Kategorie: TB2021

Virtual Reality Chemielabor für Labor- und Gerätekunde

Fleischer, Timo, Tatzgern, Markus, Deibl, Ines & Zumbach, Jörg

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Wer sich mit Gravitation entsprechend der Allgemeinen Relativitätstheorie beschäftigt, wird in den Standardlehrbüchern schnell mit komplexen und für die Schule ungeeigneten mathematischen Formulierungen konfrontiert. Dabei geht es auch anders, denn Gravitation und Geometrie hängen unweigerlich zusammen und Geometrie ist bereits in frühen Schuljahren fester Bestandteil des Lehrplans. Die Anzahl solcher Ansätze, die über einen geometrischen Zugang die Allgemeine Relativitätstheorie versuchen zu vermitteln, ist jedoch noch nicht sehr groß. Insbesondere ihre Wirksamkeit und der daran geknüpfte Lernerfolg sind wenig erforscht. Ziel des vorgestellten Projektes ist die Bereitstellung und Evaluation schülerorientierter Online-Kurse, welche sich den geometrischen Charakter der Theorie zu Nutze machen. Dabei setzen wir eine digitale Version sogenannter Sektormodelle ein, mit denen sich die Geometrie gekrümmter Raumzeiten untersuchen lässt. Der Beitrag stellt das Design der digitalen Lernumgebung sowie die geplante Evaluation zur Lernwirksamkeit vor.

Referenz:

Fleischer, Timo, Tatzgern, Markus, Deibl, Ines & Zumbach, Jörg (2021). Virtual Reality Chemielabor für Labor- und Gerätekunde. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 741). Universität Duisburg-Essen

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Relativitätstheorie: Design und Evaluation eines Online-Schülerlabors

Weissenborn, Sven, Kraus, Ute & Zahn, Corvin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Beitrag werden ein neues Modell, ein didaktischer Ansatz zur Förderung (Köster 2018) sowie die Entwicklung eines hierauf basierenden Instruments zur Diagnose (besonderer) naturwissenschaftsbezogener Leistungspotenziale bei Grundschulkindern zur Diskussion gestellt. Es wird auf eine facettenreiche Lernumgebung eingegangen, die praxisnah und geeignet ist, Neugier, Motivation sowie bereichsspezifische Interessen von Kindern zu stimulieren und forschendes Lernen anzuregen. Erste Ergebnisse dazu, inwiefern das Setting Hinweise auf besondere Potenziale bei Kindern geben kann, werden vorgestellt.

Referenz:

Weissenborn, Sven, Kraus, Ute & Zahn, Corvin (2021). Relativitätstheorie: Design und Evaluation eines Online-Schülerlabors. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 745). Universität Duisburg-Essen

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Naturwissenschaftsbezogene Leistungspotenziale bei Grundschulkindern diagnostizieren

Mehrtens, Tobias, Köster, Hilde, Refehldt, Daniel & Müller, Freya

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Ansätze für sozial inklusiven naturwissenschaftlichen Unterricht konzentrieren sich derzeit meist auf nur eine Dimension der Diversität. Dabei wird die Tatsache, dass Vielfalt mehrdimensional ist, vernachlässigt und somit sind in Sinne der sozialen Inklusion durchgeführte Maßnahmen nur von eingeschränktem Erfolg. Das Ziel des Projekts DiSSI ist, die gezielte Förderung inklusiver Lehrmethoden, die mehrere Dimensionen der Diversität gleichzeitig berücksichtigen. Forscherinnen und Forscher aus Irland, Deutschland, dem Vereinigten Königreich, Slowenien und Mazedonien entwickeln einen Lehransatz für außerschulische Lernorte, der die Bedürfnisse von Schülergruppen (i) mit einem niedrigen sozioökonomischen Status, (ii) unterschiedlicher ethnischer Minderheiten oder mit einem anderen kulturellen Hintergrund als der vorherrschenden Kultur, (iii) mit unterschiedlichen Sprachkenntnissen und/oder (iv) hochbegabt sind, berücksichtigt. Um das inklusive Konzept auch in die formelle Bildung umzusetzen, wird es in die Aus- und Fortbildung von Lehrperson der naturwissenschaftlichen Fächer integriert.

