Kategorie: TB2021

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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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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Praktische technische Kompetenzen im Techniklehramt

Ermel, Dorothee & Riese, Josef

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Zahlreiche Anbieter bieten auf verschiedenen YouTube-Kanälen Lernvideos an, die sich mit Inhalten des Chemieunterrichts auseinandersetzen. Als niederschwellige Bildungsressource sowie auf Grund ihrer multisensorischen Aufbereitung der Fachinhalte besitzen sie eine hohe Attraktivität für Lernende. Allerdings ist der Wert für Lernende nicht unumstritten, da diese Videos den Lernenden eine falsche Vorstellung der Verarbeitungstiefe der Fachinhalte vermitteln und gleichzeitig durch die unreflektierte Vermischung von Fach- und Alltagssprache zur Entwicklung von Fehlkonzepten bei Schüler*innen beitragen können. Das Poster stellt das Forschungsprojekt CHEMideos vor, das Erklärvideos verschiedener Anbieter hinsichtlich fachlicher, fachdidaktischer und medienpädagogischer Aspekte mittels eines literaturbasierten Analyseleitfadens qualitativ analysiert, um drauf aufbauend Möglichkeiten für den Einsatz von Erklärvideos im (sprachsensiblen) Chemieunterricht der Sekundarstufe abzuleiten.

Referenz:

Ermel, Dorothee & Riese, Josef (2021). Praktische technische Kompetenzen im Techniklehramt. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 585). 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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