Kategorie: TB2020

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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Chemie und Physik in belletristischer Literatur
Kontextorientierung

Suppert, Simone, Havlena, Silvia Alexandra , Fleischer, Timo & Strahl, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Zentrales Medium der Unterrichtsvermittlung ist heutzutage immer noch das Schulbuch – vor allem im naturwissenschaftlichen Unterricht (Reiners, 2017). Dennoch fehlt in diesem Medium oftmals eine passende Kontextorientierung, die die Motivation und das Interesse der SuS für naturwissenschaftliche Sachverhalte steigern kann (Parchmann et al. 2006). Eine Möglichkeit der Einbettung chemischer und physikalischer Inhalte in einen kontextorientierten Unterricht stellt der Einsatz von belletristischen Texten im Chemie- und Physikunterricht dar (Dammaschke; Strahl 2010). Anhand ausgewählter Textstellen, z.B. Extraktionsmöglichkeiten – „Das Parfüm“, Fette – „Die Chemie des Todes“ oder Geschwindigkeitsberechnungen – „Der Kleine Prinz“, können chemische und physikalische Inhalte und Vorgänge im Unterricht thematisiert und wissenschaftlich hinterfragt bzw. nachvollzogen werden. Das Poster stellt Beispiele aus der belletristischen Literatur für den Einsatz im Chemie- und Physikunterricht vor, bei der sich die Kontextorientierung für den naturwissenschaftlichen Unterricht auf neuen Wegen befindet.

Referenz:

Suppert, Simone, Havlena, Silvia Alexandra , Fleischer, Timo & Strahl, Alexander (2020). Chemie und Physik in belletristischer Literatur
Kontextorientierung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 570). Universität Duisburg-Essen

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Sind naturwissenschaftlich interessierte Jugendliche „Nerds“?

Spitzer, Philipp

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Studien beschreiben das Image von Chemikerinnen und Chemikern als wichtigen Einflussfaktor auf eine chemiebezogene Berufswahl. Dieses Image wird seit einigen Jahren durch populäre TV-Serien wie „The Big Bang Theory“ oder „Breaking Bad“ geprägt. Dabei werden die Protagonisten als „verrückte Sonderlinge“ und „Nerds“ dargestellt und auch Lernende beschreiben ChemikerInnen zwar als klug und logisch denkend, jedoch auch als unromantisch und wenig feinfühlig.

2018 wurden begabte SchülerInnen im Rahmen der JuniorAkademie NRW, einem Sommercamp für naturwissenschaftlich begabte Jugendliche der Jahrgangsstufen 9 und 10, befragt. Die Ergebnisse zeigen, dass die TeilnehmerInnen sich selbst ähnlich dem in der Gesellschaft vorherrschenden Prototyp von Chemikerinnen und Chemikern beschreiben. Gibt es den Stereotyp des „Nerds“ möglicherweise wirklich? Lassen sich Persönlichkeitsmerkmale identifizieren, die insbesondere bei hohem naturwissenschaftlichen Interesse auftreten? Im Vortrag werden hierzu erste Ergebnisse aus der erneuten Befragung der Jugendlichen vorgestellt.

Referenz:

Spitzer, Philipp (2020). Sind naturwissenschaftlich interessierte Jugendliche „Nerds“?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 451). Universität Duisburg-Essen

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Chemistry Capital: Ein Schlüssel zur Identitätsbildung

Rüschenpöhler, Lilith & Markic, Silvija

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Manche Jugendliche entwickeln wie selbstverständlich eine Chemie-Identität während anderen das Fach fremd bleibt. In dieser Interviewstudie wurde untersucht, welche Rolle hierbei die Ressourcen der Jugendlichen spielen (N=48). Hierfür entwickeln wir den Begriff des Chemistry Capital basierend auf dem Konzept des Science Capital. Es zeigt sich, dass (i) Chemistry Capital ungleich verteilt ist. An Gymnasien verfügen Jugendliche tendenziell über mehr Chemistry Capital als an Real- und Hauptschulen. (ii) Das Chemistry Capital der Familie scheint eng mit dem Chemistry Engagement der Jugendlichen verbunden. (iii) Es bestehen strukturelle Benachteiligungen: Die HauptschülerInnen der Stichprobe wurden durch fachfremde Lehrkräfte unterrichtet. (iv) Ausnahmen: Einige Jugendliche bilden individuelle Bindungen zur Chemie über Youtuber bzw. über eine fachunspezifische Identität als Lernende. Die Studie zeigt, wie Jugendliche mit wenig Chemistry Capital strukturell benachteiligt werden und dass ein Chemieunterricht erforderlich ist, der explizit auf eine Identitätsbildung der Jugendlichen abzielt.

Referenz:

Rüschenpöhler, Lilith & Markic, Silvija (2020). Chemistry Capital: Ein Schlüssel zur Identitätsbildung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 455). Universität Duisburg-Essen

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Eine vergleichende Untersuchung zur Newton’schen Mechanik

Weber, Jannis & Wilhelm, Thomas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Unter Berücksichtigung von bekannten Schülervorstellungen zu den ersten beiden Newton’schen Axiomen wurde eine Vergleichsstudie im Prä-Post-Design entwickelt und pilotiert, bei der die Frage im Zentrum steht, ob ein modellierendes Vorgehen durch den Einsatz von mathematischer Modellbildungssoftware im Vergleich zu einem rein messenden Vorgehen zu einem besseren Verständnis der Newton’schen Mechanik führen kann. Das rein messende und beschreibende Verfahren wird mit Videoanalysesoftware realisiert. Dazu wurden Experimente ausgewählt, die für das Erlernen der Mechanik geeignet und für beide Verfahren gleichermaßen durchführbar sind. Die Interventionen in dieser Laborstudie unterscheiden sich also in dem Einsatz der jeweiligen Software.

