Kategorie: TB2021

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

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Entwicklung eines digitalen Formats für ein chemiedidaktisches Seminar

Holländer, Monika & Melle, Insa

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die wachsende Digitalisierung deutscher Schulen verspricht großes Potenzial, zunehmend heterogene Lerngruppen individualisiert und umfassend zu fördern. Hinsichtlich der Wirkung digitaler Lernformate erstens im Fachunterricht Chemie und zweitens im Kontext einer heterogenen Schülerschaft besteht jedoch noch Forschungsbedarf. Im Rahmen dieses Projekts wird eine digitale Lernumgebung zum Thema Stofftrennung für die Sekundarstufe I entwickelt und evaluiert. Ziel ist es zu ermitteln, welche Wirkung der Einsatz von Tablets in verschiedenen Unterrichtsphasen auf das Lernen hat. Dazu werden die Lernenden einer Klasse in zwei vergleichbare Gruppen unterteilt. Eine Gruppe arbeitet in der Experimentier- und Theoriephase Tablet-gestützt und die andere Gruppe mit klassischen Arbeitsheften. Für die Untersuchung werden u. a. das Fachwissen, die Einstellung sowie die kognitive Belastung der Lernenden nach den einzelnen Unterrichtsphasen erhoben. Auf dem Poster werden die Lernumgebung, das Forschungsdesign sowie ausgewählte Ergebnisse vorgestellt.

Referenz:

Holländer, Monika & Melle, Insa (2021). Entwicklung eines digitalen Formats für ein chemiedidaktisches Seminar. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 509). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Digital vs. analog: Unterrichtsmaterialien zum Thema Stofftrennung

Kieserling, Mats & Melle, Insa

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Ein Ziel des Physikunterrichts ist, Schüler*innen zum reflektierten und begründeten Bewerten in naturwissenschaftlich-technischen Fragen zu befähigen. Bewertungen werden nicht nur auf der Basis rationaler, abwägender Überlegungen vorgenommen, sondern sind auch von unbewussten Affekten und Einstellungen beeinflusst. Die unterrichtliche Förderung überfachlicher Bewertungskompetenz sollte daher auch reflexives Lernen umfassen, das auf das Bewusstwerden eigener, sich intuitiv einstellender Bewertungsprozesse abzielt.

Wir untersuchen in einer Interventionsstudie den Einfluss eines solchen reflexiven Lernens auf die Fähigkeit zur Reflexion eigener Bewertungsprozesse. Dabei werden zwischen den Gruppen die unabhängigen Variablen „Angeleitete Reflexion“ und „Perspektive des im Unterricht behandelten Entscheidungsproblems“ variiert. Auf dem Poster werden das zur Erhebung der Fähigkeit zur Reflexion eigener Bewertungsprozesse entwickelte Kategoriensystem und Ergebnisse aus der Entwicklungsstudie präsentiert.

Referenz:

Kieserling, Mats & Melle, Insa (2021). Digital vs. analog: Unterrichtsmaterialien zum Thema Stofftrennung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 513). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Reflexion von Bewertungsprozessen

Ratzek, Johanna Henriette & Höttecke, Dietmar

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Besonders in ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen sind in den letzten Jahren hohe Abbrecherquoten zu verzeichnen (Heublein, 2014). Dabei spielt für 64 % der Studienabbrechenden in den Ingenieurwissenschaften an deutschen Fachhochschulen die Studienmotivation eine signifikante Rolle in ihrem Abbruchprozess (Heublein et al., 2017). Das projektbasierte Lernen fördert nachweislich die Studienmotivation (Kolmos et al., 2014).

Daher wird ein wird ein neues Motivationsmodul mit einem projektbasierten Workshop entwickelt. Der Einfluss des projektbasierten Lernens auf die Studienmotivation von Erstsemesterstudierenden energietechnischer Ingenieurstudiengänge wird in einem experimentellen Kontrollgruppendesign untersucht.

Sowohl die Experimental-, als auch die Kontrollgruppe setzt sich im Workshop mit Konzepten moderner Energiesysteme auseinander. Die Experimentalgruppe erhält projektbasierte Aufgabenstellungen, die über eine begleitende Leitfrage mit einer authentischen Problemstellung verknüpft sind. Die Kontrollgruppe bearbeitet die Fragestellungen hingegen theoretisch.

Referenz:

Ratzek, Johanna Henriette & Höttecke, Dietmar (2021). Reflexion von Bewertungsprozessen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 517). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Projektbasiertes Lernen zur Motivation von Erstsemesterstudierenden

Herzig, Melanie, Habel, Stefan, Lang, Martin & Dorschu, Alexandra

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Lernansätze, in denen eine Problemlöse-Situation vor eine Instruktion geschaltet werden, erhalten zunehmend Aufmerksamkeit (z.B. Loibl & Rummel, 2014). Diese Ansätze werden u.a. als Productive Failure (PF) bezeichnet (z.B. Kapur & Bielaczyc, 2012). Zentral ist, dass Lernende vorinstruktional mit einer Problemlöse-Situation konfrontiert werden, für deren Lösung zunächst keine tragfähigen Fachkonzepte vorhanden sind. Die Lernenden fühlen sich im Ungewissen über die korrekten Lösungsansätze – sie empfinden ein scheitern. Es wurde empirisch gezeigt, dass dies sich dennoch positiv auf die Entwicklung des Konzeptverständnisses auswirkt im Vergleich zu Lernenden, die vorinstruktional keiner Problemlösesituation ausgesetzt waren (z.B. Kapur, 2012), weshalb das Scheitern als produktiv bezeichnet wird.

