Kategorie: TB2021

ESTA – Educating Science Teachers for All

Mönch, Corinna, Markic, Silvija, Martin, Catherine, Kapanadze, Marika, Modebadze, Nino, Nuic, Ines, Pilic, Zora, Roleda, Lydia & Morales, Marie Paz

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die Dekon-Stufe I (Notdekon) zählt zu den Basismaßnahmen der Feuerwehr im Umgang mit Gefahrgütern. In diesem Zusammenhang wird einerseits Wasser als Dekontaminationsmittel empfohlen. Anderseits wird auf mögliche Gefahren, die durch Reaktionen von Gefahrstoffen mit Wasser entstehen können, hingewiesen. Wie gehen Feuerwehrleute mit dieser Informationslage um? Der Posterbeitrag bietet eine Einführung zu Gefahrstoffeinsätzen und in die notfallmäßige Dekontamination. Den Kern des Beitrags bilden Befunde aus einer quantitativen Befragung von 35 aktiven Einsatzkräften. Auf dieser Grundlage wird fachdidaktisch reflektiert, wie die Standortausbildung der Feuerwehr medienunterstützt optimiert werden kann. Diesbezüglich werden Potenziale verschiedener Medienformate (Sachcomics, Videospiele, Erklärvideos) eruiert. Der Beitrag mündet in einer finalen Handlungsempfehlung für die Praxis.

Referenz:

Mönch, Corinna, Markic, Silvija, Martin, Catherine, Kapanadze, Marika, Modebadze, Nino, Nuic, Ines, Pilic, Zora, Roleda, Lydia & Morales, Marie Paz (2021). ESTA – Educating Science Teachers for All. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 473). Universität Duisburg-Essen

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Förderung der TPCK-Kompetenzen von zukünftigen Physiklehrkräften

Tobias Ludwig, Gregor Benz

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Da die emotionalen Hürden eines Aufgreifens der Geometrischen Algebra durch die hochschulischen Didaktiken im deutschsprachigen Raum bisher relativ groß sind, wurde auf der vergangenen GDCP-Jahrestagung in Wien vorgeschlagen, die Geometrische Algebra durch komplexe und quaternionenartige Strukturen auszudrücken. Die Geometrische Algebra wird dann hinter einer Mathematisierung versteckt, die Lernenden bereits bekannt ist.

Damit ist allerdings das philosophische Problem verbunden, dass jede physikalische Messung, die wir vornehmen, reellwertige Messergebnisse liefert. Diese reellwertigen Messergebnisse werden immer erst im Zuge einer theoretischen Modellierung und mathematischen Umgestaltung mit komplexen oder quaternionenartigen Größen verknüpft.

Deshalb wird der Ansatz, die Geometrische Algebra in bereits bekannten mathematischen Strukturen zu verbergen, in diesem Beitrag erweitert, indem die Geometrische Algebra durch reellwertige Matrizen ausgedrückt wird. Auch dieser Zugang zur Geometrischen Algebra kann dazu beitragen, emotionale und auch kognitive Hürden zu verringern.

Referenz:

Tobias Ludwig, Gregor Benz (2021). Förderung der TPCK-Kompetenzen von zukünftigen Physiklehrkräften. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 414). Universität Duisburg-Essen

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Umgang mit chemischen Gefahren – eine Befragung von Feuerwehrleuten zur Dekon-Stufe I

Sprenger, Sebastian & Prechtl, Markus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Physik-Servicelehrveranstaltungen weisen oftmals hohe Misserfolgsquoten auf. Zum einen liegt dies an Herausforderungen, die in der Studienanfangsphase beispielsweise in organisatorischer Hinsicht auftreten, oder an fachlichen Anforderungen. Zum anderen kann die Studierbarkeit durch eine mangelnde Passung zwischen den Erwartungen des adressierten Fachbereichs an die Veranstaltung und der Ausgestaltung durch den Fachbereich Physik erschwert werden.

