Autor: GDCP

Zum Studienerfolg im ersten Studienjahr

Sumfleth, Elke & Averbeck, Daniel

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Forschungsverbund ALSTER hat versucht, Licht in das Dunkel der Studieneingangsphase zu bringen. In diesem Beitrag wird der Einfluss kognitiver und affektiver Faktoren auf die Wissensentwicklung im 1. Studienjahr Chemie dargestellt. Die Analysen gehen über die Allgemeine Chemie hinaus und beziehen die Physikalische und Analytische Chemie sowie die Anorganische und Organische Chemie mit ein.

Die Datenbasis bilden vollständige Datensätze von Chemiestudierenden der Universität Duisburg-Essen und der Ruhr-Universität Bochum (243 – 1. Semester, 134 – 1. Studienjahr), die an zwei bzw. drei Messzeitpunkten teilgenommen haben. Neben allgemeinen Eingangsvoraussetzungen affektiver und kognitiver Art wurde das bereichsspezifische Vorwissen sowie das jeweils erworbene Fachwissen in den verschiedenen Teilbereichen erhoben.

Die Ergebnisse zeigen einen hohen Einfluss der Allgemeinen Chemie auf alle weiteren Teilbereiche und die große Bedeutung des (schulisch erworbenen) Vorwissens auf den Studienerfolg im ersten Semester.

Referenz:

Sumfleth, Elke & Averbeck, Daniel (2020). Zum Studienerfolg im ersten Studienjahr. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 403). Universität Duisburg-Essen

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Hochschulfachdidaktische Herausforderungen
beim Lernen der Chemie

Graulich, Nicole & Schwedler, Stefanie

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Referenz:

Graulich, Nicole & Schwedler, Stefanie (2020). Hochschulfachdidaktische Herausforderungen
beim Lernen der Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 401). Universität Duisburg-Essen

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Pilotierung eines Mindsetfragebogens mit Physik-(Lehramts-)Studierenden

Rehberg, Jana, Wilhelm, Thomas, Spatz, Verena & Goldhorn, Laura

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Studien über das „Growth Mindset“ nach Dweck sowie der fachspezifischen Resilienz konnten positive Korrelationen zum Lernerfolg in MINT- Fächern belegen. Interventionen in diesem Bereich könnten daher einen Beitrag leisten, Abbruchquoten von Physik-Studierenden zu minimieren.

Während aktuelle Studien zur fachspezifischen Resilienz bereits Physik-Studierende untersuchen, beschäftigt sich der Großteil der Mindsetforschung mit SchülerInnen. In einer geplanten Studie soll dieser Aspekt auf Studienbeginner der Physik bzw. des Physiklehramtes bezogen werden. Die Intention des Forschungsprojektes besteht darin, das Mindset von Physik-(Lehramts-)Studierenden zu erfassen und durch eine Intervention positiv zu beeinflussen. Fachspezifische Resilienz und Attribuierungsstile werden als weitere Variablen in die Untersuchung einbezogen.

Zur Erhebung wurde ein eigener Fragebogen auf Grundlage der bisherigen Forschungen erarbeitet. Der Vortrag stellt die Ergebnisse der Pilotierung vor und beleuchtet, wie sich die theoretischen Konstrukte empirisch trennen bzw. zusammenfassen lassen.

Referenz:

Rehberg, Jana, Wilhelm, Thomas, Spatz, Verena & Goldhorn, Laura (2020). Pilotierung eines Mindsetfragebogens mit Physik-(Lehramts-)Studierenden. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 397). 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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Erstsemesterstudierende in Chemie an Universitäten und Fachhochschulen

