Autor: GDCP

Naturwissenschaften integrativ – Ergebnisse eines Entwicklungsprojekts

Engelmann, Philipp, Hoffmann, Clemens & Woest, Volker

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Mit der Implementation naturwissenschaftlicher Verbundfächer mit integrativem Charakter stehen Lehrkräfte in Deutschland mangels adäquater Professionalisierungsangebote vor der Herausforderung, diese Fächer sowohl fachlich qualifiziert und fachdidaktisch kompetent zu unterrichten. An der Friedrich-Schiller-Universität Jena wurden im Zeitraum von 2015 bis 2018 im Rahmen der „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ ein Fortbildungskonzept sowie eine universitäre Seminareinheit für (angehende) Naturwissenschaftslehrkräfte entwickelt, die auf das Unterrichten integrierter Naturwissenschaften vorbereiten. Neben der konzeptionellen Entwicklungsforschung nach dem Modell der Didaktischen Rekonstruktion wurden im Sinne eines Mixed-Methods-Designs Lehrer- und Studierendenperspektiven auf fächerübergreifenden Unterricht qualitativ wie quantitativ untersucht und in die Konstruktion der Lernangebote integriert. Im Vortrag werden die Ergebnisse dieses Projektes dargestellt und ein Einblick in die Fort- sowie Seminareinheiten gegeben.

Referenz:

Engelmann, Philipp, Hoffmann, Clemens & Woest, Volker (2020). Naturwissenschaften integrativ – Ergebnisse eines Entwicklungsprojekts. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 162). Universität Duisburg-Essen

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Disziplinübergreifende Lehrerbildung zwischen Fach und Fachdidaktik

Woest, Volker, Engelmann, Philipp, Hoffmann, Clemens, Jünger, Theresa & Simon, Marcel

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Referenz:

Woest, Volker, Engelmann, Philipp, Hoffmann, Clemens, Jünger, Theresa & Simon, Marcel (2020). Disziplinübergreifende Lehrerbildung zwischen Fach und Fachdidaktik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 158). Universität Duisburg-Essen

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Vorstellungsänderungen von Studierenden zu Nature of Science

Roetger, Rebekka & Wodzinski, Rita

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Verschiedene Studien zeigen, dass bei Lehrkräften oft sehr unterschiedlich ausgeprägte und inkonsistente Vorstellungen zu Nature of Science (NoS) vorliegen (Deng et al., 2011; Höttecke & Rieß, 2007). In einem Seminar für angehende Physiklehrkräfte, das fachwissenschaftliche und fachdidaktische Studienanteile vernetzt (Roetger & Wodzinski. 2018), wurden am Beispiel aktueller physikalischer Forschung verschiedene Aspekte von NoS, insbesondere die naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen, aus den unterschiedlichen Perspektiven reflektiert.

In der qualitativen Begleitstudie wurde im Prä-Post-Design über Interviews die Wirkung des Seminars auf die Vorstellung der Studierenden zu NoS untersucht. Dabei stand insbesondere die Frage im Fokus, welche Wirkung die authentische Begegnung mit aktueller physikalischer Forschung hat. Es wird deutlich, dass die Studierenden nach der authentischen Begegnung verschiedenen Aspekten von NoS einen höheren Stellenwert zuschreiben (z.B. der Kreativität) oder neu identifizieren (z.B. die Kommunikation). Die zentralen Ergebnisse der Studie werden vorgestellt.

Referenz:

Roetger, Rebekka & Wodzinski, Rita (2020). Vorstellungsänderungen von Studierenden zu Nature of Science. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 154). Universität Duisburg-Essen

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Verständnisfördernde Lernarrangements zu ausgewählten NOS-Aspekten

