Kategorie: TB2020

Ressourcen zur Problemlösung: Problemschemata

Woitkowski, David

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Studieneingangsphase Physik ist durch eine Reihe von Problemlösesituationen geprägt. Studierende verbringen nennenswerte Zeit mit dem Lösen von Übungszetteln, die häufig als wesentliche Herausforderung wahrgenommen werden, zumal Problemlösefähigkeiten im Studium i.d.R. nicht explizit gelehrt werden und die im Übungsbetrieb nötigen mathematischen Fähigkeiten recht bald im Studium deutlich ansteigen.

Im Projekt KEMΦ wird die Problemlösefähigkeit zu drei Testzeitpunkten im ersten Studienjahr erhoben. Wesentliche Aspekte der Analyse beziehen sich dabei auf die zur Lösung herangezogenen Ressourcen, insbesondere die Problemschemata. Im Vortrag wird zunächst theoretisch auf diese Schemata eingegangen. Im empirischen Teil wird auf der Basis eines eng an die Anforderungen universitärer Physik-Lehrveranstaltungen angelehnten Testinstruments überprüft, inwiefern sie bei Studierenden vorliegen bzw. genutzt werden können.

Die theoretische und empirische Auseinandersetzung liefert verschiedene Hinweise auf Forschungs- und Lehrdesiderata im Bezug auf die Problemlösefähigkeiten Physikstudierender.

Referenz:

Woitkowski, David (2020). Ressourcen zur Problemlösung: Problemschemata. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 373). Universität Duisburg-Essen

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A video game as an assessment tool of problem-solving competence

Annaggar, Amany & Tiemann, Rüdiger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Das Erheben der Fähigkeiten zum Lösen komplexer Problemstellungen ist sicherlich eine der Herausforderungen der empirischen Bildungswissenschaften. Mit umfangreichen Testinstrumenten werden verschiedene Einflussgrößen ermittelt, um die zugrundeliegenden kognitiven Mechanismen immer besser verstehen zu können. Während die zunehmenden technischen Möglichkeiten bereits für die Gestaltung von passgenaueren und testökonomischeren Instrumente genutzt werden, sind bei der theoriegeleiteten Umsetzung und Verbindung mit motivationalen Aspekte nur wenige Arbeiten zu beobachten (z.B. zur wiss. Argumentation). In dem Promotionsprojekt wurden Elemente des „Gamification“ Ansatzes systematisch in einem 3D Videospiel umgesetzt, welchem in seiner Architektur ein Kompetenzmodell zum Problemlösen zugrunde gelegt wurde („stealth assessment“). An dem Inhaltsbereich Säuren und Basen wurde die fiktive Welt „Alchemist“ programmiert und in mehreren Design-Schleifen (Experten, Studenten, Schüler, Lehrer) qualitativ weiterentwickelt, bevor es quantitativ (N=75) mit Schülerinnen und Schülern erprobt wurde.

Referenz:

Annaggar, Amany & Tiemann, Rüdiger (2020). A video game as an assessment tool of problem-solving competence. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 377). Universität Duisburg-Essen

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Diagnose divergenter Denkstrategien bei naturwiss. Problemstellungen

Haim, Kurt, Aschauer, Wolfgang & Weber, Christoph

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Kernaufgabe der Schule muss darin liegen, junge Menschen in ihrer Entwicklung zu unterstützen, um gegenwärtige Problemfelder zu erkennen und entsprechende Problemlösestrategien zu generieren. Deshalb ist es eine wesentliche Aufgabe, Methoden zu entwickeln, die zu einer großen geistigen Flexibilität führen (Schmidkunz & Lindemann, 2003). Dabei ist Problemlösen ein komplexer Prozess, der Faktoren wie Persönlichkeit, Motivation, Umfeld und divergente bzw. konvergente Denkstrategien beinhaltet (Meador, 1997). Divergentes Denken stellt in diesem Zusammenhang einen besonders wichtigen Indikator für das kreative Problemlösepotential dar (Runco & Acar, 2012).

Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden divergente Lösungsstrategien von Jugendlichen bei naturwissenschaftlichen Problemstellungen erhoben. Die Erhebung wurde 2018/19 österreichweit an über 50 Schulen mit ca. 1.200 Schülerinnen und Schülern durchgeführt. Im Rahmen des Vortrags werden das Testformat vorgestellt sowie ausgewählte Ergebnisse präsentiert.

