Autor: GDCP

Virtuelle Labore zur Vor- und Nachbereitung von Freiland-Experimentiereinheiten

Neff, Sascha, Engl, Alexander, Kauertz, Alexander & Risch, Björn

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Unterrichtliche Vorbereitung beeinflusst maßgeblich die Wirksamkeit außerschulischen Lernens (Glowinski, 2007; Klees & Tillmann, 2015). Eine mögliche Vorbereitungsart liegt in der Bereitstellung modularer, plattformübergreifender virtueller Lernumgebungen. Im Projekt Open MINT Labs werden virtuelle Labore zur Vorbereitung auf Experimentierphasen für Schüler*innen und Studierende entwickelt. Ausgehend von diesem, für den Hochschulbereich bereits als gewinnbringend beschriebenen, Konzept (Roth et al., 2015) werden virtuelle Labore zum Themengebiet Gewässeranalytik theoriebasiert und kriteriengeleitet (z.B. Wiener Treffen zu Lernpfaden, 2006) für die Sekundarstufe I konzipiert. Im Rahmen einer Studie im Kontrollgruppendesign wird einer virtuell-interaktiven Vorbereitung eine inhaltlich adäquate skriptbasierte Vorbereitung gegenübergestellt. Dabei werden die Konstrukte Fachwissenszuwachs und Experimentierfehler mittels Fragebogenerhebung sowie Videoanalyse erfasst. Der Posterbeitrag zeigt Konzeption und Validierung der Lernumgebungen sowie erste Ergebnisse der Pilotierung auf.

Referenz:

Neff, Sascha, Engl, Alexander, Kauertz, Alexander & Risch, Björn (2020). Virtuelle Labore zur Vor- und Nachbereitung von Freiland-Experimentiereinheiten. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 705). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Gemeinsam Entdecken und Forschen im Reallabor Queichland

Engl, Alexander, Schehl, Marie, Rieger, Marc, Rudolf, Britta, Volz, Daniel & Risch, Björn

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Reallabor QUEICHLAND erhalten Bürger*innen die Möglichkeit an naturwissenschaftlichen Angeboten im Kontext ausgewählter Sustainable Developement Goals (SDGs) zu partizipieren. Dabei steht der Dialog zwischen Wissenschaft und Zivilgesellschaft im Fokus. Im Rahmen der Nachhaltigkeitsdebatte und der Umweltbildung wird Citizen Science als ein Instrument erfolgreicher Bildungsarbeit zur Einstellungs- und Verhaltensänderung bezeichnet (Richter et al., 2016). Die teilnehmenden Laien sind aktiv in authentische Forschungsarbeiten eingebunden, erlangen so einen Einblick in den wissenschaftlichen Prozess und generieren selbst neue Erkenntnisse. Empirische Studien zeigen jedoch unterschiedliche Ergebnisse bezüglich der Wirkung von Citizen Science auf die Teilnehmenden (Gommerman & Monroe, 2012). Daher wird im Reallabor QUEICHLAND untersucht, inwieweit sich die Methode dazu eignet Nachhaltigkeitskompetenzen sowie die Fähigkeit zum interdisziplinären und systemischen Denken zu stärken, um eine Transformation der Gesellschaft hin zu mehr Nachhaltigkeit zu ermöglichen.

Referenz:

Engl, Alexander, Schehl, Marie, Rieger, Marc, Rudolf, Britta, Volz, Daniel & Risch, Björn (2020). Gemeinsam Entdecken und Forschen im Reallabor Queichland. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 693). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Schlüsselexperiment und Forschendes Lernen – Ein Zugang zur
Quantenphysik?

