Kategorie: TB2021

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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Schwierigkeiten mit Gemeinsamem Unterricht am Berufskolleg

Rückert, Simone & van Vorst, Helena

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Idealisierungen sind in der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung im Rahmen der Auseinandersetzung mit Modellen und Experimenten allgegenwärtig. Eine unzureichende Thematisierung von Idealisierungen im unterrichtlichen Kontext lässt Lernschwierigkeiten für Schülerinnen und Schüler vermuten.

Im Rahmen des Forschungsprojekts IMODEX (Idealisierungen beim Modellieren und Experimentieren) wurde ein Fragebogen für Lehrkräfte entwickelt, um deren Perspektive auf die Bedeutung von Idealisierungen erheben zu können. Im Fokus stehen drei Skalen: (1) Wissensbasierte Vorstellungen zu Idealisierungen in der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung, (2) Einstellungen zur Bedeutung von Idealisierungen im naturwissenschaftlichen Unterricht, (3) Explizite Auseinandersetzung mit Idealisierungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. In einer Pilotierung des Fragebogens mit Studierenden wurde die Qualität der entwickelten Skalen überprüft. Vorgestellt werden erste Ergebnisse der Pilotstudie.

Referenz:

Rückert, Simone & van Vorst, Helena (2021). Schwierigkeiten mit Gemeinsamem Unterricht am Berufskolleg. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 422). Universität Duisburg-Essen

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Entwicklung eines Climate Change Concept Inventory

Wackermann, Rainer, Schubatzky, Thomas , Wöhlke, Carina & Haagen-Schützenhöfer, Claudia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In der Berufsorientierung insbesondere der Schülerinnen mit Migrationshintergrund spielen enge Verwandte und Lehrpersonen eine wichtige Rolle. Viele Lehrpersonen schätzen sich jedoch in diesem Bereich als wenig kompetent ein. Zur Unterstützung von Verwandten und Lehrpersonen wurde ein Kartenspiel zur Berufsorientierung im MINT-Bereich entwickelt. In möglichst angenehmer Atmosphäre soll zwischen Schülerin und Elternteil bzw. Schülerin und Schülerin ein Gespräch über naturwissenschaftliche Berufe, eigene Erfahrungen und damit verbundene Gefühle angeregt werden. Dieses Gespräch könnte die Bildung von Arbeitsbündnissen anregen, in welchen emotionale und inhaltliche Unterstützung sowie gemeinsame Handlungen in der Berufsorientierung ermöglicht werden. Lehrpersonen können dieses Kartenspiel im Rahmen von Berufsorientierungs-Gesprächen, bei Elternsprechtagen oder persönlichen Gesprächen mit Eltern und ihren Kindern durchführen oder das Spiel im Unterricht einsetzen. Das Kartenspiel soll Schülerinnen mit Migrationshintergrund für MINT-Berufe sensibilisieren und ein Bewusstsein für diese wecken.

Referenz:

Wackermann, Rainer, Schubatzky, Thomas , Wöhlke, Carina & Haagen-Schützenhöfer, Claudia (2021). Entwicklung eines Climate Change Concept Inventory. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 485). Universität Duisburg-Essen

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Idealisierungen: ein Fragebogen zur Perspektive von Lehrkräften

Winkelmann, Jan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die Förderung naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung und damit die Aneignung prozeduralen und epistemischen Wissens sind explizite Bildungsziele der nationalen Bildungsstandards im Fach Chemie. Um das selbstgesteuerte Experimentieren in die Unterrichtspraxis zu implementieren, wird im Rahmen dieses Forschungsvorhabens eine Fortbildung zur Konzeption von selbstgesteuerten Experimenten im Chemieunterricht für Lehrkräfte der Sekundarstufe durchgeführt. Begleitend zur Fortbildung wird im Prä-Post-Follow-Up-Design das fachdidaktische Wissen hinsichtlich der Planung von selbstgesteuerten Experimenten empirisch überprüft. Erste Auswertungen der Hauptstudie mit 67 Teilnehmenden weisen auf einen signifikanten Lernzuwachs hin. Der eigens entwickelte Test mit 18 Items im Multiple-Choice-Multiple-Select-Format ist mit einem Cronbachs Alpha von .81 reliabel und kann eine Alternative zu bestehenden Messinstrumenten zur Erfassung der entsprechenden Kompetenzen darstellen. Im Poster werden das Forschungsdesign, die Lehrkräftefortbildung sowie wesentliche Ergebnisse der Hauptstudie vorgestellt.

Referenz:

Winkelmann, Jan (2021). Idealisierungen: ein Fragebogen zur Perspektive von Lehrkräften. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 426). Universität Duisburg-Essen

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Wirksamkeit einer Fortbildung zum selbstgesteuerten Experimentieren

Ehlert, Lars & Tepner, Oliver

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die Analyse der Entwicklung des Professionswissens angehender Lehrpersonen ist ein wesentliches Ziel der Forschung zur Lehrerbildung. Angenommen wird, dass angehende Lehrpersonen an der Universität collective PCK (cPCK) erwerben. Über Praxiserfahrungen wird dieses cPCK in persönliches PCK (pPCK) überführt. Das an der Universität erworbene theoretische Wissen verliert dadurch an Relevanz, wobei das pPCK nicht immer das erlernte cPCK widerspiegelt. Inwieweit sich das cPCK durch Praxiserfahrungen verändert soll im Rahmen eines Lehr-Lern-Labor Seminars für die Masterstudiengänge der Physik-Lehrämter HRSGe und GyGe an der Universität Duisburg-Essen untersucht werden. Bei diesem Seminar werden den Studierenden Merkmale zur Einschätzung der Schwierigkeit von Experimenten als cPCK vermittelt. Durch Praxiserfahrungen in komplexitätsreduzierten Unterrichtssituationen sollen Sie dieses cPCK in ihr pPCK überführen. Der Effekt des Seminars auf die Veränderung des cPCKs der Studierenden soll mit Hilfe eines Online-Fragebogens sowie mit Repertory-Grid-Interviews analysiert werden.

