Autor: GDCP

Interessengestützte Binnendifferenzierung im Chemieunterricht

Güth, Fabien & Vorst, Helena van

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Diagramme und Formeln sind bedeutende Darstellungsformen in der Physik und finden daher auch Verwendung im Physikunterricht. Doch für wie wichtig erachten Lehrende diese Darstellungen und welche Fähigkeiten beim Umgang mit diesen erwarten sie von ihren SchülerInnen? Entsprechende Vorstellungen zur Formelnutzung wurden bereits in einer schriftlichen Befragung von Lehrenden erfasst (vgl. Strahl et al 2012, 2015). Wie unterscheiden sich diese von den Ergebnissen einer mündlichen Befragung? Um diese in den zeitlich engen Schulalltag von Lehrenden zu integrieren, wurde die Interviewzeit stark verkürzt gewählt. Es beteiligten sich 12 Physiklehrende aus Israel und Schweden an diesen Kurzinterviews. Sie beschreiben zum Beispiel ganz unterschiedliche Präferenzen und Hierarchien bezüglich Diagrammen und Formeln.

Das Poster präsentiert die Methode der Kurzinterviews als handhabbare und aufschlussreiche Erhebungsmethode im Kontext von Schule. Außerdem werden weiterführende Forschungsergebnisse zu Vorstellungen von Lehrenden beim Umgang mit Diagrammen und Formeln präsentiert.

Referenz:

Güth, Fabien & Vorst, Helena van (2021). Interessengestützte Binnendifferenzierung im Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 597). Universität Duisburg-Essen

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Augmented Reality als Experimentierhilfe bei Deutung und Beobachtung

Peeters, Hendrik, Habig, Sebastian & Fechner, Sabine

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Eine der Ursachen für die Herausbildung von Schülervorstellungen zur Elektrizitätslehre der Sekundarstufe I wird in alltagssprachlichen Formulierungen gesehen. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen einer Masterarbeit der Frage nachgegangen, ob signifikante Unterschiede im Hinblick auf die Ausprägung typischer Schülervorstellungen zwischen chinesisch- und deutschsprachigen Schülerinnen und Schülern beobachtet werden können. Die chinesische Sprache ist dabei von Interesse, da einige der relevanten Begriffe und Formulierungen deutliche Unterschiede zum Deutschen aufweisen. Die Erhebung fand mithilfe des zweistufigen Testinstruments von Urban-Woldron und Hopf statt, das von taiwanischen Schülerinnen und Schülern nach der Behandlung des Themas im Unterricht bearbeitet wurde. Um den konfundierenden Einfluss des Elektrizitätslehreunterrichts zu reduzieren, fand zudem eine Abfrage von Assoziationen zu zentralen Begrifflichkeiten bei deutschen und taiwanischen Schülerinnen und Schülern der 6. Klasse statt. Das Poster stellt den Aufbau und zentrale Ergebnisse des Forschungsprojekts dar.

Referenz:

Peeters, Hendrik, Habig, Sebastian & Fechner, Sabine (2021). Augmented Reality als Experimentierhilfe bei Deutung und Beobachtung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 613). Universität Duisburg-Essen

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Ergebnisse der LEIFIphysik-Nutzerbefragung 2019

Meßinger-Koppelt, Jenny, Sauer, Ingolf & Laumann, Daniel

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Für die Weiterentwicklung der digitalen Hochschulbildung werden neue Lernkonzepte benötigt. Eines der am häufigsten verwendeten und positiv evaluierten Konzepte ist der Blended-Learning-Ansatz mit dem Schwerpunkt auf dem flipped-classroom.

Es wurde eine Vorlesung mit einem flipped-classroom-Konzept mit neuen digitalen Medien für Lehramtsstudierende des naturwissenschaftlichen Sachunterrichts entwickelt. Diese Medien dienen zur Reflektion, Sensibilisierung, Wiederholung, Übung sowie Vertiefung von Inhalten. Die eingesetzten Medien sind lernenzentriert, interaktiv, adaptiv und orientieren sich am game-based learning.

Neben dem Feedback der Studierenden für die weitere Entwicklung des Lernkonzepts, fokussiert die Evaluation auf die verwendeten digitalen Medien. Es wird untersucht, welche spezifischen Elemente dieser Medien inwieweit die Studierenden beim Wissenserwerb und der persönlichen Weiterentwicklung unterstützt haben. Auch der Einsatz der Lernmedien in spezifischen Phasen der Veranstaltung wird erforscht und die gesammelten Ergebnisse werden auf dem Poster dargestellt.

