Kategorie: TB2021

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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Optimierung von Arbeitsblättern durch Feedback in Chemie

Tonyali, Büşra, Ropohl, Mathias & Schwanewedel, Julia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Fächerübergreifender Physikunterricht wird durch eine Vielzahl von Argumenten gestützt (Labudde, 2014), wobei oft von einer horizontalen Verknüpfung naturwissenschaftlicher Fächer ausgegangen wird. Eine Vernetzung mit geisteswissenschaftlichen Fächern wird seltener angedacht, obwohl sich hieraus vielversprechende Synergieeffekte, wie die überfachliche Berücksichtigung des Unterrichtsprinzips Leseerziehung, die Nutzung neuer Lernkontexte oder die Förderung unterschiedlicher Physikinteressen (Elster, 2010; Herbst, Fürtbauer & Strahl, 2016), ergeben können. Das vorliegende Dissertationsprojekt widmet sich daher der Frage nach dem Einfluss fiktionaler Literatur auf unterrichtliche Settings im Fach Physik, wodurch eine Symbiose von geistes- und naturwissenschaftlichen Fächern angestrebt wird. Hierfür werden literarische Werke auf fachphysikalische Inhalte hin analysiert und auf deren Grundlage kontextorientierte Aufgaben für den Physikunterricht konzipiert, welche auf dem Poster vorgestellt werden.

Referenz:

Tonyali, Büşra, Ropohl, Mathias & Schwanewedel, Julia (2021). Optimierung von Arbeitsblättern durch Feedback in Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 721). Universität Duisburg-Essen

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Evaluation des ‚Lehramtsmaster mit Profil Quereinstieg‘ im Fach Physik

Ghassemi, Novid & Nordmeier, Volkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Während sich bisher viele Studien zur Unterrichtsqualitätsforschung auf die Betrachtung generischer Qualitätsmerkmale beschränken, wird in der fachdidaktischen Forschung zunehmend die Operationalisierung fachlicher Aspekte im Unterricht diskutiert, z.B. in Form einer möglichen vierten Dimension. Drollinger-Vetter et al. (2011) nutzen die Analyse von Verstehenselementen – die kleinste erforderliche Verstehenseinheit, um Konzepte zu begreifen – als Zugang zur Beurteilung der Qualität naturwissenschaftlichen Unterrichts. Die Erweiterung des Modells der Verstehenselemente um eine weitere Stufe ermöglicht eine vertiefte Analyse fachdidaktischer Aspekte von Physikunterricht.

Im Zentrum der Betrachtung stehen die Auswertung von Vorkommen, Dauer und Häufigkeit der Verstehenselemente und deren Repräsentationsformen. Fallanalysen verschiedener Unterrichtsminiaturen zum gleichen Phänomen lassen Rückschlüsse auf Verstehenselemente und deren Bedeutung für fachliche und generische Unterrichtsqualität zu.

Referenz:

Ghassemi, Novid & Nordmeier, Volkhard (2021). Evaluation des ‚Lehramtsmaster mit Profil Quereinstieg‘ im Fach Physik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 649). Universität Duisburg-Essen

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Physik literarisch vernetzen – neue Wege der Kontextorientierung

Havlena, Silvia Alexandra , Strahl, Alexander & Müller, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die App phyphox (physical phone experiments) bietet jedem Besitzer eines Smartphones die Möglichkeit, die eingebauten Sensoren des Handys für physikalische Experimente zu nutzen. Damit kann neues Wissen erfahrungsbasiert und selbstständig durch freies Experimentieren erarbeitet werden. Als mechanische Hilfsmittel und Erweiterungen der rein digitalen Anwendung wurden Experimentiersets aus Karton entworfen. Sie dienen nicht nur dazu, die Qualität der Messungen zu verbessern, sondern ermöglichen auch neue Experimentdurchführungen.

Jedes Experimentierset besteht aus mehreren Bausätzen, die ohne weitere Hilfsmittel zusammengebaut werden können. Trotz des simplen Aufbaus können die Experimentiersets komplexe Gerätschaften ersetzen und sind damit für jeden zugänglich.

Zum ersten Mal wurden Experimentiersets dieser Art im Rahmen einer Schüleruniversität mit Oberstufenschülern eingesetzt und dabei erste Evaluationen durchgeführt. Auf dem Poster werden die Experimentiersets und erste Erfahrungen aus ihrem Einsatz präsentiert.