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

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Teilprojekt Chemie des vom BMBF geförderten Forschungsprojekts CASSIS werden auf Grundlage des Studienabbruchmodells von Heublein (2014) und Isleib (2015) fachspezifische Gründe für Studienerfolg und Studienabbruch an Universitäten und Fachhochschulen unter Berücksichtigung soziodemografischer Unterschiede von Studierenden untersucht. Die Studienleistungen werden neben den Modulabschlussnoten durch den Fachwissenserwerb in Allgemeiner, Anorganischer, Analytischer, Organischer und Physikalischer Chemie operationalisiert. Zum aktuellen Zeitpunkt wurde das Fachwissen in Allgemeiner, Analytischer und Physikalischer Chemie zu Beginn (1. MZP) und am Ende (2. MZP) des Wintersemesters 2018/2019 erhoben. Erste Ergebnisse liefern Hinweise darauf, dass sich die Erstsemesterstudierenden an Universitäten und Fachhochschulen in ihren Eingangsvoraussetzungen aus fachlicher und aus soziodemographischer Sicht unterscheiden.

Referenz:

Paczulla, Bianca, Fischer, Vanessa, Sumfleth, Elke & Walpuski, Maik (2020). Erstsemesterstudierende in Chemie an Universitäten und Fachhochschulen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 389). 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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A video game as an assessment tool of problem-solving competence

Annaggar, Amany & Tiemann, Rüdiger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Das Erheben der Fähigkeiten zum Lösen komplexer Problemstellungen ist sicherlich eine der Herausforderungen der empirischen Bildungswissenschaften. Mit umfangreichen Testinstrumenten werden verschiedene Einflussgrößen ermittelt, um die zugrundeliegenden kognitiven Mechanismen immer besser verstehen zu können. Während die zunehmenden technischen Möglichkeiten bereits für die Gestaltung von passgenaueren und testökonomischeren Instrumente genutzt werden, sind bei der theoriegeleiteten Umsetzung und Verbindung mit motivationalen Aspekte nur wenige Arbeiten zu beobachten (z.B. zur wiss. Argumentation). In dem Promotionsprojekt wurden Elemente des „Gamification“ Ansatzes systematisch in einem 3D Videospiel umgesetzt, welchem in seiner Architektur ein Kompetenzmodell zum Problemlösen zugrunde gelegt wurde („stealth assessment“). An dem Inhaltsbereich Säuren und Basen wurde die fiktive Welt „Alchemist“ programmiert und in mehreren Design-Schleifen (Experten, Studenten, Schüler, Lehrer) qualitativ weiterentwickelt, bevor es quantitativ (N=75) mit Schülerinnen und Schülern erprobt wurde.

Referenz:

Annaggar, Amany & Tiemann, Rüdiger (2020). A video game as an assessment tool of problem-solving competence. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 377). Universität Duisburg-Essen

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Ressourcen zur Problemlösung: Problemschemata

Woitkowski, David

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Studieneingangsphase Physik ist durch eine Reihe von Problemlösesituationen geprägt. Studierende verbringen nennenswerte Zeit mit dem Lösen von Übungszetteln, die häufig als wesentliche Herausforderung wahrgenommen werden, zumal Problemlösefähigkeiten im Studium i.d.R. nicht explizit gelehrt werden und die im Übungsbetrieb nötigen mathematischen Fähigkeiten recht bald im Studium deutlich ansteigen.

Im Projekt KEMΦ wird die Problemlösefähigkeit zu drei Testzeitpunkten im ersten Studienjahr erhoben. Wesentliche Aspekte der Analyse beziehen sich dabei auf die zur Lösung herangezogenen Ressourcen, insbesondere die Problemschemata. Im Vortrag wird zunächst theoretisch auf diese Schemata eingegangen. Im empirischen Teil wird auf der Basis eines eng an die Anforderungen universitärer Physik-Lehrveranstaltungen angelehnten Testinstruments überprüft, inwiefern sie bei Studierenden vorliegen bzw. genutzt werden können.

Die theoretische und empirische Auseinandersetzung liefert verschiedene Hinweise auf Forschungs- und Lehrdesiderata im Bezug auf die Problemlösefähigkeiten Physikstudierender.

Referenz:

Woitkowski, David (2020). Ressourcen zur Problemlösung: Problemschemata. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 373). 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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