Referenz:

Meßinger-Koppelt, Jenny, Sauer, Ingolf & Laumann, Daniel (2021). Ergebnisse der LEIFIphysik-Nutzerbefragung 2019. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 569). Universität Duisburg-Essen

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Experimentiersets aus Karton für den Einsatz mit der App phyphox

Asali, Ahmad, Staacks, Sebastian, Lüders, Christina & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Damit die Praxis des Quer- und Seiteneinstiegs in das Lehramt nicht mit einer De-Professionalisierung des Lehrberufs einhergeht, fordern fachdidaktische und fachwissenschaftliche Verbände die „Erstellung einheitlicher prototypischer Qualifizierungswege“ für nicht traditionell ausgebildete Lehrkräfte (GFD, 2018). Ein solcher Qualifizierungsweg ist der ‚Masterstudiengang für das Lehramt an Integrierten Sekundarschulen und Gymnasien mit dem Profil Quereinstieg‘ (Q-Master), welcher seit dem Wintersemester 2016/17 im Land Berlin als Modellstudiengang an der Freien Universität Berlin angeboten wird. Der Studiengang wird derzeit evaluiert und ein Fokus liegt exemplarisch auf dem Fach Physik. Es wird untersucht, welche Professionalisierungswege die Studierenden durchlaufen und welche Unterschiede und Gemeinsamkeiten im Vergleich zu regulären Lehramtsstudierenden bestehen. Zu diesem Zweck werden fachdidaktisches Wissen (FDW), Fachwissen (FW), Überzeugungen (zum Lehren und Lernen von Physik) und Berufswahlmotive quantitativ erhoben. Komplementär erweitert wird diese Erhebung durch Leitfadeninterviews zu den Themen Berufswahlmotive und Überzeugungen. Erste Ergebnisse zur Entwicklung von FDW und Überzeugungen deuten auf eine gelingende Professionalisierung im Zuge des Lehramtsmasterstudiums hin. Neue Ergebnisse der Begleitforschung werden vorgestellt.

Referenz:

Asali, Ahmad, Staacks, Sebastian, Lüders, Christina & Heinke, Heidrun (2021). Experimentiersets aus Karton für den Einsatz mit der App phyphox. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 645). Universität Duisburg-Essen

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Erweiterung des epistemologischen Verständnisses durch Konfrontation mit anomalen Daten

Pollmeier, Pascal & Fechner, Sabine

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Mentale Modelle von Lernenden spielen für den Erkenntnisgewinn eine zentrale Rolle. Durch das Modellieren werden mentale Modelle aufgegriffen, in die Wirklichkeit überführt, angewendet und überarbeitet. Diese Methode ist bereits in der Grundschule möglich, wie es nationale und internationale Studien bestätigen. Dennoch zeigt sich, dass der Erklärungsgehalt der Modelle unzureichend ist.

Eine Möglichkeit für die Unterstützung des Modellierungsprozesses ist das Bilden von Analogien. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, wie das Modellieren durch die Analogiebildung im chemie-bezogenen Sachunterricht unterstützt werden kann. Hierzu gilt es zu überprüfen, ob das Bilden von Analogien den Erklärungsgehalt der erstellten Modelle erhöht. Zentrum der Studie ist eine Lernsituation, in der lebensweltliche Kontexte Anlässe für das Modellieren bieten. Dazu werden Modelle gezeichnet und in analogen Situationen angewendet sowie überarbeitet. Ziel ist es, Implikationen für die Praxis abzuleiten.

Referenz:

Pollmeier, Pascal & Fechner, Sabine (2021). Erweiterung des epistemologischen Verständnisses durch Konfrontation mit anomalen Daten. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 605). Universität Duisburg-Essen

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Inwiefern gelingt es Studierenden, Schwierigkeiten zu antizipieren?

Kurth, Christopher & Wodzinski, Rita

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In dem vorgestellten Promotionsvorhaben wird der Einsatz von Augmented-Reality(AR)-Applikationen in der Schule als Ergänzung zum Realexperiment untersucht. Ziel ist es herauszufinden, wie sich Cognitive Load, Motivation, Interesse und Fachwissen im Vergleich zu klassisch durchgeführten oder mit Simulationen angereicherten Experimenten verhalten.

