Kategorie: TB2020

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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Physikalische Chemie zu Studienbeginn
Analyse eines Stolpersteins

Schwedler, Stefanie

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Aufbau angemessener, mentaler Modelle zur universitären Physikalischen Chemie gilt unter Studierenden und Fachdidaktikern als besonders herausfordernd. Der Mangel an konzeptuellem Verständnis wird in der Regel auf die Dominanz prozedural-algorithmischer Lehr-Lernstrategien und die inhärente Fachstruktur der Disziplin zurückgeführt. Für Becker et al. ist dagegen die Vernachlässigung der submikroskopischen Ebene als bedeutende, soziochemische Bezugsnorm eine zentrale Ursache des Problems. Dieser Beitrag exploriert die Rolle der Physikalischen Chemie in der Studieneingangsphase sowie die fachspezifischen Herausforderungen bei ihrer Vermittlung. Dokumentenanalysen zeigen auf, welche Anteile das Fach in der Studieneingangsphase einnimmt und inwieweit die submikroskopische Ebene in Grundlehrwerken des Fachs Berücksichtigung findet. Think-Aloud-Erhebungen zu acht zentralen Kernthemen der Kinetik und Thermodynamik indizieren, inwieweit im ersten Studienjahr tatsächlich ein Mangel an mentalen Modellen, insbesondere hinsichtlich der submikroskopischen Ebene, vorliegt.

Referenz:

Schwedler, Stefanie (2020). Physikalische Chemie zu Studienbeginn
Analyse eines Stolpersteins. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 407). Universität Duisburg-Essen

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Empathisierer und Systematisierer und ihre Motivation in naturwissenschaftlichen Lernumgebungen im Elementarbereich

Skorsetz, Nina & Welzel-Breuer, Manuela

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Menschen sind unterschiedlich stark motiviert, sich mit Naturwissenschaften zu beschäftigen (Glynn & Koballa 2006). Die Empathisierer-Systematisierer-Theorie (Baron-Cohen 2004) kann ein möglicher Erklärungsansatz dafür sein. Sie besagt, dass das Gehirn jedes Menschen zwei Dimensionen zuzuordnen sei: dem Empathisieren als Drang, Emotionen zu erkennen, um darauf zu reagieren, und dem Systematisieren als Drang, Systeme zu verstehen, um Vorgänge vorauszusagen. Empirische Ergebnisse zeigen, dass sich jugendliche Systematisierer eher für ein naturwissenschaftliches Studium entscheiden als jene mit einem hohem Empathisierer-Anteil (Zeyer et al. 2012). In unserer Studie wurden daraufhin getestete Vorschulkinder in zwei Lernumgebungen videographiert, welche sich nur in einem Oberflächenmerkmal unterschieden. In Korrelationen mit Fragebogendaten zeigte sich, dass Kinder mit einem hohen Systematisierer-Anteil in beiden Lernumgebungen auf die Sache fokussiert zu sein scheinen, Kinder mit hohem Empathisierer-Anteil nicht. Im Vortrag werden die Ergebnisse vorgestellt und diskutiert.

Referenz:

Skorsetz, Nina & Welzel-Breuer, Manuela (2020). Empathisierer und Systematisierer und ihre Motivation in naturwissenschaftlichen Lernumgebungen im Elementarbereich. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 349). Universität Duisburg-Essen

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Eine Fallstudie zur Entwicklung domänenspezifischer Expertise

Lenzer, Stefanie, Smarsly, Bernd & Graulich, Nicole

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Experten einer Domäne fällt es im Gegensatz zu Studierenden leicht, verschiedene Ressourcen, wie Werkzeuge, Messmethoden und Visulisierungen zu nutzen, um domänenspezifische Probleme zu lösen. Studierende verwenden diese Ressourcen, häufig ohne Bewusstsein dafür, ob und warum deren Einsatz angemessen ist, um das jeweilige Problem zu lösen.

Zur Förderung der domänenspezifischen Expertise im Studiengang Materialwissenschaft, wurde eine Lernumgebung entwickelt und implementiert, in der die Studierenden unter Verwendung verschiedener Ressourcen selbstständig eine Problemstellung bearbeiten. Um zu untersuchen, wie und ob die Studierenden eine domänenspezifische Expertise entwickeln, wurde die Projektarbeit qualitativ mit Audioportfolios und Interviews begleitet. Die Daten wurden hinsichtlich des sich entwickelnden Bewusstseins für die Ressourcen, sowie der einzelnen Problemlöseschritte der Studierenden analysiert. Durch die Kombination beider Analyseperspektiven konnten wir zeigen, wie sich die Expertise im Laufe der Projekte entwickelt.