Referenz:

Mehrtens, Tobias, Köster, Hilde, Refehldt, Daniel & Müller, Freya (2021). Naturwissenschaftsbezogene Leistungspotenziale bei Grundschulkindern diagnostizieren. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 749). Universität Duisburg-Essen

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DiSSI – Diversity in Science towards Social Inclusion

Kieferle, Sarah, Markic, Silvija, Devetak, Iztok, Essex, Jane, Salehjee, Saime, McHugh, Martin, Hayes, Sarah & Stojanovska, Marina

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In den aktuellen Diskussionen herrscht Uneinigkeit, ob eigene Smartphones der Schüler:innen den Unterricht bereichern oder vielmehr stören können. Im Projekt smart for science wird das Distraktionspotential eigener (BYOD) und schul-verwalteter (COPE) Smartphones im Chemie-, Mathematik- und Physikunterricht untersucht, um Gelingensbedingungen für den Einsatz des BYOD-Ansatzes zu identifizieren. Dazu wurde in der Physik eine Lerneinheit zum Thema „Elektromobilität und nachhaltige Energiewirtschaft“ für die neunte Jahrgangsstufe erstellt, in der das Smartphone zur digitalen Messwerterfassung genutzt wird. Die Studie untersucht papierbasiert und per Videobrille die Auswirkung des BYOD- Ansatzes gegenüber dem COPE-Ansatz hinsichtlich des Distraktionspotentials und der Lernleistung. Die Ergebnisse der Pilotstudie bezüglich der Eignung der Lerneinheit und der Testinstrumente werden auf dem Poster vorgestellt.

Referenz:

Kieferle, Sarah, Markic, Silvija, Devetak, Iztok, Essex, Jane, Salehjee, Saime, McHugh, Martin, Hayes, Sarah & Stojanovska, Marina (2021). DiSSI – Diversity in Science towards Social Inclusion. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 753). Universität Duisburg-Essen

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Eigene Smartphones im MINT-Unterricht – Gelingensbedingungen

Laumann, Daniel, Kramp, Bianca, Pusch, Alexander, Ubben, Malte, Heusler, Stefan & Heinicke, Susanne

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Zur Förderung des Interesses und zur Verringerung interessenbezogener Genderdifferenzen wird im naturwissenschaftlichen Unterricht vermehrt auf kontextorientierten und fächerübergreifenden Unterricht gesetzt. Während bisherige Studien vor allem das Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen in verschiedenen Themenbereichen betrachtet haben, soll in dieser Studie untersucht werden, inwiefern eine systematische Variation des Kontexts zum selben Lerngegenstand das situationale Interesse beim Bearbeiten von Lernaufgaben beeinflusst. Aufgrund seiner zentralen Stellung in den Naturwissenschaften und seiner Interdisziplinarität wurde das physikalische Energiekonzept als Lerngegenstand gewählt. Es wurden parallele Lernaufgaben in biologischen und technischen Kontexten gestaltet, die zur Beantwortung der Forschungsfrage in einem Mixed-Design von Schülerinnen und Schülern der 10. Jahrgangsstufe bearbeitet werden. In diesem Beitrag werden die Konzeption der Studie und das Arbeitsmaterial, sowie erste Ergebnisse einer Studie lauten Denkens vorgestellt.

Referenz:

Laumann, Daniel, Kramp, Bianca, Pusch, Alexander, Ubben, Malte, Heusler, Stefan & Heinicke, Susanne (2021). Eigene Smartphones im MINT-Unterricht – Gelingensbedingungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 757). Universität Duisburg-Essen

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Interessenstudie zu Energie in biologischen und technischen Kontexten

Lewing, Johannes & Schneider, Susanne

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Mit dem KMK-Beschluss wurde die integrative Vermittlung digitaler Kompetenzen im Fachunterricht festgelegt. Für die wirkungsvolle Umsetzung müssen (angehende) Lehrkräfte selbst über digitale Kompetenzen verfügen und sich gleichzeitig deren Relevanz im Unterricht bewusst werden. Der Physikunterricht bietet eine Vielzahl möglicher Anknüpfungspunkte zur Vermittlung digitaler Kompetenzen.

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Evaluation von Lernarrangements, um eine Einstellungs- und Akzeptanzänderung angehender Physiklehrkräfte im Hinblick auf die Vermittlung digitaler Kompetenzen zu bewirken. In den Lernarrangements werden besonders die technologie-orientierten Komponenten des TPACK-Modells (TK, TPK, TCK) adressiert.

Im Fokus der Untersuchung stehen mögliche Einflussfaktoren auf die Selbstwirksamkeitserwartung der Studierenden, die Einschätzung zur Umsetzbarkeit sowie die wahrgenommene Relevanz digitaler Kompetenzen für den Regelunterricht. Im Poster werden das Forschungsvorhaben sowie erste Ergebnisse bisheriger Untersuchungen vorgestellt.

