Kategorie: TB2020

Evaluation eines Unterrichtskonzepts zur Quantenoptik mit Einzelphotonenexperimenten – Ergebnisse einer Pilotstudie

Bitzenbauer, Philipp & Meyn, Jan-Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Basierend auf den Ergebnissen der Delphi-Studie von Weber (2018) zur Planung einer bedarfsorientierten Lehrerausbildung in Quantenphysik wird ein neu konzipiertes Konzept für Quantenphysik vorgestellt, das von der Quantenoptik ausgeht. Technische Details, wie die Funktion von Einphotonendetektoren werden genauso didaktisch rekonstruiert dargestellt, wie die Koinzidenzmessungen als grundlegende Messmethode in Einphotonenexperimenten. Der Antikorrelationsfaktor g^2(0)wird durch einfache Bruchrechnung abgeleitet und in einem Realexperiment mit einzelnen Photonen gemessen, um die Unteilbarkeit von Photonen am Strahlteiler zu zeigen.

Die Ergebnisse durchgeführter “Teaching Experiments” zur Untersuchung der Akzeptanz der entwickelten Erklärungsansätze zu wesentlichen inhaltlichen Bestandteilen des geplanten Unterrichtskonzepts zur Quantenoptik werden vorgestellt.

Damit wird gezeigt, wie die Quantenphysik von einem modernen Standpunkt aus eingeführt werden kann und wie quantenoptische Realexperimente auf die Lernenden wirken.

Referenz:

Bitzenbauer, Philipp & Meyn, Jan-Peter (2020). Evaluation eines Unterrichtskonzepts zur Quantenoptik mit Einzelphotonenexperimenten – Ergebnisse einer Pilotstudie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 487). Universität Duisburg-Essen

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Wie entwickeln sich Wissen und Fähigkeiten im Physiklehramtsstudium?

Vogelsang, Christoph, Borowski, Andreas, Kulgemeyer, Christoph & Riese, Josef

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Referenz:

Vogelsang, Christoph, Borowski, Andreas, Kulgemeyer, Christoph & Riese, Josef (2020). Wie entwickeln sich Wissen und Fähigkeiten im Physiklehramtsstudium?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 427). Universität Duisburg-Essen

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Schülervorstellungen im Bereich der Radioaktivität

Schrader, Nicole & Bolte, Claus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Mittlerweile gibt es eine kaum noch überschaubare Zahl von Untersuchungen zu Schülervorstellungen und deren Veränderungen durch naturwissenschaftlichen Unterricht (vgl. u.a. Pfund & Duit 2009). Während die Vorstellungen in wesentlichen Inhaltsbereichen der Chemie und Physik inzwischen als hinlänglich erforscht gelten, bilden Untersuchungen zu Schülervorstellungen im Bereich der Radioaktivität national wie international eher eine Ausnahme (vgl. u.a. Eijkelhof 1990; Millar 1994).

Basierend auf den Ergebnissen der Pilotierungsstudie, die wir bereits auf der GDCP 2017 vorgestellt haben, haben wir den in Anlehnung an Millar (1994) konzipierten Fragebogen optimiert und nunmehr in unserer Hauptstudie „Entwicklung und Einsatz eines Testinstruments zur Analyse der Vorstellungen und der Risikowahrnehmung von Schüler*innen im Themenfeld Radioaktivität“ eingesetzt. In unserem Beitrag skizzieren wir zunächst das Forschungsdesign der Studie, bevor wir ausgewählte Ergebnisse präsentieren, die wir gemeinsam mit Ihnen diskutieren möchten.