Waitzmann, Moritz, Scholz, Rüdiger & Weßnigk, Susanne

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Neuere fachdidaktische Ansätze zum Einstieg in die Quantenphysik tendieren zur Abkehr vom historischen Zugang mittels Foto- und Compton- Effekt. Viel mehr werden, dem Beispiel Feynmans folgend, eindeutig quantenoptisch interpretierbare Realexperimente vorgeschlagen, deren Ziel es ist, die zur klassischen Physik konträren Wesenszüge der Quantenphysik zu fokussieren, semiklassische Sichtweisen zu vermeiden und ein tiefergehendes quantenphysikalisches Verständnis bei Lernenden zu erreichen. Im Schülerlabor foeXlab wird ein Zugang mit Hilfe eines Schlüsselexperiments verfolgt, der die Wesenszüge Nichtlokalität und Superposition herausstellt. Inwieweit der Einsatz des Schüsselexperiments zu einer Konzeptentwicklung im Bereich Schulquantenphysik führt und diese zusätzlich durch Aspekte forschenden Lernens befördert werden, ist unbekannt.

Das Poster stellt ein Schlüsselexperiment vor, das ausschließlich quantenphysikalisch erklärt werden kann und zeigt ein Beobachtungsinstrument, das Aktivitäten forschenden Lernens identifiziert.

Referenz:

Waitzmann, Moritz, Scholz, Rüdiger & Weßnigk, Susanne (2020). Schlüsselexperiment und Forschendes Lernen – Ein Zugang zur
Quantenphysik?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 701). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Reflektiertes Entscheiden nachhaltigkeitsbezogener Fragen

Priert, Christina & Menthe, Jürgen

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Ziel der Bildung für nachhaltige Entwicklung ist es, Lernende zu einer reflektierten Auseinandersetzung mit Zukunftsfragen anzuregen. Im Chemieunterricht wird diese Fähigkeit im Kompetenzbereich Bewerten angesiedelt. Wichtiger Bestandteil von Bewertungsprozessen sind Intuitionen, die allerdings sowohl im Unterricht wie in der fachdidaktischen Forschung bisher kaum Beachtung gefunden haben. Die reflektierte Auseinandersetzung mit eigenen Entscheidungen kann eine Selbstverständigung über Entscheidungsprozesse initiieren und die Rolle impliziter Wissensbestände und Intuitionen aufdecken. In einer Längsschnittstudie werden Unterrichtsdiskussionen von Jugendlichen und anschließende Reflexionsphasen zu nachhaltigkeitsrelevanten Themen videografiert und mit der Dokumentarischen Methode ausgewertet. Ziel der Untersuchung ist es einerseits, die entscheidungsrelevanten Orientierungen (kommunikatives und konjunktives Wissen) zu rekonstruieren und andererseits die Wirksamkeit des Einsatzes von Reflexionsphasen bezüglich der Selbstverständigung und der Förderung reflektierter Entscheidungsprozesse zu untersuchen.

Referenz:

Priert, Christina & Menthe, Jürgen (2020). Reflektiertes Entscheiden nachhaltigkeitsbezogener Fragen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 665). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Virtuelle Exkursionen 2.0 – Neue Technologien für zukünftiges Lernen

Rieger, Marc, Engl, Alexander & Risch, Björn

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Unter dem Begriff der virtuellen Exkursion wird eine didaktisch strukturierte und aufbereitete, multimediale sowie interaktive Lehr- und Lernumgebung verstanden (Lindau et al. 2018) Virtuelle Exkursionen ermöglichen Lernenden im naturwissenschaftlichen Unterricht an bis dato von ihnen noch nie gesehene Orte und Phänomene zu gelangen, ohne dabei das Klassenzimmer zu verlassen. Bedingt durch die fehlende Technik in den vergangenen Jahrzenten beschränkten sich virtuelle Exkursionen jedoch zumeist auf einfach programmierte Umgebungen mit Tools wie beispielsweise Flash 3D. Mittlerweile tritt mit der „Virtuellen Realität“ eine innovative Technik in den Fokus von Bildungsangeboten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird aufgezeigt, wie mittels neuer Webtechnologien (z. B. A-Frame, HTML5) und 360° Aufnahmen durch High-End Kameras immersive 360° VR-Webumgebungen zu verschiedenen Aktivitäten im Reallabor Queichland gestaltet werden können. Mit einem Design-Based Research Ansatz wird die Funktionalität und das erforderliche Design der Webumgebungen untersucht.

