Kategorie: TB2021

Entwicklung der Fähigkeit zur Unterrichtsplanung im Fach Physik

Schröder, Jan, Vogelsang, Christoph & Riese, Josef

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Jüngste Ergebnisse der Beforschung gängiger Modellvorstellungen zu Elektronen in der Atomhülle von Ubben und Heusler aus dem Jahr 2019 legen zwei unabhängige Faktoren des Modellverständnisses Lernender nahe: die Gestalttreue und die Funktionalitätstreue. Mit diesen beiden Faktoren wird die Beschreibung von Typen des physikalischen Modellverständnisses ermöglicht. In diesem Beitrag zeigen wir anhand der Ergebnisse eines Vorstellungsfragebogens zur Quantenphysik (N = 118), dass sich die Faktoren der Gestalttreue und der Funktionalitätstreue auch aspektspezifisch für andere Inhaltsbereiche der Quantenphysik zeigen und gehen dabei insbesondere auf die Gestalttreue ein. Ausgewählte Ergebnisse einer Interviewstudie (N = 25) werden präsentiert, um zu begründen, dass mit dem Erlanger Unterrichtskonzept zur Quantenoptik der Übergang zu einem funktionalen Modellverständnis in der Quantenphysik bei Lernenden der gymnasialen Oberstufe gefördert werden kann.

Referenz:

Schröder, Jan, Vogelsang, Christoph & Riese, Josef (2021). Entwicklung der Fähigkeit zur Unterrichtsplanung im Fach Physik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 266). Universität Duisburg-Essen

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Förderung eines funktionalen Modellverständnisses Lernender in der Quantenphysik

Bitzenbauer, Philipp & Meyn, Jan-Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Research investigating the context-dependency of student reasoning is generally based upon in-class and interview video data of students; some researchers, however, have argued that surveys can also be used to study shifting of student reasoning. One technique is to compare responses across problems that are isomorphic (that is, the questions require the same physics principles to be solved). If students answer differently on these problems, it suggests that their reasoning is affected by the context of the problem and has hence not yet crystallized into either the scientific conception or a misconception. A second technique is to ask students to rate how confident they are in their answers. In this talk, we will discuss our use of these two features in a two-tier multiple choice-survey aiming to characterize student reasoning about half-life. In particular, we assess how well students are able to distinguish the predictable characteristics of a large collection of radioactive nuclei from the random nature of an individual nucleus in that collection.

Referenz:

Bitzenbauer, Philipp & Meyn, Jan-Peter (2021). Förderung eines funktionalen Modellverständnisses Lernender in der Quantenphysik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 270). Universität Duisburg-Essen

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Online-Förderung physikalischer Konzepte mit Modellen und Experimenten

Teichrew, Albert & Erb, Roger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Um sich die im organisch-chemischen Praktikum ablaufenden Prozesse erschließen zu können, müssen Lernende befähigt sein, zwischen Repräsentationsebenen (makroskopisch, submikroskopisch; symbolische) zu wechseln und die mechanistischen Komponenten auf der jeweiligen Ebene zu berücksichtigen.

Aktuelle Studien der Hochschulfachdidaktik liefern begrenzte Erkenntnisse darüber, wie Studierenden bei der Reflektion chemischer Prozesse auf den Ebenen im Laborpraktikum unterstützt werden können. Zur Förderung dieser Fähigkeit haben wir einen Reflexionsbogen entwickelt, der die Arbeit der Studierenden bei ihrer organischen Synthese gezielt unterstützt. Die Nutzung sowie die qualitativen Effekte dieser Instruktion wurden in einer Interviewstudie mit Chemiestudierenden (N=22) untersucht. Basierend auf der qualitativen Analyse lässt sich ableiten, inwiefern sich der Reflexionsbogen positiv auf die Aktivierung mechanistischer Komponenten und den Wechsel zwischen den Repräsentationsebenen auswirkt.

Referenz:

Teichrew, Albert & Erb, Roger (2021). Online-Förderung physikalischer Konzepte mit Modellen und Experimenten. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 205). Universität Duisburg-Essen

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Ein Reflexionsbogen für das organische Praktikum

Keiner, Liz & Graulich, Nicole

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In der Organischen Chemie fällt es Lernenden häufig schwer, implizite Eigenschaften von Strukturrepräsentationen abzuleiten. Diese sind jedoch notwendig, um bei-spielsweise geeignete Voraussagen über die Kinetik einer Reaktion treffen zu kön-nen. Das Verknüpfen von expliziten und impliziten Informationen stellt Studierende vor große Herausforderungen und erfordert eine gezielte Instruktion, um sie beim Lö-sen mechanistischer Probleme zu unterstützen. Fördermaßnahmen zur Unterstützung der Studierenden beim mechanistischen Denken sind jedoch begrenzt.

