Kategorie: TB2021

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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Ein interaktives Steckbrett zum Aufbau elektrischer Schaltungen

Do, Huong Giang , Bläsing, Robin, Nell, Sebastian, Noritzsch, Jens, Staacks, Sebastian, Stampfer, Christoph & Heinke, Hendrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Für das Erlernen chemischer Fachinhalte sind ein ausgeprägtes räumliches Vorstellungs- und Abstraktionsvermögen essentiell. Insbesondere im Falle der organischen Chemie werden die Lernenden durch zahlreiche dreidimensionale Repräsentationsformen und abstrakte Molekülstrukturen kognitiv gefordert.

Ein vielversprechender Ansatz zur Unterstützung bietet die Erweiterung konventioneller Lernmaterialien um Augmented Reality (AR). Damit ist es möglich, mittels mobiler Endgeräte virtuelle 3D-Objekte oder Animationen in realen Lernumgebungen abzubilden. So können zum Beispiel unterschiedliche Konformationen chemischer Moleküle oder auch komplexe Reaktionsschritte per Animation visualisiert werden.

Bisher ist jedoch wenig über die Wirksamkeit AR-unterstützter Lernsettings auf kognitive Lernervariablen bekannt. Dieser Beitrag stellt eine Studie innerhalb eines DFG-Forschungsprojektes vor, die die kognitive Belastung der Lernenden mittels eines Experimental-/Kontrollgruppen-Designs in drei Themenbereichen untersucht. Hierbei wird hier auch der Einfluss der Benutzerfreundlichkeit der AR betrachtet.

Referenz:

Do, Huong Giang , Bläsing, Robin, Nell, Sebastian, Noritzsch, Jens, Staacks, Sebastian, Stampfer, Christoph & Heinke, Hendrun (2021). Ein interaktives Steckbrett zum Aufbau elektrischer Schaltungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 729). Universität Duisburg-Essen

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Zloklikovits, Sarah & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Neben den im Physikunterricht traditionell verwendeten Realexperimenten sind digitale Medien in zahlreichen Klassenräumen präsent. Dabei stellt sich die Frage, welche Einstellungen Lehrende und Lernende gegenüber Experimenten und digitalen Medien besitzen. Zur Beantwortung dieser Frage wurden durch die Lernplattform LEIFIphysik in Kooperation mit dem IDP Münster die Ziele von Lehrenden beim Einsatz und die Ziele von Lernenden bei der Nutzung von Simulationen und Experimenten im Physikunterricht erhoben. Zudem wurde untersucht, welche Unterrichtsmaterialien ergänzend zu realen Experimenten angeboten werden und welche Medien sich Lehrende und Lernende wünschen. Die Erhebung fand im Rahmen der online-Befragung der Nutzerinnen und Nutzer von LEIFIphysik 2019 statt. Die Ergebnisse zeigen, dass die auf LEIFIphysik angebotenen digitalen Medien insbesondere zur Veranschaulichung und Zusammenfassung von Inhalten genutzt werden. Es besteht zudem der Wunsch nach mehr videobasierten Anleitungen und Erklärungen und interaktiven Simulationen bei der Vor- und Nachbereitung von Experimenten.

Referenz:

Zloklikovits, Sarah & Hopf, Martin (2021). . In: (S. 657).

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Digitale Medien und Experimente – Perspektiven aus der Schulpraxis

Schlummer, Paul, Wichtrup, Philipp, Meßinger-Koppelt, Jenny, Heusler, Stefan & Laumann, Daniel

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Vom heutigen Physikunterricht wird auch die Vermittlung prozessbezogener und damit auch experimenteller Kompetenzen gefordert. Diese beinhalten auch den adäquaten Umgang mit Messdaten, der viele verschiedene Teilkompetenzen umfasst. So ist die Kenntnis von Messunsicherheiten und deren Beachtung bei der Planung, Durchführung und Auswertung von Experimenten genauso relevant wie eine adäquate Datenerfassung unter Berücksichtigung der Variablenkontrollstrategie, um nur zwei Beispiele zu nennen. Um Lehrkräfte bei der Förderung entsprechender Kompetenzen zu unterstützen, werden an der RWTH Aachen im Rahmen der Plattform FLexKom (für Fördern und Lernen experimenteller Kompetenzen) verschiedene Materialien entwickelt und als modulare Bausteine für den Einsatz in der Unterrichtspraxis angeboten. Diese Module sind mit Blick auf den Einsatz in Lernzirkeln entwickelt worden, können aber auch in anderen methodischen Unterrichtsgestaltungen eingesetzt werden. Auf dem Poster werden verschiedene Module zum Umgang mit Messdaten vorgestellt und erste Erfahrungen mit ihrem Einsatz präsentiert.

Referenz:

Schlummer, Paul, Wichtrup, Philipp, Meßinger-Koppelt, Jenny, Heusler, Stefan & Laumann, Daniel (2021). Digitale Medien und Experimente – Perspektiven aus der Schulpraxis. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 661). Universität Duisburg-Essen

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Experimentiersets aus Karton für den Einsatz mit der App phyphox

Goertz, Simon & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die präsentierte Studie untersuchte im Zeitraum von 3 Wochen nach den Schulschließungen bis zum Ende der Osterferien wie Lehrkräfte die Umstellung auf Fernunterricht wahrnahmen, wie sie ihren Fernunterricht umsetzten und welche Chancen und Herausforderungen sie in der Krise für die Zukunft des digital-gestützten Unterrichts sahen. 394 Lehrkräfte weiterführender Schulen beantworteten den Onlinefragebogen, wovon 106 mindestens ein MINT-Fach unterrichten.

In der Studie wurde gezielt nach der Umsetzung von naturwissenschaftlichem Unterricht gefragt, wobei insbesondere die Rolle des Experimentierens betrachtet wurde. Die Ergebnisse zeigen einen Wandel von rechenlastigen Aufgabenformaten hin zu mehr Argumentations- und Textaufgaben. Des Weiteren konnten Unterschiede zwischen Lehrerinnen und Lehrern von MINT-Fächern und denen anderer Fächer bezüglich des Einsatzes digitaler Medien, den Organisationsformen und Zielen der gewählten Aufgaben sowie der Einschätzung der Zukunft des digitalen Unterrichts untersucht werden.

Referenz:

Goertz, Simon & Heinke, Heidrun (2021). Experimentiersets aus Karton für den Einsatz mit der App phyphox. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 665). Universität Duisburg-Essen

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