Autor: GDCP

Schülervorstellungen im Bereich der Radioaktivität

Schrader, Nicole & Bolte, Claus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Mittlerweile gibt es eine kaum noch überschaubare Zahl von Untersuchungen zu Schülervorstellungen und deren Veränderungen durch naturwissenschaftlichen Unterricht (vgl. u.a. Pfund & Duit 2009). Während die Vorstellungen in wesentlichen Inhaltsbereichen der Chemie und Physik inzwischen als hinlänglich erforscht gelten, bilden Untersuchungen zu Schülervorstellungen im Bereich der Radioaktivität national wie international eher eine Ausnahme (vgl. u.a. Eijkelhof 1990; Millar 1994).

Basierend auf den Ergebnissen der Pilotierungsstudie, die wir bereits auf der GDCP 2017 vorgestellt haben, haben wir den in Anlehnung an Millar (1994) konzipierten Fragebogen optimiert und nunmehr in unserer Hauptstudie „Entwicklung und Einsatz eines Testinstruments zur Analyse der Vorstellungen und der Risikowahrnehmung von Schüler*innen im Themenfeld Radioaktivität“ eingesetzt. In unserem Beitrag skizzieren wir zunächst das Forschungsdesign der Studie, bevor wir ausgewählte Ergebnisse präsentieren, die wir gemeinsam mit Ihnen diskutieren möchten.

Referenz:

Schrader, Nicole & Bolte, Claus (2020). Schülervorstellungen im Bereich der Radioaktivität. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 491). Universität Duisburg-Essen

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Förderung von Bewertungskompetenz durch Reflexion

Ratzek, Johanna H. , Schlei, Sören & Höttecke, Dietmar

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Ein Ziel von Physikunterricht ist die Förderung von Bewertungskompetenz. Dies sollte neben dem Erlernen und Anwenden von Entscheidungsstrategien auch reflexives Lernen über die eigenen Urteils- und Entscheidungsprozesse umfassen. Es ist zu erwarten, dass Reflexion Schüler_innen zum einen darin unterstützt, sich eigene, sich intuitiv einstellende Entscheidungsprozesse bewusst zu machen. Zum anderen können die Rahmenbedingungen eines Entscheidungsproblems (Wer? Wo? Folgen?) den Entscheidungsprozess und seine Reflexion beeinflussen. Wir planen eine Interventionsstudie im Physikunterricht mit den Fähigkeiten zum Anwenden von Entscheidungsstrategien und der Reflexion eigener Entscheidungsprozesse als abhängige Variablen. Die Angeleitete Reflexion eigener Entscheidungsprozesse (ja/nein) und Rahmenbedingungen des Entscheidungsproblems (Ich/Wir) bilden dabei die unabhängigen Variablen in einem vollständigen 2×2-Design. Zurzeit laufen qualitative Entwicklungsstudien zur Gestaltung und Wirkung der Rahmenbedingungen und der angeleiteten Reflexion. Deren Ergebnisse werden im Vortrag präsentiert.

Referenz:

Ratzek, Johanna H. , Schlei, Sören & Höttecke, Dietmar (2020). Förderung von Bewertungskompetenz durch Reflexion. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 495). Universität Duisburg-Essen

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Chemistry Capital: Ein Schlüssel zur Identitätsbildung