Nach erfolgreichem Entwickeln der AR-Applikationen zum Thema Magnetismus werden diese mit Hilfe eines System Usability Scores evaluiert und mittels einer qualitativen Umfrage optimiert.

Eine erste Pilotierung mit diesen Applikationen findet im Rahmen eines Lehr-Lern-Labors an der Universität Würzburg statt. Dabei wird durch ein komplexes Studiendesigns, ein Pre- und Post-Test und drei Zwischentests ein Zurückführen auf die jeweilig genutzte Intervention ermöglicht. Anhand der gewonnen Daten werden die Interventionen untereinander verglichen.

Die darauffolgende Hauptstudie erfolgt in mehreren bayerischen Gymnasien in Form einer experimentellen Feldstudie mit ca. 200-300 Schülern.

Referenz:

Kurth, Christopher & Wodzinski, Rita (2021). Inwiefern gelingt es Studierenden, Schwierigkeiten zu antizipieren?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 637). Universität Duisburg-Essen

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Augmented Reality in Schülerversuchen der Elektrizitätslehre in der Sekundarstufe I

Schwanke, Hagen, Kreikenbohm, Annika & Trefzger, Thomas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Laufe des Sommersemesters 2020 wurden an der RWTH Aachen zur Lehrveranstaltung Experimentalphysik II digitale Selbsttests entwickelt und parallel zur Vorlesung auf der Plattform Moodle eingesetzt. Diese ermöglichen ein zeitnahes Vertiefen der physikalischen Inhalte und ein Üben ihrer Anwendung sowie eine Selbsteinschätzung der Studierenden. [Diesem Ziel dient auch eine Probeklausur mit einem Peer-Review-Verfahren für die Beurteilung der Aufgabenlösungen der Studierenden. Dieses Verfahren kann anonym durchgeführt werden und lässt sowohl eine Vertiefung der gelernten Fähigkeiten als auch eine Verringerung des Korrekturaufwands für die Dozierenden erwarten.] Die Bewertung der Antworten zu den Fragen der Selbsttests kann zum großen Teil automatisiert werden, was ein sofortiges Feedback an die Studierenden ermöglicht. Die Digitalisierung der Selbsteinschätzungsverfahren ermöglicht einen unbeschränkten, flexiblen und wiederholbaren Zugang für Studierenden.

Referenz:

Schwanke, Hagen, Kreikenbohm, Annika & Trefzger, Thomas (2021). Augmented Reality in Schülerversuchen der Elektrizitätslehre in der Sekundarstufe I. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 641). Universität Duisburg-Essen

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Einfluss der Muttersprache auf die Ausbildung von Schülervorstellungen

Gottschlich, Benedikt & Burde, Jan-Philipp

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Dass in Klausuren der allgemeinen Chemie hohe Durchfallquoten zu beobachten sind, konnten einige Studien bereits nachweisen (Averbeck, in Vorb.; Freeman et al., 2011). Ob Probleme in den Klausuren strukturell gegeben sind, soll mit Hilfe des Models des Constructive Alignments überprüft werden. Dieses beschreibt die Passung von Lehre, Lernzielen und Prüfung (Schaper et al., 2013). Studien geben erste Indizien, dass auch in der allgemeinen Chemie eine mangelnde Passung vorliegen könnte (Stefanica, 2013; Elert, 2019). In der nun geplanten Studie soll zuerst überprüft werden, ob es in der Vermittlung der Lernziele bereits zu Differenzen zwischen den vom Lehrenden als wichtig erachteten und den von Studierenden als wichtig empfunden Lernzielen kommt. Hierzu sollen sowohl Studierende als auch Lehrende vorformulierte Lernziele nach ihrer Wichtigkeit bewerten. In einem zweiten Schritt soll überprüft werden, ob die Klausur des Moduls die Kompetenzen abprüft, die zuvor vom Lehrenden gewünscht und vermittelt wurden. Hierzu wird diese mit einem adaptierten externen Fachwissenstest korreliert.

Referenz:

Gottschlich, Benedikt & Burde, Jan-Philipp (2021). Einfluss der Muttersprache auf die Ausbildung von Schülervorstellungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 617). