Autor: GDCP

DiSSI – Diversity in Science towards Social Inclusion

Kieferle, Sarah, Markic, Silvija, Devetak, Iztok, Essex, Jane, Salehjee, Saime, McHugh, Martin, Hayes, Sarah & Stojanovska, Marina

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In den aktuellen Diskussionen herrscht Uneinigkeit, ob eigene Smartphones der Schüler:innen den Unterricht bereichern oder vielmehr stören können. Im Projekt smart for science wird das Distraktionspotential eigener (BYOD) und schul-verwalteter (COPE) Smartphones im Chemie-, Mathematik- und Physikunterricht untersucht, um Gelingensbedingungen für den Einsatz des BYOD-Ansatzes zu identifizieren. Dazu wurde in der Physik eine Lerneinheit zum Thema „Elektromobilität und nachhaltige Energiewirtschaft“ für die neunte Jahrgangsstufe erstellt, in der das Smartphone zur digitalen Messwerterfassung genutzt wird. Die Studie untersucht papierbasiert und per Videobrille die Auswirkung des BYOD- Ansatzes gegenüber dem COPE-Ansatz hinsichtlich des Distraktionspotentials und der Lernleistung. Die Ergebnisse der Pilotstudie bezüglich der Eignung der Lerneinheit und der Testinstrumente werden auf dem Poster vorgestellt.

Referenz:

Kieferle, Sarah, Markic, Silvija, Devetak, Iztok, Essex, Jane, Salehjee, Saime, McHugh, Martin, Hayes, Sarah & Stojanovska, Marina (2021). DiSSI – Diversity in Science towards Social Inclusion. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 753). Universität Duisburg-Essen

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Naturwissenschaftsbezogene Leistungspotenziale bei Grundschulkindern diagnostizieren

Mehrtens, Tobias, Köster, Hilde, Refehldt, Daniel & Müller, Freya

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Ansätze für sozial inklusiven naturwissenschaftlichen Unterricht konzentrieren sich derzeit meist auf nur eine Dimension der Diversität. Dabei wird die Tatsache, dass Vielfalt mehrdimensional ist, vernachlässigt und somit sind in Sinne der sozialen Inklusion durchgeführte Maßnahmen nur von eingeschränktem Erfolg. Das Ziel des Projekts DiSSI ist, die gezielte Förderung inklusiver Lehrmethoden, die mehrere Dimensionen der Diversität gleichzeitig berücksichtigen. Forscherinnen und Forscher aus Irland, Deutschland, dem Vereinigten Königreich, Slowenien und Mazedonien entwickeln einen Lehransatz für außerschulische Lernorte, der die Bedürfnisse von Schülergruppen (i) mit einem niedrigen sozioökonomischen Status, (ii) unterschiedlicher ethnischer Minderheiten oder mit einem anderen kulturellen Hintergrund als der vorherrschenden Kultur, (iii) mit unterschiedlichen Sprachkenntnissen und/oder (iv) hochbegabt sind, berücksichtigt. Um das inklusive Konzept auch in die formelle Bildung umzusetzen, wird es in die Aus- und Fortbildung von Lehrperson der naturwissenschaftlichen Fächer integriert.

Referenz:

Mehrtens, Tobias, Köster, Hilde, Refehldt, Daniel & Müller, Freya (2021). Naturwissenschaftsbezogene Leistungspotenziale bei Grundschulkindern diagnostizieren. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 749). Universität Duisburg-Essen

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Relativitätstheorie: Design und Evaluation eines Online-Schülerlabors

Weissenborn, Sven, Kraus, Ute & Zahn, Corvin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Beitrag werden ein neues Modell, ein didaktischer Ansatz zur Förderung (Köster 2018) sowie die Entwicklung eines hierauf basierenden Instruments zur Diagnose (besonderer) naturwissenschaftsbezogener Leistungspotenziale bei Grundschulkindern zur Diskussion gestellt. Es wird auf eine facettenreiche Lernumgebung eingegangen, die praxisnah und geeignet ist, Neugier, Motivation sowie bereichsspezifische Interessen von Kindern zu stimulieren und forschendes Lernen anzuregen. Erste Ergebnisse dazu, inwiefern das Setting Hinweise auf besondere Potenziale bei Kindern geben kann, werden vorgestellt.

