Autor: GDCP

Problemlösefähigkeiten zu Studienbeginn

Woitkowski, David

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Lernende haben große Lernschwierigkeiten beim physikalischen Kraftbegriff. Auch nach Unterricht verfügen sie oft über kein angemessenes physikalisches Verständnis (Schecker et al., 2018). Das 2D-dynamische Mechanikkonzept nach Wiesner hat sich im Vergleich zu nicht genauer spezifiziertem „konventionellen“ Unterricht als erfolgreicherer Zugang erwiesen (Wodzinski, 1996; Tobias, 2010). Da jedoch weitere Parameter (bspw. der Medieneinsatz) gegenüber den Vergleichsgruppen variiert wurden, kann der Erfolg nicht allein der Elementarisierung zugeordnet werden. Diese quantitative Konsolidierungsstudie versucht, den der Einfluss der Elementarisierung auf den Lernerfolg zu untersuchen. Dem dynamischen Mechanikkonzept nach Wiesner, das 2D-Bewegungen bei Kraftstößen betrachtet, wird eine konventionellere Adaption mit 1D-Bewegungen bei konstanten Kräften gegenübergestellt. Für beide Lehrgänge wurde Unterrichtsmaterial erstellt, das in den anderen Parametern möglichst gleich ist, und Lehrkräften nach einer Fortbildung zur Verfügung gestellt. Die Ergebnisse der Prä-Post-Studie werden vorgestellt.

Referenz:

Woitkowski, David (2021). Problemlösefähigkeiten zu Studienbeginn. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 129). Universität Duisburg-Essen

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Evaluation der Online-Lehre Physik während COVID19

Klein, Pascal, Dahlkemper, Merten, Geyer, Marie-Annette, Küchemann, Stefan, Ivanjek, Lana, Jeličić, Katarina & Sušac, Ana

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die laborpraktische Arbeit ist in naturwissenschaftlichen Studiengängen ein Kernelement. Um Lernenden, die gesundheitsbedingt nicht daran teilnehmen können, eine Möglichkeit der Teilhabe zu schaffen, haben wir, basierend auf Entscheidungsprozessen von Studierenden im Labor, interaktive Videoexperimente entwickelt. Die Lernenden können in dieser digitalen Laborumgebung verschiedene Lernpfade gehen und den Fortgang des Experiments verändern und beeinflussen.

In einer Studie mit 600 Studierenden des Nebenfachs haben wir untersucht, ob sich interaktive Videoexperimente als adäquater Ersatz für das Reallabor eignen. Während die Interventionsgruppe das Experiment zur Manganometrie digital durchführte, führte die Kontrollgruppe dieses Experiment real im Labor durch. Vor Beginn des Praktikums wurde das Interesse der Studierenden an Chemie und dem praktisch-chemischen Arbeiten erhoben. Der Lernstand zu den experimentell-praktischen Fähigkeiten wurde vor und nach der Durchführung, sowie in einem Follow-Up untersucht. Es werden erste Ergebnisse dieser Interventionsstudie werden präsentiert.

Referenz:

Klein, Pascal, Dahlkemper, Merten, Geyer, Marie-Annette, Küchemann, Stefan, Ivanjek, Lana, Jeličić, Katarina & Sušac, Ana (2021). Evaluation der Online-Lehre Physik während COVID19. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 121). Universität Duisburg-Essen

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Lernen über (!) soziale Medien im Chemieunterricht- eine Interviewstudie

Belova, Nadja & Tietjen, Jan Mathis

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Vortrag wird über die Konstruktion eines Fragebogens zur Erfassung der empfundenen Wirksamkeit von Online-Lehrformaten von Physik-Veranstaltungen und über erste Ergebnisse berichtet. Insgesamt beantworten über 500 Physik-Studierende aus Göttingen, Dresden, Kaiserslautern, Wien und Zagreb Fragen zu verschiedenen Lehr-Lernformaten (synchron vs. asynchron), speziellen Veranstaltungsarten (Vorlesungen, Praktika, Übungsgruppen, Seminare) und über soziale Aspekte der Online-Lehre während der COVID-19 Pandemie. Hintergrund ist, dass das Bildungssystem wegen der COVID19-Pandemie gezwungen war, plötzlichen und unvorbereitet auf Fernunterricht umzusteigen. Online-Lehre erfordert sorgfältiges Nachdenken, Planung und Entwicklung von technologischen und personellen Ressourcen, um die erwarteten Lernergebnisse erfolgreich zu erreichen. In der gegenwärtigen, durch COVID-19 verursachten Situation blieb jedoch keine Zeit für diese Vorbereitung; die Lehrenden mussten schnell handeln und sich auf den Fernunterricht einstellen. Sie stehen vor der großen Frage, ob ihr Lehransatz auch dann noch effizient ist, wenn er aus dem physischen Hörsaal genommen und auf technologische Geräte übertragen wird. Diese Forschung soll dazu beitragen, diese und weitere Fragen zu beantworten und Implikationen für die Gestaltung der Physik-Lehre in künftigen Semestern zu erlauben.