Referenz:

Havlena, Silvia Alexandra , Strahl, Alexander & Müller, Andreas (2021). Physik literarisch vernetzen – neue Wege der Kontextorientierung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 725). Universität Duisburg-Essen

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CHEMideos – Fachdidaktische Analyse chemischer Erklärvideos

Harmer, Sandra Pia & Groß, Katharina

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Bisher wurden belletristische Werke, darunter sowohl Hochliteratur als auch Trivialliteratur, zumeist in den sprachlich orientierten Unterrichtsfächern verwendet. Doch auch im Chemieunterricht lohnt sich deren Einsatz. Sowohl ganze Werke als auch einzelne Ausschnitte ermöglichen als Ankermedien eine ganzheitliche Betrachtung chemischer bzw. naturwissenschaftlicher Inhalte in einem für Schülerinnen und Schüler vergleichsweise einfachen Kontext, wodurch passende Aufgabenstellungen einen noch authentischeren Charakter erhalten können. Inwiefern sich literarische Stellen im Chemieunterricht als Ankermedium und damit als Ausgangspunkt für authentische Aufgabenstellungen einsetzen lassen, soll der einzureichende Posterbeitrag aufzeigen.

Referenz:

Harmer, Sandra Pia & Groß, Katharina (2021). CHEMideos – Fachdidaktische Analyse chemischer Erklärvideos. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 589). Universität Duisburg-Essen

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Belletristische Literatur als Ankermedium im Chemieunterricht

Suppert, Simone, Fleischer, Timo & Strahl, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Binnendifferenzierung gilt als zentrale Maßnahme, um einer heterogenen Schülerschaft gerecht zu werden. Bislang ist empirisch nicht gesichert, welche Effekte Binnendifferenzierung im Chemieunterricht hat. Bisherige Studien kommen zu unterschiedlichen Ergebnissen, sie betrachten jedoch lediglich leistungsgestützte Differenzierungsmaßnahmen (z.B. Kallweit, 2015). Das übergeordnete Ziel dieser Studie ist es, die Effekte interessengestützter Differenzierungsmaßnahmen durch den Einsatz systematisch variierter Kontextaufgaben zu untersuchen.

Zu diesem Zweck werden zwei Teilstudien durchgeführt. In der ersten Studie wird untersucht, welche Personenmerkmale sich als Prädiktoren für die Kontextwahl ausmachen lassen. Auf Grundlage der Ergebnisse der ersten Teilstudie wird ein Instrument entwickelt, welches Kontextaufgaben basierend auf den ausgemachten Personenmerkmalen zuweist. In der zweiten Teilstudie werden dann die Effekte interessengestützter Differenzierungsmaßnahmen durch den Einsatz des entwickelten Instruments untersucht.

Erste Arbeitsergebnisse werden auf dem Poster dargestellt.

Referenz:

Suppert, Simone, Fleischer, Timo & Strahl, Alexander (2021). Belletristische Literatur als Ankermedium im Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 593). Universität Duisburg-Essen

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Interessengestützte Binnendifferenzierung im Chemieunterricht

Güth, Fabien & Vorst, Helena van

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Diagramme und Formeln sind bedeutende Darstellungsformen in der Physik und finden daher auch Verwendung im Physikunterricht. Doch für wie wichtig erachten Lehrende diese Darstellungen und welche Fähigkeiten beim Umgang mit diesen erwarten sie von ihren SchülerInnen? Entsprechende Vorstellungen zur Formelnutzung wurden bereits in einer schriftlichen Befragung von Lehrenden erfasst (vgl. Strahl et al 2012, 2015). Wie unterscheiden sich diese von den Ergebnissen einer mündlichen Befragung? Um diese in den zeitlich engen Schulalltag von Lehrenden zu integrieren, wurde die Interviewzeit stark verkürzt gewählt. Es beteiligten sich 12 Physiklehrende aus Israel und Schweden an diesen Kurzinterviews. Sie beschreiben zum Beispiel ganz unterschiedliche Präferenzen und Hierarchien bezüglich Diagrammen und Formeln.

Das Poster präsentiert die Methode der Kurzinterviews als handhabbare und aufschlussreiche Erhebungsmethode im Kontext von Schule. Außerdem werden weiterführende Forschungsergebnisse zu Vorstellungen von Lehrenden beim Umgang mit Diagrammen und Formeln präsentiert.

Referenz:

Güth, Fabien & Vorst, Helena van (2021). Interessengestützte Binnendifferenzierung im Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 597). Universität Duisburg-Essen

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Kurzinterviews mit Physiklehrenden–Warum sind Diagramme und Formeln wichtig?

