Kategorie: TB2021

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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Potentiale von Augmented Reality für das Erlernen der organischen Chemie

Keller, Sebastian, Habig, Sebastian & Rumann, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Erlanger SchülerForschungsZentrum ESFZ forschen und tüfteln Jugendliche in einwöchigen Forschungscamps an ihren eigenen Forschungsideen aus den Bereichen Physik und Technik. Die Jugendlichen sind typischerweise hoch motiviert und engagiert, einige kommen bereits mit großer Expertise im Experimentieren, andere wachsen erst im Laufe der Camps generell in naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen hinein. – Wir haben über 3 Jahre hinweg die experimentelle Kompetenz der Teilnehmerinnen und Teilnehmer getestet. Verwendet wurde hierzu ein Testinstrument, das im Rahmen des Verbundprojektes MEK-LSA von den Universitäten Duisburg-Essen und Bremen sowie des IPN in Kiel entwickelt und eingesetzt wurde. In unserem Beitrag sollen Ergebnisse der in den ESFZ-Forschungscamps durchgeführten Tests vorgestellt und diskutiert werden.

Referenz:

Keller, Sebastian, Habig, Sebastian & Rumann, Stefan (2021). Potentiale von Augmented Reality für das Erlernen der organischen Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 733). Universität Duisburg-Essen

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Empirische Forschung im Erlanger SchülerForschungsZentrum

Fösel, Angela

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In der Chemiedidaktik und dem Chemieunterricht gibt es vielfältige Einsatzbereiche für digitale Medien, wie etwa digitale Messwerterfassung. Darüber hinaus können auch interaktive virtuelle 3D-Lernumgebungen ein großes Bildungspotential bieten, da die Lernenden hier mit virtuellen, realitätsgetreuen Objekten arbeiten und diese erkunden können. Die Kreation solcher Lernumgebungen, auf dem aktuellsten Stand der Technik, wird insbesondere durch Virtual Reality (VR) ermöglicht. Das Poster präsentiert ein deutschsprachiges VR Chemielabor für Labor- und Gerätekunde. Die Zielgruppe sind Lernende, die bisher keine oder wenig Erfahrung mit der Laborarbeit gemacht haben. Daher beschränken sich die Inhalte zunächst auf das Basiswissen, z.B. Geräte und deren Funktionen kennenlernen und benennen, Funktionsweise des Bunsenbrenners, usw. Im Vordergrund steht das möglichst realitätsgetreue Arbeiten in einem Chemielabor, welches zur Vorbereitung auf die Realsituation dienen soll. Daher wird die Lernumgebung interaktiv konzipiert, sodass die Lernenden mit den Laborgeräten in der VR arbeiten können.

Referenz:

Fösel, Angela (2021). Empirische Forschung im Erlanger SchülerForschungsZentrum. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 737). Universität Duisburg-Essen

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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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Naturwissenschaftlicher Unterricht während der Corona-Pandemie

Henne, Anna, Beuter, Anja, Hachfeld, Axinja, Schumann, Stephan & Möhrke, Philipp

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Um der Forderung nach einer allgemeinen naturwissenschaftlichen Grundbildung (scientific literacy) nachzukommen, ist mit dem Lernbereich ‚Natur der Naturwissenschaften‘ (nature of science) eine Metaebene als essentiell erkannt worden. In der internationalen science education entstand früh ein Konsens-Ansatz (Lederman und Kolleg*innen), aus dessen Kritik sich weitere Konzepte bildeten (Allchin, family resemblance approach). Dazu zeigt die deutschsprachige Forschung eine eigene Tradition (klassische Trennung Wissenschaftstheorie, Erkenntnistheorie, Ethik) und auch die Entwicklungspsychologie entwirft ein Design (Urhahne, Sodian). Es finden sich demnach ganz unterschiedliche Denkansätze, die nur selten gegeneinander geprüft werden (Arndt & Rehm).

Eben eine detaillierte Untersuchung ist für die theoretische Fundierung aber unabdingbar. In diesem Beitrag wird die Berücksichtigung der nature of science in Lehrplänen nachvollzogen und eine grundlegende Analyse des Konsens-Ansatzes vorgestellt. Aus diesen ersten Schritten ergeben sich Grundprinzipien für einen eigenen Vorschlag

Referenz:

Henne, Anna, Beuter, Anja, Hachfeld, Axinja, Schumann, Stephan & Möhrke, Philipp (2021). Naturwissenschaftlicher Unterricht während der Corona-Pandemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 669). Universität Duisburg-Essen

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Rating der Qualität kollegialer Reflexionen im Prä-/Post-Vergleich

Große, André, Szogs, Michael, Lamprecht, Jan & Korneck, Friederike

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Zum Bereich „Nature of Science“ (NOS) gibt es in der aktuellen Literatur der Fachdidaktik der Naturwissenschaften verschiedene allgemeine Ansätze. Ein gemeinsames Element ist dabei, dass eine explizite Behandlung der Thematik im Unterricht gefordert wird. In der gängigen Unterrichtspraxis des Physikunterrichts ist eine explizite Thematisierung naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung und weiterer damit zusammenhängender NOS-Themen jedoch rar.

Ziel dieser Arbeit ist es daher, ein konkretes didaktisches Konzept zu erarbeiten, wie ein expliziter Unterricht zum Bereich naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung im Physikunterricht der Mittel- und Oberstufe zu einem entsprechenden Kompetenzerwerb beitragen kann.

Im Format des design-based research wird dazu zunächst ein solches Konzept entworfen, anschließend exemplarisch an kooperierenden Schulen erprobt, durch eine formative Evaluation weiterentwickelt und abschließend evaluiert.

Mit diesem Poster werden der aktuelle Stand und die Planungen des Projekts vorgestellt.

Referenz:

Große, André, Szogs, Michael, Lamprecht, Jan & Korneck, Friederike (2021). Rating der Qualität kollegialer Reflexionen im Prä-/Post-Vergleich. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 677). Universität Duisburg-Essen

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Expliziter Unterricht zu naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung

Heysel, Jan & Bertoldi, Frank

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In der Lehramtsausbildung nehmen Studienangebote zum Bildungskonzept Bildung für nachhaltige Entwicklung immer noch eine untergeordnete Rolle ein. Die Universität Siegen bietet für Sachunterrichtsstudierende fakultativ die Möglichkeit eines perspektivvernetzenden Vertiefungsmoduls, in dem schwerpunktmäßig Aspekte eine einer Bildung für nachhaltige Entwicklung thematisiert werden.

Es wird untersucht, inwiefern sich dabei professionsbezogene Einstellungen, Bedürfnisse und Bedenken angehender Sachunterrichtslehrkräfte im Hinblick auf Bildung für nachhaltige Entwicklung entwickeln. Grundlage hierfür bildet das Concern-Based-Adaption-Model (CBAM) mit der diagnostischen Dimension Stages of Concern (SoC) von Hall und Hord.

Die Wirksamkeits- und Veränderungsprüfung erfolgte in einer Begleitstudie mit 109 Sachunterrichtsstudierenden im Rahmen eines Vergleichsgruppendesigns, wobei 42 Studierende das Vertiefte Studium im Sachunterricht belegten.

Die Ergebnisse weisen auf eine deutliche Entwicklung und Veränderung der Studierenden hinsichtlich ihrer Einstellungsmuster, der Schülerorientierung, der Kooperationsbereitschaft und der Akzeptanz an dem Bildungskonzept Bildung für nachhaltige Entwicklung hin.

Referenz:

Heysel, Jan & Bertoldi, Frank (2021). Expliziter Unterricht zu naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 681). Universität Duisburg-Essen

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