Referenz:

Haim, Kurt, Aschauer, Wolfgang & Weber, Christoph (2020). Diagnose divergenter Denkstrategien bei naturwiss. Problemstellungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 381). Universität Duisburg-Essen

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Ein Systematisierungsversuch von Forschungsansätzen zur Studieneingangsproblematik

Haak, Inka

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Das Interesse an der Studieneingangsphase ist in der hochschuldidaktischen MINT-Forschung in den letzten Jahren aufgrund von Diskussionen über Abbruchquoten (z.B. Heublein et al., 2010) stark gestiegen. Vergleicht man verschiedene Ansätze, so lassen sich kontrastiv zwei Forschungsmethodologien unterscheiden: deterministische Ansätze, die quantitativ Vorhersagen des Studienerfolgs mithilfe von Eingangsvoraussetzungen anstreben (ALSTER; HeLP!; Buschhüter et al., 2016; Freyer, 2013; Albrecht, 2011) und prozessorientierte Ansätze, die die Schwierigkeiten in der Studieneingangsphase mit Anpassungsprozessen und Identitätsaushandlungen erklären (Holmegaard et al., 2012; Tinto, 1975). Dazwischen sind Ansätze zu verorten, die auf die Entwicklung von Maßnahmen zur Unterstützung fachlichen Lernens zielen (Woitkowski & Reinhold, 2019; Haak, 2017; Brebeck, 2014).

In diesem Beitrag werden verschiedene Forschungsansätze gegenübergestellt und bezüglich ihrer Klärung der Studieneingangsproblematik diskutiert (anknüpfend an Borowski, 2019). Abschließend werden Forschungsdesiderate formuliert.

Referenz:

Haak, Inka (2020). Ein Systematisierungsversuch von Forschungsansätzen zur Studieneingangsproblematik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 385). Universität Duisburg-Essen

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Teilnahmemotive an und Effekte von Schülerlaborbesuchen

Schwarzer, Stefan & Sommer, Katrin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Referenz:

Schwarzer, Stefan & Sommer, Katrin (2020). Teilnahmemotive an und Effekte von Schülerlaborbesuchen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 326). Universität Duisburg-Essen

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Teilnahmemotive bei KEMIE®

Schlüter, Bert, Sommer, Katrin & Lewalter, Doris

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Seit Mitte des 20. Jhd. ermöglichen verschiedene Programme, dass Kinder und ihre Eltern gemeinsam einen Einblick in die Welt der Naturwissenschaften erlangen (z.B. O’Connor, 1960, Hermens & McCoy, 1986). Diese Angebote werden sehr gut wahrgenommen, allerdings ist die Frage nach der Motivation für die Teilnahme der Kinder bzw. der Eltern bislang nicht systematisch bearbeitet worden. Untersuchungen aus der Besucherforschung im informellen Sektor verdeutlichen, dass Besucher*innen von bspw. Museen, Kunstgalerien oder Zoologischen Gärten über differenzierte Besuchsmotivationen verfügen (Packer & Ballantyne, 2002; Falk (2006). Das von Phelan et al. (2017) entwickelte 6-dimensionale Instrument zur Erhebung der Besuchermotivation wurde für den Einsatz im Lern-Arrangement KEMIE® adaptiert und drei Jahrgänge (n=227 Kinder und n=236 Eltern) untersucht. Es zeigt sich, dass zum informellen Sektor vergleichbare Besuchsmotivationen vorhanden sind, darüber hinaus aber gruppenspezifische Unterschiede zwischen Eltern und Kindern und weiteren soziodemographischen Hintergrundvariablen deutlich werden.

Referenz:

Schlüter, Bert, Sommer, Katrin & Lewalter, Doris (2020). Teilnahmemotive bei KEMIE®. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 329). Universität Duisburg-Essen

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Das situationale epistemische Interesse von Mädchen und Jungen nach dem Besuch eines Schülerlabors

Schulz, Johannes & Priemer, Burkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

In Deutschland wurde eine Vielzahl von Schülerlaboren eingerichtet, um u. a. das Interesse von jungen Menschen an Naturwissenschaften und Technik zu steigern. Begleitende Untersuchungen zeigen, dass die Schülerlabore situationales Interesse

zumindest kurzfristig wecken. Die vorliegende Studie hat erstmals mit einer Stichprobe von mehr als 10.000 Schülerinnen und Schülern untersucht, ob nach Besuchen eines Schülerlabors Unterschiede im situationalen Interesse zwischen Mädchen und Jungen auftreten. Die Ergebnisse zeigen keine bedeutsamen Unterschiede im situationalen epistemischen Interesse zwischen beiden Gruppen.

