Kategorie: TB2020

Komponenten der Raumvorstellung in physikalischen Sachverhalten

Zöggeler, Marion & Strahl, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Raumvorstellung nimmt im gesamten naturwissenschaftlich-mathematisch-technischen Bereich (STEAM), im Besonderen für das Verständnis verschiedener physikalischer Sachverhalte, eine bedeutende Rolle ein. Es soll der Zusammenhang zwischen dem Erfassen physikalischer Phänomene und der Raumvorstellung aufgezeigt werden. Dazu werden ausgewählte Inhalte in Bezug zur Raumvorstellung aufgeschlüsselt und deren spezifischen Komponenten, wie Visualisierung/Veranschaulichung, mentaler Rotation, räumlichen Beziehungen und räumlicher Orientierung, sowie räumlicher Wahrnehmung, Dynamik und Vorstellung von Größenordnungen zugeordnet. Weiters werden verschiedene Strategien des räumlichen Denkens vorgestellt, die zur Bearbeitung von physikalischen Aufgaben herangezogen werden können.

Dies erfolgt u. a. am Beispiel der Corioliskraft, bei der Vorstellung von Vektoren, bei den Beziehungen zwischen Bewegungsrichtungen und verschiedenen einwirkenden Kräften und bei der Koordinatentransformation. Im Besonderen bei astronomischen Phänomenen sind die Aspekte der Dynamik und Größenordnung relevant.

Referenz:

Zöggeler, Marion & Strahl, Alexander (2020). Komponenten der Raumvorstellung in physikalischen Sachverhalten. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 601). Universität Duisburg-Essen

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Effektive Lehrerfortbildung
zur Vermittlung von flex-based learning

Oyrer, Susanne, Haim, Kurt & Aschauer, Wolfgang

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

An der Pädagogischen Hochschule Oberösterreich wurde eine Seminarreihe als Lehrerfortbildung entwickelt und im Schuljahr 18/19 mit 48 Teilnehmenden durchgeführt. Darin wurde das neu entwickelte Unterrichtskonzept „flex-based learning“ zur Förderung der kreativen Problemlösekompetenz an Lehrkräfte vermittelt. Die Seminarreihe wurde so gestaltet, dass ein nachhaltiger Praxistansfer der Fortbildungsinhalte stattfinden sollte, indem bei der Gestaltung mehrere Wirkungsebenen (Kirkpatrick & Kirkpatrick, 2006; Lipowski & Rzejak, 2012) berücksichtigt wurden. So wurde innerhalb des Unterrichtsjahres die Relevanz für die Unterrichtspraxis, der Lernzuwachs sowie die Veränderungen im Verhalten der Lehrkräfte in ihrer Unterrichtspraxis durch Fragebögen und Interviews erhoben. Der Beitrag stellt das Fortbildungskonzept als Praxisbeispiel zur nachhaltigen Gestaltung von Lehrerfortbildungen nach Lipowski (2009, 2011) vor. Zentrale Ergebnisse der semi-quantitativen Begleitforschung zur Effektivität und nachhaltigen Wirkung der Seminarreihe werden präsentiert.

Referenz:

Oyrer, Susanne, Haim, Kurt & Aschauer, Wolfgang (2020). Effektive Lehrerfortbildung
zur Vermittlung von flex-based learning. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 605). Universität Duisburg-Essen

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Einflussfaktoren für die unterrichtliche Einbindung digitaler Medien:
Was bewegt Lehrkräfte dazu, digitale Medien in den naturwissenschaftlichen
Unterricht einzubinden?

Nieß, Carola & Hornung, Gabriele

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Kultusministerkonferenz fordert Lehrkräfte dazu auf, digitale Medien im Chemieunterricht einzusetzen. Umfragen zeigen jedoch, dass diese sich nicht genügend auf einen digitalisierten Unterricht vorbereitet fühlen.