Rüschenpöhler, Lilith & Markic, Silvija

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Manche Jugendliche entwickeln wie selbstverständlich eine Chemie-Identität während anderen das Fach fremd bleibt. In dieser Interviewstudie wurde untersucht, welche Rolle hierbei die Ressourcen der Jugendlichen spielen (N=48). Hierfür entwickeln wir den Begriff des Chemistry Capital basierend auf dem Konzept des Science Capital. Es zeigt sich, dass (i) Chemistry Capital ungleich verteilt ist. An Gymnasien verfügen Jugendliche tendenziell über mehr Chemistry Capital als an Real- und Hauptschulen. (ii) Das Chemistry Capital der Familie scheint eng mit dem Chemistry Engagement der Jugendlichen verbunden. (iii) Es bestehen strukturelle Benachteiligungen: Die HauptschülerInnen der Stichprobe wurden durch fachfremde Lehrkräfte unterrichtet. (iv) Ausnahmen: Einige Jugendliche bilden individuelle Bindungen zur Chemie über Youtuber bzw. über eine fachunspezifische Identität als Lernende. Die Studie zeigt, wie Jugendliche mit wenig Chemistry Capital strukturell benachteiligt werden und dass ein Chemieunterricht erforderlich ist, der explizit auf eine Identitätsbildung der Jugendlichen abzielt.

Referenz:

Rüschenpöhler, Lilith & Markic, Silvija (2020). Chemistry Capital: Ein Schlüssel zur Identitätsbildung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 455). Universität Duisburg-Essen

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Eine vergleichende Untersuchung zur Newton’schen Mechanik

Weber, Jannis & Wilhelm, Thomas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Unter Berücksichtigung von bekannten Schülervorstellungen zu den ersten beiden Newton’schen Axiomen wurde eine Vergleichsstudie im Prä-Post-Design entwickelt und pilotiert, bei der die Frage im Zentrum steht, ob ein modellierendes Vorgehen durch den Einsatz von mathematischer Modellbildungssoftware im Vergleich zu einem rein messenden Vorgehen zu einem besseren Verständnis der Newton’schen Mechanik führen kann. Das rein messende und beschreibende Verfahren wird mit Videoanalysesoftware realisiert. Dazu wurden Experimente ausgewählt, die für das Erlernen der Mechanik geeignet und für beide Verfahren gleichermaßen durchführbar sind. Die Interventionen in dieser Laborstudie unterscheiden sich also in dem Einsatz der jeweiligen Software.

Damit der Effekt dieser Intervention gemessen werden kann, wurde ein für beide Gruppen fairer Test konzipiert. Dieser wurde aus bestehenden Tests entwickelt, durch eigene Items ergänzt und mit Schülerinnen und Schülern und Studierenden pilotiert. Die Ergebnisse der Pilotierung werden im Vortrag vorgestellt.

Referenz:

Weber, Jannis & Wilhelm, Thomas (2020). Eine vergleichende Untersuchung zur Newton’schen Mechanik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 459). Universität Duisburg-Essen

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Sind naturwissenschaftlich interessierte Jugendliche „Nerds“?

Spitzer, Philipp

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Studien beschreiben das Image von Chemikerinnen und Chemikern als wichtigen Einflussfaktor auf eine chemiebezogene Berufswahl. Dieses Image wird seit einigen Jahren durch populäre TV-Serien wie „The Big Bang Theory“ oder „Breaking Bad“ geprägt. Dabei werden die Protagonisten als „verrückte Sonderlinge“ und „Nerds“ dargestellt und auch Lernende beschreiben ChemikerInnen zwar als klug und logisch denkend, jedoch auch als unromantisch und wenig feinfühlig.

2018 wurden begabte SchülerInnen im Rahmen der JuniorAkademie NRW, einem Sommercamp für naturwissenschaftlich begabte Jugendliche der Jahrgangsstufen 9 und 10, befragt. Die Ergebnisse zeigen, dass die TeilnehmerInnen sich selbst ähnlich dem in der Gesellschaft vorherrschenden Prototyp von Chemikerinnen und Chemikern beschreiben. Gibt es den Stereotyp des „Nerds“ möglicherweise wirklich? Lassen sich Persönlichkeitsmerkmale identifizieren, die insbesondere bei hohem naturwissenschaftlichen Interesse auftreten? Im Vortrag werden hierzu erste Ergebnisse aus der erneuten Befragung der Jugendlichen vorgestellt.