Geyer, Marie-Annette & Kuske-Janßen, Wiebke

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Um Beobachtungen in Erkenntnissen zu überführen, müssen Lernende ihr epistemologisches Verständnis nutzen. Die Bewertung von Daten und Beobachtungen sowie die Herstellung von Verbindungen zwischen verschiedenen Informationen stellen Lernende dabei oft vor Probleme. Fehlt ein belastbares epistemologisches Verständnis, können Informationen teils gar nicht, oder nur unzufriedenstellend verarbeitet werden.

Ziel des vorgestellten Projektes ist es, durch die Konfrontation mit anomalen Daten einen Conceptual Change auf Ebene der Metakonzepte auszulösen. Das so entstehende, bzw. wachsende epistemologische Konzept soll anschließend auf neue Situationen transferiert werden. Model-of-data (Chinn & Brewer, 1993) bieten die Möglichkeit, das epistemologische Verständnis direkt aus dem fachlichen Kausalsystem der Lernenden abzuleiten. So kann die Informationsverarbeitung, inkl. der Reaktionsformen auf anomale Daten analysiert werden. Es werden Ergebnisse einer ersten Vorstudie vorgestellt.

Referenz:

Geyer, Marie-Annette & Kuske-Janßen, Wiebke (2021). Kurzinterviews mit Physiklehrenden–Warum sind Diagramme und Formeln wichtig?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 601). Universität Duisburg-Essen

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Erweiterung des epistemologischen Verständnisses durch Konfrontation mit anomalen Daten

Pollmeier, Pascal & Fechner, Sabine

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Mentale Modelle von Lernenden spielen für den Erkenntnisgewinn eine zentrale Rolle. Durch das Modellieren werden mentale Modelle aufgegriffen, in die Wirklichkeit überführt, angewendet und überarbeitet. Diese Methode ist bereits in der Grundschule möglich, wie es nationale und internationale Studien bestätigen. Dennoch zeigt sich, dass der Erklärungsgehalt der Modelle unzureichend ist.

Eine Möglichkeit für die Unterstützung des Modellierungsprozesses ist das Bilden von Analogien. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, wie das Modellieren durch die Analogiebildung im chemie-bezogenen Sachunterricht unterstützt werden kann. Hierzu gilt es zu überprüfen, ob das Bilden von Analogien den Erklärungsgehalt der erstellten Modelle erhöht. Zentrum der Studie ist eine Lernsituation, in der lebensweltliche Kontexte Anlässe für das Modellieren bieten. Dazu werden Modelle gezeichnet und in analogen Situationen angewendet sowie überarbeitet. Ziel ist es, Implikationen für die Praxis abzuleiten.

Referenz:

Pollmeier, Pascal & Fechner, Sabine (2021). Erweiterung des epistemologischen Verständnisses durch Konfrontation mit anomalen Daten. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 605). Universität Duisburg-Essen

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Unterstützung des Modellierungsprozesses durch Analogiebildung im Sachunterricht

Elsner, Julia, Tenberge, Claudia & Fechner, Sabine

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Modelle gelten in den Naturwissenschaften als wichtige Denk- und Arbeitswerkzeuge der Erkenntnisgewinnung. In der Chemie, deren Bezugsobjekte für das menschliche Auge nicht sichtbar sind, stellen Modelle die einzige Annäherungsmöglichkeit zur Deutung von Experimenten auf atomarer Ebene dar. Bisherige Studien schreiben Schüler*innen häufig ein unzureichend ausgebildetes Modellverständnis sowie Probleme beim Heranziehen von Modellen zur Interpretation von Beobachtungen bei Experimenten zu. Auch ist weitgehend ungeklärt, inwiefern Beobachtung und Deutung relationiert werden sollten, um ein tragfähiges mentales Modell zu entwickeln. Aufbauend auf ersten empirischen Hinweisen zur förderlichen Wirkung von Augmented Reality (AR) sollen die Effekte von AR unterstützten Experimentiergelegenheiten in einem Promotionsprojekt untersucht werden, wobei zunächst eine AR-Umgebung, die ein makroskopisch beobachtbares Phänomen durch eine submikroskopische Modellierung ergänzt, entwickelt wird, um im Anschluss während der Beobachtungs- sowie Deutungsphase von Experimenten ihre Wirksamkeit zu erproben.

Referenz:

Elsner, Julia, Tenberge, Claudia & Fechner, Sabine (2021). Unterstützung des Modellierungsprozesses durch Analogiebildung im Sachunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 609). Universität Duisburg-Essen

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