Kategorie: TB2020

Die Sichtbarkeit fachlicher Vorstellungen in experimentellen Prozessen

Joußen, Norman & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

In den Bildungsstandards für das Fach Physik ist die Vermittlung und Bewertung von experimentellen Kompetenzen verankert. Die Umsetzung dieser Ziele trifft in der Lehrpraxis jedoch auf teils große Hürden wie die Limitierung der den Lehrpersonen zur Verfügung stehenden Ressourcen für eine adäquate Begleitung des experimentellen Prozesses einzelner Lerner. Ausgehend von einer objektfokussierten sensorgestützten Erfassung experimenteller Prozesse wurde hierzu ein Lösungsansatz entwickelt. Im Beitrag wird ein interaktives Lehr-Lern-Szenario vorgestellt, dass sowohl eine Rekonstruktion und damit eine Rekapitulation als auch eine prozessbegleitende Analyse der experimentellen Prozesse bei Experimenten auf einer optischen Bank ermöglicht. Im Rahmen eines Promotionsvorhabens wird untersucht, inwiefern die aufgenommenen Prozessdaten Korrelationen mit den per Fragebogen erhobenen fachlichen Vorstellungen der Lerner aufweisen. Es werden erste Erfahrungen mit der entwickelten Technik zur Prozessdatenerhebung und Ergebnisse aus der Pilotierung des entwickelten Fragebogens vorgestellt.

Referenz:

Joußen, Norman & Heinke, Heidrun (2020). Die Sichtbarkeit fachlicher Vorstellungen in experimentellen Prozessen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 856). Universität Duisburg-Essen

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Untersuchung der Wirksamkeit einer Lehrkräftefortbildung
zum Experimentieren

Bewersdorff, Arne, Baur, Armin & Emden, Markus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Einsatz von Experimenten im Unterricht beschränkt sich häufig auf die Illustration von Phänomenen. Der Zielvorstellung vom wissenschaftsorientierten, schülerselbstständigen Experimentieren wird nur bedingt Rechnung getragen. Um diese Kluft zu überspannen, kann effektive Fortbildung ein adäquates Mittel sein.

Für die Untersuchung der Effektivität von zwei Fortbildungsformaten werden qualitativ mittels Videografie und Hospitationsprotokollen mögliche, durch die Fortbildung angestoßene Änderungen im Unterrichtshandeln erfasst. Hierzu wurde induktiv aus Transkriptionsprotokollen der Videografien ein Kategoriensystem entwickelt, das die methodische Tiefenstruktur des Unterrichts zum Experimentieren erfasst; bswp. wird die Berücksichtigung der inneren Logik des Experimentierens untersucht.

Zusätzlich wird durch Erhebungsbögen die Entwicklung des Professionswissen und der Beliefs quantitativ erhoben, um mittels Triangulation einen umfassenden Einblick in die Wirkung der Lehrkräftefortbildung zu erreichen.

Das Kategoriensystem sowie erste Ergebnisse werden zur Diskussion gestellt.

Referenz:

Bewersdorff, Arne, Baur, Armin & Emden, Markus (2020). Untersuchung der Wirksamkeit einer Lehrkräftefortbildung
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. 860). Universität Duisburg-Essen

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Variablensalat im Experiment:
Ansätze zur Förderung der Variablenkontrolle

Winkens, Tobias, Goertz, Simon & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Variablenkontrollstrategie (VKS) ist für Experten unmittelbar einsichtig, aber für Lerner oft mit Schwierigkeiten in ihrem korrekten Einsatz verbunden. Studien zeigen, dass dies auch für Schülerinnen und Schüler der Mittelstufe gilt, die oft eigene experimentelle Strategien anwenden.

