Kategorie: TB2020

Tablet-gestütztes Experimentieren und Lernen im Chemieunterricht

Kieserling, Mats & Melle, Insa

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die voranschreitende Digitalisierung an deutschen Schulen verspricht großes Potenzial dahingehend, zunehmend heterogene Lerngruppen individualisiert und umfassend zu fördern. Hinsichtlich der Wirksamkeit digitaler Lernformate erstens im Fachunterricht und zweitens im Kontext einer heterogenen Schülerschaft besteht jedoch noch Forschungsbedarf. So wird im Rahmen dieses Projekts eine digitale Lernumgebung zum Thema Stofftrennung für die Sekundarstufe I entwickelt und evaluiert. Ziel ist es zu ermitteln, welche Wirkungen der Einsatz von Tablets in unterschiedlichen Unterrichtsphasen auf das Lernen hat. Dazu werden die Lernenden einer Klasse in zwei vergleichbare Gruppen unterteilt, welche sich dadurch unterscheiden, dass eine Gruppe in der Experimentier- und Theoriephase Tablet-gestützt und die andere Gruppe mit klassischen Arbeitsheften arbeitet. Für die Untersuchung werden u. a. das Fachwissen, die Einstellung sowie der Cognitive Load der Lernenden nach den einzelnen Unterrichtsphasen erhoben. Im Vortrag werden die Lernumgebung, das Studiendesign sowie erste Ergebnisse vorgestellt.

Referenz:

Kieserling, Mats & Melle, Insa (2020). Tablet-gestütztes Experimentieren und Lernen im Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 214). Universität Duisburg-Essen

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Forschendes Lernen – inklusiv und digital unterstützen

Puddu, Sandra, Koliander, Brigitte, Purgaj, Jure & Spitzer, Philipp

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Das Projekt „INQUIRYsteps“ unterstützt die Implementation von Forschendem Lernen in den Chemieunterricht. Die Lernenden führen aktiv Experimente zum Thema „Chemische Reaktionen“ durch, die Lernbegleitung erfolgt durch eine Webseite. Diese unterstützt die Lernenden bei der Bearbeitung der Aufgaben, beim fachlich-inhaltlichen Lernen und bei den Schritten des Forschendes Lernens. Zur Entwicklung der digitalen Lernumgebung wurden in einem ersten Schritt Materialien für Forschendes Lernen auf Level 1 (die Lernenden interpretieren) und Level 2 (die Lernenden entscheiden auch über die Methode) in der 8. und 9. Schulstufe eingesetzt. Die bearbeiteten Laborjournale und Audioaufnahmen wurden hinsichtlich eines Unterstützungsbedarfs analysiert. Diese Erkenntnisse wurden genutzt um eine erste digitale Lernbegleitung zu gestalten. Diese erste Version der Webseite wurde in einer Klasse der 8. Schulstufe pilotiert und im Anschluss daran nochmals überarbeitet und den Bedürfnissen angepasst. Im Vortrag werden die ersten Erkenntnisse und die Webseite vorgestellt.

Referenz:

Puddu, Sandra, Koliander, Brigitte, Purgaj, Jure & Spitzer, Philipp (2020). Forschendes Lernen – inklusiv und digital unterstützen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 218). Universität Duisburg-Essen

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TPACK und Einstellungen über digitales Lernen von Lehramtsstudierenden

Küsel, Julian & Markic, Silvija

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Eine der größten Hürden beim Einsatz von digitalen Medien im Unterricht ist das Fehlen von digitalen und mediendidaktischen Kenntnissen bei Lehrpersonen. Ein neu entwickeltes Seminarkonzept soll angehende LehrerInnen der Naturwissenschaften allgemeine und speziell naturwissenschaftliche mediendidaktische Inhalte vermitteln. Basierend auf einem Blended-Learning-Ansatz werden neue organisatorische Möglichkeiten durch und das Unterrichten mit digitalen Medien diskutiert. Im Fokus des Lehrkonzepts steht die Entwicklung, Produktion und Einsatz von Erklärvideos im naturwissenschaftlichen Unterricht.

