Autor: GDCP

Differenzierender Schülervorstellungstest zur Mechanik

Just, Anna Monika & Aufschnaiter , Claudia von

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Grundlage fachinhaltlich adaptiver Unterrichtsgestaltung, die an das Verständnis von Schüler*innen und deren Vorstellungen anknüpft, ist deren differenzierte und präzise Erfassung. Obwohl bereits Testinstrumente zur Erfassung von Schülervorstellungen (SV) vorliegen, nutzen nur wenige einen Ansatz, dem mögliche Graduierungen im Verständnis zugrunde liegen. Diesem Ansatz folgend wurde im Rahmen eines Projekts zu binnendifferenzierenden Lernangeboten in der Mechanik (Sek. II) ein Test zum Verständnis Newtonscher Axiome entwickelt, um Lernschwierigkeiten zu identifizieren und förderrelevante Hinweise zu generieren. Mit Bezug auf bestehende Tests, SV und Learning Progressions kommen dafür Items zum Einsatz, die in spezifischen Variablen systematisch kontrastiert werden. U. a. werden offene und Ordered-Multiple-Choice-Items sowie Items, die bei gegebenen Kräften nach dem Bewegungszustand und umgekehrt fragen, eingesetzt. Ferner wird zudem zwischen horizontalen und vertikalen Bewegungen unterschieden. Im Fokus des Posters stehen das Testinstrument und erste Ergebnisse seiner Pilotierung.

Referenz:

Just, Anna Monika & Aufschnaiter , Claudia von (2020). Differenzierender Schülervorstellungstest zur Mechanik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 597). Universität Duisburg-Essen

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Sehen was unsichtbar ist –
Visualisierungen und Experimente im UV–Bereich

Lamparter, Tatjana & Girwidz, Raimund

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Gegensatz zu Menschen, die ihre Umgebung mit den Augen nur im VIS-Bereich des elektromagnetischen Spektrums wahrnehmen können, sind andere Tierarten wie Schlangen, Insekten und einige Vogelarten für Merkmale im IR- bzw. UV-Bereich des Spektrums sensitiv. So haben viele Blüten ein für uns unsichtbares Muster, um Bienen den Weg zum Nektar zu zeigen. Solche Kontexte sind nicht nur alltagsnah und fächerübergreifend. Mit ihnen lässt sich das Wissen im Themenkomplex UV- und IR-Strahlung mit qualitativen sowie komplexen quantitativen Experimenten vertiefen und in einer multimedialen Lernumgebung in einen größeren Zusammenhang bringen.

Anhand von Beispielen zur Wahrnehmung und Anwendungen von UV-Strahlung werden die Auswirkungen unterschiedlicher multimedialer Darbietungsformen (Audio- vs Lesetext und Animation vs Standbild) auf das Behalten komplexer physikalischer Inhalte und das Verständnis des Strahlungsbegriffes in Abhängigkeit von der jeweiligen Leistungsdisposition untersucht. Am Poster werden Teile der Lernumgebung, Experimente und die geplante empirische Untersuchung vorgestellt.

Referenz:

Lamparter, Tatjana & Girwidz, Raimund (2020). Sehen was unsichtbar ist –
Visualisierungen und Experimente im UV–Bereich. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 594). Universität Duisburg-Essen

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Emergent Aspects of Radioactivity: Creation of a Survey on Half-life

Hull, Michael

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

It has been argued (Eijkelhof 1990) that the randomness inherent in radioactivity contributes to student difficulty in understanding the topic. Students tend to attribute predictable characteristics (which emerge when there are enough random events taking place) to the individual events themselves. Consistent with previous findings by other researchers, a pilot study consisting of seven interviews of Gymnasium students in Vienna last year indicated a student tendency to apply the half-life concept to a single nucleus, for example, to say that the nucleus must transform prior to the half-life or that the nucleus is half-gone after the half-life. Based upon prompts used in these interviews, I created and administered an open-ended survey to Gymnasium students in 2019. In this poster, I will discuss 1) the results of this survey, and 2) how I used these results in creating a fixed-response version of the survey that I plan to administer in the future.

Referenz:

Hull, Michael (2020). Emergent Aspects of Radioactivity: Creation of a Survey on Half-life. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 590). Universität Duisburg-Essen

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Radioaktivität in Schulbüchern
Darstellungen, Aufgaben, Experimente

Machart, Peter & Strahl, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Wie wird das Lehrplanthema Radioaktivität in den gängigsten Schulbüchern dargestellt und umgesetzt? Welche Aufgabenstellungen, Versuche und Experimente werden im Vergleich zu anderen Lehrplanthemen wie Optik oder Kreisbewegung angeboten? Inwiefern werden Schülervorstellungen (vgl. Neumann 2013) berücksichtigt?

Im Zuge einer qualitativen Schulbuchanalyse (vgl. Bölsterli et al. 2015 – bzw. auch hinsichtlich Reliabilität – Rössler 2017) werden diese Fragen beantwortet.