Daher haben wir mechanistische Fallvergleiche, die sich in Interviewstudien bereits als probates Förderinstrument erwiesen haben, konstruiert und die schrittweise Bear-beitung dieser für die Lernenden vorstrukturiert. In einer qualitativen Studie mit 18 Lernenden eines Kurses zur Organischen Chemie, haben wir untersucht, wie die Studierenden mit diesem Förderinstrument die Fallvergleichsaufgaben lösen konn-ten. Zuvor wurde von jedem Teilnehmer ein Wissenstest im Paper-Pencil-Format be-arbeitet. Die Aufgabenbögen wurden analysiert, um Aussagen über die Qualität der Bearbeitung treffen zu können. Aufgabendesign, Studienergebnisse und mögliche Implikationen für die Lehre werden vorgestellt.

Referenz:

Keiner, Liz & Graulich, Nicole (2021). Ein Reflexionsbogen für das organische Praktikum. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 209). Universität Duisburg-Essen

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Mechanistisches Denken anleiten – geht das?

Kranz, David & Graulich, Nicole

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In der Organischen Chemie (OC) sind zwar die Herausforderungen, denen Studierende beim Umgang mit Reaktionsmechanismen begegnen, breit erforscht, allerdings ist nur wenig über die Herangehensweise von Dozierenden bekannt. Um zu untersuchen, wie Hochschuldozierende kognitive Ressourcen beim Erklären für Studierende verwenden, wurden die Begründungen von zehn OC-Dozierenden beim Lösen von Fallvergleichsaufgaben analysiert. Dabei beantworteten sie die Fragestellungen in zwei unterschiedlichen Szenarien – sogenannten „Frames“. Im ersten Frame wurden die Dozierenden gebeten die Problemstellungen mental zu lösen und ihren Lösungsansatz anschließend retrospektiv darzulegen. Im zweiten Frame erklärten die Dozierenden ihren Lösungsansatz fiktiven Studierenden eines OC-1 Kurses.

Die Ergebnisse zeigen Unterschiede in den mechanistischen Begründungen und deren Veränderungen zwischen den Frames. Dies wird mit den in der Literatur beschriebenen Schwierigkeiten von Studierenden verglichen und Implikationen für die Lehre abgeleitet.

Referenz:

Kranz, David & Graulich, Nicole (2021). Mechanistisches Denken anleiten – geht das?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 212). Universität Duisburg-Essen

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Möglichkeiten zur Online-Selbsteinschätzung im Physikstudium

Goertz, Simon & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Referenz:

Goertz, Simon & Heinke, Heidrun (2021). Möglichkeiten zur Online-Selbsteinschätzung im Physikstudium. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 220). Universität Duisburg-Essen

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Symposium – Reflexion naturwissenschaftsdidaktischer Unterrichtsqualität

Nehring, Andreas, Heinitz, Benjamin, Szogs, Michael & Korneck, Friederike

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Professionelles Handeln wird für angehende Physiklehrkräfte häufig mit deren Reflexionskompetenz in Zusammenhang gebracht. So soll Reflexionskompetenz dabei helfen schulpraktische Erfahrungen mit Aspekten des Professionswissens zu verbinden. Genaue Zusammenhänge der Reflexionskompetenz mit motivationalen sowie kognitiven Aspekten der professionellen Handlungskompetenz sind aber bislang wenig klar.

In der vorliegenden Studie wurden deshalb unter Verwendung einer Online-Vignette die obigen Zusammenhänge bei N=47 angehenden Physiklehrkräften der ersten und zweiten Ausbildungsphase untersucht. Zur Messung der Reflexionskompetenz wurden ein Reflexionsmodell und ein Kodiermanual validiert, die zur Kodierung offener Reflexionstexte verwendet wurden. Erste Analysen legen nahe, dass Reflexionskompetenz in Breite und Tiefe erfasst werden kann und insbesondere Zusammenhänge mit dem situationsspezifischen Fachwissen vorliegen. Im Vortrag werden Ergebnisse der Online-Vignette vorgestellt und Implikationen zum Zusammenhang von Reflexionskompetenz und professioneller Handlungskompetenz abgeleitet.