Neben dem Feedback der Studierenden für die weitere Entwicklung des Seminars, fokussiert die Evaluation auf eine potentielle Änderung der Einstellungen der Studierenden gegenüber dem Lehren mit digitalen Medien und auf das technological pedagogical content knowledge (TPACK). Quantitative und qualitative Methoden werden in einem pre-post-follow-up-Forschungsdesign kombiniert. Die Präsentation wird das Seminarkonzept, die benutzten Methoden und die Ergebnisse der Evaluation vorstellen.

Referenz:

Küsel, Julian & Markic, Silvija (2020). TPACK und Einstellungen über digitales Lernen von Lehramtsstudierenden. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 222). Universität Duisburg-Essen

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Naturwissenschaften integrativ – Ergebnisse eines Entwicklungsprojekts

Engelmann, Philipp, Hoffmann, Clemens & Woest, Volker

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Mit der Implementation naturwissenschaftlicher Verbundfächer mit integrativem Charakter stehen Lehrkräfte in Deutschland mangels adäquater Professionalisierungsangebote vor der Herausforderung, diese Fächer sowohl fachlich qualifiziert und fachdidaktisch kompetent zu unterrichten. An der Friedrich-Schiller-Universität Jena wurden im Zeitraum von 2015 bis 2018 im Rahmen der „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ ein Fortbildungskonzept sowie eine universitäre Seminareinheit für (angehende) Naturwissenschaftslehrkräfte entwickelt, die auf das Unterrichten integrierter Naturwissenschaften vorbereiten. Neben der konzeptionellen Entwicklungsforschung nach dem Modell der Didaktischen Rekonstruktion wurden im Sinne eines Mixed-Methods-Designs Lehrer- und Studierendenperspektiven auf fächerübergreifenden Unterricht qualitativ wie quantitativ untersucht und in die Konstruktion der Lernangebote integriert. Im Vortrag werden die Ergebnisse dieses Projektes dargestellt und ein Einblick in die Fort- sowie Seminareinheiten gegeben.

Referenz:

Engelmann, Philipp, Hoffmann, Clemens & Woest, Volker (2020). Naturwissenschaften integrativ – Ergebnisse eines Entwicklungsprojekts. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 162). Universität Duisburg-Essen

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Komplexe organische Stoffklassen im naturwissenschaftlichen Unterricht

Jünger, Theresa & Woest, Volker

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Für die „Learning-to-Teach Lab: Science“ des QLB-Projekts werden curriculare Lernbausteine für naturwissenschaftliche Themen unter der Leitlinie „Forschungsorientierung“ entworfen und in schulischen Kontexten erprobt. Dabei werden exemplarische Inhalte sowohl unter dem Prinzip der Didaktischen Rekonstruktion erschlossen als auch methodisch-experimentell für den naturwissenschaftlichen Unterricht aufgearbeitet. Präsentiert wird die Konstruktionsarbeit zur Thematik „Drogen im Chemieunterricht – Die Stoffklasse der Amphetamine“, die bereits mehrfach mit Studierenden und Lehrkräften pilotiert, erprobt und evaluiert wurde. Die Konstruktion erfolgt dabei unter Einbezug von Studierenden in universitären Seminareinheiten, Lehrkräften in Lehrerfortbildungen sowie Fachwissenschaftlern als Kooperationspartner. Der Vortrag stellt erste Ergebnisse des Promotionsvorhabens vor und gibt einen Ausblick über die Untersuchung der Passung der entwickelten Materialien in schulischen Settings.