Referenz:

Weissenborn, Sven, Kraus, Ute & Zahn, Corvin (2021). Relativitätstheorie: Design und Evaluation eines Online-Schülerlabors. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 745). Universität Duisburg-Essen

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Virtual Reality Chemielabor für Labor- und Gerätekunde

Fleischer, Timo, Tatzgern, Markus, Deibl, Ines & Zumbach, Jörg

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Wer sich mit Gravitation entsprechend der Allgemeinen Relativitätstheorie beschäftigt, wird in den Standardlehrbüchern schnell mit komplexen und für die Schule ungeeigneten mathematischen Formulierungen konfrontiert. Dabei geht es auch anders, denn Gravitation und Geometrie hängen unweigerlich zusammen und Geometrie ist bereits in frühen Schuljahren fester Bestandteil des Lehrplans. Die Anzahl solcher Ansätze, die über einen geometrischen Zugang die Allgemeine Relativitätstheorie versuchen zu vermitteln, ist jedoch noch nicht sehr groß. Insbesondere ihre Wirksamkeit und der daran geknüpfte Lernerfolg sind wenig erforscht. Ziel des vorgestellten Projektes ist die Bereitstellung und Evaluation schülerorientierter Online-Kurse, welche sich den geometrischen Charakter der Theorie zu Nutze machen. Dabei setzen wir eine digitale Version sogenannter Sektormodelle ein, mit denen sich die Geometrie gekrümmter Raumzeiten untersuchen lässt. Der Beitrag stellt das Design der digitalen Lernumgebung sowie die geplante Evaluation zur Lernwirksamkeit vor.

Referenz:

Fleischer, Timo, Tatzgern, Markus, Deibl, Ines & Zumbach, Jörg (2021). Virtual Reality Chemielabor für Labor- und Gerätekunde. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 741). Universität Duisburg-Essen

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Empirische Forschung im Erlanger SchülerForschungsZentrum

Fösel, Angela

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In der Chemiedidaktik und dem Chemieunterricht gibt es vielfältige Einsatzbereiche für digitale Medien, wie etwa digitale Messwerterfassung. Darüber hinaus können auch interaktive virtuelle 3D-Lernumgebungen ein großes Bildungspotential bieten, da die Lernenden hier mit virtuellen, realitätsgetreuen Objekten arbeiten und diese erkunden können. Die Kreation solcher Lernumgebungen, auf dem aktuellsten Stand der Technik, wird insbesondere durch Virtual Reality (VR) ermöglicht. Das Poster präsentiert ein deutschsprachiges VR Chemielabor für Labor- und Gerätekunde. Die Zielgruppe sind Lernende, die bisher keine oder wenig Erfahrung mit der Laborarbeit gemacht haben. Daher beschränken sich die Inhalte zunächst auf das Basiswissen, z.B. Geräte und deren Funktionen kennenlernen und benennen, Funktionsweise des Bunsenbrenners, usw. Im Vordergrund steht das möglichst realitätsgetreue Arbeiten in einem Chemielabor, welches zur Vorbereitung auf die Realsituation dienen soll. Daher wird die Lernumgebung interaktiv konzipiert, sodass die Lernenden mit den Laborgeräten in der VR arbeiten können.