Referenz:

Belova, Nadja & Tietjen, Jan Mathis (2021). Lernen über (!) soziale Medien im Chemieunterricht- eine Interviewstudie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 117). Universität Duisburg-Essen

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Theoriebasierte Gestaltung & Validierung der Qualität von Erklärvideos

Sterzing, Fabian, Szabone Varnai, Agnes & Reinhold, Peter

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Digitalisierung nimmt einen stetig an Bedeutung und Anteil gewinnenden Platz in der Gesellschaft ein. Einen Teil davon stellen die sozialen Netzwerke dar. Sie dienen nicht nur der Kommunikation, sondern auch der Erstellung und Verbreitung von Inhalten. Diese Inhalte können chemiebezogene Informationen enthalten, welche sich nicht auf wissenschaftlich fundierten Quellen stützen oder in Anlehnung an diese entstanden sind. Solche Fehlinformationen beeinflussen andere in ihrer Meinung. So scheint also eine Beschäftigung mit chemiebezogenen Inhalten in sozialen Medien im Hinblick auf eine kritische naturwissenschaftliche Medienbildung sinnvoll. Doch die Frage ist, inwieweit Chemielehrkräfte die Sinnhaftigkeit dieses Einsatzes erkennen und die Bereitschaft zeigen, soziale Medien nicht nur als Kommunikationsplattform in ihrem Unterricht einzusetzen. Vorgestellt werden die Ergebnisse einer explorativen Interviewstudie mit acht Bremer Oberschullehrkräften. Die Analyse der Interviews hat ergeben, dass die Bereitschaft eines solchen Einsatzes bei den befragten Lehrkräften nicht den Konsens darstellt. Stattdessen wurde eine vermehrt ablehnend-kritische Haltung offensichtlich, die zwischen bedachter Vorsicht und teils offener Ablehnung variiert. Diese unterschiedliche Wahrnehmung tritt in erster Linie in der diskrepanten Einschätzung der Effektivität der Nutzung hervor.

Referenz:

Sterzing, Fabian, Szabone Varnai, Agnes & Reinhold, Peter (2021). Theoriebasierte Gestaltung & Validierung der Qualität von Erklärvideos. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 113). Universität Duisburg-Essen

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Professionelles Wahrnehmen sprachsensibler Maßnahmen im Unterricht fördern

Grewe, Oliver, Todorova, Maria & Möller, Kornelia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Erklärvideos bilden eine immer wichtiger werdende Lerngelegenheit für Schülerinnen und Schüler. Es kann angenommen werden, dass ihre Lernwirksamkeit im Physikunterricht u.a. von ihrer fachdidaktischen und multimedialen Qualität abhängt. Um diese Annahme im Rahmen einer Laborstudie zu überprüfen, wurden zwei Erklärvideos unterschiedlicher Qualität zum Thema „elektrischer Widerstand“ entwickelt. Der Gestaltung lag ein Kriterienkatalog zugrunde, der Heuristiken der Elementarisierung, Merkmale von Erklärqualität sowie multimediale Gestaltungsprinzipien aufgreift. Um die unterschiedliche Qualität der beiden Videos zu bestätigen, wurde auf der Basis des Kriterienkatalogs eine Expertenvalidierung vorgenommen. Dazu wurde die Einschätzung von Fachdidaktiker*innen der Physik mittels eines Online-Fragebogens erhoben. Im Vortrag wird über die Entwicklung des Kriterienkatalogs und der Erklärvideos sowie die Ergebnisse der Expertenbefragung berichtet.

