Autor: GDCP

Modellexperimente im wissenschaftlichen Erkenntnisprozess

Schröder, Laura & Sommer, Katrin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2016

Modellexperimente werden genutzt, wenn ein entsprechendes Original nicht unmittelbar verfügbar oder zugänglich ist (Sommer et al. 2012). Das kann sowohl im Chemieunterricht als auch in der Forschung der Fall sein, aber mit unterschiedlichen Schwerpunktzielen. Während im Unterricht die Vermittlung dominiert, steht in der Forschung die Erkenntnisgewinnung im Vordergrund.

Um der Forderung nachzukommen, den Lernenden im Chemieunterricht das Wesen der Naturwissenschaften und die Vorgehensweisen in der Forschung zu vermitteln (KMK 2004), müssen zunächst die Funktionen von Modellexperimenten aus der Forschung identifiziert werden. Dafür wird eine Dokumentenanalyse an fachwissenschaftlichen Publikationen durchgeführt, in denen explizit der Begriff „Modellexperiment“ bzw. damit in Beziehung stehende Begriffe wie, „Modellsubstanz“, „Modellreaktion“, verwendet werden (z.B. Erbe et al. 2015). Ziel der Analyse ist, den Nutzen und die Eigenschaften von Modellexperimenten aus der Forschung herauszuarbeiten. Auf dem Poster werden das methodische Vorgehen sowie erste Ergebnisse präsentiert.

Referenz:

Schröder, Laura & Sommer, Katrin (2017). Modellexperimente im wissenschaftlichen Erkenntnisprozess. In: C. Maurer (Hrsg.), Implementation fachdidaktischer Innovation im Spiegel von Forschung und Praxis. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Zürich 2016. (S. 704). Universität Regensburg

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Problemlösen im Physikunterricht: Lerngelegenheiten und Assessment?

Gigl, Florian, Cauet, Eva & Kauertz, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2016

Problemlösen in außerschulischen Situationen wird als zentrales Anwendungsfeld des im Unterricht erworbenen physikalischen Fachwissens angesehen. In alltäglichen Problemsituationen sollen Lernende so agieren können, dass sie ohne zur Verfügung stehende Routinemethoden einen gewünschten Zielzustand erreichen können. Im Physikunterricht werden textgebundene analytische Problemlöseaufgaben dazu eingesetzt, in alltagsbezogenen Situationen die benötigten Fähigkeiten zur Lösung von Problemen unter Anwendung von Fachwissen zu fördern. Da analytische Problemaufgaben eine starke Abstraktion realer Situationen darstellen, werden in PISA komplexe Probleme untersucht, die in fachunspezifischen Situationen durch zwingende Nutzung von Interaktivität größere Realitätsnähe herstellen. Zur Aufklärung von Ausprägung und Zusammenhang der Fähigkeiten zum analytischen und komplexen physikalischen Problemlösen mit verschiedenen Prädiktoren, soll erstmals ein computerbasiertes Testinstrument entwickelt werden. Hierzu sollen die theoretische Modellierung sowie ein erster Prototyp vorgestellt werden.

Referenz:

Gigl, Florian, Cauet, Eva & Kauertz, Alexander (2017). Problemlösen im Physikunterricht: Lerngelegenheiten und Assessment?. In: C. Maurer (Hrsg.), Implementation fachdidaktischer Innovation im Spiegel von Forschung und Praxis. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Zürich 2016. (S. 708). Universität Regensburg

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Entwicklung und Validierung eines Testinstruments zum Messen von Kompetenzen im Bereich „Naturwissenschaftliche Methoden der Erkenntnisgewinnung an biologischen Beispielen“

Murer, Livia & Metzger, Susanne

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2016

Aktuell werden in der Schweiz passend zum kompetenzorientierten Lehrplan 21 neue Lehrmittel erarbeitet – so auch im Bereich „Natur und Technik“ für die Sekundarstufe I („NaTech 7/8/9“) im Auftrag des Lehrmittelverlags Zürich. Begleitend zur Erarbeitung werden ausgewählte Kapitel im Schulfeld erprobt. Im Rahmen einer ersten formativen Evaluation im Sommer 2016 wird unter anderem ein Test eingesetzt, der den Kompetenzzuwachs der Schülerinnen und Schüler durch den Unterricht des ersten Kapitels im 7. Schuljahr („Naturwissenschaftlich arbeiten“) zeigen soll. Dieser Test wurde zuvor – ausgehend von den entsprechenden Kompetenzstufen aus dem Lehrplan 21 – entwickelt und validiert. Zu diesem Zweck wurde der Test nach Expertenratings und Interviews mit Jugendlichen zur Verständlichkeit in einer Analysestichprobe von 120 Schülerinnen und Schülern eingesetzt und empirisch ausgewertet.