Referenz:

Fösel, Angela (2021). Empirische Forschung im Erlanger SchülerForschungsZentrum. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 737). Universität Duisburg-Essen

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Potentiale von Augmented Reality für das Erlernen der organischen Chemie

Keller, Sebastian, Habig, Sebastian & Rumann, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Erlanger SchülerForschungsZentrum ESFZ forschen und tüfteln Jugendliche in einwöchigen Forschungscamps an ihren eigenen Forschungsideen aus den Bereichen Physik und Technik. Die Jugendlichen sind typischerweise hoch motiviert und engagiert, einige kommen bereits mit großer Expertise im Experimentieren, andere wachsen erst im Laufe der Camps generell in naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen hinein. – Wir haben über 3 Jahre hinweg die experimentelle Kompetenz der Teilnehmerinnen und Teilnehmer getestet. Verwendet wurde hierzu ein Testinstrument, das im Rahmen des Verbundprojektes MEK-LSA von den Universitäten Duisburg-Essen und Bremen sowie des IPN in Kiel entwickelt und eingesetzt wurde. In unserem Beitrag sollen Ergebnisse der in den ESFZ-Forschungscamps durchgeführten Tests vorgestellt und diskutiert werden.

Referenz:

Keller, Sebastian, Habig, Sebastian & Rumann, Stefan (2021). Potentiale von Augmented Reality für das Erlernen der organischen Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 733). Universität Duisburg-Essen

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Ein interaktives Steckbrett zum Aufbau elektrischer Schaltungen

Do, Huong Giang , Bläsing, Robin, Nell, Sebastian, Noritzsch, Jens, Staacks, Sebastian, Stampfer, Christoph & Heinke, Hendrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Für das Erlernen chemischer Fachinhalte sind ein ausgeprägtes räumliches Vorstellungs- und Abstraktionsvermögen essentiell. Insbesondere im Falle der organischen Chemie werden die Lernenden durch zahlreiche dreidimensionale Repräsentationsformen und abstrakte Molekülstrukturen kognitiv gefordert.

Ein vielversprechender Ansatz zur Unterstützung bietet die Erweiterung konventioneller Lernmaterialien um Augmented Reality (AR). Damit ist es möglich, mittels mobiler Endgeräte virtuelle 3D-Objekte oder Animationen in realen Lernumgebungen abzubilden. So können zum Beispiel unterschiedliche Konformationen chemischer Moleküle oder auch komplexe Reaktionsschritte per Animation visualisiert werden.

Bisher ist jedoch wenig über die Wirksamkeit AR-unterstützter Lernsettings auf kognitive Lernervariablen bekannt. Dieser Beitrag stellt eine Studie innerhalb eines DFG-Forschungsprojektes vor, die die kognitive Belastung der Lernenden mittels eines Experimental-/Kontrollgruppen-Designs in drei Themenbereichen untersucht. Hierbei wird hier auch der Einfluss der Benutzerfreundlichkeit der AR betrachtet.

Referenz:

Do, Huong Giang , Bläsing, Robin, Nell, Sebastian, Noritzsch, Jens, Staacks, Sebastian, Stampfer, Christoph & Heinke, Hendrun (2021). Ein interaktives Steckbrett zum Aufbau elektrischer Schaltungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 729). Universität Duisburg-Essen

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Physik literarisch vernetzen – neue Wege der Kontextorientierung

Havlena, Silvia Alexandra , Strahl, Alexander & Müller, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die App phyphox (physical phone experiments) bietet jedem Besitzer eines Smartphones die Möglichkeit, die eingebauten Sensoren des Handys für physikalische Experimente zu nutzen. Damit kann neues Wissen erfahrungsbasiert und selbstständig durch freies Experimentieren erarbeitet werden. Als mechanische Hilfsmittel und Erweiterungen der rein digitalen Anwendung wurden Experimentiersets aus Karton entworfen. Sie dienen nicht nur dazu, die Qualität der Messungen zu verbessern, sondern ermöglichen auch neue Experimentdurchführungen.

Jedes Experimentierset besteht aus mehreren Bausätzen, die ohne weitere Hilfsmittel zusammengebaut werden können. Trotz des simplen Aufbaus können die Experimentiersets komplexe Gerätschaften ersetzen und sind damit für jeden zugänglich.