Referenz:

Grewe, Oliver, Todorova, Maria & Möller, Kornelia (2021). Professionelles Wahrnehmen sprachsensibler Maßnahmen im Unterricht fördern. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 109). Universität Duisburg-Essen

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Schriftliches Erklären im Physikunterricht unterstützen

Wöhlke, Carina & Krabbe, Heiko

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Der Sachunterricht (SU) legt die fachsprachlichen Grundlagen für zahlreiche Fächer der Sekundarstufe 1 (Benholz & Rau, 2011). Viele Lehrkräfte fühlen sich allerdings für eine Verbindung von sprachlichen und fachlichen Lerninhalten nicht qualifiziert (Riebling, 2013).

In einem BMBF-Projekt wurden potentielle Maßnahmen der Lehrkraft zur Förderung sprachlicher Kompetenzen im SU auf Basis theoretischer Ansätze beschrieben (Grewe & Möller, 2020). Der professionellen Wahrnehmung (pW) solcher Maßnahmen kommt eine wichtige Bedeutung zu, da sie als grundlegend für das Handeln im Unterricht gilt (Bromme & Haag, 2008). Sie kann durch Interventionen domänenspezifisch gefördert werden (Sunder et al., 2015). Da Erkenntnisse bzgl. der Förderung der pW sprachsensibler Maßnahmen fehlen, wird untersucht, inwiefern sich die pW in dieser Domäne fördern lässt. An der Studie im Prä-Post-Design nahmen 128 Masterstudierende im SU teil. Die EG (n=82) wurde in der pW sprachsensibler Maßnahmen in einem Seminar mit Video- und Praxisanteilen geschult. Die KG (n=46) erhielt kein vergleichbares Seminar.

Im Vortrag werden das Seminar und die Ergebnisse einer offenen Videoanalyse zur Erfassung der pW präsentiert.

Referenz:

Wöhlke, Carina & Krabbe, Heiko (2021). Schriftliches Erklären im Physikunterricht unterstützen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 105). Universität Duisburg-Essen

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Brain Type und Nawi-Interesse von Grundschullehramtsstudierenden

Skorsetz, Nina, Wagner, Steffen, Wilhelm, Thomas & Welzel-Breuer, Manuela

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Sprachliche Handlungen wie das Erklären sind inhärenter Teil der Bildungsstandards für Physik (Tajmel, 2011). Naturwissenschaftliche Erklärungen haben eine bestimmte fachliche Struktur, die sich auch sprachlich ausdifferenziert (Osborne & Patterson, 2010). In dem Projekt soll die Realisierung von Erklärungen im Physikunterricht fachlich und sprachlich gefördert werden. In einer Pilotstudie mit 5 Gesamtschulklassen erstellten die Lernenden Erklärvideos, in denen sie die Bewegung eines startenden Raumschiffs anhand der auftretenden Kräfte erklären sollten. Sie mussten zuvor Drehbuchtexte verfassen und je nach Gruppe anhand rein fachlicher, rein sprachlicher oder fachlich und sprachlich kombinierter Hinweise zur Strukturierung der Erklärtexte überarbeiten. Es wird analysiert, ob die Überarbeitungen mit der Art der Hilfen zusammenhängen und somit eine derartige Intervention die Fähigkeit fördern kann, Erklärtexte zu verfassen. Die sprachliche Qualität der Erklärtexte wird im Germanistischen Instituts der RUB analysiert, die fachliche Qualität durch die Physikdidaktik.

Referenz:

Skorsetz, Nina, Wagner, Steffen, Wilhelm, Thomas & Welzel-Breuer, Manuela (2021). Brain Type und Nawi-Interesse von Grundschullehramtsstudierenden. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 101). Universität Duisburg-Essen

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Diagnose experimenteller Kompetenzen in der Chemielehrer*innenbildung

Poensgen, Fabian & Reiners, Christiane S.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Der so genannte Brain Type kann aufklären, inwiefern ein Mensch für eine Beschäftigung mit Naturwissenschaften motiviert ist (Baron-Cohen 2004, Zeyer 2017, Skorsetz 2019). Der Brain Type setzt sich aus zwei Dimensionen zusammen: dem Empathisieren als Drang, Emotionen zu erkennen, um darauf zu reagieren, und dem Systematisieren als Drang, Systeme zu verstehen, um Vorgänge vorauszusagen. Je stärker das Systematisieren ausgeprägt, ist desto größer die Motivation, sich mit naturwissenschaftlichen Themen zu beschäftigen.