Müller, Stefan & Reiners, Christiane S.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Förderung eines adäquaten Verständnisses der Möglichkeiten und Grenzen naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung scheint vor dem Hintergrund aktueller Debatten um die Sicherheit bzw. Glaubwürdigkeit von Erkenntnissen („Fake Science“) und gesellschaftlichen Herausforderungen wie dem Klimawandel von entscheidender Bedeutung zu sein. Eine notwendige Bedingung für ein Verständnis von „Nature of Science“ (NOS) auf Seite der Lernenden stellen adäquate Vorstellungen der Lehrenden dar. Studien zeigen jedoch, dass Lehramtsstudierende zu manchen NOS-Aspekten, wie der Vorläufigkeit von Erkenntnissen, eher naive Ansichten besitzen und diese darüber hinaus besonders resistent gegenüber Veränderungen sind. Im Vortrag werden innovative Ansätze und konkrete Lernarrangements zu diesen Aspekten vorgestellt und diskutiert, welche die epistemologische Kompetenz der Lehramtsstudierenden fördern sollen. Die Ansätze wurden im Rahmen einer qualitativen Studie an der Universität zu Köln in chemiedidaktischen Seminaren erprobt und mithilfe geeigneter Instrumente (u.a. Interviews, Fragebögen) evaluiert.

Referenz:

Müller, Stefan & Reiners, Christiane S. (2020). Verständnisfördernde Lernarrangements zu ausgewählten NOS-Aspekten

. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 150). Universität Duisburg-Essen

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Habig, Sebastian

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Referenz:

Habig, Sebastian (2020). Vorwort. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 1). Universität Duisburg-Essen

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Rumann, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Referenz:

Rumann, Stefan (2020). Einführung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 2). Universität Duisburg-Essen

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Bildung oder Kompetenzkonstruktion? Über einen scheinbaren Widerspruch und seine Auflösung im Prozess naturwissenschaftlichen Unterrichts.

Tenorth, Elmar

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Naturwissenschaften – Biologie, Chemie und Physik, gelegentlich im Kontext von MINT weiter situiert – leben in einem eigentümlichen Zwiespalt: In der öffentlichen Wahrnehmung als zentrale Dimension neuzeitlicher Wissenschaft hoch geachtet und ohne alle Legitimationsprobleme, haben sie im Gefüge der Schulfächer traditionell zwar ihren festen Platz, aber keine allseits anerkannte didaktische Position oder eine unbefragte, gar stabile curriculare Form, wie nicht zuletzt die Debatte über Bildungsstandards und schulisch zu sichernde Kompetenzen belegt.
Der Vortrag diskutiert historisch und theoretisch vor diesem Hintergrund, aber auch angesichts neuer Konkurrenz in den Debatten über Digitale Bildung, wie sich die Naturwissenschaften in ihrer Eigenart, Einheit und Differenz als Modi des Weltzugangs im Kanon der Schule darstellen und behaupten können, und zwar bildungstheoretisch und nicht allein wegen der politisch-technisch-ökonomischen Unterstützung, die aus der Öffentlichkeit kommt und durch MINT-Programme forciert wird. Die „Sprache der Naturwissenschaften“, das ist die These, gehört zu den Kompetenzen, die in allgemeiner Bildung für alle Lernenden unentbehrlich sind, durch keine andere Sprache zu ersetzen, und auch im Kontext ”Digitaler Bildung” systematisch selbständig und notwendig.

Referenz:

Tenorth, Elmar (2020). Bildung oder Kompetenzkonstruktion? Über einen scheinbaren Widerspruch und seine Auflösung im Prozess naturwissenschaftlichen Unterrichts.. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 5). Universität Duisburg-Essen

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Auswirkung virtueller physikalischer Experimente auf das Flow-Erleben

Berger, Markus, Knemeyer, Jens-Peter & Marmé, Nicole

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Bislang schenkte die wissenschaftliche Forschung dem Zusammenhang zwischen virtuellem Experimentieren und dem Flow-Erleben im Physikunterricht der Sekundarstufe I kaum Aufmerksamkeit, obwohl belegt ist, dass das Flow-Erleben ein wesentlicher Faktor des Lernens und bedeutsamer Anreizprädiktor für die Mitarbeit im Physikunterricht ist. Tritt Flow-Erleben auf, so wird auch trotz hoher Beanspruchung das Arbeiten als angenehm erlebt und die eigene Tätigkeit wird als selbstbestimmtes Handeln wahrgenommen.

