Kategorie: TB2020

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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Professionalisierung von Lehrpersonen für Forschendes Lernen −
Herausforderungen und Grenzen

Hofer, Elisabeth & Lembens, Anja

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Forschendes Lernen (Inquiry-based Learning, IBL) wird längst als wesentlicher Bestanteil eines zeitgemäßen naturwissenschaftlichen Unterrichts angesehen und dennoch nehmen viele Lehrpersonen davon Abstand, IBL in ihrem eigenen Unterricht einzusetzen. Trotz aller Bemühungen von FachdidaktikerInnen, entsprechende Professionalisierungsangebote zu gestalten und anzubieten, fühlen sich viele Lehrpersonen unsicher und nicht kompetent genug, IBL selbstständig zu implementieren. Im Vortrag stellen wir ein Fortbildungsprogramm vor, das vor allem auf die Entwicklung von Unterrichtseinheiten fokussiert − ein Aspekt, der in vielen Professionalisierungsangeboten unterrepräsentiert ist, jedoch als essentiell für die Verknüpfung von Theorie und Praxis gilt. Neben der Erläuterung von Herausforderungen und Grenzen, denen wir bei der Entwicklung und Durchführung dieses Fortbildungsprogramms begegnet sind, diskutieren wir auch, inwiefern wir die Durchführung eines „idealen“ Fortbildungsangebots zur Professionalisierung von Lehrpersonen für IBL als realisierbar erachten.

Referenz:

Hofer, Elisabeth & Lembens, Anja (2020). Professionalisierung von Lehrpersonen für Forschendes Lernen −
Herausforderungen und Grenzen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 419). Universität Duisburg-Essen

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Der Einfluss eines industriellen Lernumfeldes auf die zukunftsorientierte
naturwissenschaftliche Motivation

Bodesheimer, Fenja & Lühken, Arnim

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Um Wissen über die Naturwissenschaften zu lehren oder zu lernen, werden die verwandten, kompetenzorientierten Konstrukte der „Nature of Science“ und der „Naturwissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweisen“ häufig als Vorbild gesehen. Subjektiven Beziehungen – wie Interesse, Selbstkonzept oder Motivation – zwischen einer Person und den Naturwissenschaften basieren allerdings nicht nur auf dem reinen Informationsangebot, sondern auch auf der jeweiligen Annahme des Lernortes, welche wiederum von dem Lernklima abhängig ist. Zentrale Faktoren hierfür sind das Kompetenzerleben, die Autonomie und nicht zuletzt die soziale Eingebundenheit der Lernenden.

Bei dieser Nebenstudie zu dem Eltern-Kind-Projekt KEMIE® in Frankfurt liegt der Fokus auf der zukunftsorientierten, naturwissenschaftsbezogenen Motivation der Schülerinnen und Schüler. Dafür werden neben den Kindern auch die Eltern per Pre-Post-Test befragt. Um außerdem das „Wie?“ zu beantworten, werden die Kontextfaktoren des Lernumfeldes – das Bildungsangebot, die Struktur des außerschulischen Lernortes und die familiale Dimension – analysiert.

Referenz:

Bodesheimer, Fenja & Lühken, Arnim (2020). Der Einfluss eines industriellen Lernumfeldes auf die zukunftsorientierte
naturwissenschaftliche Motivation. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 361). Universität Duisburg-Essen

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Professionelle Unterrichtswahrnehmung und fachdidaktisches Wissen

Wöhlke, Carina & Höttecke, Dietmar

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die professionelle Unterrichtswahrnehmung von Lehrkräften wird in Theorie und Praxis als Voraussetzung für guten Unterricht gehandelt. In dieser Studie wird unter anderem untersucht, ob diese situative Fähigkeit mit fachdidaktischem Wissen korreliert. Um Fragen wie diese beantworten zu können, wurde ein Instrument entwickelt, welches aus Videovignetten und einem Fragebogen besteht. Theoretisch hergeleitete Drehbücher dienten als Grundlage für die Videos. In einem mehrstufigen Verfahren wurde das Instrument validiert. Ein Expertenrating konnte inhaltliche, curriculare und ökologische Validität erfolgreich sichern. Der Fragebogen wurde in einer Pilotierung entwickelt. Nach Durchführung der Hauptstudie an drei Universitäten mit N=160 Studierenden konnte die Konstrukt-Validität von 19 Items mittels IRT-Skalierung bestätigt werden. Begleitend wurden Kovariaten wie fachdidaktisches Wissen, Lehrerfahrung und Fachsemester erhoben. Ob und inwiefern physikdidaktisches Wissen und weitere Kovariaten mit professioneller Unterrichtswahrnehmung korreliert, soll in unserem Beitrag berichtet werden.

Referenz:

Wöhlke, Carina & Höttecke, Dietmar (2020). Professionelle Unterrichtswahrnehmung und fachdidaktisches Wissen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 423). Universität Duisburg-Essen

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Ist Authentizität wirklich der Trumpf der Schülerlabore?

Schüttler, Tobias, Watzka, Bianca & Girwidz, Raimund

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Als wichtige Einflussgröße dafür, wie Schülerlabore das Interesse ihrer Besucher fördern, wird oft die dort erlebbare Authentizität genannt. Die Wirkzusammenhänge sind jedoch bislang empirisch noch wenig erforscht. Bei der vorgestellten Interventionsstudie mit Kontrollgruppe wurde der Einfluss der Authentizität von Lernort und –material auf die Wahrnehmung von Zehntklässler*innen, insbesondere auf deren situationales Interesse, untersucht. Dazu wurde ein Workshop zur Infrarotfernerkundung mit unterschiedlich authentischen Messgeräten in einem Schülerlabor des DLR, und in Schulen durchgeführt und evaluiert. Die höchsten Werte für das situationale epistemische Interesse wurden beim objektiv authentischsten Lernsetting im Schülerlabor beobachtet. Aber auch die anderen Gruppen bewerteten die Workshops als signifikant interessanter und authentischer als die Kontrollgruppe deren Physikunterricht. Schülerlabore legen also zu Recht großen Wert auf Authentizität. Zugleich bestätigt die Studie die positive Wirkung authentischer Kontexte auf das Interesse der Lernenden – auch in der Schule.

Referenz:

Schüttler, Tobias, Watzka, Bianca & Girwidz, Raimund (2020). Ist Authentizität wirklich der Trumpf der Schülerlabore?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 365). Universität Duisburg-Essen

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