Um Lernenden die VKS näher zu bringen, kann man mit experimentellen Übungen auf variablenkontrollierte und konfundierte Settings eingehen. Mit konfundierten Experimenten werden häufig widersprüchliche Schlussfolgerungen provoziert, die die Lernenden zum Nachdenken über die verwendeten Settings anregen sollen. Jedoch werden solche Widersprüche von den Lernern oft nicht erkannt. Erst eine direkte Rückmeldung zu den von den Lernern getätigten Aussagen scheint den benötigten Impuls zu liefern, um konfundierte Ansätze zu erkennen.

Im Poster werden verschiedene Ansätze zur Förderung der VKS aufgezeigt. Mit einer kleinen Stichprobe von Schülerinnen und Schülern der Mittelstufe wurden diese Ansätze erprobt, so dass ihre Vor- und Nachteile bewertet und Rückschlüsse auf einen Schuleinsatz gezogen werden können.

Referenz:

Winkens, Tobias, Goertz, Simon & Heinke, Heidrun (2020). Variablensalat im Experiment:
Ansätze zur Förderung der Variablenkontrolle. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 864). Universität Duisburg-Essen

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Konzept zur Öffnung geschlossener Experimentieranleitungen in Chemie

Ehlert, Lars & Tepner, Oliver

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Analysen der PISA-Studie 2015 zeigen, dass deutsche Schülerinnen und Schüler nach der Skala „naturwissenschaftliche Forschung bewerten und Untersuchungen planen“ im internationalen Vergleich nur den 13. Platz belegen. Laut den nationalen Bildungsstandards sind Fähigkeiten im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung explizites Bildungsziel. Um das selbstgesteuerte Experimentieren besser in die Unterrichtspraxis zu implementieren, wurde im Rahmen dieses Forschungsvorhabens eine Fortbildung zur Konzeption von selbstgesteuerten Experimenten im Chemieunterricht für Realschul- sowie Gymnasiallehrkräfte entwickelt. Dabei wird ein innovatives Strukturierungskonzept eingesetzt, mit dem kochrezeptartige Schulversuche zu selbstgesteuerten und kompetenzorientierten Schülerexperimenten modifiziert werden können. Des Weiteren wird die Reflexionskompetenz der teilnehmenden Lehrkräfte bezüglich der Planung eines selbstgesteuerten Experiments geschult und evaluiert. Im Poster werden das Strukturierungskonzept sowie ausgewählte Testinstrumente vorgestellt.

Referenz:

Ehlert, Lars & Tepner, Oliver (2020). Konzept zur Öffnung geschlossener Experimentieranleitungen 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. 868). Universität Duisburg-Essen

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Chemie all inclusive: Methodische Ansätze für inklusives Experimentieren

Weirauch, Katja, Goschler, Walter, Schenk, Claudia & Ratz, Christoph

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Das interdisziplinäre Projekt „Chemie – all inclusive“ dient der Konzeption, Erprobung, iterativen Überarbeitung, Evaluation und Verbreitung von inklusiven Experimentierstationen zu Themen aus der Chemie. Die Stationen sind so konzipiert, dass alle Schülerinnen und Schüler – unabhängig davon, welche körperlichen und intellektuellen Voraussetzungen sie mitbringen – an ihnen handelnd aktiv werden können, idealer Weise gemeinsam. Ziel ist aber nicht nur die Handlung an sich, sondern für jeden Lernenden auch das Erreichen einer Fachlichkeit im Rahmen seiner individuellen Zone der nächsten Entwicklung (Wygotsky, 1987). Die Planung von chemischen Experimenten für maximal heterogene Schülerschaften ist für die meisten Lehrkräfte herausfordernd, da diese in der Regel entweder über chemische oder über sonderpädagogische Expertise verfügen – selten über beides. Im Rahmen des Projekts wurde daher ein Kompendium von Methodenwerkzeugen für die Planung entwickelt. Das Poster stellt darüber hinaus einige der Stationen sowie Ergebnisse erster Prätests vor.