Um hier eine empirische Datenbasis zu schaffen die es erlaubt, Erwartungen und Ausgestaltung anzunähern, wird an der Technischen Universität Darmstadt eine Befragung von Studierenden sowie Lehrenden der adressierten Fachbereiche durchgeführt. Neben vorausgesetzten Vorkenntnissen werden auch einzelne Themenfelder sowie Anforderungsdimensionen bezüglich der Kompetenzen und Fertigkeiten erhoben, welche für die Zielgruppe von besonderer Relevanz sind.

In diesem Beitrag werden ausgewählte Ergebnisse der Befragung am Fachbereich „Bau- und Umweltingenieurswesen“ vorgestellt, die als erster Ansatz für die Konzeption eines begleitenden Online-Kurses genutzt wurden.

Referenz:

Sprenger, Sebastian & Prechtl, Markus (2021). Umgang mit chemischen Gefahren – eine Befragung von Feuerwehrleuten zur Dekon-Stufe I. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 477). Universität Duisburg-Essen

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Diagnose- und Reflexionsfähigkeiten von Lehramtsanwärter*innen

Hilfert-Rüppell, Dagmar & Höner, Kerstin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die Vermittlung adäquater Vorstellungen über Nature of Science (NoS) und Nature of Scientific Inquiry (NoSI) stellt ein übergeordnetes Bildungsziel der Lehrerbildung dar (KMK, 2008).

Das Projekt ProSciencE+ adressiert fachliche Professionalisierungsprozesse im naturwissenschaftlichen Lehramtsstudium und schließt Konzepte zur Förderung des Wissenschaftsverständnisses ein. Es ergibt sich folgende Forschungsfrage: Wie verändert die explizite Vermittlung von NoS-Inhalten das Wissenschaftsverständnis von Lehramtsstudierenden?

Die Entwicklung des Verständnisses von NoS/NoSI der Studierenden wird dabei in einem quasi-experimentellen Prä-Post-Design mit Kontrollgruppe quantitativ und qualitativ untersucht. Eingebettet in die Arbeit an einem eigenen fachlichen Forschungsprojekt im Rahmen eines Seminars nimmt die Interventionsgruppe an 4 Sitzungen zu NoS/NoSI teil, die Kontrollgruppe an einem Alternativ-Treatment zum mathematischen Modellieren.

Auf dem Poster wird die Konzeption der Intervention erläutert, erste Ergebnisse werden mit Blick auf die Anpassung des methodischen Vorgehens diskutiert.

Referenz:

Hilfert-Rüppell, Dagmar & Höner, Kerstin (2021). Diagnose- und Reflexionsfähigkeiten von Lehramtsanwärter*innen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 350). Universität Duisburg-Essen

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ProSciencE+: Nature of Science mit aktuellen Forschungsthemen

Nimz, Annika, Borchert, Cornelia & Höner, Kerstin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Für schulisches Lernen spielt Sprache eine zentrale Rolle. Sprachbildung ist nicht mehr nur Aufgabe des Faches Deutsch, mittlerweile hat jedes Unterrichtsfach die Aufgabe, sprachlichen Anforderungen Sorge zu tragen (MK Niedersachsen, 2020).

Den naturwissenschaftlichen Unterricht stellt dies mitunter vor große Herausforderungen, kann dort die Fachsprache, als eines der größten Hindernisse in Verstehensprozessen angesehen werden (Leisen, 2011).

Der Baustein „Sprache im Fach“, der im Projekt Mehr-Sprache2 entwickelt wird, fördert die Sprachreflexionskompetenz bei Lehramtsstudierenden naturwissenschaftlicher Fächer.

In einem kooperativen Seminar der Physikdidaktik und Germanistik wurden bereits sprachliche und textliche Anforderungen der Unterrichtsfächer erarbeitet und zum sprachsensiblen Fachunterricht vertieft.

In Zuge einer Forschungsarbeit soll nun weiter untersucht werden, welche sprachlichen Faktoren einen Einfluss auf das Lernen physikalischer Inhalte und das fachliche Verständnis im Allgemeinen haben, sodass im schulischen Geschehen diesen Hindernissen vorgebeugt werden kann.