Referenz:

Schrader, Nicole & Bolte, Claus (2020). Schülervorstellungen im Bereich der Radioaktivität. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 491). Universität Duisburg-Essen

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Entwicklung des fachlichen- und fachdidaktischen Wissens angehender Physiklehrkräfte

Enkrott, Patrick , Buschhüter, David, Spoden, Christian , Fischer, Hans & Borowski, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Laut Kultusministerkonferenz sollen für den Lehrerberuf wesentliche Fachwissensinhalte im Studium vermittelt werden. Detaillierte Untersuchungen zur Fachwissensentwicklung angehender Physiklehrkräfte, die zur Verbesserung der universitären Lehre nötig wären, fehlen jedoch nahezu gänzlich.

Eine Befragung von erfahrenen Lehrkräften und Fachdidaktikern ergab, dass insbesondere Schulwissen und vertieftes Schulwissen als wichtig für die Planung und Durchführung von Physikunterricht angesehen werden. Um deren Genese neben der des universitären Wissens zu untersuchen, wird die Fachwissensentwicklung in zwei Kohorten längsschnittlich verfolgt. Vorgestellt werden die Ergebnisse der Fachwissensentwicklung vom ersten bis zum fünften Semester des Bachelorstudiums (N=138), sowie die Entwicklung des Fachwissens über das Praxissemester im Masterstudium (N= 80) angehender Physiklehrkräfte. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich das Fachwissen nicht nur über die Fachwissensveranstaltungen des Bachelorstudiums, sondern auch über das Praxissemester im Sinne eines Lernzuwachses entwickelt.

Referenz:

Enkrott, Patrick , Buschhüter, David, Spoden, Christian , Fischer, Hans & Borowski, Andreas (2020). Entwicklung des fachlichen- und fachdidaktischen Wissens angehender Physiklehrkräfte. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 431). Universität Duisburg-Essen

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Förderung von Bewertungskompetenz durch Reflexion

Ratzek, Johanna H. , Schlei, Sören & Höttecke, Dietmar

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Ein Ziel von Physikunterricht ist die Förderung von Bewertungskompetenz. Dies sollte neben dem Erlernen und Anwenden von Entscheidungsstrategien auch reflexives Lernen über die eigenen Urteils- und Entscheidungsprozesse umfassen. Es ist zu erwarten, dass Reflexion Schüler_innen zum einen darin unterstützt, sich eigene, sich intuitiv einstellende Entscheidungsprozesse bewusst zu machen. Zum anderen können die Rahmenbedingungen eines Entscheidungsproblems (Wer? Wo? Folgen?) den Entscheidungsprozess und seine Reflexion beeinflussen. Wir planen eine Interventionsstudie im Physikunterricht mit den Fähigkeiten zum Anwenden von Entscheidungsstrategien und der Reflexion eigener Entscheidungsprozesse als abhängige Variablen. Die Angeleitete Reflexion eigener Entscheidungsprozesse (ja/nein) und Rahmenbedingungen des Entscheidungsproblems (Ich/Wir) bilden dabei die unabhängigen Variablen in einem vollständigen 2×2-Design. Zurzeit laufen qualitative Entwicklungsstudien zur Gestaltung und Wirkung der Rahmenbedingungen und der angeleiteten Reflexion. Deren Ergebnisse werden im Vortrag präsentiert.

Referenz:

Ratzek, Johanna H. , Schlei, Sören & Höttecke, Dietmar (2020). Förderung von Bewertungskompetenz durch Reflexion. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 495). Universität Duisburg-Essen

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Messung der Fähigkeit zur Unterrichtsplanung bei Lehramtsstudierenden

Schröder, Jan, Vogelsang, Christoph & Riese, Josef

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Ein wichtiger Bestandteil der universitären Lehrerausbildung sowie des Vorbereitungsdienstes besteht darin, durch schriftliche Planungen den Unterricht entsprechend wissenschaftlicher Erkenntnisse sowie an Schülerbedürfnissen orientiert vorzubereiten. Nach der Lehramtsausbildung stellt die Unterrichtsplanung eine (wenn nicht sogar die zentrale) Standardsituation des Lehrberufs dar, wenngleich diese nur noch selten schriftlich dokumentiert wird.