Referenz:

Weirauch, Katja, Goschler, Walter, Schenk, Claudia & Ratz, Christoph (2020). Chemie all inclusive: Methodische Ansätze für inklusives Experimentieren. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 744). Universität Duisburg-Essen

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Naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung im Lehramtsstudium

Borchert, Cornelia, Hilfert-Rüppell, Dagmar & Höner, Kerstin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Lehramtsstudierende naturwissenschaftlicher Fächer sollen Kompetenzen im Erkenntnisgewinnungsprozess erwerben, sie später ihren Schüler*innen vermitteln und diagnostizieren können. In der Regel sehen jedoch weder fachtheoretische noch –praktische Lehrveranstaltungen im Studium die explizite Vermittlung naturwissenschaftlicher Denk- und Arbeitsweisen vor. Erwartungskonform zeigen Studierende ein mangelhaftes Experimentierverständnis (Hilfert-Rüppell et al. 2013). Vertiefende, fachlich ausgerichtete Seminare zur Erkenntnisgewinnung könnten hier Abhilfe schaffen (Krämer et al. 2012).

Wir schlagen daher die Einführung eines Spiralcurriculums Erkenntnisgewinnung im Lehramtsstudium vor, das die Studierenden ausgehend von experimentellen Erfahrungen mit naturwissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweisen kontinuierlich und vertiefend bis hin zur Diagnose experimenteller Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern fördert.

Das Poster stellt die Stationen des Spiralcurriculums am Beispiel der Chemielehramtsausbildung an der TU Braunschweig dar und diskutiert deren didaktisch-methodische Umsetzung.

Referenz:

Borchert, Cornelia, Hilfert-Rüppell, Dagmar & Höner, Kerstin (2020). Naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung im Lehramtsstudium. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 808). Universität Duisburg-Essen

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Inklusiver Physikunterricht unter der Lupe

Fühner, Larissa & Henicke, Susanne

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Gestaltung inklusiven Unterrichts ist eine herausfordernde Aufgabe der einzelnen Fachdidaktiken. Besonders im Fach Physik zeigen sich auf den ersten Blick eine Vielzahl von möglichen Herausforderungen und Chancen, die sich von denen anderer Fächer unterscheiden. Wichtige Aspekte sind dabei beispielsweise die Handlungsorientierung in Experimenten, sicherheitsrelevante Aspekte, der teils hohe Abstraktionsgrad und die anspruchsvolle Fachsprache.

Das vorgestellte Projekt untersucht verschiedene inklusive Settings anhand von Unterrichtsbeobachtungen und -videographien. Schwerpunkt des Forschungsvorhabens sind dabei die einzelnen Akteure (Lernende mit und ohne sonderpädagogische Unterstützung, Fachlehrkraft , sonderpädagogische Lehrkraft) des Unterrichts, in Bezug auf ihre Rollen, Interaktionen und Verantwortlichkeiten. Die Ergebnisse der über 100 beobachteten und analysierten Unterrichtsstunden werden vorgestellt.

Referenz:

Fühner, Larissa & Henicke, Susanne (2020). Inklusiver Physikunterricht unter der Lupe. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 748). Universität Duisburg-Essen

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Naturwissenschaftsbezogene Potenziale im Übergang Kita-Grundschule
beobachten, dokumentieren und weiterentwickeln

Voigt, Julia & Köster, Hilde

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die (vor-)schulische Zusammenarbeit zwischen der Kindertagesstätte und der Grundschule wird als bedeutend für die Förderung von Kindern im Übergang angesehen (Ahtola et al., 2011). Bereichsspezifische Längsschnittstudien zu begabten Kindern im Übergang von der Kita in die Grundschule liegen bisher nur vereinzelt vor (Bugzel, 2017, S. 376). Als Teil des vom BMBF geförderten Verbundprojektes „Leistung macht Schule“ (LemaS) werden im Projekt DiaMINT-Sachunterricht an der Freien Universität Berlin in Kooperation mit Grundschulen und Kindertageseinrichtungen Übergangskonzepte zur Diagnose und Förderung naturwissen-schaftsbezogener Potenziale bei Kindern entwickelt. Basierend auf einer Gruppendiskussion mit den beteiligten Kooperationspartner*innen sollen unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen der teilnehmenden Institutionen die Informationsweitergabe naturwissenschaftlicher Potenziale untersucht und ggf. verbessert werden. Über erste Ergebnisse und Erfahrungen wird berichtet.