Studierende des Lehramts an Grundschulen sollen in Zukunft naturwissenschaftliche Themen im Sachunterricht vermitteln. Ob und an welchen naturwissenschaftlichen Themen sie selbst Interesse haben, ist bisher nur in Ansätzen erforscht. In der Studie soll nun mithilfe einer Fragebogenuntersuchung herausgefunden werden, welche Brain-Type-Verteilung bei Grundschullehramtsstudierenden vorherrscht und wie sich das auf ihre naturwissenschaftlichen Interessen auswirkt. Ergebnisse von drei Hochschulstandorten werden im Vortrag vorgestellt und diskutiert.

Referenz:

Poensgen, Fabian & Reiners, Christiane S. (2021). Diagnose experimenteller Kompetenzen in der Chemielehrer*innenbildung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 97). Universität Duisburg-Essen

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Computer-basierte Sprachanalyse von Reflexionstexten in der Physik

Wulff, Peter, Buschhüter, David, Nowak, Anna & Borowski, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Experimentelles Arbeiten im Labor ist für Lehramtsstudierende das wesentliche Charakteristikum ihres Chemiestudiums. Inwiefern die dabei angestrebten experimentellen Kompetenzen vermittelt werden, ist jedoch wenig erforscht und wird kontrovers diskutiert. In dem hier vorgestellten Projekt wird deshalb systematisch untersucht, welche Kompetenzen Chemielehramtsstudierende erwerben sollen und auf welche Weise deren Kompetenzniveau überprüft werden kann. Dazu wurde auf breiter Literaturbasis ein umfangreiches Kompetenzmodell erarbeitet und in einem iterativ-zyklischen Prozess anhand von videographierten Experimentiersituationen sowie einer Expertenbefragung evaluiert und weiterentwickelt. Außerdem wurde ein praktisches Prüfverfahren konzipiert, das den Studierenden exemplarisch an einem Alltagskontext die Entfaltung ihrer Kompetenzen ermöglicht. Die dabei erhobenen Daten werden mittels qualitativer Inhaltsanalyse auf Grundlage des Kompetenzmodells ausgewertet, um eine Diagnose der experimentellen Kompetenzen zu ermöglichen.

Referenz:

Wulff, Peter, Buschhüter, David, Nowak, Anna & Borowski, Andreas (2021). Computer-basierte Sprachanalyse von Reflexionstexten in der Physik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 93). Universität Duisburg-Essen

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Genese und Funktionen von Lerngruppen in der Studieneingangsphase Physik

Haak, Inka, Gildehaus, Lara & Liebendörfer, Michael

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die Reflexion eigener Erfahrungen in schulischen Praxisphasen während der universitären Lehrkräftebildung ist im Hinblick auf die Professionalisierung dann besonders effektiv, wenn hierzu passgenaues Feedback gegeben wird. Um solches Feedback zu geben, können computer-basierte Methoden wichtige Ergänzungen sein. Unklar ist, inwieweit computer-basierte Methoden Feedbackverhalten von Mentor*innen simulieren können. Im Vortrag werden Ergebnisse zu zwei Ansätzen vorgestellt, die computer-basiertes Feedback zur Reflexionsbreite und -tiefe geben. Zur Analyse der Reflexionsbreite wurde ein Klassifikationsalgorithmus trainiert, der Elemente eines Reflexionsmodells in schriftlichen Reflexionen angehender Physiklehrkräfte identifizieren kann. Zur Analyse der Reflexionstiefe wurde ein sogenanntes Word2Vec-Modell trainiert, womit Abstraktionen der verwendeten Konzepte bestimmt werden können. Im Vortrag werden Ergebnisse vorgestellt sowie Potentiale und Grenzen der Kombination dieser Ansätze zur Erstellung eines passgenauen, computer-generierten Feedbacks zu Reflexionstexten diskutiert.

Referenz:

Haak, Inka, Gildehaus, Lara & Liebendörfer, Michael (2021). Genese und Funktionen von Lerngruppen in der Studieneingangsphase Physik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 89). Universität Duisburg-Essen

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