Um die bisher wenig beforschte Fähigkeit zur Planungsfähigkeit von Physikunterricht zu untersuchen, wurde im Rahmen des Projekts Profile-P+ ein standardisierter Performanztest entwickelt, der bei Lehramtsstudierenden (N>63) des Faches Physik an vier deutschen Universitäten eingesetzt wird. Mithilfe des Instruments sollen a) der Einfluss des Professionswissens auf die erfasste Planungsqualität sowie b) die Entwicklung der Planungsqualität während des Praxissemesters erfasst werden. Zur Bewertung der Unterrichtsplanungen wurden ein Modell sowie ein Codiermanual entwickelt. Ergebnisse zu beiden Teilfragen sowie zur Validität werden berichtet.

Referenz:

Schröder, Jan, Vogelsang, Christoph & Riese, Josef (2020). Messung der Fähigkeit zur Unterrichtsplanung bei Lehramtsstudierenden. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 435). Universität Duisburg-Essen

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Wie bedingen sich die Unterrichtsqualität und Reflexivität angehender Physiklehrkräfte?

Szogs, Michael, Große, André & Korneck, Friederike

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Kollegiale Reflexion hat sowohl in der ersten als auch in der zweiten Phase der Lehrkräftebildung das Ziel die Qualität zukünftigen Unterrichts zu verbessern. Dabei wird Reflexion als ein Prozess des strukturierten Analysierens von Unterricht verstanden, um Stärken und Schwächen des Unterrichts sowie mögliche Handlungsoptionen zu identifizieren. Die Güte einer Reflexion wird durch die Reflexivität der Reflexionsteilnehmer*innen bestimmt.

Die Untersuchung ist an eine Microteaching-Lehrveranstaltung gekoppelt, in der angehende Physiklehrkräfte mit halben Schulklassen zwei Unterrichtsminiaturen durchführen. Nach beiden Miniaturen findet jeweils eine kollegiale Reflexion statt. Von 50 Teilnehmer*innen werden sowohl der Unterricht als auch die Reflexionsgespräche videografiert, um die U.-qualität per Rating und die Ausprägungen der Reflexion per Kodierung (Reflexionsinhalt, Reflexionstiefe, Begründungen, Perspektivwechsel) zu bestimmen. Als Ergebnis beeinflussen vor allem die Ausprägung verschiedener Kategorien der Reflexionstiefe und begründete Aussagen die Veränderungen der U.-qualität.

Referenz:

Szogs, Michael, Große, André & Korneck, Friederike (2020). Wie bedingen sich die Unterrichtsqualität und Reflexivität angehender Physiklehrkräfte?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 499). Universität Duisburg-Essen

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Wirkung von Professionswissen und Praxisphasen auf die Reflexionsfähigkeit von Physiklehramtsstudierenden

Kempin, Maren, Kulgemeyer, Christoph & Schecker, Horst

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

An vielen Universitäten wird während des Lehramtsstudiums ein Praxissemester absolviert. Wie sich hier berufsrelevantes Wissen und Fähigkeiten entwickeln und aufeinander auswirken, ist nicht nur im Bereich der Physik weitgehend unbekannt. Das hier vorgestellte Teilprojekt von ProfiLe-P+ befasst sich insbesondere mit der Fähigkeit des Reflektierens – einer Standardsituation im Lehrberuf. Dabei wird (I) die Entwicklung der Reflexionsfähigkeit von Physiklehramtsstudierenden während des Praxissemesters und (II) der Einfluss von Professionswissen auf die Handlungsqualität (Performanz) beim Reflektieren von Physikunterricht untersucht. Dazu wurde ein Online-Videovignettentest entwickelt, in dem die Studierenden die Physikstunde eines fiktiven Mitpraktikanten reflektieren sollen. Dabei begeben sie sich in einen Quasi-Dialog mit diesem Mitpraktikanten, der aufgezeichnet und kategorienbasiert ausgewertet wird. Dieser Performanztest wurde zusammen mit Tests zum Professionswissen vor und nach dem Praxissemester an vier Universitäten eingesetzt. Ergebnisse der Studie werden vorgestellt.