Referenz:

Voigt, Julia & Köster, Hilde (2020). Naturwissenschaftsbezogene Potenziale im Übergang Kita-Grundschule
beobachten, dokumentieren und weiterentwickeln. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 812). Universität Duisburg-Essen

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Was verstehen Jugendliche unter Begriffen zu beruflichen Präferenzen aus
der MINT-Berufsorientierung? – Erfahrungen aus dem Projekt DiSenSu

Brinkmann, Ute, Kellermann, Sarah & Prechtl, Markus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Rahmen des DiSenSu-Coachings zur Berufsorientierung in naturwissenschaftlichen Berufsfeldern setzen sich Schülerinnen mit Migrationshintergrund mit verschiedenen begrifflichen Kategorien zu ihren Präferenzen bezüglich einer Karriere im Berufsfeld Chemie auseinander. Die projektbegleitende Forschung widmet sich der Frage, ob die verwendeten Begriffe für die Rezipientinnen klar, d.h. eindeutig sind. Was verstehen Jugendliche zum Beispiel unter „hohem Einkommen“, „Vereinbarkeit von Familie und Beruf“, „flexibler Arbeitszeit“ oder „wissenschaftlicher Tätigkeit“? In einer Fragebogenstudie wurden 323 Jugendliche dazu befragt. Zusätzlich wurden sechs ausführliche qualitative Interviews nach der Methode des lauten Denkens durchgeführt. Der Posterbeitrag stellt ausgewählte Befunde aus diesen beiden Studien vor und zeigt, dass die ermittelten breiten bzw. engen Antwortspektren zu den einzelnen Begriffen wertvolle Hinweise für eine sprachsensible Gestaltung von berufsorientierenden Materialien liefern können.

Referenz:

Brinkmann, Ute, Kellermann, Sarah & Prechtl, Markus (2020). Was verstehen Jugendliche unter Begriffen zu beruflichen Präferenzen aus
der MINT-Berufsorientierung? – Erfahrungen aus dem Projekt DiSenSu. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 752). Universität Duisburg-Essen

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Entwicklung eines Instruments zur Beurteilung manueller Kompetenzen

Haag, Guido, Scheid, Jochen, Löffler, Patrick & Kauertz, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Experimentieren Lernende, treten in der Regel Abweichungen zur idealen Durchführung auf. Es wird angenommen, dass diese Abweichungen in Zusammenhang mit der experimentellen Kompetenz der Lernenden stehen. Um verschiedene Experimente untereinander vergleichbar zu machen, betrachten wir den Experimentierprozess idealisiert als eine Anzahl von notwendigen Handlungsschritten. Darunter gibt es Handlungsschritte, die Auswirkungen auf das Ergebnis des zu Ende geführten Experiments haben. Diese bezeichnen wir als wirksame Schritte. Die Untersuchung der Abweichungen in den wirksamen Schritten ergibt ein individuelles Performanzmaß als Ausdruck experimenteller Kompetenz. Durch die Betrachtung der Art und der Häufigkeit der Abweichungen zum idealisierten Experimentierprozess bietet sich ein neuer Zugang, um experimentelle Kompetenz hierarchisch abzubilden. 28 Lernende der 8. und 9. Klasse durchliefen ein Setting aus 6 Experimenten. Wir haben ein Kategoriensystem für Abweichungen erstellt und durch ein Beurteilerverfahren empirisch untersucht. Der Beitrag stellt Ergebnisse der Pilotierung vor.

Referenz:

Haag, Guido, Scheid, Jochen, Löffler, Patrick & Kauertz, Alexander (2020). Entwicklung eines Instruments zur Beurteilung manueller Kompetenzen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 816). Universität Duisburg-Essen

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