Kategorie: TB2021

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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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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Augmented Reality als Experimentierhilfe bei Deutung und Beobachtung

Peeters, Hendrik, Habig, Sebastian & Fechner, Sabine

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Eine der Ursachen für die Herausbildung von Schülervorstellungen zur Elektrizitätslehre der Sekundarstufe I wird in alltagssprachlichen Formulierungen gesehen. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen einer Masterarbeit der Frage nachgegangen, ob signifikante Unterschiede im Hinblick auf die Ausprägung typischer Schülervorstellungen zwischen chinesisch- und deutschsprachigen Schülerinnen und Schülern beobachtet werden können. Die chinesische Sprache ist dabei von Interesse, da einige der relevanten Begriffe und Formulierungen deutliche Unterschiede zum Deutschen aufweisen. Die Erhebung fand mithilfe des zweistufigen Testinstruments von Urban-Woldron und Hopf statt, das von taiwanischen Schülerinnen und Schülern nach der Behandlung des Themas im Unterricht bearbeitet wurde. Um den konfundierenden Einfluss des Elektrizitätslehreunterrichts zu reduzieren, fand zudem eine Abfrage von Assoziationen zu zentralen Begrifflichkeiten bei deutschen und taiwanischen Schülerinnen und Schülern der 6. Klasse statt. Das Poster stellt den Aufbau und zentrale Ergebnisse des Forschungsprojekts dar.

Referenz:

Peeters, Hendrik, Habig, Sebastian & Fechner, Sabine (2021). Augmented Reality als Experimentierhilfe bei Deutung und Beobachtung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 613). Universität Duisburg-Essen

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Einfluss der Muttersprache auf die Ausbildung von Schülervorstellungen

Gottschlich, Benedikt & Burde, Jan-Philipp

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Dass in Klausuren der allgemeinen Chemie hohe Durchfallquoten zu beobachten sind, konnten einige Studien bereits nachweisen (Averbeck, in Vorb.; Freeman et al., 2011). Ob Probleme in den Klausuren strukturell gegeben sind, soll mit Hilfe des Models des Constructive Alignments überprüft werden. Dieses beschreibt die Passung von Lehre, Lernzielen und Prüfung (Schaper et al., 2013). Studien geben erste Indizien, dass auch in der allgemeinen Chemie eine mangelnde Passung vorliegen könnte (Stefanica, 2013; Elert, 2019). In der nun geplanten Studie soll zuerst überprüft werden, ob es in der Vermittlung der Lernziele bereits zu Differenzen zwischen den vom Lehrenden als wichtig erachteten und den von Studierenden als wichtig empfunden Lernzielen kommt. Hierzu sollen sowohl Studierende als auch Lehrende vorformulierte Lernziele nach ihrer Wichtigkeit bewerten. In einem zweiten Schritt soll überprüft werden, ob die Klausur des Moduls die Kompetenzen abprüft, die zuvor vom Lehrenden gewünscht und vermittelt wurden. Hierzu wird diese mit einem adaptierten externen Fachwissenstest korreliert.

Referenz:

Gottschlich, Benedikt & Burde, Jan-Philipp (2021). Einfluss der Muttersprache auf die Ausbildung von Schülervorstellungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 617). Universität Duisburg-Essen

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Schwierigkeiten beim kompetenzorientierten Prüfen in Chemie an der Universität

Kaulhausen, Simon, Eitemüller, Carolin & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das chemische Gleichgewicht ist ein wichtiger und zugleich komplexer Themenbereich für Lernende wie Lehrende. Eine kategoriengestützte Übersicht von Lernendenvorstellungen kann als wertvolle Planungshilfe verwendet werden und Forschenden dabei helfen, Forschungsbedarfe zu identifizieren. Weiterhin ist es möglich die Ergebnisse eines solchen systematischen Überblicks als Ausgangspunkt für die fachdidaktische Lehre und die damit verbundenen Professionalisierungsprozesse von angehenden Lehrkräften zu nutzen. Der vorliegende Beitrag gibt einen systematischen Überblick über dokumentierte Lernendenvorstellungen zum Themenbereich des chemischen Gleichgewichts. Hierfür wurden systematisch aus 284 Studien 18 Studien ausgewählt und untersucht, die explizit Lernendenvorstellungen zum chemischen Gleichgewicht formulieren. Die erfassten 239 Vorstellungen wurden ins Deutsche übersetzt und anschließend kategorisiert. Ausblickend werden Implikationen für die fachdidaktische Forschung und Lehre skizziert. Hierzu zählt insbesondere die Entwicklung und der Einsatz von Videovignetten.

Referenz:

Kaulhausen, Simon, Eitemüller, Carolin & Walpuski, Maik (2021). Schwierigkeiten beim kompetenzorientierten Prüfen in Chemie an der Universität. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 621). Universität Duisburg-Essen

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Vorstellungen zum chemischen Gleichgewicht – ein systematisches Review

Heeg, Julian, Bittorf, Robert Marten & Schanze, Sascha

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Eine sprachbewusste Gestaltung von Physikunterricht ist nicht nur entscheidend für die Vermittlung abstrakter fachlicher Konzepte, sondern auch für die Gestaltung von inklusivem und diskriminierungsfreiem Physikunterrichts (Tajmel, 2017).

