Kategorie: TB2020

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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Messdaten auswerten lernen – besser argumentieren? Erste Ergebnisse

Ludwig, Tobias, Kardaş, Engin , Donner, Tim & Priemer, Burkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

In verschiedenen Studien mit über 1500 Probanden haben wir untersucht, wie Lernende auf der Grundlage selbstständig erhobener, experimenteller Messdaten argumentieren (Ludwig, 2017; Ludwig & Priemer, 2012, 2013; Ludwig, Priemer & Lewalter 2014, 2015, 2016). Es konnte u. a. gezeigt werden, dass das Vorwissen ein eher rationales Argumentieren begünstigt und zum anderen ein adäquater Umgang mit Daten und Messunsicherheiten wichtig für das Lernen beim Experimentieren ist. Vor diesem Hintergrund ist es nun das Ziel, diese Ergebnisse in die Praxis zu transferieren. Dazu wurden zwei digitale Lernumgebungen zur Streuung von Messwerten und zum Vergleich von Mittelwerten entwickelt und in einem längsschnittlichen Design mit n = 75 SchülerInnen der Mittelstufe überprüft. Die Lernumgebungen ermöglichen es, dass Daten unterschiedlicher Qualität interaktiv „simuliert“ und ausgewertet werden können. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine gezielte Förderung im Umgang mit Messdaten zu adäquateren Argumentationen führt und sich dies wiederum lernförderlich in Experimentiersituationen auswirkt.

Referenz:

Ludwig, Tobias, Kardaş, Engin , Donner, Tim & Priemer, Burkhard (2020). Messdaten auswerten lernen – besser argumentieren? Erste Ergebnisse . In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 118). Universität Duisburg-Essen

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Analyse von Einflussfaktoren auf den Einsatz digitaler Werkzeuge im naturwissenschaftlichen Unterricht

Finger, Alexander, Thyssen, Christoph, Laumann, Daniel & Christoph, Vogelsang

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Für die Digitalisierung werden Lehrkräfte benötigt, die digitale Medien adäquat im Fachkontext einsetzen. Befragungen zeigen, dass gerade Lehramtsstudierende dem Einsatz digitaler Medien kritisch gegenüberstehen (Schmidt et al. 2017). Es stellt sich die Frage, welche Erfahrungen Studierende mit digitalen Medien besitzen bzw. während des Studiums sammeln und wie diese ihre Einstellung und Orientierung zum Medieneinsatz im späteren Unterricht beeinflussen. Um dies zu untersuchen wurde eine Befragung, basierend auf der Theory of Planned Behavior (Ajzen & Fishbein 2010), von angehenden Nawi-Lehrkräften (N=603) an 13 Hochschulen durchgeführt. Demnach besitzen Studierende nur geringe lernbezogene Vorerfahrungen mit digitalen Werkzeugen zum Einsatz im naturwissenschaftlichen (auch schulischen) Kontext. Durch eine Pfadanalyse konnte gezeigt werden, dass schulische Lernerfahrungen zu einer Reduzierung subjektiven Hinderungsgründe führen. Lernerfahrungen aus universitären Lehrveranstaltungen können somit Einstellungen und Selbstwirksamkeitserwartungen zum Medieneinsatz positiv beeinflussen.

Referenz:

Finger, Alexander, Thyssen, Christoph, Laumann, Daniel & Christoph, Vogelsang (2020). Analyse von Einflussfaktoren auf den Einsatz digitaler Werkzeuge 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. 182). Universität Duisburg-Essen

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Fortbildung als Schnittstelle für den Transfer: Eine Bestandsaufnahme

Graf, Sönke & Welzel-Breuer, Manuela

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die naturwissenschaftliche Lehrkräftefortbildung ist neben dem Rezipieren von Fachliteratur eine von zwei Hauptschnittstellen zwischen naturwissenschaftsdidaktischer Forschung und Naturwissenschaftslehrkräften (TALIS 2008). Diese Schnittstelle wird zwar auch im Rahmen der Verbesserung der Wirksamkeit einzelner Fortbildungskonzepte immer wieder zum Thema fachdidaktischer Bildungsforschung (z. B. coactiv; ProwiN etc.), jedoch liegen kaum empirische Befunde vor, welche das Prozesshafte von Lehrkräftefortbildungen in den Blick nehmen. Der Beitrag gewährt einen Einblick in die Ergebnisse einer abgeschlossenen Dissertation, welche informelle (Sommerlad & Stern, 1999; Straka, 2000) Kommunikationsakte (Luhmann, 1964, 2005); zwischen Lehrkräften einer internationalen Naturwissenschaftslehrkräftefortbildung systematisch analysiert und ausgewertet hat (Graf, 2019 in Vorb.). Die Ergebnisse konnten in einer aufwendigen Literaturrecherche mit Ergebnissen aus Psychologie (Holland, 1997), Soziologie (Lortie, 2002) und Professions & Weiterbildungsforschung (Borko, 2010) in Verbindung gebracht werden.

Referenz:

Graf, Sönke & Welzel-Breuer, Manuela (2020). Fortbildung als Schnittstelle für den Transfer: Eine Bestandsaufnahme. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 122). Universität Duisburg-Essen

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Fachbezogene Förderung des Einsatzes digitaler Medien

Thoms, Lars-Jochen, Finger, Alexander, Laumann, Daniel, Vogelsang, Christoph, Mayer, Peter & Thyssen, Christoph

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Lehrkräfte sollten darauf vorbereitet sein, digitale Medien als wirksames Unterrichtswerkzeug einsetzen zu können. Dazu wurden an dreizehn deutschen Universitäten neue Seminare für angehende Lehrkräfte der Naturwissenschaften entwickelt. Außerdem wurden Lehrerfortbildungen für die zweite und dritte Phase angeboten. Umfragen vor und nach der Intervention wurden durchgeführt, um die Wirksamkeit der Maßnahmen und die Änderung der Einstellung der Teilnehmenden gegenüber dem Lernen mit digitalen Medien zu bewerten. Um diese Bewertung über die Universitäten hinweg mit den jeweils intendierten kognitiven und affektiven Lernzielen in Beziehung setzen zu können, wurden die Dozierenden auch nach den angestrebten Zielen in ihren eigenen Kursen befragt. In diesem Beitrag wird erörtert, inwiefern sich Effekte erreichen lassen, die sich mit den Zielsetzungen der Interventionen decken. Basierend auf den Erkenntnissen wird im dritten Beitrag des Symposiums ein Orientierungsrahmen für digitale Kompetenzen angehender Lehrkräfte in den Naturwissenschaften vorgestellt und diskutiert.

Referenz:

Thoms, Lars-Jochen, Finger, Alexander, Laumann, Daniel, Vogelsang, Christoph, Mayer, Peter & Thyssen, Christoph (2020). Fachbezogene Förderung des Einsatzes digitaler Medien. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 186). Universität Duisburg-Essen

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