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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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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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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Universitätsbesuche: Ansatzpunkte für Reflexionen zu Nature of Science

Bednarek, Andreas & Wodzinski, Rita

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Science Center als außerschulische Lernorte werden von Schulklassen häufig aufgesucht. Studien zum informellen Lernen im Science Center zeigen, wie dort an Interessen an naturwissenschaftlichen Themen geweckt werden können (Holmes, 2011; Faria et al., 2012; Scharfenberg et al., 2014). Sie zeigen aber nur ansatzweise, wie Schüler:innen durch selbstgesteuerte Interaktionen mit Exponaten fachliches Wissen aufbauen und fachbezogene und überfachliche Kompetenzen entwickeln (Tuckey, 1992). In der Zusammenarbeit mit der Phänomenta Bremerhaven wurden erstens die Ziele der Gestalter der Exponate und Bildungsformate untersucht; es wurden zweitens zentrale Exponate einer fachlich-fachdidaktischen Potentialanalyse unterzogen; drittens wurde mit begleitenden Interviews und Fragebögen die Prozesse der Schüler/innen beim Entschlüsseln und Interpretieren der Exponate untersucht; und schließlich wurden viertens mit Fragebögen und videounterstützten Interviews Lehrkräften zu ihren Erwartungen hinsichtlich der Lernprozesse ihrer Schüler:innen befragt. Präsentiert werden Ergebnisse aus allen vier Untersuchungsbereichen.

Referenz:

Bednarek, Andreas & Wodzinski, Rita (2021). Universitätsbesuche: Ansatzpunkte für Reflexionen zu Nature of Science. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 157). 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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Die Rolle interessanter Inhalte und Kontexte im Physikunterricht

Zöchling, Sarah, Hopf, Martin, Woithe, Julia & Schmeling, Sascha

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Universitätsbesuche sind eine häufig genutzte Gelegenheit, um Schüler*innen Einblicke in aktuelle Forschung zu gewähren. Hierbei bestehen verschiedene Möglichkeiten, einen solchen Besuch auszugestalten: Schüler*innen können Labore besichtigen, mit Naturwissenschaftler*innen diskutieren, Vorträge besuchen oder Videos ansehen, die „typische“ Tätigkeiten eines Arbeitstags enthalten. Im Projekt „Contemporary Science @ School“ wurden Universitätsbesuche durchgeführt, die diese Bausteine verknüpfen. Unsere bisherigen Untersuchungen haben gezeigt, dass die Schüler*innen dabei auf vielfältige Weise angeregt werden können, über Nature of Science (NoS) zu reflektieren (Bednarek & Wodzinski, 2020). Die von Schüler*innen wahrgenommenen Reflexionsanlässe werden analysiert, um in einem Design-Based-Research-Ansatz (Reinmann, 2005) die Bausteine der Universitätsbesuche weiterzuentwickeln. Dafür werden Interviews, die mit Schüler*innen im Rahmen der Universitätsbesuche durchgeführt wurden, ausgewertet. Ergebnisse dieser Auswertung werden im Vortrag vorgestellt.

Referenz:

Zöchling, Sarah, Hopf, Martin, Woithe, Julia & Schmeling, Sascha (2021). Die Rolle interessanter Inhalte und Kontexte im Physikunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 153). Universität Duisburg-Essen

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Inklusion und Naturwissenschaften systematisch verknüpfen

Stinken-Rösner, Lisa, Abels, Simone, Hundertmark, Sarah, Menthe, Jürgen, Nehring, Andreas & Rott, Lisa

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Schulische Experimentierumgebungen können naturwissenschaftliche Grundbildung fördern und dadurch zur sozialen Teilhabe beitragen. Für eine Teilhabe aller Schüler*innen am Experimentierprozess müssen insbesondere die Experimentieranleitungen möglichst barrierefrei gestaltet sein. Um bestehende Umgebungen auf ihre Barrierefreiheit hin überprüfen zu können, gibt das Projekt INEXdigital eine Definition des Konstrukts „Barrierefreiheit von Experimentieranleitungen“ mit vier Teilaspekten: Funktionale, sprachliche und visuelle Zugänglichkeit der Anleitung sowie Zugänglichkeit zum Experimentieren. Ein entsprechendes Testinstrument wird vorgestellt, das die von Schüler*innen wahrgenommene Barrierefreiheit von typischerweise eingesetzten Experimentieranleitungen misst. In einer Pilotierung des Tests mit N=327 Schüler*innen der Sekundarstufe I konnte die Dimensionalität des untersuchten Konstrukts bestätigt werden. Darüber hinaus geben die Daten Einblick dazu, welche Barrierefreiheitsaspekte aktuell von Schüler*innen mit unterschiedlichen Lernvoraussetzungen verschieden wahrgenommen werden.

