Kategorie: TB2021

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

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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

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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

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Simulationen im Chemieunterricht: Aufbau mentaler Modelle zu Energie

Peperkorn, Yannik & Schwedler, Stefanie

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Sind Lehrkräfte mit dem digitalen Phänomen Internet-Challenges vertraut? Wie bewerten sie das Gefahrenpotenzial spezifischer Challenges, wie z.B. der Cinnamon-Challenge, bei der man einen Löffel voll Zimtpulver herunterschluckt? Welche Rolle spielt die Gesundheitsbildung im Chemieunterricht? Inwiefern ließe sich das Thema Internet-Challenges über diese an den Chemieunterricht anknüpfen? Der Posterbeitrag liefert Antworten auf diese Fragen anhand von Einblicken in problemzentrierte leitfadengestützte Interviews mit Chemielehrkräften. Die Interviews wurden anhand der zusammenfassenden Inhaltsanalyse nach Mayring und mithilfe von MAXQDA ausgewertet. In diesem Zusammenhang wurde ein Kategoriensystem erstellt. Die Befunde zeigen, dass insbesondere Fragen nach den Gefahrenpotenzialen und dem Bekanntheitsgrad von Internet-Challenges unter Jugendlichen bei Lehrkräften mit Unsicherheiten behaftet sind. Als Ausblick werden Implikationen für die Gesundheits- und Medienbildung im Chemieunterricht besprochen.

Referenz:

Peperkorn, Yannik & Schwedler, Stefanie (2021). Simulationen im Chemieunterricht: Aufbau mentaler Modelle zu Energie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 461). Universität Duisburg-Essen

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Sichtweisen von Lehrkräften im Fach Chemie auf das Phänomen Internet-Challenges

Werthmüller, Julia & Prechtl, Markus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Strahlung ist um uns herum allgegenwärtig und doch gibt es in der Bevölkerung, besonders jedoch bei Schüler*innen immer noch einen Mangel an Wissen über Strahlung. Für diese Studie haben wir die Wirksamkeit eines Unterrichtskonzeptes zur Strahlung mittels Prä-Posttest-Design untersucht. Das Konzept wurde an Schüler*innen (n=141) in den Schulstufen 9 bis 11 an Gymnasien durchgeführt. Die Schüler*innen arbeiteten in Gruppen und erstellten unter anderem ihren eigenen strahlungsbasierten Superhelden. Wir stellen fest, dass sich das Wissen der Lernenden über Strahlungskonzepte durch die Lektion verbessert hat. So ordneten die Schüler*innen zum Beispiel Strahlungstypen genauer nach Energie und lieferten korrekte Antworten auf offene Fragen zur Wechselwirkung von Strahlung mit verschiedenen Materialien. Die meisten Schüler*innen begrüßten die Einbeziehung von Superheld*innen in den Unterricht und ließen sich durch deren Einsatz im Klassenzimmer nicht von Lerninhalt ablenken.

Referenz:

Werthmüller, Julia & Prechtl, Markus (2021). Sichtweisen von Lehrkräften im Fach Chemie auf das Phänomen Internet-Challenges. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 465). Universität Duisburg-Essen

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Superheroes of the electromagnetic spectrum! Ein neuer Ansatz für den Strahlungsunterricht

Plotz, Thomas & Fitzgerald, Barry W.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das Projekt ESTA hat zum Ziel, die Aus- und Fortbildung von Lehrpersonen der naturwissenschaftlichen Fächer durch die Fortbildung des Hochschullehrpersonals zu verbessern. In diesem Projekt sind die Pädagogische Hochschule Ludwigsburg und die University of Limerik (Irland) die Partnerinstitutionen. Die IIlia State University und die Iakob Gogebashvili Telavi State University in Georgien, die University of Sarajevo sowie die University of Mostar aus Bosnien and Herzegowina, die De La Salle University und die Philippine Normal University von den Philippinen sind Programminstitutionen in diesem Projekt. Um das Ziel zu erreichen, werden Kurse entwickelt und angeboten, die den Fokus auf die Verwendung von Methoden zur Sensibilisierung bezüglich der Diversität der Schülerschaft legen. Diese Kurse werden in Programminstitutionen implementiert, wobei – ausgehend von einer Bedarfsanalyse – der Fokus auf kulturelle und sprachliche Vielfalt gelegt wird.

Referenz:

Plotz, Thomas & Fitzgerald, Barry W. (2021). Superheroes of the electromagnetic spectrum! Ein neuer Ansatz für den Strahlungsunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 469). Universität Duisburg-Essen

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Anregung kognitiver Prozesse im naturwissenschaftlichen Unterricht

Böttcher-Graf, Pauline & Koenen, Jenna

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im hochschulweiten QLB-Projekt „InDiKo“ zur Digitalisierung in der Lehrkräftebildung sollen an der PH Karlsruhe im Teilprojekt Physik die digitalbezogenen Kompetenzen von angehenden Physiklehrkräften im Bereich des Experimentierens gefördert werden. Dazu werden die physikalischen Praktika dahingehend überarbeitet, dass Systeme zur digitalen Messwerterfassung (dMWE) zum Einsatz kommen, um Technological-Pedagogical-Content-Knowledge (TPCK)-Kompetenzen zu fördern. Obwohl entsprechende Systeme seit Jahrzehnten existieren, werden diese bisher kaum im Unterricht eingesetzt (Wenzel & Wilhelm, 2017). Künftige Physiklehrende müssen aber digitale Kompetenzen besitzen, um einen Beitrag zur Digitalisierung des Physikunterrichts leisten zu können (KMK, 2016; Vogelsang, 2018). Diese physikspezifischen Kompetenzen sind im Bereich des Experimentierens insbesondere mit dem Einsatz von dMWE verknüpft (Boczianowski, Ludwig & Pyras, 2019). Vor diesem Hintergrund präsentiert das Poster differenzierte TPCK-Kompetenzen in diesem Bereich sowie einen aktuellen Stand eines Konzeptes zur Umsetzung.