Zum ersten Mal wurden Experimentiersets dieser Art im Rahmen einer Schüleruniversität mit Oberstufenschülern eingesetzt und dabei erste Evaluationen durchgeführt. Auf dem Poster werden die Experimentiersets und erste Erfahrungen aus ihrem Einsatz präsentiert.

Referenz:

Havlena, Silvia Alexandra , Strahl, Alexander & Müller, Andreas (2021). Physik literarisch vernetzen – neue Wege der Kontextorientierung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 725). Universität Duisburg-Essen

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Optimierung von Arbeitsblättern durch Feedback in Chemie

Tonyali, Büşra, Ropohl, Mathias & Schwanewedel, Julia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Fächerübergreifender Physikunterricht wird durch eine Vielzahl von Argumenten gestützt (Labudde, 2014), wobei oft von einer horizontalen Verknüpfung naturwissenschaftlicher Fächer ausgegangen wird. Eine Vernetzung mit geisteswissenschaftlichen Fächern wird seltener angedacht, obwohl sich hieraus vielversprechende Synergieeffekte, wie die überfachliche Berücksichtigung des Unterrichtsprinzips Leseerziehung, die Nutzung neuer Lernkontexte oder die Förderung unterschiedlicher Physikinteressen (Elster, 2010; Herbst, Fürtbauer & Strahl, 2016), ergeben können. Das vorliegende Dissertationsprojekt widmet sich daher der Frage nach dem Einfluss fiktionaler Literatur auf unterrichtliche Settings im Fach Physik, wodurch eine Symbiose von geistes- und naturwissenschaftlichen Fächern angestrebt wird. Hierfür werden literarische Werke auf fachphysikalische Inhalte hin analysiert und auf deren Grundlage kontextorientierte Aufgaben für den Physikunterricht konzipiert, welche auf dem Poster vorgestellt werden.

Referenz:

Tonyali, Büşra, Ropohl, Mathias & Schwanewedel, Julia (2021). Optimierung von Arbeitsblättern durch Feedback in Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 721). Universität Duisburg-Essen

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Auswerten von Versuchsdaten – Wo benötigen Oberstufenschüler Unterstützung?

Brockmüller, Steffen & Ropohl, Mathias

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Lehr-Lern-Materialien und darin enthaltene multiple externe Repräsentationen dienen im naturwissenschaftlichen Unterricht als grundlegendes Medium der Wissensvermittlung. Bisherige Befunde zeigen jedoch, dass das Wissen von Chemie-Lehramtsstudierenden über Repräsentationen eher gering ist und während des Studiums nicht weitreichend zunimmt. Dieser Wissensbereich ist jedoch besonders in der Unterrichtspraxis relevant, wenn Lehr-Lern-Materialien fachlich und fachdidaktisch richtig vorbereitet und eingesetzt werden sollen.

Auf Grundlage dieser Befunde wird ein praxisnahes und Moodle-basiertes Online-Selbstlernmodul für Lehramtsanwärter*innen (LAA, N = 120) entwickelt und derzeit in NRW erprobt. Die LAA sollen in drei Sitzungen ihre Fähigkeit verbessern, selbstgestaltete Arbeitsblätter zu bewerten und sie darauf aufbauend lernförderlicher gestalten. Als abhängige Variablen werden das Professionswissen und die Überzeugungen über Repräsentationen untersucht. Unabhängige Variablen sind intern (selbst-) und extern (fremd-) generiertes Feedback, welche mithilfe eines Likert-skalierten Bewertungsbogens erfasst werden.

Das Poster liefert einen Überblick über den Aufbau des Moduls und die geplanten Auswertungsmethoden.

Referenz:

Brockmüller, Steffen & Ropohl, Mathias (2021). Auswerten von Versuchsdaten – Wo benötigen Oberstufenschüler Unterstützung?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 717). Universität Duisburg-Essen

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