Referenz:

Stinken-Rösner, Lisa, Abels, Simone, Hundertmark, Sarah, Menthe, Jürgen, Nehring, Andreas & Rott, Lisa (2021). Inklusion und Naturwissenschaften systematisch verknüpfen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 169). Universität Duisburg-Essen

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Das Konzept „Elektrizitätslehre mit Potenzial“ aus Sicht der Lehrkräfte

Burde, Jan-Philipp, Schubatzky, Thomas, Haagen-Schützenhöfer, Claudia, Wilhelm, Thomas, Dopatka, Liza, Spatz, Verena, Ivanjek, Lana & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Kontextbasierter Unterricht ist ein integraler Bestandteil der Curricula im Fach Chemie. Bisherige Studienergebnisse deuten jedoch an, dass unterschiedliche Schülergruppen von unterschiedlichen Kontexten profitieren. Die vorgestellte Untersuchung knüpft an diese Ergebnisse an und untersucht die Kontextwahl von Lernenden mit unterschiedlichen Personenmerkmalen, ihre Wahlmotive und ihre Zufriedenheit nach der Aufgabenbearbeitung. Ziel ist es, Schülertypen bezüglich der Kontextwahl zu identifizieren. Dazu wurde eine Schülerbefragung in der Jahrgangsstufe 9 an Gymnasien durchgeführt. Die Lernenden erhielten Aufgaben zum Thema Säuren und Basen, eingebettet in sechs unterschiedliche Kontexte. Unmittelbar nach der Entscheidung für einen Kontext wurden die Gründe für die Kontextwahl mithilfe eines Fragebogens erhoben. Abschließend erfolgte nach der Bearbeitung der Aufgabenstellung eine Reflexion der Kontextwahl.

Mithilfe einer Clusteranalyse konnten unterschiedliche Schülertypen beschrieben werden, die sich hinsichtlich ihrer Wahlmotive unterscheiden.

Referenz:

Burde, Jan-Philipp, Schubatzky, Thomas, Haagen-Schützenhöfer, Claudia, Wilhelm, Thomas, Dopatka, Liza, Spatz, Verena, Ivanjek, Lana & Hopf, Martin (2021). Das Konzept „Elektrizitätslehre mit Potenzial“ aus Sicht der Lehrkräfte. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 145). Universität Duisburg-Essen

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Vergleich von Elementarisierungen der Mechanik in der Sekundarstufe I

Seiter, Marco, Krabbe, Heiko & Wilhelm, Thomas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die Corona-Pandemie forderte eine digitale Organisation des Unterrichts, in der insbesondere asynchrone, individuelle Lehrangebote sinnvoll erscheinen. Mit der Bereitstellung von Online-Lernvideos zu einfachen Stromkreisen und anschließenden interaktiven Online-Aufgaben können zuhause eigenständig Konzepte erarbeitet und in kurzen Videokonferenzen intensiviert werden, was dem Grundgedanken des Flipped Classrooms sehr nahe kommt.

In einer Kooperation dreier Universitäten wurde eine digitale Unterrichtskonzeption mit insgesamt 12 Lerneinheiten zum Elektronengasmodell für den Flipped Classroom mit Lernvideos und interaktiven Aufgaben entwickelt, die nun in 15 Schulklassen (N = 320 SuS) und in einer Vorlesung Schulphysik (N = 12 Studierende) im Homeschooling eingesetzt wurden. Dabei wurden u.a. das Nutzungsverhalten sowie die empfundene Verständlichkeit der Materialien eruiert. Die Ergebnisse aus dieser Erhebung werden im Beitrag vorgestellt.

Aufbauend auf diesen Ergebnissen sollen in einer Folgestudie die experimentelle Kompetenz und das konzeptionelle Verständnis der SuS untersucht werden.

Referenz:

Seiter, Marco, Krabbe, Heiko & Wilhelm, Thomas (2021). Vergleich von Elementarisierungen der Mechanik in der Sekundarstufe I. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 133). Universität Duisburg-Essen

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Einführung

Rumann, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Referenz:

Rumann, Stefan (2021). Einführung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 2). Universität Duisburg-Essen

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