für die heutige Lehre beispielgebend ist. Den zentralen Angelpunkt für Humboldts Wirken bildet die Physische Geographie.

Im Vortrag werden einige historische Messwerte vorgestellt und mit aktuellen Messungen verglichen. So können Regelhaftigkeiten und Gesetzmäßigkeiten unter anderem kartographisch dargestellt werden, die im naturwissenschaftlich-technischen Unterricht zu thematisieren sind. Ferner bieten sie Anknüpfungspunkte für Nachbarwissenschaften und legen Zeugnis über die umfangreichen chemischen, botanischen und astronomischen Arbeiten Alexander von Humboldts ab.

Referenz:

Heck, Volker (2020). Alexander von Humboldt als Meister fächerverbindenden Denkens. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 548). Universität Duisburg-Essen

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