Autor: GDCP

Clusteranalytische Ergebnisse: Studierendenprofile im Fach Chemie

Janke, Salome, Habig, Sebastian, Sumfleth, Elke & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In der Studieneingangsphase schließen sich MINT-Studierende oft zu Lerngruppen zusammen, um beispielsweise Übungsaufgaben zu bearbeiten (u.a. Metzger & Schulmeister, 2011). Während zu individuellem Lernen in der Studieneingangsphase bereits eine Vielzahl von Studien existiert, sind Lerngruppen bisher kaum erforscht. Durch die Analyse der Genese und des Umgangs mit den essentiellen Herausforderungen des MINT-Studiums –Selbstregulation (u.a. Göller, 2019), Kognition und Akkulturation (u.a. Tinto, 1975) – soll die Frage beantwortet werden, welche Funktionen Lerngruppen erfüllen.

Dazu wurden in einer Vor- und Hauptstudie Einzel- und Gruppeninterviews mit Studierenden der Physik und Mathematik geführt, transkribiert und mithilfe einer qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet. Erste Ergebnisse zeigen u.a. unterschiedliche Typen von Lerngruppen, die sich in ihren Funktionen und Wirkungen bezogen auf den Lernerfolg unterscheiden. Wie diese Erkenntnisse quantifiziert und für die Lehre adaptiert werden können, ist zu diskutieren.

Referenz:

Janke, Salome, Habig, Sebastian, Sumfleth, Elke & Walpuski, Maik (2021). Clusteranalytische Ergebnisse: Studierendenprofile im Fach Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 85). Universität Duisburg-Essen

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Zur Studienabbruchintention von Bildungsaufsteigern im Chemiestudium

Paczulla, Bianca, Fischer, Vanessa, Sumfleth, Elke & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Da im Fach Chemie die Studienabbruchquote in den letzten Jahren mit bis zu 45 % stetig hoch ist, liegt die Identifikation kognitiver und affektiver Studienerfolgsprädiktoren im Fokus (Heublein et al., 2018). Während die DFG-Forschergruppe ALSTER allgemeine und fachspezifische Studienerfolgsprädiktoren identifizieren konnte, werden in diesem darauf aufbauenden Beitrag die Kombinationen verschiedener Merkmalsausprägungen der relevanten Studienerfolgsprädiktoren für mehrere Studierendenprofile untersucht (Averbeck et al., 2017). Mit einer hierarchischen Clusteranalyse wurden sechs Studierendenprofile generiert. Diese geben Aufschluss über die voneinander abgrenz- und interpretierbaren Studierendengruppen. Zusätzlich zeigen Zusammenhänge zwischen den identifizierten Profilen und den kumulierten Modulabschlussnoten, dass sich Studierende der leistungsschwächeren Profile signifikant von denen des leistungsstarken Profils unterscheiden, sodass sich förderliche und nachteilige Merkmalskombinationen ermitteln lassen. Detaillierte Befunde werden im Rahmen der Jahrestagung präsentiert.

Referenz:

Paczulla, Bianca, Fischer, Vanessa, Sumfleth, Elke & Walpuski, Maik (2021). Zur Studienabbruchintention von Bildungsaufsteigern im Chemiestudium. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 81). Universität Duisburg-Essen

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Möglichkeiten zur Online-Selbsteinschätzung im Physikstudium

Lüders, Christina, Asali, Ahmad, Staacks, Sebastian & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die Entwicklung der individuellen Studienabbruchmotivation wird durch den individuellen Studienprozess bestimmt, der auch durch die Bildungsherkunft beeinflusst wird (Heublein et al., 2017). Ebert & Heublein (2017) weisen darauf hin, dass Studienabbrecher häufiger aus hochschulfernen als aus hochschulnahen Herkunftsfamilien stammen. Es darf angenommen werden, dass Bildungsaufsteiger einen individuellen Studienprozess durchlaufen, der sich von demjenigen der Studierenden aus hochschulnahen Herkunftsfamilien unterscheidet. Diese Annahme wird im Teilprojekt Chemie des Forschungsprojekts CASSIS unter der Fragestellung untersucht, welche besonderen Gefährdungsmerkmale Bildungsaufsteiger aufzeigen. Zur Beantwortung der Frage kann das detailliert erhobene Vorwissen einbezogen werden. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich Chemiestudierende aus hochschulnahen Herkunftsfamilien und Chemiestudierende aus hochschulfernen Herkunftsfamilien hinsichtlich der auf die Studienabbruchintention wirkenden Faktoren wie die Studienzufriedenheit oder auch die Studienmotivation unterscheiden.

