Kategorie: TB2021

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

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Verstecken wir die Geometrische Algebra hinter reellwertigen Matrizen!

Horn, Martin Erik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Eine aufgeschlossene Einstellung zu und das Wissen über Inklusion sollten grundlegende Pfeiler der Ausbildung aller Lehrkräfte sein und sind ausschlaggebend für eine erfolgreiche Umsetzung von Gemeinsamem Unterricht (Meijer, 2011). An beruflichen Schulen findet man eine hohe Heterogenität der Schülerschaft, jedoch kommt insbesondere dort der Inklusionsaspekt noch zu kurz (Euler & Severing, 2014). Das Promotionsprojekt untersucht bestehende Schwierigkeiten von Studierenden sowie Referendarinnen und Referendaren mithilfe der Analyse schriftlicher Unterrichtsentwürfe sowie Unterrichtsbeobachtungen während des Praxissemesters bzw. des Ausbildungsunterrichts in den naturwissenschaftlichen Unterrichtsfächern Biotechnik (Schwerpunkt), Biologie und Chemie. Ergänzt wird die Untersuchung durch Fragebögen und Interviews von teilnehmenden Probandinnen und Probanden, Lehrkräften sowie Auszubildenden. Dieses multiperspektivische Design soll einen möglichst detaillierten Einblick in Abläufe an den Schulen gewähren und Erfahrungen verschiedener Akteure mit inklusivem Unterricht aufzeigen.

Referenz:

Horn, Martin Erik (2021). Verstecken wir die Geometrische Algebra hinter reellwertigen Matrizen!. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 418). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Anforderungen und Erwartungen an Physik-Serviceveranstaltungen

Schmitt, Kevin & Spatz, Verena

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Concept inventories sind validierte multiple-choice Fragebögen, die das Verständnis von einer großen Anzahl Lernender in einem bestimmten Themenbereich erheben können (Schecker & Gerdes, 1999). Der Klimawandel ist für heute junge Menschen ein (über-)lebenswichtiges Thema (IPCC 2018). Es erscheint notwendig, das Lernendenverständnis von zentralen Konzepten und Begriffen zum Klimawandel zuverlässig erheben zu können. Dazu wurde ein Climate Change Concept Inventory (CCCI) in Australien entwickelt (Jarrett & Takacs 2019). Eine erste Übersetzung und Pilotierung in Österreich deckte Unzulänglichkeiten auf (Schubatzky, Pichler & Haagen-Schützenhöfer, 2020). Aktuell wird an einer Überarbeitung der zentralen physikalischen Konzepte und der test-theoretischen Gestaltung des CCCI gearbeitet. Ziel ist, das fachdidaktisch überarbeitete CCCI zur Messung des Verständnisses von SuS sowie von Studierenden im deutschsprachigen Raum einzusetzen und einen Beitrag zur Bildung für Nachhaltige Entwicklung (BNE) zu leisten. Das Poster stellt den aktuellen Stand und die geplanten Arbeiten dar.

Referenz:

Schmitt, Kevin & Spatz, Verena (2021). Anforderungen und Erwartungen an Physik-Serviceveranstaltungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 481). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

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

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.