Referenz:

Lewing, Johannes & Schneider, Susanne (2021). Interessenstudie zu Energie in biologischen und technischen Kontexten. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 761). Universität Duisburg-Essen

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Einstellungen von Studierenden zur Vermittlung digitaler Kompetenzen

Walpert, Daniel & Wodzinski, Rita

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Referenz:

Walpert, Daniel & Wodzinski, Rita (2021). Einstellungen von Studierenden zur Vermittlung digitaler Kompetenzen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 765). Universität Duisburg-Essen

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Fortbildungsbedarf im Fach Naturwissenschaften in Berlin/Brandenburg

Streller, Sabine & Bolte, Claus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die steigende Relevanz von Quantentechnologien in Deutschland (s. z. B. Acatech IMPULS; Konjunkturpaket der Bundesregierung) und Europa (s. z. B. Quantum Flagship) stellt die (universitäre) Ausbildung von Fachkräften in diesem Bereich vor neue Herausforderungen — nicht nur in der Physik, sondern auch in den Ingenieurwissenschaften. Ein Ziel des europäischen Flagship-Projektes QTEdu ist die Entwicklung eines europäischen Kompetenzrahmens für die Quantentechnologien der zweiten Generation.

Als Grundlage dafür dient die hier vorgestellte Delphi-Studie: Es werden Kenntnisse und Kompetenzen im Bereich der Quanteninformationstechnologien identifiziert, die teilweise schon jetzt, vor allem aber in Zukunft, in der Industrie benötigt werden. Diese werden strukturiert, um schließlich messbare Kompetenzstufen abzuleiten. So soll ein Kompetenzrahmen entstehen, der die Anforderungen an Fachkräfte im Bereich der Quantentechnologien widerspiegelt.

Das Poster zeigt die Ergebnisse der Pilotrunde, die die Basis für die Befragung der ersten Hauptrunde bilden.

Referenz:

Streller, Sabine & Bolte, Claus (2021). Fortbildungsbedarf im Fach Naturwissenschaften in Berlin/Brandenburg. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 705). Universität Duisburg-Essen

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Übergreifende Kompetenzen am Übergang vom Sach- zum Fachunterricht

Rau-Patschke, Sarah

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Chemieunterricht der Oberstufe wird von den Lernenden beim Auswerten von Versuchen erwartet, ihre Daten aufzubereiten und zu interpretieren, Schlussfolgerungen zu ziehen, den Versuch zu beurteilen sowie Generalisierungen zu finden. Ein gegenwärtiger Mangel an dedizierten Fördermaßnahmen lässt sich auch darauf zurückführen, dass bislang wenig darüber bekannt ist, wo Lernende hierbei mit Schwierigkeiten konfrontiert sind.

Als Ergebnis einer Pilotstudie (N = 24), bei der Zweiergruppen beim Auswerten selbsterhobener Daten videographiert wurden, konnte eine Reihe von Schwierigkeiten inhaltsanalytisch identifiziert werden. An die Überarbeitung des verwendeten Experimentiersettings schließt sich die Hauptstudie an, bei der erneut videographierte Auswertungsprozesse auf Schwierigkeiten hin untersucht werden. Bereits pilotierte Testinstrumente für das fachliche, prozedurale sowie epistemische Wissen dienen dabei der Bildung homogener Schülergruppen, sodass Rückschlüsse auf den Zusammenhang zwischen diesen Dispositionen und der Performanz der Lernenden beim Auswerten gemacht werden können.

Referenz:

Rau-Patschke, Sarah (2021). Übergreifende Kompetenzen am Übergang vom Sach- zum Fachunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 713). Universität Duisburg-Essen

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Auswerten von Versuchsdaten – Wo benötigen Oberstufenschüler Unterstützung?

Brockmüller, Steffen & Ropohl, Mathias

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Lehr-Lern-Materialien und darin enthaltene multiple externe Repräsentationen dienen im naturwissenschaftlichen Unterricht als grundlegendes Medium der Wissensvermittlung. Bisherige Befunde zeigen jedoch, dass das Wissen von Chemie-Lehramtsstudierenden über Repräsentationen eher gering ist und während des Studiums nicht weitreichend zunimmt. Dieser Wissensbereich ist jedoch besonders in der Unterrichtspraxis relevant, wenn Lehr-Lern-Materialien fachlich und fachdidaktisch richtig vorbereitet und eingesetzt werden sollen.

Auf Grundlage dieser Befunde wird ein praxisnahes und Moodle-basiertes Online-Selbstlernmodul für Lehramtsanwärter*innen (LAA, N = 120) entwickelt und derzeit in NRW erprobt. Die LAA sollen in drei Sitzungen ihre Fähigkeit verbessern, selbstgestaltete Arbeitsblätter zu bewerten und sie darauf aufbauend lernförderlicher gestalten. Als abhängige Variablen werden das Professionswissen und die Überzeugungen über Repräsentationen untersucht. Unabhängige Variablen sind intern (selbst-) und extern (fremd-) generiertes Feedback, welche mithilfe eines Likert-skalierten Bewertungsbogens erfasst werden.

Das Poster liefert einen Überblick über den Aufbau des Moduls und die geplanten Auswertungsmethoden.

Referenz:

Brockmüller, Steffen & Ropohl, Mathias (2021). Auswerten von Versuchsdaten – Wo benötigen Oberstufenschüler Unterstützung?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 717). Universität Duisburg-Essen

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