Kategorie: TB2020

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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Überzeugungen zum Aufbau
fachinhaltlicher und fachmethodischer Kompetenzen

Petermann, Verena & Vorholzer, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Naturwissenschaftliches Arbeiten als Unterrichtsmethode soll zum Aufbau sowohl fachinhaltlicher als auch fachmethodischer Kompetenzen beitragen. Im (Physik-)Unterricht werden jedoch im Zusammenhang mit dem naturwi. Arbeiten häufig primär fachinhaltliche und nur selten auch fachmethodische (z. B. Daten auswerten) Kompetenzen fokussiert. Wir vermuten, dass die unterschiedlich starke Fokussierung auch damit zusammenhängt, dass sich die sach- und selbstbezogenen Überzeugungen von Lehrkräften zum Lernen und Lehren von Fachinhalten und Fachmethoden unterscheiden. Um dieser Vermutung nachzugehen, wurde in der vorgestellten Studie ein Online-Fragebogen entwickelt und mit N = 70 Lehramtsstudierenden pilotiert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich insbesondere die Überzeugungen zur expliziten Thematisierung von Konzepten, zur schülerorientierten Unterrichtsgestaltung und zu den eigenen unterrichtsbezogenen Fähigkeiten unterscheiden. Im Vortrag werden die Ergebnisse diskutiert und dargestellt, wie perspektivisch der Zusammenhang zwischen Überzeugungen und Handlungen untersucht werden soll.

Referenz:

Petermann, Verena & Vorholzer, Andreas (2020). Überzeugungen zum Aufbau
fachinhaltlicher und fachmethodischer Kompetenzen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 126). Universität Duisburg-Essen

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Schülervorstellungen in den Naturwissenschaftsdidaktiken

Krumphals, Ingrid, Plotz, Thomas & Haagen-Schützenhöfer, Claudia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Zur Klärung der Verwendung des Begriffs Schülervorstellungen in physikdidaktischer Forschung und Lehre wird aktuell eine Delphi-Studie durchgeführt. Die GDCP Tagung in Wien bietet durch die parallele Jahrestagung mit der Fachdidaktik Biologie (FDdB) eine seltene Gelegenheit, ExpertInnen aus drei Naturwissenschaftsdidaktiken gemeinsam an einem Ort zu haben. Wir möchten diese Gelegenheit nutzen, um die Ergebnisse der Delphi-Studie zu Schülervorstellungen im Rahmen eines Workshops mit ExpertInnen aus allen drei Naturwissenschaftsdidaktiken – Biologie, Chemie und Physik – zu diskutieren. Ziel ist es, herauszufinden welche bzw. ob es communityspezifische Ausprägungen gibt und welche gängigen Definitionen in Forschung und Lehre verwendet werden. Zudem sollten die Möglichkeit und Sinnhaftigkeit einer gemeinsamen Definition abgeklärt werden.

Im Workshop werden zunächst die wichtigsten Erkenntnisse aus der Delphi-Studie in der Physikdidaktik vorgestellt und anschließend in Kleingruppen diskutiert und verhandelt. Wir freuen uns auf eine rege Teilnahme am Workshop.

Referenz:

Krumphals, Ingrid, Plotz, Thomas & Haagen-Schützenhöfer, Claudia (2020). Schülervorstellungen in den Naturwissenschaftsdidaktiken. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 66). Universität Duisburg-Essen

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Überzeugungskraft digitalisierter Experimente zum Teilchenmodell

Glatz, Lion Cornelius , Erb, Roger & Teichrew, Albert

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Anknüpfend an die Untersuchung von Hofmann & Erb (2018) wird in einem Projekt an der Goethe-Universität Frankfurt am Main die eingeschätzte Überzeugungskraft von Experimenten zum Teilchenmodell untersucht. Die Vorführung einzelner Experimente trägt nur in einem begrenzten Umfang dazu bei, dass Lernende ihre individuellen Teilchenbilder hinterfragen. Im zweiten Teil des Projekts werden deshalb Inhalte entwickelt, die den Prozess der Erkenntnisgewinnung beim Bearbeiten der Experimente durch den gezielten Einsatz digitaler Medien unterstützen sollen. Studierende des Lehramts Physik gestalten selbständig digitalisierte Experimentierumgebungen mit interaktiven Anteilen, sodass der Charakter des Experimentierens möglichst nicht verloren geht. Erste Ergebnisse zeigen, dass die Bearbeitung dieser digitalisierten Experimente und insbesondere deren Produktion dazu führt, dass individuelle Teilchenkonzepte der Studierenden beeinflusst werden. Außerdem werden die auf diese Weise durchgeführten Experimente, in Bezug auf die zu vermittelnden Aspekte des Teilchenmodells, als überzeugend eingestuft.