Referenz:

Lüders, Christina, Asali, Ahmad, Staacks, Sebastian & Heinke, Heidrun (2021). Möglichkeiten zur Online-Selbsteinschätzung im Physikstudium. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 77). Universität Duisburg-Essen

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Förderung des symbolisch-mathematischen Modellverständnisses

Komor, Ines, Vorst, Helena van , Sumfleth, Elke, Roelle, Julian & Hasselbrink, Eckart

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In der Literatur gibt es eine Vielzahl von Untersuchungen zum Studienerfolg sowie Ansätze, um den Studienerfolg in den ersten Semestern zu erhöhen. Zur Untersuchung der Studieneingangsproblematik an der RWTH Aachen im Lehramt Physik wurde im WS 2019/20 sowie SS 2020 eine Fragebogenerhebung mit Studierenden des ersten bzw. zweiten Semesters durchgeführt. Neben Studienvorstellungen und Selbsteinschätzungen umfasste der Fragebogen gezielte Fragen zu Lehrveranstaltungen und gewünschten Unterstützungsmöglichkeiten. Ziel ist es, die Entwicklung der Studierenden im ersten Studienjahr zu erfassen, um spezifische Unterstützungsbedarfe festzustellen.

Im SS 2020 wurde begonnen, den Studierenden des zweiten Semesters gezielte Hilfestellungen zu Fachveranstaltungen anzubieten. Diese mussten auch den Herausforderungen des digitalen Lehrbetriebs genügen. Im Vortrag werden Ergebnisse der Fragebogenerhebung, die digitalen Unterstützungsangebote sowie Ansätze für eine (digitale) Begleitung der Erstsemesterstudierenden im WS 2020/21 vorgestellt.

Referenz:

Komor, Ines, Vorst, Helena van , Sumfleth, Elke, Roelle, Julian & Hasselbrink, Eckart (2021). Förderung des symbolisch-mathematischen Modellverständnisses. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 73). Universität Duisburg-Essen

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Ikonisches Modellverständnis und Studienerfolg in Chemie

Bille, Veronika, Opfermann, Maria, Roelle, Julian & Rumann, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das Erfassen des chemischen Problems, das Mathematisieren und das mathematische Arbeiten sind die wesentlichen Schritte des mathematischen Modellierungsprozesses in der Chemie. Die für das erfolgreiche Durchlaufen dieser Schritte benötigten Fähigkeiten lassen sich als symbolisch-mathematisches Modellverständnis zusammenfassen. Insbesondere in der Physikalischen Chemie spielt die Entwicklung und Nutzung symbolisch-mathematischer Modelle zur Lösung von Problemen eine wichtige Rolle. Dieses Projekt untersucht die Effektivität eines beispielbasierten Trainings zur Förderung des symbolisch-mathematischen Modellverständnisses hinsichtlich der Leistungen in der Physikalischen Chemie. Zur Evaluation des Trainings, welches Strategien zum Lösen von Modellierungsaufgaben, Fachinhalte aus der Physikalischen Chemie und relevante mathematische Arbeitsweisen beinhaltet, wird eine Interventionsstudie im Switching-Replications-Design durchgeführt. Die Leistungen der Studierenden werden mit Hilfe eines Tests zum symbolisch-mathematischen Modellverständnis und eines Fachwissenstests gemessen.

Referenz:

Bille, Veronika, Opfermann, Maria, Roelle, Julian & Rumann, Stefan (2021). Ikonisches Modellverständnis und Studienerfolg in Chemie. In: (S. 69).

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Denken in Alternativen – Ein Aufgabendesign für Lernende in der OC

Lieber, Leonie

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Referenz:

Lieber, Leonie (2021). Denken in Alternativen – Ein Aufgabendesign für Lernende in der OC. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 66). Universität Duisburg-Essen

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Dimensionalitätsanalysen von Modellnutzung zur Erkenntnisgewinnung im Chemieunterricht

Rost, Marvin & Tiemann, Rüdiger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Zwischen Auswendiglernen und sinnstiftendem Lernen bewegen sich Studierende meist auf der Seite des Auswendiglernens. In der Organischen Chemie jedoch ist sinnstiftendes Lernen essentiell, da erfolgreiches Problemlösen komplexes Denken erfordert. Während sinnstiftendes Lernen sich durch analytisches, aber auch zeitintensives Reflektieren charakterisiert, ermöglicht das Auswendiglernen den Abruf einfacher Informationen, beruht jedoch häufig auf Heuristiken. Diese ermöglichen schnelle Entscheidungen, die meist auf einzelnen Variablen beruhen und sich auf explizite Merkmale beschränken. Implizite Merkmale, sowie das Verknüpfen mehrerer Variablen werden meist vernachlässigt. Um den Lernenden aufzuzeigen welche Ansätze sie selbst beim Problemlösen verfolgen und wie sie mit alternativen Reaktionswegen argumentieren, wurde eine Aufgabensequenz entwickelt und in einer qualitativen Studie mit Chemiestudierenden im Interview getestet. Die qualitative Analyse zeigt die Tiefe der Argumentationsstruktur im interpersonellen Vergleich auf und liefert Implikationen für die Lehre an der Hochschule.