Referenz:

Spitzer, Philipp (2020). Sind naturwissenschaftlich interessierte Jugendliche „Nerds“?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 451). Universität Duisburg-Essen

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Validierung eines Instruments zum Vergleich zeitbasierter Kodierungen
hinsichtlich wahrgenommener Lernunterstützung

Boele, Nadine & Tepner, Oliver

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Für einen gelingenden Unterricht ist es notwendig, Lernende in ihrem Lernprozess zu unterstützen. Um Situationen mit dem Potential zur Lernunterstützung in Unterrichtsvideos zu identifizieren, wurde ein Kodiermanual entwickelt. Dabei ist es oft schwer einzuschätzen, ob sich die Wahrnehmung unterschiedlicher Kodierer auf dieselbe Situation beziehen. Daher wurde ein System entwickelt, um Kodierungen anhand der Zeitstempel als gleich oder ungleich zu identifizieren.
Um die von verschiedenen Kodierern identifizierten Situationen automatisiert zu vergleichen, wurde ein R-basiertes Tool entwickelt, welches die Zeitstempel in einem Toleranzbereich von zwei Sekunden abgleicht. Die Zeitstempel werden graphisch gegenübergestellt, bei einer Übereinstimmung innerhalb des Toleranzbereichs farbig markiert und zusätzlich tabellarisch aufgeführt. Man kann anschließend erkennen, wie viele Kodierungen (nicht) übereinstimmen, was eine einfache Ermittlung der Indercoderreliabilität ermöglicht.
Im Vortrag werden das Kodiersystem, das Auswertungstool und die Ergebnisse der Validierung vorgestellt.

Referenz:

Boele, Nadine & Tepner, Oliver (2020). Validierung eines Instruments zum Vergleich zeitbasierter Kodierungen
hinsichtlich wahrgenommener Lernunterstützung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 369). Universität Duisburg-Essen

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Ein Systematisierungsversuch von Forschungsansätzen zur Studieneingangsproblematik

Haak, Inka

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Das Interesse an der Studieneingangsphase ist in der hochschuldidaktischen MINT-Forschung in den letzten Jahren aufgrund von Diskussionen über Abbruchquoten (z.B. Heublein et al., 2010) stark gestiegen. Vergleicht man verschiedene Ansätze, so lassen sich kontrastiv zwei Forschungsmethodologien unterscheiden: deterministische Ansätze, die quantitativ Vorhersagen des Studienerfolgs mithilfe von Eingangsvoraussetzungen anstreben (ALSTER; HeLP!; Buschhüter et al., 2016; Freyer, 2013; Albrecht, 2011) und prozessorientierte Ansätze, die die Schwierigkeiten in der Studieneingangsphase mit Anpassungsprozessen und Identitätsaushandlungen erklären (Holmegaard et al., 2012; Tinto, 1975). Dazwischen sind Ansätze zu verorten, die auf die Entwicklung von Maßnahmen zur Unterstützung fachlichen Lernens zielen (Woitkowski & Reinhold, 2019; Haak, 2017; Brebeck, 2014).

In diesem Beitrag werden verschiedene Forschungsansätze gegenübergestellt und bezüglich ihrer Klärung der Studieneingangsproblematik diskutiert (anknüpfend an Borowski, 2019). Abschließend werden Forschungsdesiderate formuliert.

Referenz:

Haak, Inka (2020). Ein Systematisierungsversuch von Forschungsansätzen zur Studieneingangsproblematik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 385). Universität Duisburg-Essen

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Diagnose divergenter Denkstrategien bei naturwiss. Problemstellungen

Haim, Kurt, Aschauer, Wolfgang & Weber, Christoph

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Kernaufgabe der Schule muss darin liegen, junge Menschen in ihrer Entwicklung zu unterstützen, um gegenwärtige Problemfelder zu erkennen und entsprechende Problemlösestrategien zu generieren. Deshalb ist es eine wesentliche Aufgabe, Methoden zu entwickeln, die zu einer großen geistigen Flexibilität führen (Schmidkunz & Lindemann, 2003). Dabei ist Problemlösen ein komplexer Prozess, der Faktoren wie Persönlichkeit, Motivation, Umfeld und divergente bzw. konvergente Denkstrategien beinhaltet (Meador, 1997). Divergentes Denken stellt in diesem Zusammenhang einen besonders wichtigen Indikator für das kreative Problemlösepotential dar (Runco & Acar, 2012).

Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden divergente Lösungsstrategien von Jugendlichen bei naturwissenschaftlichen Problemstellungen erhoben. Die Erhebung wurde 2018/19 österreichweit an über 50 Schulen mit ca. 1.200 Schülerinnen und Schülern durchgeführt. Im Rahmen des Vortrags werden das Testformat vorgestellt sowie ausgewählte Ergebnisse präsentiert.

Referenz:

Haim, Kurt, Aschauer, Wolfgang & Weber, Christoph (2020). Diagnose divergenter Denkstrategien bei naturwiss. Problemstellungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 381). Universität Duisburg-Essen

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Ist Authentizität wirklich der Trumpf der Schülerlabore?

Schüttler, Tobias, Watzka, Bianca & Girwidz, Raimund

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Als wichtige Einflussgröße dafür, wie Schülerlabore das Interesse ihrer Besucher fördern, wird oft die dort erlebbare Authentizität genannt. Die Wirkzusammenhänge sind jedoch bislang empirisch noch wenig erforscht. Bei der vorgestellten Interventionsstudie mit Kontrollgruppe wurde der Einfluss der Authentizität von Lernort und –material auf die Wahrnehmung von Zehntklässler*innen, insbesondere auf deren situationales Interesse, untersucht. Dazu wurde ein Workshop zur Infrarotfernerkundung mit unterschiedlich authentischen Messgeräten in einem Schülerlabor des DLR, und in Schulen durchgeführt und evaluiert. Die höchsten Werte für das situationale epistemische Interesse wurden beim objektiv authentischsten Lernsetting im Schülerlabor beobachtet. Aber auch die anderen Gruppen bewerteten die Workshops als signifikant interessanter und authentischer als die Kontrollgruppe deren Physikunterricht. Schülerlabore legen also zu Recht großen Wert auf Authentizität. Zugleich bestätigt die Studie die positive Wirkung authentischer Kontexte auf das Interesse der Lernenden – auch in der Schule.

Referenz:

Schüttler, Tobias, Watzka, Bianca & Girwidz, Raimund (2020). Ist Authentizität wirklich der Trumpf der Schülerlabore?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 365). Universität Duisburg-Essen

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Kumulatives Physiklernen im Lehramtsstudium

John, Tilmann & Starauschek, Erich

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Lehrveranstaltungen der Physik an Universitäten sind selten an den Anforderungen eines Lehramtsstudiums orientiert. Um eine Professionsorientierung zu ermöglichen, wurde an der PH Ludwigsburg ein Ansatz „kumulatives Lehren und Lernen im Lehramtsstudium Physik” entwickelt. Er besteht im Kern aus einem wiederholten Aufgreifen und Üben wichtiger Grundkonzepte der Physik, das abstrakte und allgemeine Konzepte konkretisieren und spezifizieren soll, dem Herstellen von Schulbezügen sowie die explizite Auseinandersetzung der Studierenden mit den eigenen Alltagsvorstellungen. Das Lehrkonzept wird in den Lehrveranstaltungen zur Mechanik exemplarisch umgesetzt und mit einem Mixed-Methods Design evaluiert. Im Vortrag wird insbesondere die Frage untersucht, wie sich die kumulative Lehre auf das Lernverhalten und den Fachwissenserwerb der Studierenden auswirkt. Mit Marton et al. (1993) zeigen sich Oberflächen- und Tiefenlerner. Es kann gezeigt werden, dass die Lerntypen in unterschiedlicher Art beim Wissenserwerb von der kumulativen Lehre profitieren.

Referenz:

John, Tilmann & Starauschek, Erich (2020). Kumulatives Physiklernen im Lehramtsstudium. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 393). Universität Duisburg-Essen

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