Ziel der Studie ist es daher, ein empirisch gestütztes Fortbildungskonzept mit Fokus auf die Integration digitaler Medien in den Chemieunterricht zu entwickeln. Hierfür ist es bedeutsam zu wissen, welche Faktoren die Bereitschaft zur unterrichtlichen Einbindung digitaler Medien beeinflussen. Unter Anwendung der Theorie des geplanten Verhaltens wurden mögliche Ursachen mittels Fragebogen erhoben und für die Identifikation von Prädiktoren genutzt. Dabei wurde der kausale Einfluss von Einstellung, Normerwartung und Verhaltenskontrolle auf die Absicht, digitale Medien im Unterricht einzubinden, untersucht. Über das durch latente Strukturgleichungsmodellierung geschätzte Verhaltensmodell können gezielt Konsequenzen für die Konzeption von Lehrerfortbildungen abgleitet werden.

Auf dem Poster werden die Ergebnisse sowie ein daran anknüpfendes Fortbildungskonzept vorgestellt.

Referenz:

Nieß, Carola & Hornung, Gabriele (2020). Einflussfaktoren für die unterrichtliche Einbindung digitaler Medien:
Was bewegt Lehrkräfte dazu, digitale Medien in den naturwissenschaftlichen
Unterricht einzubinden?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 609). Universität Duisburg-Essen

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Hochschul-Schul-Kooperationen für die Lehrerbildung und -unterstützung

Salinga, Christian L. , Riese, Josef & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

An der RWTH Aachen wird sowohl in regulären Veranstaltungen der Lehramtsstudiengänge Physik als auch darüber hinaus eine Vernetzung aller Beteiligten und beteiligten Institutionen in der Aus- und Weiterbildung von Physik-Lehrkräften praktiziert.

Neben Schulkooperationen, die Studierenden bspw. den Einsatz ihrer in Lehr-Lern-Seminaren oder Abschlussarbeiten entwickelten Materialien in der Schulpraxis ermöglichen, kommen einmal im Jahr die Referendare von drei Seminarstandorten an zwei regulären Fachseminarterminen an die RWTH Aachen: Studierende des Lehramts Physik präsentieren dort ihre in einem freiwilligen Seminar erarbeiteten Experimente für die Sekundarstufe II und führen diese gemeinsam mit den Referendaren vor Ort durch.

Im Rahmen jährlicher Strahlenschutzausbildungen experimentieren Lehrkräften eines größeren Einzugsgebiets an Versuchen zu den Themen Radioaktivität und Röntgen und werden darüber hinaus über Unterstützungsangebote zum Experimentieren im Schülerlabor Physik oder mit in Aachen entwickelten Lernzirkeln und der App phyhox oder in Arduino-Workshops informiert.

Referenz:

Salinga, Christian L. , Riese, Josef & Heinke, Heidrun (2020). Hochschul-Schul-Kooperationen für die Lehrerbildung und -unterstützung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 613). Universität Duisburg-Essen

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Alexander von Humboldts Natur- und Wirtschaftsbilanzierung

Schwarz, Oliver

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

In einem regeltypischen Verständnis von Nachhaltigkeit versteht man unter diesem Begriff einen Verbrauch von Ressourcen in dem Umfang, wie sie in einem geschlossenen Wirtschafts- und Naturraum ersetzbar wären – ohne gravierende Einflüsse auf Gleichgewichtszustände. Allerdings ist die vielfach verbreitete Ansicht, diese Idee würde erst der neueren Zeit entspringen, nicht zutreffend. Die aus der Staatsverwaltung der kleineren mitteleuropäischen Länder hervorgegangene Kameralistik entwickelte schon im 17. und 18. Jahrhundert ausgeprägte Fähigkeiten, die oben angesprochenen Gleichgewichtszustände durch Formen der Bilanzierung zu erkunden und wirtschaftlich fruchtbar zu machen. Wenn wir heute von Universalgelehrten sprechen, die seinerzeit viele Forschungs- und Arbeitsgebiete verknüpfen konnten, vergessen wir häufig, dass diese Wissenschaftler zumeist studierte Kameralisten waren – wie etwa auch Alexander von Humboldt. Um bei Lernenden Verhaltensweisen des nachhaltigen Umgangs mit Ressourcen zu bewirken, bietet es sich an, die teilweise vergessenen Bilanzierungsmodelle des kameralistischen Denkens für die Lehre nutzbar zu machen.