Referenz:

Böttcher-Graf, Pauline & Koenen, Jenna (2021). Anregung kognitiver Prozesse im naturwissenschaftlichen Unterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 410). Universität Duisburg-Essen

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ESTA – Educating Science Teachers for All

Mönch, Corinna, Markic, Silvija, Martin, Catherine, Kapanadze, Marika, Modebadze, Nino, Nuic, Ines, Pilic, Zora, Roleda, Lydia & Morales, Marie Paz

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die Dekon-Stufe I (Notdekon) zählt zu den Basismaßnahmen der Feuerwehr im Umgang mit Gefahrgütern. In diesem Zusammenhang wird einerseits Wasser als Dekontaminationsmittel empfohlen. Anderseits wird auf mögliche Gefahren, die durch Reaktionen von Gefahrstoffen mit Wasser entstehen können, hingewiesen. Wie gehen Feuerwehrleute mit dieser Informationslage um? Der Posterbeitrag bietet eine Einführung zu Gefahrstoffeinsätzen und in die notfallmäßige Dekontamination. Den Kern des Beitrags bilden Befunde aus einer quantitativen Befragung von 35 aktiven Einsatzkräften. Auf dieser Grundlage wird fachdidaktisch reflektiert, wie die Standortausbildung der Feuerwehr medienunterstützt optimiert werden kann. Diesbezüglich werden Potenziale verschiedener Medienformate (Sachcomics, Videospiele, Erklärvideos) eruiert. Der Beitrag mündet in einer finalen Handlungsempfehlung für die Praxis.

Referenz:

Mönch, Corinna, Markic, Silvija, Martin, Catherine, Kapanadze, Marika, Modebadze, Nino, Nuic, Ines, Pilic, Zora, Roleda, Lydia & Morales, Marie Paz (2021). ESTA – Educating Science Teachers for All. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 473). Universität Duisburg-Essen

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Förderung der TPCK-Kompetenzen von zukünftigen Physiklehrkräften

Tobias Ludwig, Gregor Benz

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Da die emotionalen Hürden eines Aufgreifens der Geometrischen Algebra durch die hochschulischen Didaktiken im deutschsprachigen Raum bisher relativ groß sind, wurde auf der vergangenen GDCP-Jahrestagung in Wien vorgeschlagen, die Geometrische Algebra durch komplexe und quaternionenartige Strukturen auszudrücken. Die Geometrische Algebra wird dann hinter einer Mathematisierung versteckt, die Lernenden bereits bekannt ist.

Damit ist allerdings das philosophische Problem verbunden, dass jede physikalische Messung, die wir vornehmen, reellwertige Messergebnisse liefert. Diese reellwertigen Messergebnisse werden immer erst im Zuge einer theoretischen Modellierung und mathematischen Umgestaltung mit komplexen oder quaternionenartigen Größen verknüpft.

Deshalb wird der Ansatz, die Geometrische Algebra in bereits bekannten mathematischen Strukturen zu verbergen, in diesem Beitrag erweitert, indem die Geometrische Algebra durch reellwertige Matrizen ausgedrückt wird. Auch dieser Zugang zur Geometrischen Algebra kann dazu beitragen, emotionale und auch kognitive Hürden zu verringern.

Referenz:

Tobias Ludwig, Gregor Benz (2021). Förderung der TPCK-Kompetenzen von zukünftigen Physiklehrkräften. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 414). Universität Duisburg-Essen

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Umgang mit chemischen Gefahren – eine Befragung von Feuerwehrleuten zur Dekon-Stufe I

Sprenger, Sebastian & Prechtl, Markus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Physik-Servicelehrveranstaltungen weisen oftmals hohe Misserfolgsquoten auf. Zum einen liegt dies an Herausforderungen, die in der Studienanfangsphase beispielsweise in organisatorischer Hinsicht auftreten, oder an fachlichen Anforderungen. Zum anderen kann die Studierbarkeit durch eine mangelnde Passung zwischen den Erwartungen des adressierten Fachbereichs an die Veranstaltung und der Ausgestaltung durch den Fachbereich Physik erschwert werden.

Um hier eine empirische Datenbasis zu schaffen die es erlaubt, Erwartungen und Ausgestaltung anzunähern, wird an der Technischen Universität Darmstadt eine Befragung von Studierenden sowie Lehrenden der adressierten Fachbereiche durchgeführt. Neben vorausgesetzten Vorkenntnissen werden auch einzelne Themenfelder sowie Anforderungsdimensionen bezüglich der Kompetenzen und Fertigkeiten erhoben, welche für die Zielgruppe von besonderer Relevanz sind.

In diesem Beitrag werden ausgewählte Ergebnisse der Befragung am Fachbereich „Bau- und Umweltingenieurswesen“ vorgestellt, die als erster Ansatz für die Konzeption eines begleitenden Online-Kurses genutzt wurden.

Referenz:

Sprenger, Sebastian & Prechtl, Markus (2021). Umgang mit chemischen Gefahren – eine Befragung von Feuerwehrleuten zur Dekon-Stufe I. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 477). Universität Duisburg-Essen

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