Referenz:

Jünger, Theresa & Woest, Volker (2020). Komplexe organische Stoffklassen im naturwissenschaftlichen Unterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 166). Universität Duisburg-Essen

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Die Ausbildung professioneller Handlungskompetenzen von Chemielehramtsstudierenden im Lehr-Lern-Labor

Simon, Marcel & Woest, Volker

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Verknüpfung der universitären Lehrerbildung mit Praxisphasen steht immer wieder im Fokus fachdidaktischer Diskussion. Im Zuge der Lernwerkstatt „Learning-to-Teach Lab: Science“ wird das seit 2003 bestehende Schülerlabor Chemie in Jena stärker in die Ausbildung von Lehramtsstudierenden integriert. Angelehnt an das Modell der „Professionellen Handlungskompetenz“ soll so die Reflexionskompetenz der Studierenden in einem inneruniversitären Lernort gefördert werden. In diesem Kontext betreuten bereits in den vergangenen Semestern Studierende unterschiedlicher Fachsemester Schulklassen im Schülerlabor. Der Aufbau der zugehörigen Begleitveranstaltungen orientiert sich am Konzept des „Fachspezifisches Unterrichtscoachings“. Der Prozess zur Etablierung eines Lehr-Lern-Labors wird durch das vorliegende Promotionsvorhaben wissenschaftlich begleitet und evaluiert. Im Vortrag werden sowohl das Konzept der Lehrveranstaltungen als auch erste Ergebnisse der wissenschaftlichen Begleitung bezüglich der Wahrnehmungen und Einstellungen der Studierenden zu dieser Lernform präsentiert.

Referenz:

Simon, Marcel & Woest, Volker (2020). Die Ausbildung professioneller Handlungskompetenzen von Chemielehramtsstudierenden im Lehr-Lern-Labor. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 170). Universität Duisburg-Essen

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Dann mittel‘ halt! Umgang Studierender mit unsicheren Daten in Unterrichtssituationen

Holz, Christoph & Heinicke, Susanne

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

In Zeiten von Fake News steigt die Notwendigkeit Daten sinnvoll bewerten zu können immer weiter an. Im Physikunterricht kann diese Bewertungskompetenz besonders thematisiert werden, da der Umgang mit exp. Daten ein wichtiger Teil von nature of science ist. Abweichende oder schwankende Werte (unsichere Daten) erfordern eine Handlung der Lehrkraft. In unserer Studie legen wir den Fokus daher auf diese Handlungen.

In einem multi-method Ansatz werden das fachmeth. Wissen, die Einstellung zu unsicheren Daten und die SWE von Studierenden erhoben (on action). Diese werden verglichen mit ihren tatsächlichen unterrichtlichen Handlungen (in action), sowie Reflexionen in Interviews (reflection on action). Neben 150 Videos von 50 Studierenden sind in 25 Fällen Videos einer vorgegebenen Einheit vorhanden, die ebenso als Vignette ausgefüllt wurde.

Die Studie zeigt, dass Studierende fast ausschließlich gegen Ende der Experimentiersituation mit unsicheren Daten umgehen. Ein fachmeth. (adäquates) Vorgehen bleibt meist zu Gunsten eines „Kleinredens“ aus. Eine Diskrepanz zwischen in und on action ist deutlich erkennbar.

Referenz:

Holz, Christoph & Heinicke, Susanne (2020). Dann mittel‘ halt! Umgang Studierender mit unsicheren Daten in Unterrichtssituationen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 110). Universität Duisburg-Essen

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Lehrerkompetenzen im naturwissenschaftlichen Kontext anschlussfähiger Übergangsgestaltung

Brüggerhoff, Julia, Rau-Patschke, Sarah & Rumann, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Kumulative Entwicklung naturwissenschaftlicher Kompetenzen erfordert die Anschlussfähigkeit von Lernprozessen über Schulstufen hinweg. Eine anschlussfähige Übergangsgestaltung ist u.a. von den Kompetenzen der Lehrkraft abhängig und somit auch auf Ebene der Lehrerausbildung zu betrachten. Ziel der Studie ist es, relevante Kompetenzen zur anschlussfähigen Gestaltung des Übergangs vom naturwissenschaftlichen Sach- zum (integrierten) Fachunterricht zu erfassen. Dazu werden ExpertInnen in einer dreistufigen Delphi-Befragung zur Auflistung von Fähigkeiten und Fertigkeiten aufgefordert, um diese anschließend unter Rückmeldung des Gruppenurteils einer quantifizierenden Bewertung zu unterziehen. Pilotierungsergebnisse der ersten Befragungsrunde zeigen, dass sich die genannten Fähigkeiten und Fertigkeiten einer der folgenden, in einer Vorstudie ermittelten, sechs Hauptkategorien zuordnen lassen: Curriculares Wissen, Unterrichtsgestaltung, Diagnostik, Schulleben, Kooperation und Übergangssensibilität. Im Rahmen des Beitrags werden Ergebnisse der ersten und zweiten Befragungsrunde vorgestellt.