Zu diesem Zweck wurden jeweils jene fünf Schulbücher für die Unter- bzw. Oberstufe ausgewählt, die laut einer Online-Erhebung unter 228 österreichischen Physiklehrer_innen (vgl. Machart & Strahl, 2020), am häufigsten im Unterricht benutzt werden. Die Untersuchung erfasst somit rund ein Drittel der in Österreich approbierten Physikschulbücher (vgl. BMBWF 2019).

Literaturangabe können bei den Autoren angefordert werden.

Referenz:

Machart, Peter & Strahl, Alexander (2020). Radioaktivität in Schulbüchern
Darstellungen, Aufgaben, Experimente. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 586). Universität Duisburg-Essen

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Sachstrukturen von Wärmelehre-Lehrgängen in Physikschulbüchern

Schwarz, Maria & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Rahmen eines Dissertationsprojektes soll im Rahmen einer fachdidaktischen Entwicklungsforschung das gesamte Wärmelehre-Curriculums der Sek. I in Österreich in den Rahmenkontext „Wetter und Klima“ eingebettet werden. In einem ersten Schritt werden dazu die Sachstrukturen der gängigen Schulbücher sowie jenen des kontextorientierten Lehrganges „Wetterkunde“ nach Muckenfuß gegenübergestellt. Schulbücher nehmen eine große Rolle in der Vorbereitung des Unterrichts sowie in der Implementierung des Curriculums ein, weshalb diese Rückschlüsse auf die tradierte Fachsystematik im Unterricht zulassen. Die Bücher werden mittels Inhaltsanalyse und Concept Mapping in ihrer Sachstruktur und fachdidaktischen Tiefenstruktur verglichen. Basierend auf den Erkenntnissen dieser Analyse können Adaptierungen für das österreichische Curriculum getätigt werden sowie eine erstmalige Evaluation des Einsatzes der Kontextorientierung „Wetter und Klima“ in der SEK 1 erfolgen. Die Ergebnisse werden am Poster vorgestellt.

Referenz:

Schwarz, Maria & Hopf, Martin (2020). Sachstrukturen von Wärmelehre-Lehrgängen in Physikschulbüchern . In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 582). Universität Duisburg-Essen

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Vergleichende Schulbuchanalyse zur Einführung in die E-Lehre

Wilhelm, Thomas & Vairo Nunes, Renan Marcello

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Schulbücher gelten als „heimliche Lehrpläne“, die indirekt den Unterricht mitbestimmen. Aus diesem Grunde wurden in einer Staatsexamensarbeit fünf Schulbücher der Sekundarstufe I untersucht, wobei eine Beschränkung auf das Thema „einfache Stromkreise“ stattfand. Zum einen wurde analysiert, welche Sachstruktur die Bücher verwenden, inwieweit sie Schülervorstellungen aufgreifen und welche und wie intensiv Anwendungen aufgegriffen werden. Zum anderen wurden die Texte, die Bilder und die Aufgaben qualitativ und quantitativ untersucht.

Es handelt sich um vier Schulbücher von Schulbuchverlagen und eines aus dem Forschungsprojekt „EPo-EKo“, das eine überarbeitete Version der Unterrichtskonzeption von Burde (2018) enthält. Während die ersten den Strom als zentrale Größe darstellen, wird im letzten das Potenzial als zentrale Größe verwendet. Im Poster werden weitere Unterschiede sowie Gemeinsamkeiten zwischen den fünf Schulbüchern aufgezeigt.

Referenz:

Wilhelm, Thomas & Vairo Nunes, Renan Marcello (2020). Vergleichende Schulbuchanalyse zur Einführung in die E-Lehre. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 578). Universität Duisburg-Essen

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Repräsentationswechsel zwischen molekularen Darstellungsformen

Grottke, Tina & Tiemann, Rüdiger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Darstellung der molekularen Ebene mittels unterschiedlicher externer Repräsentationsarten (z. B. Strukturformeln) stellt ein domänenspezifisches Merkmal der Chemie dar und ist häufig für die Erklärung und Vermittlung von chemischen Inhalten essentiell. Der Umgang mit der Vielzahl an Darstellungsmöglichkeiten von Teilchen äußert sich unter anderem durch die Fähigkeit, diese in Beziehung setzen und ineinander überführen zu können. Bislang existieren jedoch kaum systematische und detaillierte Befunde zu möglichen Einflussgrößen auf diese Fähigkeit der Translation bei multiplen Repräsentationen für den molekularen Bereich. Das Promotionsprojekt wird diese Lücke schließen und quantitativ mögliche personenspezifische Faktoren auf diese Fähigkeit sowie Unterschiede bei den einzelnen Übersetzungsleistungen in Abhängigkeit der strukturellen Merkmale der Ausgangs- und Zielrepräsentation untersuchen. Das Poster bietet einen Einblick in die theoretische Konstruktion des Projektes und stellt Ergebnisse aus der deskriptiven Teilstudie „Schulbuchanalyse“ (N=10, Sek. I & II, alle Themen) vor.