Der Beitrag nimmt Bezug auf eine aktuelle empirisch-explorative Studie zur Untersuchung der Auswirkungen von virtuell durchgeführten Experimenten auf das Flow-Erleben der Lernenden (407 SchülerInnen, Sek. I) und vergleicht nicht nur die einzelnen Jahrgangsstufen untereinander, sondern zeigt geschlechtsspezifische Unterschiede auf. Die Testung belegt, dass über die ganze Sekundarstufe I hinweg die Mittelwertunterschiede des Flow-Erlebens beim virtuellen physikalischen Experiment schlagend werden und im Vergleich zum Realversuch hochsignifikant höhere Werte aufweisen.

Referenz:

Berger, Markus, Knemeyer, Jens-Peter & Marmé, Nicole (2020). Auswirkung virtueller physikalischer Experimente auf das Flow-Erleben. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 78). Universität Duisburg-Essen

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Einsatz adaptiver Testformate und Umsetzung im Projekt ValiDiS

Brüggemann, Volker & Nordmeier, Volkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Das Projekt ValiDiS untersucht die Kompetenzentwicklung naturwissenschaftlichen Denkens bei Lehramtsstudierenden. Zu diesem Zweck wurde ein Multiple-Choice Leistungstest entwickelt, der sich aktuell in der Validierungsphase befindet.

Da das bisherige Testformat (papierbasiert) im Einsatz sehr zeitaufwändig ist, wurde eine alternative Version entwickelt: Ein computeradaptiver Multi-Stage-Test (MST). Dieses Testformat ermöglicht gegenüber klassischen Instrumenten kürzere Befragungen bei gleichbleibender Messgenauigkeit. Auf Grundlage der bereits im Projekt gewonnenen Daten wurden Simulationsstudien durchgeführt, um eine optimale Struktur und Aufgabenzusammenstellung des MST zu gewährleisten.

Die neue Testversion wurde im ersten Quartal 2019 in einer Pilotstudie (N=271) eingesetzt. Im Beitrag werden die Ergebnisse dieser Studie vorgestellt und in Bezug zu den Prognosen aus den Simulationsstudien gesetzt. Zwischen klassischer Testversion und MST wird ein Vergleich gezogen sowie Konsequenzen für den weiteren Entwicklungsprozess und Einsatz diskutiert.

Referenz:

Brüggemann, Volker & Nordmeier, Volkhard (2020). Einsatz adaptiver Testformate und Umsetzung im Projekt ValiDiS. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 98). Universität Duisburg-Essen

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Vergleich unterschiedlicher Methoden zur Einschätzung experimenteller Kompetenz im hands-on-Test

Murer, Livia, Metzger, Susanne, Vorholzer, Andreas, Bonetti, Angela & Gut, Christoph

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Projekt ExKoNawi bearbeiten Jugendliche verschiedene Problemtypen und fertigen dabei Protokolle an, mit denen die experimentellen Kompetenzen erhoben werden (Bonetti et. al, in diesem Band). Im Beitrag wird anhand der Aufgaben des Problemtyps «Messen» untersucht, inwiefern sich die Ergebnisse dieser Methode der Kompetenzmessung von Messungen durch Videoaufnahmen während des Experimentierens und Interviews unterscheidet. Dazu wurden 27 Jugendliche (Jahrgangstufe 8, mittleres Niveau) beim Bearbeiten von jeweils 4 Aufgaben videografiert und anschließend interviewt.

Die Methoden wurden auf Populations- und Individualebene verglichen. Auf Populationsebene wurde der Unterschied der Mittelwerte der drei Methoden (Protokoll, Video, Interview) betrachtet. Auf Individualebene wurde der Zusammenhang der Kompetenzwerte der Jugendlichen auf Basis der drei Methoden untersucht. Auf Populationsebene unterscheiden sich die Methoden signifikant. Die Unterschiede entsprechen kleinen bis mittleren Effekten. Auf Individualebene besteht oft kein hinreichend hoher Zusammenhang zwischen den Methoden.

Referenz:

Murer, Livia, Metzger, Susanne, Vorholzer, Andreas, Bonetti, Angela & Gut, Christoph (2020). Vergleich unterschiedlicher Methoden zur Einschätzung experimenteller Kompetenz im hands-on-Test. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 102). Universität Duisburg-Essen

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