Kategorie: TB2021

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

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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

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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

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Experimentelle Kompetenz zwischen Disposition, Performanz und Produkt

Reith, Marco & Nehring, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Um ein angemessenes Verständnis von einem physikalischen System zu entwickeln, müssen Lernende eine Modellvorstellung internalisiert haben. Eine Möglichkeit, sich aktiv mit einem Modell auseinanderzusetzen, ist die Nutzung einer Simulation. Dadurch werden bildliche Darstellungen echter Objekte mit einer Repräsentation physikalischer Größen ergänzt, um unsichtbare Größen mit der Realität zu verknüpfen.

Vor diesem Hintergrund wurde eine neue Simulation entwickelt, die das elektrische Potenzial in einfachen Gleichstromkreisen mit Hilfe einer Farbdarstellung oder einer Höhendarstellung visualisiert. So ermöglicht sie eine vielseitige Behandlung von einfachen Stromkreisen im Unterricht. Die Simulation bietet Lehrenden die Auswahl zwischen den beiden Darstellungsmodi, technischer und physikalischer Stromrichtung sowie zwei Farbzuordnungen. Im Rahmen des iVoltage-Projektes wurde diese Simulation bei Lehramtsstudierenden eingesetzt und auf Basis der dort gemachten Erfahrungen überarbeitet.

Auf dem Poster werden die Funktionen der Simulation sowie der Ablauf anschließender Studien erläutert.

Referenz:

Reith, Marco & Nehring, Andreas (2021). Experimentelle Kompetenz zwischen Disposition, Performanz und Produkt. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 537). Universität Duisburg-Essen

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Repräsentationsbasierte Simulation zu einfachen Gleichstromkreisen

Weatherby, Thomas, Wilhelm, Thomas, Burde, Jan-Philipp, Beil, Fabian, Kapp, Sebastian, Kuhn, Jochen & Thees, Michael

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Schulbezogenes physikalisches Fachwissen gilt als zentraler Baustein der Physiklehrerkompetenz und als eine Voraussetzung für Lehrerhandeln im Physikunterricht. Allerdings wird schulbezogenes physikalisches Fachwissen häufig erst im Referendariat erworben. An der PH Ludwigsburg wurde daher eine „kumulative Lehre für das Lehramtsstudium Physik“ entwickelt mit dem Ziel, ein tragfähiges, schulbezogenes physikalisches Fachwissen anhand wichtiger Grundkonzepte der Mechanik vor dem Referendariat aufzubauen (John & Starauschek 2018, Rubitzko et al. 2018). Das Poster stellt eine Folgestudie vor, die untersuchen soll, ob sich die Wirksamkeit der Intervention des kumulativen Physiklernens im Schulpraxissemester und im Referendariat zeigt. Es ist zu erwarten, dass sich Entlastungseffekte zeigen: Durch den gezielten Aufbau von schulbezogenem Fachwissen im Fachstudium sollten die Studierenden und Referendare z. B. flexibler mit fachlichen Problemen der Schulphysik umgehen können, und es sollten zeitliche Ressourcen für die Entwicklung anderer Lehrerkompetenzen zur Verfügung stehen.

Referenz:

Weatherby, Thomas, Wilhelm, Thomas, Burde, Jan-Philipp, Beil, Fabian, Kapp, Sebastian, Kuhn, Jochen & Thees, Michael (2021). Repräsentationsbasierte Simulation zu einfachen Gleichstromkreisen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 541). Universität Duisburg-Essen

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Wirkung einer schulbezogenen kumulativen Lehramtsausbildung in der Praxis

John, Tilmann & Starauschek, Erich

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das Protokollieren von Versuchen und Experimenten im Physik- und Chemieunterricht durch Schüler*innen kann und soll laut Bildungsstandards der KMK (2005) dazu dienen, die Lernenden in den Kompetenzbereichen Erkenntnisgewinnung und Kommunikation zu fördern. Welche Kriterien ein alters- und unterrichtsangemessenes Protokoll aber erfüllen soll, scheint strittig. Unterschiedliche Empfehlungen in der fachdidaktischen Literatur weisen auf divergierende Schwerpunktsetzungen hin und könnten ein Grund dafür sein, warum Versuchsprotolle von Schüler*innen in zurückliegenden Untersuchungen als mangelhaft bewertet wurden (Kraus & Stehlik 2008; Haagen-Schützenhöfer & Hopf 2010). In einer empirischen Studie haben wir untersucht, welche subjektiven Theorien Chemielehrer*innen zum Thema Protokollieren im Chemieunterricht der Sek. I zum Ausdruck bringen. Die Ergebnisse unserer Befragung geben Auskunft darüber, was die Teilnehmer*innen als wichtig erachten und in welchem Maße sie die als relevant erachteten Aspekte im Unterricht verwirklicht sehen.

Referenz:

John, Tilmann & Starauschek, Erich (2021). Wirkung einer schulbezogenen kumulativen Lehramtsausbildung in der Praxis. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 545). Universität Duisburg-Essen

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Subjektive Theorien zum Protokollieren im Chemieunterricht der Sek. I

Holschemacher, Sven & Bolte, Claus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das Modellieren und Messen von Kompetenzen spielt eine wichtige Rolle bei der Optimierung und der Qualitätssicherung von Bildungsprozessen (Klieme & Leutner, 2006). Durch den Bologna-Prozess rückt die Kompetenzdiagnostik auch im tertiären Bildungsbereich zunehmend in den Fokus. Obwohl das Feld in den letzten Jahren breit beforscht wurde, liegen für den Bereich der organischen Chemie keine Kompetenzmodellierungen vor.