Damit der Effekt dieser Intervention gemessen werden kann, wurde ein für beide Gruppen fairer Test konzipiert. Dieser wurde aus bestehenden Tests entwickelt, durch eigene Items ergänzt und mit Schülerinnen und Schülern und Studierenden pilotiert. Die Ergebnisse der Pilotierung werden im Vortrag vorgestellt.

Referenz:

Weber, Jannis & Wilhelm, Thomas (2020). Eine vergleichende Untersuchung zur Newton’schen Mechanik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 459). Universität Duisburg-Essen

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Der Einfluss von Lehrercharakteristika
auf die Nutzung von Unterrichtsmaterialien

Breuer, Judith, Vogelsang, Christoph & Reinhold, Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Eine zentrale Aufgabe fachdidaktischer Forschung ist die Verbesserung von Lehr-Lern-Prozessen auf Grundlage von empirischen Forschungsergebnissen. Ein möglicher Weg, solche Innovationen zu implementieren, verläuft über die Bereitstellung von Unterrichtsmaterialien. Allerdings liegen bislang nur wenige Erkenntnisse zu ihrer Nutzung vor.

Ziel der Studie ist es daher, mehr über die Wirkmechanismen bei der Implementation von Unterrichtsmaterialien herauszufinden. Dazu werden 15 Lehrkräfte, welche das Münchener Unterrichtskonzept zur Quantenmechanik zur Verfügung gestellt bekommen, im Unterricht begleitet. In zwei Interviews zu Beginn und zum Ende der Unterrichtsreihe werden mögliche Einflussfaktoren der Materialnutzung erfragt. Darüber hinaus werden zwei Unterrichtsstunden videographiert und in Stimulated Recall-Interviews nachbesprochen, um mehr über die Implementation und Hintergründe zu Planungsentschei-dungen zu erfahren.

Im Vortrag werden erste Ergebnisse von bislang acht Teilnehmer aus der Hauptstudie berichtet, aus denen sich verschiedene Handlungsmuster ableiten lassen.

Referenz:

Breuer, Judith, Vogelsang, Christoph & Reinhold, Peter (2020). Der Einfluss von Lehrercharakteristika
auf die Nutzung von Unterrichtsmaterialien. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 463). Universität Duisburg-Essen

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Kontextmerkmale und Wissenselemente beim Transfer in der Physik

Gysin, Daniel, Brovelli, Dorothee & Rehm, Markus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Prozess beim Transfer von physikalischen Konzepten wird vom Umgang mit den Merkmalen des Kontexts der Transferaufgabe wie auch den individuell vorhandenen Wissenselementen beeinflusst. In einem konstruktivistisch geprägten Verständnis von Transfer steht die als dynamisch bezeichnete Koordination von Wissenselementen mit den zur Transferaufgabe gehörenden Kontextmerkmalen im Vordergrund. Die hier vorgestellte qualitative Studie untersucht den Transferprozess von Lernenden beim Lösen einer Aufgabe zum physikalischen Energiekonzept. 20 Schüler*innen und Studierende verschiedenen Alters partizipierten an «Think Aloud»-Interviews, die anschliessend mittels einer qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet wurden. Dabei zeigte sich, dass der Prozess des Transferierens je nach Proband*in unterschiedlich verläuft und sich Phasen der Analyse von Kontextmerkmalen, der Verbindung einzelner Wissenselemente und des «Alignments», das heisst der Verknüpfung von Wissenselementen mit Kontextmerkmalen, abwechseln.

Referenz:

Gysin, Daniel, Brovelli, Dorothee & Rehm, Markus (2020). Kontextmerkmale und Wissenselemente beim Transfer in der Physik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 467). Universität Duisburg-Essen

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LehrerInnen interpretieren Formeln sprachlich: Rechnungen und mathematische Zusammenhänge als Teil sprachlichen Umgangs mit Formeln

Kuske-Janßen, Wiebke & Pospiech, Gesche

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Formeln spielen als typische Darstellungsform der Physik im Physikunterricht eine wichtige Rolle. Sie erfüllen dabei weit mehr Funktionen als reines Rechenwerkzeug zu sein: Sie bündeln Informationen, fassen empirische Ergebnisse effektiv zusammen oder ermöglichen die Exploration fiktiver Situationen und die Vorhersage zukünftiger Ereignisse.

In diesem Beitrag soll beleuchtet werden, wie LehrerInnen sprachlich mit Formeln umgehen und diese interpretieren. Dafür wurde in einer explorativen qualitativen Studie Physikunterricht zum Thema el. Widerstand in der Jahrgangsstufe 8 von insgesamt 10 LehrerInnen unterschiedlicher Schulformen aufgezeichnet. Die Lehrersprache wurde nach der qualitativen Inhaltsanalyse nach Kuckartz ausgewertet. Die induktiv gebildeten Kategorien wurden mit Hilfe eines Ebenenmodells der Versprachlichung von Formeln, das deduktiv aus sprachwissenschaftlichen Überlegungen abgeleitet wurde, eingeordnet. Dabei zeigt sich neben klassischen Rechenaufgaben eine Vielzahl sprachlicher Interpretationen (z. B. Erklärungen, Modelle, Analogien oder Beschreibung der Zusammenhänge von Größen).

Referenz:

Kuske-Janßen, Wiebke & Pospiech, Gesche (2020). LehrerInnen interpretieren Formeln sprachlich: Rechnungen und mathematische Zusammenhänge als Teil sprachlichen Umgangs mit Formeln. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 471). Universität Duisburg-Essen

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