Referenz:

Grottke, Tina & Tiemann, Rüdiger (2020). Repräsentationswechsel zwischen molekularen Darstellungsformen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 574). Universität Duisburg-Essen

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Chemie und Physik in belletristischer Literatur
Kontextorientierung

Suppert, Simone, Havlena, Silvia Alexandra , Fleischer, Timo & Strahl, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Zentrales Medium der Unterrichtsvermittlung ist heutzutage immer noch das Schulbuch – vor allem im naturwissenschaftlichen Unterricht (Reiners, 2017). Dennoch fehlt in diesem Medium oftmals eine passende Kontextorientierung, die die Motivation und das Interesse der SuS für naturwissenschaftliche Sachverhalte steigern kann (Parchmann et al. 2006). Eine Möglichkeit der Einbettung chemischer und physikalischer Inhalte in einen kontextorientierten Unterricht stellt der Einsatz von belletristischen Texten im Chemie- und Physikunterricht dar (Dammaschke; Strahl 2010). Anhand ausgewählter Textstellen, z.B. Extraktionsmöglichkeiten – „Das Parfüm“, Fette – „Die Chemie des Todes“ oder Geschwindigkeitsberechnungen – „Der Kleine Prinz“, können chemische und physikalische Inhalte und Vorgänge im Unterricht thematisiert und wissenschaftlich hinterfragt bzw. nachvollzogen werden. Das Poster stellt Beispiele aus der belletristischen Literatur für den Einsatz im Chemie- und Physikunterricht vor, bei der sich die Kontextorientierung für den naturwissenschaftlichen Unterricht auf neuen Wegen befindet.

Referenz:

Suppert, Simone, Havlena, Silvia Alexandra , Fleischer, Timo & Strahl, Alexander (2020). Chemie und Physik in belletristischer Literatur
Kontextorientierung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 570). Universität Duisburg-Essen

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Seltenerdelemente – historische und fachdidaktische Analyse

Kober, Ingo & Prechtl, Markus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Während Deng Xiaoping die Vorkommen an Seltenerdelementen seines Landes mit den Ölvorkommen der arabischen Welt verglich und die Japaner sie als „Vitamine der Industrie“ bezeichnen, fristen die Seltenerdelemente in der Schule ein Schattendasein. Schullehrbücher erwähnen sie oft überhaupt nicht, obwohl sie durch ihre Anwendung in Smartphones, Kopfhörern, Tablets usw. längst in der Lebenswelt von Jugendlichen angekommen sind. Das Poster stellt Befunde aus einer umfassenden Analyse von Literaturquellen zur Entdeckung der Seltenerdelemente durch Chemiker wie Berzelius, Klaproth, Freiherr Auer von Welsbach etc. vor. Es werden Entwicklungslinien und Widersprüche in der Forschung betrachtet, an denen Schülerinnen und Schüler exemplarisch Erkenntniswege in der Chemie und „Stoffgeschichten“ nachvollziehen können; dies im Hinblick auf die Anbahnung von naturwissenschaftsbezogenen Kompetenzen für die Partizipation an einer an Fortschritt und Nachhaltigkeit orientierten Gesellschaft. Als Ausblick werden Möglichkeiten einer curricularen Innovation vermittels der Seltenerdelemente diskutiert.

Referenz:

Kober, Ingo & Prechtl, Markus (2020). Seltenerdelemente – historische und fachdidaktische Analyse. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 566). Universität Duisburg-Essen

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Synthetische und pflanzliche Laxantien im Chemieunterricht

Pansegrau, Svenja & Busker, Maike

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Gebrauch von Abführmitteln, auch Laxantien genannt, lässt sich bis in die Antike zurückverfolgen. Heutzutage wird eine große Bandbreite an pflanzlichen und synthetischen Laxantien auf dem Markt angeboten. Sie wurden damals wie heute nicht nur zum Abführen bei Verstopfung zum Einsatz gebracht, sondern auch für „Entschlackungen“ und „Blutreinigungen“ missbraucht. Viele Jugendliche, die an Essstörungen leiden, missbrauchen oft Laxantien, um Fressattacken rückgängig zu machen. Dass sie damit aber immens ihrer Gesundheit schaden ist vielen meist nicht bewusst. Der Chemieunterricht kann durch die Betrachtung von Medikamenten im Unterricht Schülerinnen und Schülern im verantwortungsvollen und bewussten Umgang mit Medikamenten schulen und so einen wesentlichen Beitrag zur Gesundheitserziehung leisten. Auf dem Poster wird ein Forschungsprojekt präsentiert, in dem zum einen schulexperimentelle Zugänge zum Thema Laxantien entwickelt werden und zum anderen eine empirische Untersuchung zu der Einstellung von Jugendlichen zur Einnahme von Medikamenten geleistet wird.

Referenz:

Pansegrau, Svenja & Busker, Maike (2020). Synthetische und pflanzliche Laxantien im Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 562). Universität Duisburg-Essen

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