Referenz:

Glatz, Lion Cornelius , Erb, Roger & Teichrew, Albert (2020). Überzeugungskraft digitalisierter Experimente zum Teilchenmodell. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 70). Universität Duisburg-Essen

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Experimentiermaterialien und ihr Einfluss auf die Wahrnehmung einer
Lernumgebung

Bögge, Laura & Lühken, Arnim

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Das Lehr- und Lernmaterial als ein Aspekt des Unterrichtsangebots ist fest in Modellen zur Qualität von Unterricht verankert. Für den naturwissenschaftlichen Unterricht fallen darunter auch die konkret zum Einsatz kommenden Experimentiermaterialien. Unter anderem aus Gründen der Reduktion von Material- und Chemikalienkosten werden vermehrt Low-Cost-Experimentiervorschläge entwickelt, die statt auf klassische Laborausrüstung auf kostengünstigere, ansatzminimierende Materialien aus der Medizintechnik oder auf teilweise umfunktionierte Alltagsgegenstände zurückgreifen. Bislang unklar ist, inwiefern solch ökonomische Entscheidungen Einfluss nehmen auf die fachdidaktische Qualität von Experimenten im Chemieunterricht. Um diesem Desiderat nachzugehen, wurden 5 Experimente von insgesamt N= 300 SchülerInnen in entweder klassischer- oder Low-Cost-Variante durchgeführt und evaluiert. Der Beitrag präsentiert Ergebnisse dieses Vergleichs u.a. in Bezug auf das Kompetenzerleben der SchülerInnen beim Experimentieren mit den jeweiligen Materialpools.

Referenz:

Bögge, Laura & Lühken, Arnim (2020). Experimentiermaterialien und ihr Einfluss auf die Wahrnehmung einer
Lernumgebung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 74). Universität Duisburg-Essen

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Auswirkung virtueller physikalischer Experimente auf das Flow-Erleben

Berger, Markus, Knemeyer, Jens-Peter & Marmé, Nicole

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Bislang schenkte die wissenschaftliche Forschung dem Zusammenhang zwischen virtuellem Experimentieren und dem Flow-Erleben im Physikunterricht der Sekundarstufe I kaum Aufmerksamkeit, obwohl belegt ist, dass das Flow-Erleben ein wesentlicher Faktor des Lernens und bedeutsamer Anreizprädiktor für die Mitarbeit im Physikunterricht ist. Tritt Flow-Erleben auf, so wird auch trotz hoher Beanspruchung das Arbeiten als angenehm erlebt und die eigene Tätigkeit wird als selbstbestimmtes Handeln wahrgenommen.

Der Beitrag nimmt Bezug auf eine aktuelle empirisch-explorative Studie zur Untersuchung der Auswirkungen von virtuell durchgeführten Experimenten auf das Flow-Erleben der Lernenden (407 SchülerInnen, Sek. I) und vergleicht nicht nur die einzelnen Jahrgangsstufen untereinander, sondern zeigt geschlechtsspezifische Unterschiede auf. Die Testung belegt, dass über die ganze Sekundarstufe I hinweg die Mittelwertunterschiede des Flow-Erlebens beim virtuellen physikalischen Experiment schlagend werden und im Vergleich zum Realversuch hochsignifikant höhere Werte aufweisen.

Referenz:

Berger, Markus, Knemeyer, Jens-Peter & Marmé, Nicole (2020). Auswirkung virtueller physikalischer Experimente auf das Flow-Erleben. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 78). Universität Duisburg-Essen

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Individuelles Lernen mit kooperativen
Experimentieraufgaben im Chemieunterricht

Kirstein, Dennis, Habig, Sebastian & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Gestaltung individueller Lernprozesse kommt auch im naturwissenschaftlichen Unterricht große Bedeutung zu. Häufig werden zur Umsetzung offene und kooperative Ansätze gefordert. Inwieweit solche Ansätze auch beim Experimentieren das individuelle Lernen unterstützen können, ist bislang jedoch nur wenig untersucht worden. Ziel des Projekts ist es, den Einfluss individueller Lernvoraussetzungen und der Lernaktivitäten in einer Kleingruppe auf das individuelle Lernen mit kooperativen Experimentieraufgaben zu untersuchen.