Referenz:

Nimz, Annika, Borchert, Cornelia & Höner, Kerstin (2021). ProSciencE+: Nature of Science mit aktuellen Forschungsthemen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 354). Universität Duisburg-Essen

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Fachsprachlichkeit im Physikunterricht und Textverstehen

Schenk, Lena, Langlotz, Miriam & Müller, Rainer

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Referenz:

Schenk, Lena, Langlotz, Miriam & Müller, Rainer (2021). Fachsprachlichkeit im Physikunterricht und Textverstehen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 358). Universität Duisburg-Essen

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Kompetenzentwicklung für die Naturwissenschaften durch Augmented Reality

Kay, Christopher W.M. , Peschel, Markus, Perels, Franziska, Bach, Sarah, Kelkel, Mareike, Lauer, Luisa, Seibert, Johann, Lang, Vanessa & Eichinger, Annika

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Sommersemester 2021 startet an der Universität des Saarlandes (UdS) die Vorlesungsreihe „Quantenwelten“, welche im Rahmen der Kinderuni Saar Schüler*innen im Alter von 8 bis 12 Jahren einen ersten Einblick in den Fachbereich der Quantenphysik und deren Anwendung geben soll. Zuvor erfolgt eine umfassende Auf- und Ausarbeitung auf fachlicher, didaktischer und medialer Ebene, um dieses anspruchsvolle Thema medien- und adressatengerecht zu gestalten. Mittels Expertenvorträgen durch Forscher*innen der UdS soll den Schüler*innen ein phänomenologischer Einstieg in das Thema eröffnet werden. Dieses Poster stellt eine Augmented Reality (AR)-Umgebung vor, bei welcher die Teilnehmer*innen der Kinderuni Saar in eine interaktive ‚Schnitzeljagd’ auf dem Campus („Quanten-UdS“) eingebunden werden und dabei unterschiedliche Schülerlabore und Forschungslabore Quantenphysik kennenlernen. Mit Hilfe von AR werden fachspezifische Aufgaben und Forschungen der Labore durch die Visualisierung auf Teilchenebene unterstützt, um submikroskopische oder quantenmechanische Vorgänge abzubilden.

Referenz:

Kay, Christopher W.M. , Peschel, Markus, Perels, Franziska, Bach, Sarah, Kelkel, Mareike, Lauer, Luisa, Seibert, Johann, Lang, Vanessa & Eichinger, Annika (2021). Kompetenzentwicklung für die Naturwissenschaften durch Augmented Reality. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 362). Universität Duisburg-Essen

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QUANTAG: Augmented-Reality-Campus-Rallye als Einstieg in die Quantentechnologie

Eichinger, Annika, Schmoll, Isabel, Kelkel, Mareike, Seibert, Johann, Lauer, Luisa, Lang, Vanessa, Bach, Sarah, Perels, Franziska, Kay, Christopher W.M.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Dieser Beitrag fokussiert forschungstheoretische Begrifflichkeiten sowie aktuelle Entwicklungen und Modellierungen des Medialen Lernens am Beispiel von Augmented Reality (AR). Entsprechend soll das Lernen mit und über digitale Medien unter besonderer Berücksichtigung der Möglichkeiten von AR grundlegende Kompetenzentwicklungen für den Physik- und Chemieunterricht der Sekundarstufen sowie für den Sachunterricht der Primarstufe aufzeigen. Die Kompetenzen umfassen v.a. das Lehren und Lernen mit AR, welches Lehrkräfte vor große Herausforderungen stellt. Das deAR-Modell ermöglicht Lehrkräften einen praktisch-theoretischen Orientierungsrahmen, wie AR im naturwissenschaftlichen Unterricht didaktisch eingebettet werden kann. Mittels dieses Modells können fachliche Inhalte, wie zum Beispiel die Visualisierung von Teilchenprozessen sowie elektrische Schaltskizzen und methodische Anwendungen, wie z.B. Gamebased Learning-Szenarien oder interaktive Lernformate zum Thema Quantenphysik innerhalb eines didaktischen Rahmens unter den Gesichtspunkten von AR sinnvoll angereichert werden.