Im Zuge des Forschungsprojektes wird ein theoretisch fundiertes Kompetenzstrukturmodell für die organische Chemie entwickelt (vgl. Mayer & Wellnitz, 2013). Das Kompetenzstrukturmodell wird anschließend durch geeignete Multiple-Choice Testitems operationalisiert. In einer Pilotstudie wird untersucht, ob sich das Testinstrument dazu eignet das Kompetenzstrukturmodell valide und reliabel abzubilden. In der Hauptstudie kommt ein optimiertes Testinstrument zum Einsatz. Die Daten der Hauptstudie werden auf Basis des Rasch-Modells ausgewertet und der Einfluss der spezifischen Aufgabenmerkmale auf die Schwierigkeit von Leistungstestaufgaben in der organischen Chemie bestimmt.

Referenz:

Holschemacher, Sven & Bolte, Claus (2021). Subjektive Theorien zum Protokollieren im Chemieunterricht der Sek. I. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 549). Universität Duisburg-Essen

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DiSenSu: Ein Kartenspiel zur Berufsorientierung im MINT-Bereich

Hönig, Marina, Küsel, Julian, Rüschenpöhler, Lilith & Markic, Silvija

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Untersuchungen der letzten Jahre konnten zeigen, dass viele Chemiestudierende ihr Studium abbrechen. Zentrale Ursache sind die hohen Leistungsanforderungen, denen sie sich gerade in frühen Studienphasen ausgesetzt sehen.

Um diesen entgegenzutreten, wird im Rahmen dieses Projektes eine Moodle-basierte kollaborative Lerneinheit für das erste Semester entwickelt, in der sich Stu-dierende der Chemie und des Lehramts Gymnasium mit quantenphysikalischen Grundlagen auseinandersetzen. Einen konzeptuellen Rahmen bietet das mobile Computer-Supported Collaborative Learning (mCSCL), welches Prinzipien des kol-laborativen Lernens mit dem Einsatz mobiler digitaler Endgeräte kombiniert.

In der Studie werden verschiedene digital gestützte Formate der kollaborativen Gruppenarbeit untersucht, wobei unterschiedliche Trigger eingesetzt werden. Die Arbeitsprozesse werden mittels Fragebögen zur Selbst- und Fremdeinschätzung sowie durch Fachwissenstests evaluiert und verglichen.

Auf dem Poster werden das Studiendesign sowie die eingesetzten Materialien und Forschungsinstrumente vorgestellt.

Referenz:

Hönig, Marina, Küsel, Julian, Rüschenpöhler, Lilith & Markic, Silvija (2021). DiSenSu: Ein Kartenspiel zur Berufsorientierung im MINT-Bereich. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 489). Universität Duisburg-Essen

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Untersuchung der Schwierigkeit von organisch-chemischen Aufgaben

Steinbach, Martin, Eitemüller, Carolin & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Augmented Reality (AR) kann das (audio-)visuelle Lernen als didaktisches Medium anreichern, indem in der Lehr-Lernsituation fachliche, fach- und mediendidaktische sowie pädagogische Aspekte berücksichtigt werden. Besonders für die Modellbildung bei Schüler*innen scheint AR einen wichtigen Beitrag leisten zu können, da hierdurch nicht-beobachtbare Prozesse “sichtbar” gemacht werden können. Die getrennte Darstellung von z.B. Teilchen auf makroskopischer, symbolischer und submikroskopischer Ebene, was zumeist eine grundlegende Problematik für Schüler*innen (aber auch für Student*innen) darstellt, kann so durch wiederholbare Wechsel der Ebenen bewusst gemacht und reflektiert werden. AR ist dabei ein sehr nützliches Werkzeug zur Bewältigung dieser kognitiven Hürde im naturwissenschaftlichen Unterricht. In diesem Beitrag wird entsprechende didaktische Einbettung von AR an bereits entwickelten Lehr-Lern-Szenarien anhand o.g. Aspekte erläutert. In einem weiteren Schritt werden speziell die Vorteile von AR zur Förderung der Modellvorstellung von Schüler*innen beispielhaft dargestellt.

Referenz:

Steinbach, Martin, Eitemüller, Carolin & Walpuski, Maik (2021). Untersuchung der Schwierigkeit von organisch-chemischen Aufgaben. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 553). Universität Duisburg-Essen

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Digital-kollaboratives Lernen im Anfangsstudium Chemie

Hauck, David Johannes & Melle, Insa

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Aufgrund der zunehmenden Digitalisierung unserer Gesellschaft erlangen mobile Endgeräte, gerade mit Blick auf die schulische Situation während der Corona-Krise, eine immense Bedeutung im Bildungssystem. Insbesondere Tablets wird ein großes Potential zugeschrieben. Diese können z.B. eingesetzt werden, um Erklärvideos zu erstellen. Zudem ermöglicht eine Tablet-gestützte Aufgabenbearbeitung ein direktes Feedback.

Vor diesem Hintergrund sollen Erkenntnisse über die Wirkung des Tableteinsatzes in der Wissensvermittlung und -sicherung gewonnen werden. In der Studie wird eine iPad-basierte Lernumgebung entwickelt und evaluiert, welche sich mit der Einführung in das Basiskonzept Chemische Reaktion befasst. Diese wird in der Erarbeitungsphase von den Lernenden individuell bearbeitet. In der folgenden Sicherungsphase werden die Inhalte in einer kooperativen Partnerarbeit vertieft: Die Hälfte der Lernenden bearbeitet Aufgaben auf den Tablets, die andere Hälfte erstellt Erklärvideos.

Auf dem Poster werden die Forschungsfragen, das Studiendesign, die Lernumgebung sowie erste Ergebnisse dargestellt.

Referenz:

Hauck, David Johannes & Melle, Insa (2021). Digital-kollaboratives Lernen im Anfangsstudium Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 493). Universität Duisburg-Essen

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