Referenz:

Rieger, Marc, Engl, Alexander & Risch, Björn (2020). Virtuelle Exkursionen 2.0 – Neue Technologien für zukünftiges Lernen . In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 697). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Chemie inklusiv unterrichten – Möglichkeiten in der Lehrerbildung

Groß, Katharina

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Mit der gesetzlichen Verankerung der inklusiven Beschulung an allgemeinbildenden Schulen werden Chemielehrer*innen vor neue Herausforderungen im Unterricht gestellt. Die seit langem sowohl in der chemiedidaktischen Forschung als auch in der alltäglichen Schulpraxis anerkannte Entwicklungs-, Lern- und Leistungsheterogenität von Schüler*innen tritt im Zuge der Inklusion verstärkt in den Mittelpunkt von (Chemie-)Unterricht. Neben der Erforschung von angemessenen Lerngelegenheiten für Schüler*innen in einem inklusiven Chemieunterricht gilt es, die Lehreraus- und weiterbildung in den Blick zu nehmen, da sowohl Kompetenzen als auch Einstellungen von (angehenden) Lehrern eine zentrale Voraussetzung für die angemessene Umsetzung eines inklusiven Chemieunterrichts darstellen. Das Poster stellt ein Projekt vor, in dem mit Hilfe eines forschungsbasierten Seminarkonzepts, die Veränderung und Entwicklung inklusionsbezogener Kompetenzen und Einstellungen von Chemiestudierenden (N=57) sowohl qualitativ (Prozessportfolios) als auch quantitativ (SACIE-R-Skala und TEIP-Skala) erhoben wurden.

Referenz:

Groß, Katharina (2020). Chemie inklusiv unterrichten – Möglichkeiten in der Lehrerbildung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 720). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Der gemeinsame Gegenstand im inklusiven Chemieunterricht

Thews, Sina Gómez & Menthe, Jürgen

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Seit Inkrafttreten der UN-Behindertenrechtskonvention vor 10 Jahren stellt Inklusion ein zentrales fachdidaktisches Forschungsfeld dar. Ein Unterricht, an dem alle partizipieren können, ist dabei das Ziel von inklusiver Unterrichtsplanung. Aber bereits in den 1980er Jahren wurde der Anspruch einer Schule für alle erhoben. Georg Feuser forderte in seinen Arbeiten, dass alle Lernenden zusammen kooperativ am gemeinsamen Gegenstand lernen sollten. In der Literatur wird vielfach auf den Begriff des gemeinsamen Gegenstands und seine Bedeutung für die Unterrichtsplanung eingegangen.

Es ist allerdings unklar, was genau für die unterschiedlichen Lernenden jeweils den gemeinsamen Gegenstand darstellt. Durch Auswertung von Videografien naturwissenschaftlichen Unterrichts mit Hilfe der dokumentarischen Methode soll der gemeinsame Gegenstand aus Sicht der Schüler/innen rekonstruiert werden. Die Ergebnisse werden genutzt, um Planungshilfen für einen Chemieunterricht für alle Lernenden zu entwickeln.

Referenz:

Thews, Sina Gómez & Menthe, Jürgen (2020). Der gemeinsame Gegenstand im inklusiven Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 716). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Außerschulische Lernangebote komplementär vernetzen und evaluieren