Referenz:

Schwarz, Oliver (2020). Alexander von Humboldts Natur- und Wirtschaftsbilanzierung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 556). Universität Duisburg-Essen

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Der Naturzugang Alexander von Humboldts als Ausgangspunkt für den Aufbau von Verständnis im Bereich „nature of science“

Schumann, Svantje

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Eine Analyse des Naturzugangs Alexander von Humboldts anhand von Quellen bildet den Ausgangspunkt für die Überlegung, ob dadurch ein sinnstiftender Zugang zu Wissenschaft, in der Art eines vertieften Verständnisses von „nature of science“ und „forschend-entdeckendem Lernen“ für Lehrpersonen in der Aus- und Weiterbildung erleichtert und ermöglicht wird.

Analysiert wird der naturwissenschaftliche Zugang Alexander von Humboldts, wobei die Analyse als thesengenerierende, rekonstruktionslogische Sichtung von Primär- und Sekundärquellen geschieht. Es stehen Humboldts analytischer Zugang sowie der für Humboldt typische Zugang zur Natur «mit allen Sinnen» im Zentrum der Betrachtung und es werden Thesen aufgestellt, wie beide Zugänge bei Alexander von Humboldt einen Beitrag zur Erkenntnisgenerierung leisten.

Ausgehend von dem Versuch einer Charakterisierung der Humboldt´schen Arbeitsweise und des Humboldt´schen Naturzugangs soll darüber nachgedacht werden, wie sich Verständnisbildung in Bezug auf „nature of science“ und „forschend-entdeckendes Lernen“ im Rahmen der Aus- und Weiterbildung erreichen lässt.

Referenz:

Schumann, Svantje (2020). Der Naturzugang Alexander von Humboldts als Ausgangspunkt für den Aufbau von Verständnis im Bereich „nature of science“. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 558). Universität Duisburg-Essen

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Synthetische und pflanzliche Laxantien im Chemieunterricht

Pansegrau, Svenja & Busker, Maike

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Gebrauch von Abführmitteln, auch Laxantien genannt, lässt sich bis in die Antike zurückverfolgen. Heutzutage wird eine große Bandbreite an pflanzlichen und synthetischen Laxantien auf dem Markt angeboten. Sie wurden damals wie heute nicht nur zum Abführen bei Verstopfung zum Einsatz gebracht, sondern auch für „Entschlackungen“ und „Blutreinigungen“ missbraucht. Viele Jugendliche, die an Essstörungen leiden, missbrauchen oft Laxantien, um Fressattacken rückgängig zu machen. Dass sie damit aber immens ihrer Gesundheit schaden ist vielen meist nicht bewusst. Der Chemieunterricht kann durch die Betrachtung von Medikamenten im Unterricht Schülerinnen und Schülern im verantwortungsvollen und bewussten Umgang mit Medikamenten schulen und so einen wesentlichen Beitrag zur Gesundheitserziehung leisten. Auf dem Poster wird ein Forschungsprojekt präsentiert, in dem zum einen schulexperimentelle Zugänge zum Thema Laxantien entwickelt werden und zum anderen eine empirische Untersuchung zu der Einstellung von Jugendlichen zur Einnahme von Medikamenten geleistet wird.

Referenz:

Pansegrau, Svenja & Busker, Maike (2020). Synthetische und pflanzliche Laxantien 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. 562). Universität Duisburg-Essen

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Lernförderlichkeit des überarbeiteten Frankfurter Unterrichtskonzepts

Burde, Jan-Philipp, Wilhelm, Thomas, Schubatzky, Thomas , Haagen-Schützenhöfer, Claudia , Dopatka, Liza , Spatz, Verena , Ivanjek, Lana & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Viele Lernende begreifen die elektrische Spannung lediglich als eine Eigenschaft des elektrischen Stroms (Stichwort „Stromspannung“) und verfügen somit über keinen angemessenen Spannungsbegriff. In einer Vorgängerstudie konnte gezeigt werden, dass ein Unterrichtskonzept auf Basis des Elektronengasmodells zu einem besseren konzeptionellen Verständnis elektrischer Stromkreise führt. Im Sinne des für Design-Based-Research-Ansätze typischen zyklischen Vorgehens von Entwicklung, Erprobung und Evaluation wurde das ursprüngliche Unterrichtskonzept weiterentwickelt und empirisch evaluiert. Hierzu wurde ein IRT-skalierter Multiple-Choice-Test eingesetzt, um das konzeptionelle Verständnis von ca. 1.200 Lernenden zu erheben. Im Vortrag werden erste empirische Ergebnisse zur Lernförderlichkeit des überarbeiteten Unterrichtskonzepts präsentiert („EPo“-Strang des EPo-EKo-Projektes). Neben möglichen Gendereffekten wird auch berichtet, wie sich das Interesse der Lernenden und ihr Selbstkonzept entwickeln.