Auf dem Poster werden sowohl das Konzept für Entwicklung und Evaluation des Lehrmittels als auch die Ergebnisse der Testvalidierung präsentiert.

Referenz:

Murer, Livia & Metzger, Susanne (2017). Entwicklung und Validierung eines Testinstruments zum Messen von Kompetenzen im Bereich „Naturwissenschaftliche Methoden der Erkenntnisgewinnung an biologischen Beispielen“ . In: C. Maurer (Hrsg.), Implementation fachdidaktischer Innovation im Spiegel von Forschung und Praxis. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Zürich 2016. (S. 712). Universität Regensburg

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Erkenntnisgewinnung in Schüler-Videos

Braun, Sarah, Strippel, Christian & Sommer, Katrin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2016

Der naturwissenschaftliche Weg der Erkenntnisgewinnung ist ein wesentlicher Bestandteil naturwissenschaftlicher Grundbildung. Die Vermittlung anhand einer experimentellen Vorgehensweise bereitet jedoch diverse Schwierigkeiten (Hofstein & Kind, 2012). Eine Möglichkeit, die Auseinandersetzung zu fördern, ist die aktive mediale Aufbereitung durch die Lernenden (Krajcik & Mun, 2014).

Im Alfried-Krupp-Schülerlabor der Ruhr-Universität Bochum wird der Dreh von Experimentiervideos zwecks Auseinandersetzung mit dem naturwissenschaftlichen Weg der Erkenntnisgewinnung erprobt. Es wird zunächst ermittelt, auf welchem Niveau die inhaltliche Darstellung der Erkenntnisgewinnung durch die SchülerInnen erfolgt. Die Stichprobe umfasst 36 Videos von 102 SchülerInnen (Alter = 14 bis 16 Jahre), erstellt in 7 Projekten. Die Auswertung erfolgt durch qualitative Inhaltsanalyse mittels validierter Kategorien (Strippel, Tomala & Sommer, 2016). 2/3 der Videos zeigen einen vollständigen Gang der Erkenntnisgewinnung, bei den anderen bestehen Schwierigkeiten, Frage und Untersuchungsdesign zur Passung zu bringen.

Referenz:

Braun, Sarah, Strippel, Christian & Sommer, Katrin (2017). Erkenntnisgewinnung in Schüler-Videos. In: C. Maurer (Hrsg.), Implementation fachdidaktischer Innovation im Spiegel von Forschung und Praxis. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Zürich 2016. (S. 716). Universität Regensburg

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Empirische Beschreibung der schwierigkeitserzeugenden Elemente von Fachsprache im Chemieunterricht

Hinz, Miriam, Vorst, Helena van & Sumfleth, Elke

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2016

Der Lehrplan für den Chemieunterricht fordert von Schülerinnen und Schülern den Erwerb fachsprachlicher Kompetenzen. Allerdings bleibt offen, durch welche sprachlichen Elemente Fachsprache zu charakterisieren ist und wie diese gemessen werden können, denn die Definitionen für „Fachsprache“ sind vielfältig und nicht fachspezifisch. Ergebnisse erster Fördermaßnahmen zeigen, dass der Fachsprachenerwerb einen positiven Einfluss auf den Lernzuwachs im Fachwissen hat. Bisher konnte allerdings nicht geklärt werden, wie die Elemente der Fachsprache zu systematisieren sind und welchen Einfluss sie auf die Schwierigkeit von Texten und Aufgaben haben, es fehlt ein umfassendes Kompetenzmodell. Um dieses zu erstellen, werden die sprachlichen Kompetenzbereiche auf Literaturbasis operationalisiert und validiert. Darauf aufbauend werden Items konstruiert, die bei Schülerinnen und Schülern am Ende der Sek. I eingesetzt werden. Auf Basis der Ergebnisse wird das vorgeschlagene Modell überarbeitet und vervollständigt.

Referenz:

Hinz, Miriam, Vorst, Helena van & Sumfleth, Elke (2017). Empirische Beschreibung der schwierigkeitserzeugenden Elemente von Fachsprache im Chemieunterricht. In: C. Maurer (Hrsg.), Implementation fachdidaktischer Innovation im Spiegel von Forschung und Praxis. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Zürich 2016. (S. 720). Universität Regensburg

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