Referenz:

Rost, Marvin & Tiemann, Rüdiger (2021). Dimensionalitätsanalysen von Modellnutzung zur Erkenntnisgewinnung im Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 62). Universität Duisburg-Essen

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Einsatz von Video-Vignetten zur Förderung der Diagnosekompetenz

Krumphals, Ingrid & Haagen-Schützenhöfer, Claudia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In der Studie wurde ein theoretisch hergeleiteter Strukturvorschlag zur Modellnutzung im Chemieunterricht untersucht. Modelle wurden als epistemische Werkzeuge definiert, die situationsgebunden mit vier Komponenten (kleinste Sinneinheiten, Relationen, Operationen, formallogische Regeln) beschrieben werden können. Unter der Annahme, dass Modellnutzung als hypothetisch-deduktives Verfahren durchlaufen werden kann, wurden Multiple-Choice-Aufgaben konstruiert und von SchülerInnen der 10. Jahrgangsstufe (N = 524) an Berliner Gymnasien bearbeitet. Die übergreifende Hypothese lautet: Empirisch liegt 4-Dimensionalität im Sinne der vier Komponenten vor. Die Auswertung der Richtig-Falsch-Antworten erfolgte über verschiedene, multidimensionale IRT-Modelle, die aus der Theorie abgeleitet wurden. Bei einer Skalierung unter Within-Item-Dimensionality müssen die vier Dimensionen statistisch nicht zurückgewiesen werden und liefern gegenüber anderen, theoretisch plausiblen Strukturannahmen die beste Erklärung für die Daten. Strategien für die Absicherung des Modells gegen den Zufall sind ebenso Bestandteil der Darstellung, wie exemplarische und damit verbundene Validitätsüberlegungen. Die Gesamtstudie wird skizziert, es werden die latenten Korrelationen der Dimensionen mit Kovariablen (z. B. Lesefähigkeit) diskutiert und ein Ausblick auf Anschlussforschung gegeben.

Referenz:

Krumphals, Ingrid & Haagen-Schützenhöfer, Claudia (2021). Einsatz von Video-Vignetten zur Förderung der Diagnosekompetenz. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 58). Universität Duisburg-Essen

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Analyse chemiedidaktisch relevanter diagnostischer Kompetenzen

Stollin, Fabian & Bolte, Claus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Diagnosekompetenz von Lehrpersonen beeinflusst die individuellen Lernprozesse von SchülerInnen bedeutend. Deshalb soll die Förderung der Diagnosekompetenz in der Lehramtsausbildung forciert werden. Diesem Ziel folgt ein DBR-Projekt, in dem eine Lernumgebung für das Bachelor-Ph-LA-Studium (weiter-)entwickelt wird. Sie bedient sich dem vielversprechenden Ansatz des Einsatzes von Video-Vignetten. Anhand dieser sollen die Studierenden den Diagnoseprozess in Bezug auf Diagnose von Schülervorstellungen durchlaufen. Die vorliegende Studie untersucht u.a. die Fragestellung, wie Studierende diese Lerngelegenheiten wahrnehmen und welche lernförderlichen und hinderlichen Aspekte durch den Einsatz der Video-Vignetten auftreten. Dazu wurden Gruppenarbeitsszenarien videographiert und zusammen mit weiteren Artefakten der Lehrveranstaltung mittels Dichte-Beschreibung nach Geertz analysiert. Erste Ergebnisse zeigen fachliche sowie fachdidaktische Mängel der Studierenden, die sich als besonders hinderlich in Bezug auf den Diagnoseprozess von Schülervorstellungen erweisen.

Referenz:

Stollin, Fabian & Bolte, Claus (2021). Analyse chemiedidaktisch relevanter diagnostischer Kompetenzen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 54). Universität Duisburg-Essen

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Entwicklung eines Workflows für quantitative Datenauswertungen in R für die MINT-Didaktiken

Rost, Marvin, Buschhüter, David, Grottke, Tina & Möhrke, Philipp

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Es gilt als äußerst schwierig, diagnostische Kompetenzen in authentischen Unterrichtssituationen systematisch zu erforschen, da der Einfluss störender Variablen im live-Unterricht kaum zu kontrollieren oder sogar gänzlich auszuschließen ist. Durch den Einsatz eines im Auftrag des IPN Kiel entwickelten und für unsere Anliegen eigens adaptierten Computerprogramms ist es nunmehr möglich, unterrichtsähnliche Situationen zu simulieren und Leistungsparameter simulierter Schüler*innen systematisch zu kontrollieren. Die auf diesem Wege entwickelten virtuellen Unterrichtssituationen eröffnen die Möglichkeit, in experimentell angelegten Studien didaktische relevante diagnostische Kompetenzen von (angehenden) Chemielehrer*innen systematisch zu erforschen. – In Kooperation mit dem Institut für Pädagogische Psychologie und dem cap3-Entwicklungsbüro in Kiel haben wir Szenarien entwickelt, die Situationen im Fach Chemie simulieren. Im Vortrag werden wir über die Entwicklung des Programms zur Simulation von Chemieunterricht und über Ergebnisse aus unserer experimentell angelegten Studie berichtet.

Referenz:

Rost, Marvin, Buschhüter, David, Grottke, Tina & Möhrke, Philipp (2021). Entwicklung eines Workflows für quantitative Datenauswertungen in R für die MINT-Didaktiken. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 51). Universität Duisburg-Essen

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