Referenz:

Nehring, Andreas, Heinitz, Benjamin, Szogs, Michael & Korneck, Friederike (2021). Symposium – Reflexion naturwissenschaftsdidaktischer Unterrichtsqualität. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 224). Universität Duisburg-Essen

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Zusammenhänge zwischen Reflexionskompetenz und professioneller Handlungskompetenz

Mientus, Lukas, Wulff, Peter, Nowak, Anna & Borowski, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Der Beurteilung und Benotung von Unterricht durch Fach- oder SeminarleiterInnen kommt eine zentrale Bedeutung für die Ausbildung angehender Lehrkräfte im Referendariat zu. Dennoch bestehen kaum forschungsbasierte Kenntnisse darüber wie und wie homogen Unterrichtsqualität durch diese Akteure der LehrerInnenbildung beurteilt wird. Dieser Beitrag beleuchtet die Qualitätskriterien, die bei der Beurteilung von Unterrichtsqualität einer konkreten Chemiestunde angelegt werden und stellt eine Verbindung zwischen den Qualitätskriterien und der Benotung dar, die für das zweite Staatsexamen gegeben würde. Dazu wurden 17 Fach- oder SeminarleiterInnen anhand eines Unterrichtsentwurfs und einer Unterrichtsaufzeichnung leitfadengestützt interviewt und zur Bewertung der Stunde unter Examensbedingungen aufgefordert. Die Daten wurden mittels skalierender qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet. Der Vortrag präsentiert die Verteilung der Noten, die angelegten Unterrichtsqualitätskriterien und geht auf die Verknüpfungen zwischen Kriterien und Benotung ein.

Referenz:

Mientus, Lukas, Wulff, Peter, Nowak, Anna & Borowski, Andreas (2021). Zusammenhänge zwischen Reflexionskompetenz und professioneller Handlungskompetenz. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 226). Universität Duisburg-Essen

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Beurteilung von Unterrichtsqualität im Referendariat

Heinitz, Benjamin & Nehring, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das Unterrichten und Reflektieren sind zwei der zentralsten Handlungsbereiche von Lehrpersonen und bedingen wesentlich das Erreichen eines positiven Outcomes bei den Schüler*innen. Dieser Beitrag untersucht, wie die Fähigkeit zum Unterrichten und die Reflexivität von Physiklehrpersonen in realen Handlungssituationen zusammenhängen, um Gelingensbedingungen zu identifizieren, wie beide gefördert werden können.

Hierzu wird das Unterrichten und Reflektieren von 50 angehenden Physiklehrkräften in einer Microteaching-Lehrveranstaltung videografiert. Zur Analyse des Unterrichtshandelns wird dieses nach den Basisdimensionen von Unterrichtsqualität geratet – in einer an Fach und Setting adaptierten Version. Zur Beschreibung der Reflexionen werden diese hinsichtlich des Reflexionsinhaltes, der Reflexionsart, Begründungen und Perspektivwechsel kodiert.

Es zeigt sich, dass Lehrpersonen mit einer als hoch eingeschätzten Unterrichtsqualität eine größere Bereitschaft zur und höhere Güte in der Reflexion aufweisen. Inwiefern man eine „gute“ Reflexion erfassen kann, ist zu diskutieren.

Referenz:

Heinitz, Benjamin & Nehring, Andreas (2021). Beurteilung von Unterrichtsqualität im Referendariat. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 230). Universität Duisburg-Essen

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Gute Reflexion Gute Unterrichtsqualität?

Szogs, Michael, Große, André & Korneck, Friederike

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Rahmen des Projekts Open MINT Labs werden virtuelle Labore zur Vor- und Nachbereitung einer Freiland-Experimentiereinheit zum Thema „Gewässeranalytik“ für Schüler*innen der Sekundarstufe II entwickelt. Ziel des Projekts ist es unter anderem, aufzuzeigen, wie die virtuellen Labore als digitale Innovation in den schulischen Unterricht transferiert werden können. Zur Ermittlung der Gelingensbedingungen für einen Transfer wurde ein hypothesenbasiertes Modell postuliert, das bekannte Implementationshürden (Jäger, 2004; Gräsel, 2010) abbildet. Zur empirischen Prüfung dieser Hürden wurden Daten von Schüler*innen- und Lehrer*innen erhoben und ausgewertet. Seitens der Lehrpersonen wurden transferbegünstigende persönliche sowie organisatorische Bedingungsfaktoren der Schulstruktur mittels Onlinefragebögen ermittelt und durch strukturierte Interviews validiert. Die Interaktion der Schüler*innen mit der Lernumgebung wurde durch Logfiles und Online-Fragebögen mit dem Fokus auf der Genese der Konstrukte Flow, aktuelle Motivation, cognitive load und Usability zu mehreren Testzeitpunkten erfasst.

Referenz:

Szogs, Michael, Große, André & Korneck, Friederike (2021). Gute Reflexion Gute Unterrichtsqualität?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 234). Universität Duisburg-Essen

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