Referenz:

Brüggerhoff, Julia, Rau-Patschke, Sarah & Rumann, Stefan (2020). Lehrerkompetenzen im naturwissenschaftlichen Kontext anschlussfähiger Übergangsgestaltung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 174). Universität Duisburg-Essen

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Unterstützung für Lehrkräfte beim Umgang mit Messdaten
im Physikunterricht

Goertz, Simon, Götze, Benjamin Daniel & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Physikunterricht soll heute auch prozessbezogene Kompetenzen vermitteln, wozu insb. experimentelle Kompetenzen und damit auch der Umgang mit Messdaten zählen. Um Lehrkräfte bei der Vermittlung solcher Kompetenzen zu unterstützen, werden an der RWTH Aachen verschiedene Materialien entwickelt.

So wurde die Plattform FLexKom konzipiert, die Unterrichtsmaterialien zum Fördern und Lernen experimenteller Kompetenzen bereitstellt. Einzelne Module können individuell zusammengestellt und in singulären Schülerexperimenten oder als Lernzirkel eingesetzt werden. Sie umfassen Kompetenzen wie die Variablenkontrolle bei der Aufnahme von Messdaten oder den Umgang mit Messunsicherheiten. Neben den speziell für die Schule entwickelten Materialien können Lehrkräfte auch auf Lehrvideos zurückgreifen, die im Projekt VidAMeda (Lehr-Videos zur Auswertung von Messdaten) für Physikpraktika für Nebenfachstudierende entstehen und damit auch für Oberstufenschüler im Physikunterricht geeignet erscheinen.

Beide Unterstützungsmöglichkeiten werden vorgestellt und erste Erkenntnisse zu ihrem Einsatz präsentiert.

Referenz:

Goertz, Simon, Götze, Benjamin Daniel & Heinke, Heidrun (2020). Unterstützung für Lehrkräfte beim Umgang mit Messdaten
im Physikunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 114). Universität Duisburg-Essen

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Der Umgang von Physiklehrkräften und
Physiklehramtsstudierenden mit einem kontroversen Fachkonzept

Heine, Erik & Pospiech, Gesche

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Kontroversen sind ein bedeutsames Charakteristikum wissenschaftlicher Erkenntnisprozesse und können im Physikunterricht von hohem Bildungswert sein. Die Umsetzung dieses Wertes im Unterricht wird wesentlich von der jeweiligen Lehrkraft abhängig sein.

Zur Untersuchung der Perspektive von Physiklehrkräften im Umgang mit einer fachwissenschaftlichen Kontroverse wurde eine Laborstudie durchgeführt, in deren Rahmen Physiklehrkräfte exemplarisch mit unterschiedlichen, einander widersprechenden Positionen zum Begriff der sogenannten „relativistischen Masse“ konfrontiert wurden.

Aus den gewonnenen Daten der dabei entstandenen Gedankenlisten und eingesetzten Vignetten wird mithilfe der qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring zum einen rekonstruiert, welche NoS-Vorstellungen der Physiklehrkräfte sich hierbei zeigen. Zum anderen wird anhand der Antworten zu verschiedenen Textvignetten analysiert, welche Handlungsmöglichkeiten die Lehrkräfte beim Umgang mit kontroversen Fachinhalten im Unterrichtskontext beschreiben. Im Vortrag werden erste Ergebnisse der Hauptuntersuchung vorgestellt.

Referenz:

Heine, Erik & Pospiech, Gesche (2020). Der Umgang von Physiklehrkräften und
Physiklehramtsstudierenden mit einem kontroversen Fachkonzept. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 178). Universität Duisburg-Essen

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