Referenz:

Kempin, Maren, Kulgemeyer, Christoph & Schecker, Horst (2020). Wirkung von Professionswissen und Praxisphasen auf die Reflexionsfähigkeit von Physiklehramtsstudierenden. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 439). Universität Duisburg-Essen

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Das Amalgam Anfangs-Elektrizitätslehreunterricht

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

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Ein Amalgam im weiteren Sinne beschreibt eine Mischung unterschiedlicher Ideen und Traditionen. Ähnlich verhält es sich auch mit naturwissenschaftlichem Unterricht: Obwohl im gesamten deutschsprachigen Raum Anfangs-Elektrizitätslehre unterrichtet wird, liegt dennoch die Vermutung nahe, dass Lehrkräfte durchaus unterschiedliche Zugänge dazu verfolgen. Um einen differenzierten Blick auf die Ergebnisse von Interventionsstudien sowie auf Akzeptanzhürden bei der Umsetzung neuer Unterrichtskonzepte zu erhalten, ist es deshalb notwendig zu beleuchten, was „traditioneller E-Lehreunterricht“ ist bzw. was in diesem Amalgam subsummiert ist. Im Zuge des Projekts EPo-EKo wurde deshalb der E-Lehreunterricht von insgesamt 32 Lehrkräften aus Bayern, Hessen und Österreich mithilfe von Unterrichtslogbüchern und Schülerheften auf Basis eines dazu entwickelten Kategoriensystems rekonstruiert. Im Vortrag werden neben der Nutzung von Analogiemodellen und Experimenten im Unterricht auch die von Lehrkräften umgesetzten Sachstrukturen dargestellt und deren Zusammenhänge mit Lehrkräftemerkmalen berichtet.

Referenz:

Schubatzky, Thomas, Haagen-Schützenhöfer, Claudia, Burde, Jan-Philipp, Wilhelm, Thomas, Ivanjek, Lana, Hopf, Martin, Dopatka, Liza & Spatz, Verena (2020). Das Amalgam Anfangs-Elektrizitätslehreunterricht . In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 503). Universität Duisburg-Essen

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Ursachen für Veränderungen des physikdidaktischen Wissens im Studium

Joswig, Ann-Kathrin & Riese, Josef

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Projekt werden Ursachen für gemessene Veränderungen im physikdidaktischen Wissen von Lehramtsstudierenden untersucht, welche an zwei Vorbereitungsseminaren zum Praxissemester teilnehmen. Neben theoretischen Impulsen zu physikdidaktischen Themen haben die Studierenden dort die Möglichkeit, vor Eintritt in das Praxissemester Physikunterricht gemeinsam zu planen, am Lernort Schule durchzuführen und mit Hilfe von Beobachtungsbögen zu reflektieren. Der Fokus liegt dabei auf dem Einsatz eines von den Studierenden weiterentwickelten Stationenlernens zu Schülervorstellungen in der Elektrizitätslehre.

Das physikdidaktische Wissen der Studierenden wird zu Beginn und am Ende des Vorbereitungssemesters mit Hilfe eines schriftlichen Leistungstests in drei fachlichen Inhaltsbereichen gemessen. Identifizierte Veränderungen auf Item-Ebene werden durch leitfadengestützte Einzelinterviews genauer untersucht (N=24) und mittels qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet. Neben Ergebnissen des Längsschnitts werden Auszüge des Kategoriensystems und erste Ergebnisse der Interviews präsentiert.

Referenz:

Joswig, Ann-Kathrin & Riese, Josef (2020). Ursachen für Veränderungen des physikdidaktischen Wissens im Studium . In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 443). Universität Duisburg-Essen

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