Referenz:

Schulz, Johannes & Priemer, Burkhard (2020). Das situationale epistemische Interesse von Mädchen und Jungen nach dem Besuch eines Schülerlabors. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 333). Universität Duisburg-Essen

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Förderung der diagnostischen Kompetenz in der Lehrer*innenbildung

Milker, Clemens

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Fachdidaktische Diagnostik wird traditionell bei (zukünftigen) Lehrer*innen oft als eindimensionale Form der Leistungsmessung verstanden. Das Projekt Schule inklusiv gestalten avisiert, durch seine interdisziplinäre Zusammensetzung und enge Verzahnung der Sonderpädagogik mit FD die Subjekt- mit der Objektperspektive zu vereinen und wesentliche Gelingensvoraussetzungen inklusiven Unterrichts zu benennen. Hierbei wird einer ressourcenorientierten und rehistorisierenden Ansätzen folgenden Diagnostik eine elementare Rolle zugesprochen.

Im Beitrag wird die Relevanz prozessbegleitender Diagnostik für die Gestaltung individualisierter Lernumgebungen aufbauend auf kulturhistorischer Schule und entwicklungslogischer Didaktik diskutiert. Nach dem Prinzip einer Design-based research wird ein Forschungsseminar inklusive einzelner Entwicklungsergebnisse vorgestellt, welches die diagnostische Kompetenz Studierender fördern soll. Ergebnis der explorativen Arbeit im Seminar partizipativen Charakters ist ein Klassenportfolio, welches qualitatives, diagnostisches Mehrwissen zu allen Lernenden liefert.

Referenz:

Milker, Clemens (2020). Förderung der diagnostischen Kompetenz in der Lehrer*innenbildung . In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 274). Universität Duisburg-Essen

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Geschlechtereffekte im bilingualen Schülerlabor

Hollweck, Sezen & Schwarzer, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Obgleich in den letzten Jahrzehnten die Förderung des Interesses an Naturwissenschaften bei Mädchen verstärkt angestrebt wurde, zeichnet sich weiterhin ein Frauenmangel in MINT Berufen ab, vorrangig in höheren akademischen Berufsfeldern. Das akademische Selbstkonzept der Lernenden nimmt dabei eine zentrale Rolle ein, da Lernleistung, Interesse und Motivation der Selbsteinschätzung der eigenen Person unterliegen. Die Bedeutung von Sprache durch den Einsatz von Englisch als Wissenschaftssprache vermittelt hierbei nicht nur authentische Einblicke in die Welt von Forschenden, sondern bietet SchülerInnen mit einem verbal ausgeprägten Selbstkonzept die Möglichkeit sich durch die Fremdsprache Zugang zum Fach Chemie zu verschaffen. Auch das Schülerlabor kann als authentische Lernumgebung seinen Beitrag zur Förderung leisten, da Studien auf eine positive Lernatmosphäre bei Schülerinnen in kleinen Gruppen verweisen (Blonder 2018).

Im vorliegende Beitrag werden die qualitativen wie quantitativen Erhebungsinstrumente der quasi-experimentellen Studie im zwei-mal-zwei Design zur Diskussion gestellt.

Referenz:

Hollweck, Sezen & Schwarzer, Stefan (2020). Geschlechtereffekte im bilingualen Schülerlabor. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 337). Universität Duisburg-Essen

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Wahrnehmung der Sprache in physikalischen Unterrichtserklärungen

Heinze, Jana & Rincke, Karsten

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im naturwissenschaftlichen Unterricht stellt die sprachliche Anpassung einer Erklärung an die Adressatengruppe aufgrund der Diskrepanz zwischen Fach- und Alltagssprache eine Herausforderung dar. Während die Fachsprache durch ihre Kennzeichen konzeptionell eher einen distanzsprachlichen Charakter aufweist, ist die Alltagssprache der SchülerInnen in ihrer Konzeption eher nahsprachlich. In FALKE-Physik wurden nah- und distanzsprachlich konzipierte Erklärungen nach Koch & Oesterreicher (1985) erstellt und mit Hilfe eines Onlinefragebogens TeilnehmerInnen verschiedener Gruppen (SchülerInnen, Lehrkräfte, Studierende, FachdidaktikerInnen) zur Bewertung vorgelegt. Im Fokus stehen dabei die Fragen, inwiefern die Wahrnehmung der Erklärqualität durch die sprachliche Variation in den Gruppen beeinflusst wird und welche Kriterien für diese Einschätzung der Qualität jeweils relevant sind. Zur Klärung der Frage, ob SchülerInnen die sprachliche Variation zwischen den Erklärungen bewusst wahrnehmen und konkret benennen können, wurde zudem eine Interviewstudie durchgeführt.

Referenz:

Heinze, Jana & Rincke, Karsten (2020). Wahrnehmung der Sprache in physikalischen Unterrichtserklärungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 278). Universität Duisburg-Essen

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