In einer ersten Studie wurden dazu geeignetes Lernmaterial und Leistungstests zu drei Themen des Chemieunterrichts entwickelt und mit 38 Kleingruppen der Jahrgangsstufe 9 an unterschiedlichen Schulformen in Nordrhein-Westfalen erprobt. Die Bearbeitung der Experimentieraufgaben von 25 Kleingruppen wurde videographiert. Aus den Videodaten wurde ein themenübergreifendes Kodiermanual zur Analyse aufgabenbezogener Tätigkeiten und Schwierigkeiten entwickelt. Im Vortrag Im Vortrag werden die Ergebnisse der ersten Studie dargestellt und Bezüge zur zweiten Studie aufgezeigt.

Referenz:

Kirstein, Dennis, Habig, Sebastian & Walpuski, Maik (2020). Individuelles Lernen mit kooperativen
Experimentieraufgaben 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. 82). Universität Duisburg-Essen

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Saliente Überzeugungen von Physiklehrkräften zum Experimentieren

Bernstein, Fabian, Schmeling, Sascha, Wilhelm, Thomas & Woithe, Julia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Perspektive von Physiklehrkräften auf den Einsatz von Experimenten im Physikunterricht ist durch verschiedene Studien umfassend erforscht worden – auf europäischer Ebene bspw. durch das Labwork in Science Education-Projekt, in dessen Rahmen Ziele von Lehrkräften hinsichtlich des Einsatzes von Experimenten erhoben und analysiert wurden. Diese wie vergleichbare Studien zeichnet dabei aus, dass sie primär didaktische Zielkategorien fokussieren und methodisch auf schriftlichen Befragungen von Lehrkräften beruhen.

Von verschiedener Seite sind Zweifel geäußert worden, inwieweit diese von Lehrkräften angeführten Ziele, mit den in der Planungsphase des Unterrichts tatsächlich wirksam werdenden entscheidungsleitenden Beweggründen zusammenfallen (Millar 2010). Um dies genauer zu untersuchen, wurde eine Dreiländerstudie am CERN in Kooperation mit der Universität Frankfurt initiiert, in der die salienten Überzeugungen zum Experimentieren von Lehrkräften aus Italien, Deutschland und dem Vereinigten Königreich erhoben wurden. Der Vortrag stellt das Studiendesign sowie erste Ergebnisse vor.

Referenz:

Bernstein, Fabian, Schmeling, Sascha, Wilhelm, Thomas & Woithe, Julia (2020). Saliente Überzeugungen von Physiklehrkräften zum Experimentieren. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 86). Universität Duisburg-Essen

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Einfluss des Experimentiermaterials auf das Experimentieren im Physikunterricht

Boyer, Lina, Stender, Anita & Härtig, Hendrik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Selbstständiges Experimentieren ist ein zentrales Ziel von Physikunterricht. Studien zeigen jedoch, dass SchülerInnen dabei vielfältige Probleme haben und ohne Unterstützung kaum dazu fähig sind. Eine Möglichkeit zur Unterstützung wäre die individuelle Anpassung der Schwierigkeit der Experimente über das Experimentiermaterial an die Fähigkeiten der SchülerInnen. Ausgehend von einer Lehrerbefragung wurden Merkmale identifiziert, die durch die Auswahl von Experimentiermaterial potentiell Einfluss auf die Schwierigkeit von Experimenten nehmen können.

In einer quasiexperimentellen Studie wurde untersucht, inwiefern zwei dieser Merkmale (Anzahl von Kontrollvariablen und Wahlmöglichkeiten) den Experimentierprozess beeinflussen. Dazu wurden drei Mechanik-Experimente in jeweils vier Versionen entwickelt. Die vier Versionen ergeben sich jeweils aus der Kombination der Merkmale in einfacher bzw. anspruchsvoller Ausprägung. Insgesamt wurden die Experimente von 272 GymnasiastInnen der 9. Klasse bearbeitet und deren Versuchsprotokolle analysiert. Die Ergebnisse werden in diesem Vortrag vorgestellt.

Referenz:

Boyer, Lina, Stender, Anita & Härtig, Hendrik (2020). Einfluss des Experimentiermaterials auf das Experimentieren 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. 90). Universität Duisburg-Essen

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