Das Teilprojekt „Sprache(n) im Physikunterricht“ des Projekts KALEI² der Qualitätsoffensive Lehrerbildung hat zum Ziel, das Thema Sprache im Fachunterricht bei den Lehramtsstudierenden stärker zu verankern, indem sie eigenen und fremden Unterricht diesbezüglich reflektieren. Dazu wird die physikdidaktische Begleitveranstaltung zum Schulpraktikum neu gestaltet. Es werden kasuistische Lehrelemente entwickelt und implementiert, um einen reflexiven Habitus speziell im Bereich von inklusivem und sprachbewusstem Physikunterricht zu unterstützen. Pilotierend werden Einstellungen und Kenntnisse Studierender zu Sprache und erste Anzeichen eines reflexiven Habitus untersucht. Weiteres Ziel ist die Ergänzung des KALEI-Fallarchivs um Fälle mit einem Fokus auf Sprache im Physikunterricht.

Referenz:

Heeg, Julian, Bittorf, Robert Marten & Schanze, Sascha (2021). Vorstellungen zum chemischen Gleichgewicht – ein systematisches Review. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 625). Universität Duisburg-Essen

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Sprachbewusstheit Unterstützen durch ein kasuistisches Lehrformat

Helzel, Andreas & Rabe, Thorid

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Seit Jahren muss Deutschland mit einem Lehrkräftemangel umgehen, der die MINT-Fächer besonders stark betrifft und auf den mit diversen Einstellungsmaßnahmen reagiert wurde. So wird inzwischen ein substanzieller Anteil des heutigen MINT-Unterrichts mit fachfremd Unterrichtenden, Quer- und Seiteneinsteiger*innen und sogar studentischen Vertretungslehrkräften abgedeckt (Korneck, 2019).

Über die Auswirkungen kultusadministrativer Entscheidungen auf den Alltag und die Arbeitssituation von MINT-Lehrkräften ist jedoch wenig bekannt. Wie zufrieden ist das Lehrpersonal und welche Gestaltungsspielräume hat es? Gelingt es den Schulen, Lehrkräfte mit unterschiedlichen Voraussetzungen und Potenzialen ins Kollegium zu integrieren?

In Kooperation mit der TU Darmstadt und dem IPN ist geplant, in einer Online-Erhebung an allgemeinbildenden und beruflichen Schulen zu untersuchen, ob sich Gruppenunterschiede in Abhängigkeit von den Professionalisierungswegen, Schularten und Fachgruppen zeigen, aus denen Maßnahmen für die Verbesserung der Berufsbedingungen von MINT-Lehrkräften abgeleitet werden können.

Referenz:

Helzel, Andreas & Rabe, Thorid (2021). Sprachbewusstheit Unterstützen durch ein kasuistisches Lehrformat. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 629). Universität Duisburg-Essen

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Arbeitssituation und Professionalisierungswege von MINT-Lehrkräften

Vairo Nunes, Renan Marcello , Korneck, Friederike , Berger, Josephine, Ziegler, Birgit, Rönnebeck, Silke & Parchmann, Ilka

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die Fähigkeit von Lehrkräften, mögliche Schülerschwierigkeiten beim Experimentieren zu antizipieren und bei der Planung und Gestaltung von Phasen des eigenständigen Experimentierens zu berücksichtigen, kann zum Gelingen dieser Phasen beitragen.

Im Rahmen eines Promotionsprojekts wird mittels Interviews unter anderem untersucht, welche Schülerschwierigkeiten Studierende bei einem Experimentierauftrag zum Hebelgesetz antizipieren, welche Sichtweise sie dabei einnehmen (Kurth & Wodzinski, 2018) und inwiefern sich eigene Schwierigkeiten der Studierenden darauf auswirken. Die studentischen Aussagen werden qualitativ ausgewertet und mit real auftretenden Schülerschwierigkeiten, die im Rahmen einer Videostudie (Kurth & Wodzinski, 2019) induktiv kategorisiert wurden, abgeglichen. Auf dem Poster werden das methodische Vorgehen und die Ergebnisse der Interviewstudie präsentiert.

Langfristig sollen aus den gewonnenen Ergebnissen Möglichkeiten zur Förderung der Fähigkeit, Schwierigkeiten beim Experimentieren vorherzusagen und im Prozess zu diagnostizieren, entwickelt werden.

Referenz:

Vairo Nunes, Renan Marcello , Korneck, Friederike , Berger, Josephine, Ziegler, Birgit, Rönnebeck, Silke & Parchmann, Ilka (2021). Arbeitssituation und Professionalisierungswege von MINT-Lehrkräften. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 633). Universität Duisburg-Essen

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