Referenz:

Eichinger, Annika, Schmoll, Isabel, Kelkel, Mareike, Seibert, Johann, Lauer, Luisa, Lang, Vanessa, Bach, Sarah, Perels, Franziska, Kay, Christopher W.M. (2021). QUANTAG: Augmented-Reality-Campus-Rallye als Einstieg in die Quantentechnologie . In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 366). Universität Duisburg-Essen

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Mediales Lernen – Kompetenzerwerb durch didaktisch eingebettete AR

Kay, Christopher W.M. , Peschel, Markus, Perels, Franziska, Lauer, Luisa, Seibert, Johann, Lang, Vanessa, Eichinger, Annika, Bach, Sarah & Kelkel, Mareike

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das selbstregulierte Lernen (SRL) bildet einen Teil der Schlüsselkompetenzen des lebenslangen Lernens, welches auch im Chemieunterricht adressiert werden muss. Dieser Beitrag stellt eine Möglichkeit vor, SRL in story-basierten Lernphasen mit Hilfe von Augmented Reality (AR) zu fördern. Das Projekt MARS (Mixed and Augmented Reality in Science) kombiniert dabei digitale Augmented, Mixed und Virtual Reality-Umgebungen mit einem analogen Arbeitsheft zum Thema Umwelt im Rahmen der Nachhaltigkeitsbildung. Dabei durchlaufen die Schüler*innen verschiedene “Level”, in denen sie virtuell durch Zeit und Raum reisen, um chemische Aspekte der aktuellen Umweltdebatte zu erforschen. Durch die Gestaltung der jeweiligen Lernszenarien soll einerseits den Schüler*innen eine Lernumgebung präsentiert werden, welche die prä-aktionellen, aktionellen und post-aktionellen Phasen des SLR im Chemieunterricht fördert. Andererseits soll eine Lernumgebung präsentiert werden, die motivationale, kognitive und metakognitive Prozesse im Unterricht fördert.

Referenz:

Kay, Christopher W.M. , Peschel, Markus, Perels, Franziska, Lauer, Luisa, Seibert, Johann, Lang, Vanessa, Eichinger, Annika, Bach, Sarah & Kelkel, Mareike (2021). Mediales Lernen – Kompetenzerwerb durch didaktisch eingebettete AR. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 370). Universität Duisburg-Essen

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Das Projekt SCIENCE without FICTION innerhalb des Reality-Virtuality-Continuum

Lang, Vanessa, Seibert, Johann, Eichinger, Annika, Bach, Sarah, Kelkel, Mareike, Peschel, Markus, Perels, Franziska & Kay, Christopher W.M.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Mittels Augmented Reality (AR) können im naturwissenschaftlichen Unterricht – bislang vornehmlich bezogen auf die Sekundarstufe – verschiedene Repräsentationen eines Sachverhalts verknüpft werden. Für den Sachunterricht der Primarstufe liegen zu AR bislang nur wenige Erkenntnisse vor und zusätzlich müssen o.g. Forschungsergebnisse auf ihre Übertragbarkeit für die Primarstufe geprüft werden. Deshalb wurde ein AR-gestütztes Lehr-Lernszenario zu elektrischen Schaltskizzen für Schüler*innen der vierten Jahrgangsstufe entwickelt, in dem Schaltsymboliken in Echtzeit mittels AR während des Konstruierens von realen Schaltungen visualisiert werden. In diesem Beitrag wird der Prototyp dieser AR-Lehr-Lernumgebung aus technischer und didaktischer Sicht vorgestellt. Darüber hinaus werden das Design und entsprechende Hypothesen für eine experimentelle Evaluationsstudie vorgestellt, welche anhand dieses AR-Lehr-Lernszenarios den Einfluss verschiedener Repräsentationen von Schaltsymbolen und Skizzen (Augmentierung über Smartglasses vs. Tablets) auf das Erlernen von (Schalt)Symboliken untersucht.

Referenz:

Lang, Vanessa, Seibert, Johann, Eichinger, Annika, Bach, Sarah, Kelkel, Mareike, Peschel, Markus, Perels, Franziska & Kay, Christopher W.M. (2021). Das Projekt SCIENCE without FICTION innerhalb des Reality-Virtuality-Continuum. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 374). Universität Duisburg-Essen

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