Referenz:

Lenzer, Stefanie, Smarsly, Bernd & Graulich, Nicole (2020). Eine Fallstudie zur Entwicklung domänenspezifischer Expertise. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 411). Universität Duisburg-Essen

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Schülermotivation für Chemieunterricht und Selbstwirksamkeit in Chemie

Yılmaz, Ayhan & Özgür, Sinem Dinçol

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

In der Literatur wird angegeben, dass die Selbstwirksamkeitswahrnehmung ein wichtiges Kriterium für die Vorhersage der Motivation von Individuen ist. In dieser Studie wurde die Motivation und Chemie-Selbstwirksamkeit der Schüler zum Chemieunterricht untersucht, wobei das Survey-Modell verwendet wurde. Die Datenerhebung erfolgte mit Hilfe der „Skala der Motivation der Chemie“ und der „Chemie-Selbstwirksamkeitsskala für Gymnasium“. Die Skala der Motivation der Chemie besteht aus den folgenden 3 Faktoren: „Interesse an der Chemieforschung und Arbeitsleistung”, „Zusammenarbeit und Kommunikation“ und „Beteiligung am Chemielernen“. Dagegen besteht die Chemie-Selbstwirksamkeitsskala für Gymnasium aus den folgenden zwei Dimensionen: „Selbstwirksamkeit der Chemie für kognitive Fähigkeiten“ und „Selbstwirksamkeit für das Chemielabor“. Die erhobenen Daten werden anhand verschiedener Variablen untersucht und analysiert. Zum Schluss werden die Ergebnisse der Arbeit diskutiert.

Referenz:

Yılmaz, Ayhan & Özgür, Sinem Dinçol (2020). Schülermotivation für Chemieunterricht und Selbstwirksamkeit in Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 353). Universität Duisburg-Essen

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Lehren und Lernen Organischer Chemie

Bittorf, Robert & Schanze, Sascha

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Für die reflektierte Handlungsfähigkeit angehender Chemielehrer bilden fachliches Wissen und Verständnis eine essentielle Grundlage. Jedoch stellen insbesondere fachchemische Inhalte der Organischen Chemie, eine große Herausforderung für die Studierenden dar. Um eine explizite Förderung von fachlichem Wissen und Verständnis zu erzielen, wurde im Rahmen der Einführungsveranstaltung „Organischen Chemie I“ des Wintersemesters 2016/17, ein flipped classroom gestaltet und umgesetzt. Die Implementation in die rund 300 Studierende umfassende Grundlagenvorlesung, wurde mit Hilfe einer Studie im case study research Design nach Yin (2003) begleitet. Im Rahmen des Vortrags werden ausgewählte Ergebnisse dieser Studie präsentiert. Der Fokus liegt auf dem Umgang der Studierenden mit den präsentierten Fachinhalten, sowohl innerhalb als auch außerhalb der Lehrveranstaltung (u.a. Lernverhalten und wahrgenommene Relevanz), und darauf bezogene Entwicklungen im Verlauf des Semesters.

Referenz:

Bittorf, Robert & Schanze, Sascha (2020). Lehren und Lernen Organischer Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 415). Universität Duisburg-Essen

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Naturwissenschaftliche Interessen von Studierenden des Grundschullehramts

Wagner, Steffen, Ziesler, Janine & Priemer, Burkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der NaWi-Anfangsunterricht findet bereits in der Grundschule statt, weshalb vielerorts der Besuch von NaWi-Fachvorlesungen für Studierende des Lehramts an Grundschulen obligatorisch ist. Da sich die Vermittlung fachlicher Inhalte für diese Zielgruppe jedoch auf wenige Veranstaltungen beschränkt, ist die Auswahl der Inhalte besonders wichtig und gleichzeitig schwierig. Daher kommt vorhandenen NaWi-Interessen der Studierenden eine besondere Rolle zu, über die jedoch kaum umfangreiche Erkenntnisse vorliegen. Um diesem Desiderat zu begegnen, wurden 244 Studierende des Lehramts an Grundschulen Berliner und Brandenburger Universitäten mit einem kurzen, offenen Fragebogen zu ihren NaWi-Interessen befragt. Die Antworten wurden sowohl mit Hilfe vorgegebener Kategorien (z. B. Fach), als auch induktiv mit der QIA (Mayring, 2010) strukturiert, um über die Fächerstruktur hinausgehende Schwerpunkte und Besonderheiten zu identifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass eine konventionell strukturierte Vermittlung von Inhalten, z. B. in der Physik, das vorhandene Interesse nicht abdeckt.

Referenz:

Wagner, Steffen, Ziesler, Janine & Priemer, Burkhard (2020). Naturwissenschaftliche Interessen von Studierenden des Grundschullehramts. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 357). Universität Duisburg-Essen

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