Referenz:

Ehlert, Lars & Tepner, Oliver (2021). Wirksamkeit einer Fortbildung zum selbstgesteuerten Experimentieren. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 430). Universität Duisburg-Essen

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Konzeption des Lehr-Lern-Labor Seminars BinEx

Stender, Anita

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Während Physik im Schulunterricht von vielen Schüler*innen als eher unbeliebtes Fach wahrgenommen wird, besteht ein großes Interesse an Phänomenen der Astronomie. Leider hat die Astronomie vor dem Hintergrund der curricularen Betrachtung wenig expliziten Raum. Einen Lösungsansatz bietet die vorgestellte Unterrichtsentwicklung, die mit Hilfe der Astronomie eine motivierende Neubetrachtung und Vertiefung von Grundlagen der Mechanik vornimmt. Dazu wird Universe Sandbox² als digitale und komplexe Simulation des Universums verwendet. Basierend auf dem SAMR-Modell zur Integration digitaler Medien (Puentedura, 2006) erscheint auf diese Weise eine sinnvolle Einbindung in den Unterricht möglich. Die Lernwirksamkeit sowie eine Förderung der Motivation der Schüler*innen soll untersucht werden. Die präsentierte Unterrichtsentwicklung wird im Rahmen des Förderprojekts „Digital gestütztes Lehren und Lernen in Hessen“ (DigLL) unterstützt.

Referenz:

Stender, Anita (2021). Konzeption des Lehr-Lern-Labor Seminars BinEx. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 434). Universität Duisburg-Essen

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Digitale Lerngelegenheiten in der Astronomie mit Universe Sandbox²

Sachtleber, Sven & Winkelmann, Jan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Angesichts der zunehmenden Bedeutung digitaler Medien im Unterricht ist die Bereitstellung entsprechender fachdidaktischer Lerngelegenheiten unabdingbar. Vor diesem Hintergrund soll ein bestehendes Lehr-Lern-Seminar, in welchem die Studierenden in einem komplexreduzierten Rahmen erste Lehrversuche unternehmen, im Hinblick auf den Einsatz digitaler Medien im Physikunterricht weiterentwickelt und evaluiert werden. Dabei steht die Entwicklung von Lernzirkeln mit (digitalen) Experimentierstationen und die Auswahl eines inhaltlich passenden und fachdidaktisch geeigneten Erklärvideos im Fokus der zu planenden Unterrichtseinheit. Die Studierenden erproben anschließend ihre entwickelten Unterrichtseinheiten in der Schule und erhalten lernwirksames Feedback zu deren Umsetzung. Zur Überprüfung des fachdidaktischen Kompetenzerwerbs wird ein physikdidaktisches Testinventar um die Facette „Digitale Medien“ erweitert, die insbesondere Wissen von Möglichkeiten und Anforderungen bei der Mediennutzung sowie Wissen zur inhaltsspezifisch angemessenen Nutzung von Medien beinhaltet.

Referenz:

Sachtleber, Sven & Winkelmann, Jan (2021). Digitale Lerngelegenheiten in der Astronomie mit Universe Sandbox². In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 438). Universität Duisburg-Essen

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Erwerb physikdidaktischen Wissens zum Einsatz digitaler Medien im PU

Große-Heilmann, Rike & Josef, Riese

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Chemiestudierende zeigen in der Studieneingangsphase große Schwierigkeiten bei der Bewältigung physikochemischer Rechenaufgaben (Schwedler, 2017). Dabei besteht die Schwierigkeit weniger in der algorithmisch-prozeduralen Bearbeitung der Aufgabe, sondern vielmehr darin den chemischen Sachkontext zu durchdringen und mit mathematischen Strategien zu verknüpfen.

Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Konzept zur individuellen Förderung bei der Bearbeitung von Übungsaufgaben durch Online-Lernhilfen entwickelt, welches sich an dem Modellierungskreislauf nach Blum und Leiß (Blum, 2011) orientiert.

Zur Evaluation des Konzepts wurden Einzelfallstudien mit Think-Aloud während der Bearbeitung und retrospektivem Interview (N = 7) mit Studierenden der Chemie durchgeführt. Erste Ergebnisse indizieren, dass die Lernhilfen individuell (in unterschiedlichen Ausmaß und Tempo) genutzt werden und jeder Proband zum richtigen Ergebnis gelangte.

Erhebungen mit einer größeren Probandengruppe zur Verallgemeinerung der Ergebnisse sowie der Transfer auf weitere Aufgaben und Themenfelder stehen noch aus.

Referenz:

Große-Heilmann, Rike & Josef, Riese (2021). Erwerb physikdidaktischen Wissens zum Einsatz digitaler Medien im PU. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 441). Universität Duisburg-Essen

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