Kategorie: TB2021

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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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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Ergebnisse der LEIFIphysik-Nutzerbefragung 2019

Meßinger-Koppelt, Jenny, Sauer, Ingolf & Laumann, Daniel

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Für die Weiterentwicklung der digitalen Hochschulbildung werden neue Lernkonzepte benötigt. Eines der am häufigsten verwendeten und positiv evaluierten Konzepte ist der Blended-Learning-Ansatz mit dem Schwerpunkt auf dem flipped-classroom.

Es wurde eine Vorlesung mit einem flipped-classroom-Konzept mit neuen digitalen Medien für Lehramtsstudierende des naturwissenschaftlichen Sachunterrichts entwickelt. Diese Medien dienen zur Reflektion, Sensibilisierung, Wiederholung, Übung sowie Vertiefung von Inhalten. Die eingesetzten Medien sind lernenzentriert, interaktiv, adaptiv und orientieren sich am game-based learning.

Neben dem Feedback der Studierenden für die weitere Entwicklung des Lernkonzepts, fokussiert die Evaluation auf die verwendeten digitalen Medien. Es wird untersucht, welche spezifischen Elemente dieser Medien inwieweit die Studierenden beim Wissenserwerb und der persönlichen Weiterentwicklung unterstützt haben. Auch der Einsatz der Lernmedien in spezifischen Phasen der Veranstaltung wird erforscht und die gesammelten Ergebnisse werden auf dem Poster dargestellt.

Referenz:

Meßinger-Koppelt, Jenny, Sauer, Ingolf & Laumann, Daniel (2021). Ergebnisse der LEIFIphysik-Nutzerbefragung 2019. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 569). Universität Duisburg-Essen

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Inwiefern gelingt es Studierenden, Schwierigkeiten zu antizipieren?

Kurth, Christopher & Wodzinski, Rita

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In dem vorgestellten Promotionsvorhaben wird der Einsatz von Augmented-Reality(AR)-Applikationen in der Schule als Ergänzung zum Realexperiment untersucht. Ziel ist es herauszufinden, wie sich Cognitive Load, Motivation, Interesse und Fachwissen im Vergleich zu klassisch durchgeführten oder mit Simulationen angereicherten Experimenten verhalten.

Nach erfolgreichem Entwickeln der AR-Applikationen zum Thema Magnetismus werden diese mit Hilfe eines System Usability Scores evaluiert und mittels einer qualitativen Umfrage optimiert.

Eine erste Pilotierung mit diesen Applikationen findet im Rahmen eines Lehr-Lern-Labors an der Universität Würzburg statt. Dabei wird durch ein komplexes Studiendesigns, ein Pre- und Post-Test und drei Zwischentests ein Zurückführen auf die jeweilig genutzte Intervention ermöglicht. Anhand der gewonnen Daten werden die Interventionen untereinander verglichen.

Die darauffolgende Hauptstudie erfolgt in mehreren bayerischen Gymnasien in Form einer experimentellen Feldstudie mit ca. 200-300 Schülern.

Referenz:

Kurth, Christopher & Wodzinski, Rita (2021). Inwiefern gelingt es Studierenden, Schwierigkeiten zu antizipieren?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 637). Universität Duisburg-Essen

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Interaktive Experimentiervideos zum Teilchenmodell

Glatz, Lion Cornelius , Erb, Roger & Teichrew, Albert

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Seit einigen Jahren gibt es Initiativen verschiedener Akteure in Schul- und Bildungspolitik zur Erarbeitung von Konzepten für eine zukunftsfähige digitale Bildung. Das Land NRW unternimmt aktuell große Anstrengungen zur Ausschöpfung des digitalen Potenzials und hat hierzu neben der Formulierung eines Medienkompetenzrahmens u.a. auch das QLB-Projekt „Communities of Practice NRW für eine Innovative Lehrerbildung“ (ComeIn) ins Leben gerufen. Durch die Zusammenarbeit aller lehrerbildenden Hochschulen in NRW, in Form von konkret fächerspezifisch gegliederten Gruppen, sollen hierbei digitalisierungsbezogene Kompetenzen von Lehrkräften gefördert und entwickelt werden. Vor diesem Hintergrund wird im Beitrag ein Projekt zur Entwicklung eines Lernkonzeptes vorgestellt, welches sich einerseits mit digitalen Technologien als Lerngegenstand und andererseits mit dem didaktisch begründeten Einsatz von digitalen Medien, speziell im Technikunterricht, befasst. Nach der Erprobung im Rahmen eines universitären Seminars soll das Konzept perspektivisch im Rahmen einer Lehrerfortbildung umgesetzt werden.

Referenz:

Glatz, Lion Cornelius , Erb, Roger & Teichrew, Albert (2021). Interaktive Experimentiervideos zum Teilchenmodell. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 577). Universität Duisburg-Essen

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