Das Poster stellt eine Studie dar, in der der PF-Ansatz für das Chemielernen (Verbrennungskonzept) adaptiert wurde. Die Ergebnisse weisen einen Vorteil der PF-Gruppen nach, verglichen mit Lernenden, die sich nachinstruktional mit der Problemlösesituation auseinandergesetzt haben.

Referenz:

Herzig, Melanie, Habel, Stefan, Lang, Martin & Dorschu, Alexandra (2021). Projektbasiertes Lernen zur Motivation von Erstsemesterstudierenden. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 521). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Konzeptionelles Lernen durch vorinstruktionales Problemlösen

Hundertmark, Sarah

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das neu konzipierte und vom Fonds der Chemischen Industrie (FCI) unterstützte Lehrprojekt „e-lement“ (e-learning entwickeln mitsamt Evaluation durch neue Techniken) richtet sich an Lehramtsstudierende. Im Rahmen des Moduls erstellen die Studierenden digitale Lernumgebungen zu ausgewählten Themen des Chemieunterrichts und evaluieren diese anschließend wissenschaftlich mithilfe von Methoden der empirischen Sozialforschung. Ziel des Projektes ist es, die Studierenden von reinen Konsumenten zu aktiven Gestaltern digitaler Werkzeuge für ihren eigenen Chemieunterricht zu machen und ihnen parallel einen Einblick in fachdidaktische Forschung zu ermöglichen. Mit Hilfe von Fragebögen wurden Rückmeldungen zum Modul erhoben und mithilfe qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet. Auf dem Poster werden der didaktische Aufbau des Lehrprojektes sowie erste Ergebnisse der Evaluation von „e-lement“ durch die Studierenden vorgestellt. Darüber hinaus wird ein Einblick in die von den Studierenden für den Chemieunterricht erstellten digitalen Lernumgebungen geboten.

Referenz:

Hundertmark, Sarah (2021). Konzeptionelles Lernen durch vorinstruktionales Problemlösen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 525). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

e-lement: e-learning entwickeln mitsamt Evaluation durch neue Technik

Müller, Stefan, Reiners, Christiane S. & Schmitz, Laurence

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Sprache ist im naturwissenschaftlichen Unterricht von großer Bedeutung, da sie das zentrale Werkzeug für das Denken und den Aufbau von Wissensstrukturen darstellt. Vor allem Schreibprozesse dienen dazu, Wissen zu organisieren und anfängliche Ideen in gefestigte Konzepte zu überführen. Im Chemieunterricht erfolgt Schreiben in Form von Versuchsprotokollen, welche verschiedene Abschnitte mit unterschiedlichen sprachlichen Anforderungen aufweisen. Zur sprachlichen Charakterisierung von Versuchsprotokollen ist ein Kategoriensystem deduktiv aus der Literatur abgeleitet worden, welches anhand von Schüler*innentexten im Rahmen der Pilotstudie evaluiert wird. Außerdem werden die sprachlichen Schwierigkeiten der Lernenden herausgearbeitet. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse werden Schreibfördermaßnahmen entwickelt, welche die Lernenden beim Schreiben von Versuchsprotokollen unterstützen sollen. Die Fördermaßnahmen werden im Rahmen einer quasi-experimentellen Interventionsstudie im Prä-Post-Design unter Berücksichtigung der sprachlichen Voraussetzungen der Lernenden evaluiert.

Referenz:

Müller, Stefan, Reiners, Christiane S. & Schmitz, Laurence (2021). e-lement: e-learning entwickeln mitsamt Evaluation durch neue Technik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 529). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Untersuchung der Wirksamkeit von Schreibfördermaßnahmen im Chemieunterricht

Österlein, Jan-Martin, Ropohl, Mathias, Morek, Miriam & Habig, Sebastian

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In den vergangenen 15 Jahren wurden im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung eine Vielzahl an Kompetenzmodellen und daran anknüpfende Assessment-Verfahren entwickelt. Anhand eines systematischen Reviews zeigt sich, dass – trotz der Konzeptualisierung von Kompetenzen als Dispositionen, z. B. als „kognitive Leistungsdispositionen“ (Klieme und Leutner, 2006) – sich die Erfassung von Kompetenzen nicht vorrangig auf einzelne Dispositionen stützt, sondern punktuell Problemlöseprozesse sowie vor allem deren Produkte bewertet. Der vorliegende Ansatz schlägt daher vor, Kompetenz als Trias aus latenten Dispositionen, beobachtbarem Problemlöseverhalten (Performanz) und den statischen Produkten dieser Performanz zu modellieren. Es wird deutlich, dass sich alle drei Aspekte in den empirischen Zugängen in unterschiedlichen Fokussierungen wiederfinden. Daraus ergibt sich das Desiderat, die Konsistenz der Kompetenzausprägung über die Dispositionen, Performanzen und Produkte hinweg, die zwischen ihnen vermittelnden Prozesse sowie die Verortung von Kompetenzzuwächsen genauer in den Blick zu nehmen.

Referenz:

Österlein, Jan-Martin, Ropohl, Mathias, Morek, Miriam & Habig, Sebastian (2021). Untersuchung der Wirksamkeit von Schreibfördermaßnahmen im Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 533). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.