Sajons, Christin & Komorek, Michael

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Komplementäre Vernetzung bedeutet, dass sich Angebote verschiedener außerschulischer Lernstandorte (hier: Schülerlabor, Nationalpark-Haus, Botanischer Garten Umweltbildungszentrum, Küstenmuseum) inhaltlich, methodisch oder von ihren Zielen her (z. B. BNE) gewinnbringend ergänzen. Im Entwicklungsteil der Studie wurden Angebote zu den Themen “Herausforderung Leben an der Küste” und “Leben im Klimawandel” komplementär vernetzt und es wurden eine Lehrerfortbildung und eine Projektwoche entwickelt. Im empirischen Teil wurden die Fortbildungsteilnehmer zu ihren Bedarfen an vernetzten Lernangeboten und zu ihren Ideen der Verknüpfung mit Unterricht befragt. Per Interview und begleitender Beobachtung wurde während der Projektwoche bei den Schülern untersucht, wie sie die differenten Perspektiven der Lernorte (naturwissenschaftlich, historisch, ökonomisch, ökologisch, ethisch etc.) und das komplexe Projektwochenthema nachvollziehen und fachliches und interdisziplinäres Wissen erweitern konnten. Theoretische Basis bildet die auf außerschulisches Lernen adaptierte Didaktischen Rekonstruktion (Laherto, 2013).

Referenz:

Sajons, Christin & Komorek, Michael (2020). Außerschulische Lernangebote komplementär vernetzen und evaluieren. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 709). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Vorgehen im Entwickeln eines Analyserasters für Prädiktoren inklusiven Naturwissenschaftsunterrichts

Egger, Daniela, Brauns, Sarah & Abels, Simone

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Das vom BMBF geförderte Projekt Nawi-In (Naturwissenschaftlichen Unterricht inklusiv gestalten), beforscht die Entwicklung der professionellen Handlungskompetenz von Studierenden. Im Rahmen ihrer Praxisphase im Masterstudium planen die Studierenden inklusiven naturwissenschaftlichen Unterricht im Sinne Forschenden Lernens, führen diesen durch und reflektieren diesen im Anschluss. Um die Kompetenzen, die Studierende beim Unterrichten zeigen und entwickeln, bestimmen zu können, werden Prädiktoren gelingenden inklusiven Naturwissenschaftsunterrichts identifiziert und in einem Analyseraster dokumentiert. Ein systematisches Literaturreview (Fink, 2009) sowie leitfadengestützte Expert*inneninterviews wurden durchgeführt (Gläser & Laudel, 2009) und jeweils mit der qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet (Mayring, 2003). Mit der Methodentriangulation nach Flick (2004) werden die Ergebnisse aus Forschungsstand und Schulpraxis zusammengeführt, um auf dieser Grundlage ein Analyseraster aufzustellen.

Referenz:

Egger, Daniela, Brauns, Sarah & Abels, Simone (2020). Vorgehen im Entwickeln eines Analyserasters für Prädiktoren inklusiven Naturwissenschaftsunterrichts. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 713). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen

Simulationen im inklusiven Nawi-Unterricht:
Erhebung des Status Quo

Stinken-Rösner, Lisa & Abels, Simone

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Das Angebot an digitalen Medien für den Unterricht ist in den letzten Jahrzehnten stets gewachsen. Insbesondere für die naturwissenschaftlichen Fächer werden dabei teilweise sehr spezifische Angebote wie z.B. Simulationen entwickelt. Diese können unter anderem eingesetzt werden, um Barrieren des Realexperiments abzubauen oder um unterschiedliche Lernvoraussetzungen zu berücksichtigen.

Die steigende Anzahl an frei verfügbaren Simulationen, positive Forschungsergebnisse bezüglich deren Einsatz sowie explizite Nutzungsempfehlung durch die Lehrpläne lassen vermuten, dass Simulationen bereits fester Bestandteil des Unterrichtsalltags sind. Ob dies jedoch der Realität entspricht, ist bisher nicht nachgewiesen.

Zur Erhebung des Status Quo wird im Rahmen einer Lehrer*innenbefragung der Einsatz von Simulationen im naturwissenschaftlichen Unterricht untersucht. Es wird analysiert, auf welche Quellen Lehrkräfte zurückgreifen, welche Kriterien sie bei der Auswahl von Simulationen anwenden und in welchem Ausmaß Simulationen von ihnen im inklusiven Fachunterricht eingesetzt werden.

Referenz:

Stinken-Rösner, Lisa & Abels, Simone (2020). Simulationen im inklusiven Nawi-Unterricht:
Erhebung des Status Quo. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 736). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls verfügbar: Tagungsband herunterladen