Referenz:

Burde, Jan-Philipp, Wilhelm, Thomas, Schubatzky, Thomas , Haagen-Schützenhöfer, Claudia , Dopatka, Liza , Spatz, Verena , Ivanjek, Lana & Hopf, Martin (2020). Lernförderlichkeit des überarbeiteten Frankfurter Unterrichtskonzepts. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 507). Universität Duisburg-Essen

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Seltenerdelemente – historische und fachdidaktische Analyse

Kober, Ingo & Prechtl, Markus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Während Deng Xiaoping die Vorkommen an Seltenerdelementen seines Landes mit den Ölvorkommen der arabischen Welt verglich und die Japaner sie als „Vitamine der Industrie“ bezeichnen, fristen die Seltenerdelemente in der Schule ein Schattendasein. Schullehrbücher erwähnen sie oft überhaupt nicht, obwohl sie durch ihre Anwendung in Smartphones, Kopfhörern, Tablets usw. längst in der Lebenswelt von Jugendlichen angekommen sind. Das Poster stellt Befunde aus einer umfassenden Analyse von Literaturquellen zur Entdeckung der Seltenerdelemente durch Chemiker wie Berzelius, Klaproth, Freiherr Auer von Welsbach etc. vor. Es werden Entwicklungslinien und Widersprüche in der Forschung betrachtet, an denen Schülerinnen und Schüler exemplarisch Erkenntniswege in der Chemie und „Stoffgeschichten“ nachvollziehen können; dies im Hinblick auf die Anbahnung von naturwissenschaftsbezogenen Kompetenzen für die Partizipation an einer an Fortschritt und Nachhaltigkeit orientierten Gesellschaft. Als Ausblick werden Möglichkeiten einer curricularen Innovation vermittels der Seltenerdelemente diskutiert.

Referenz:

Kober, Ingo & Prechtl, Markus (2020). Seltenerdelemente – historische und fachdidaktische Analyse. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 566). Universität Duisburg-Essen

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Interviewstudie zum kontextstrukturierten Unterrichtsmaterial von EKo

Dopatka, Liza, Spatz, Verena, Burde, Jan-Philipp, Wilhelm, Thomas, Ivanjek, Lana, Hopf, Martin, Schubatzky, Thomas & Haagen-Schützenhöfer, Claudia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Einbindung von Kontexten in den traditionellen Unterricht wird seit langem angestrebt und ist mittlerweile fest in den KMK-Beschlüssen verankert. Schulbücher und Arbeitsmaterialien sind inzwischen mit Kontexten angereichert worden, indem Alltagsbezüge und Anwendungen genannt werden. Dies findet zumeist auf Extraseiten, losgelöst von der Erarbeitung der physikalischen Inhalte, statt. Unterrichtsmaterial, welches das Lernen in Kontexten anhand einer möglichst konkreten, authentischen Fragestellung und Problemsituation in den Mittelpunkt rückt, existiert in der Elektrizitätslehre kaum. Solch kontextstrukturiertes Unterrichtsmaterial wurde auf Grundlage fachdidaktischer Entwicklungsarbeit im Design-Based-Research Projekt EKo – Elektrizitätslehre in Kontexten – für die Sekundarstufe I angefertigt und von Lehrkräften im Unterricht eingesetzt. Diese Lehrkräfte wurden nach der Erprobung zur Beurteilung des kontextstrukturierten Unterrichtsmaterials befragt. Im Vortrag werden ausgewählte Ergebnisse der hierzu durchgeführten, leitfadengestützten Interviewstudie vorgestellt.

Referenz:

Dopatka, Liza, Spatz, Verena, Burde, Jan-Philipp, Wilhelm, Thomas, Ivanjek, Lana, Hopf, Martin, Schubatzky, Thomas & Haagen-Schützenhöfer, Claudia (2020). Interviewstudie zum kontextstrukturierten Unterrichtsmaterial von EKo. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 511). Universität Duisburg-Essen

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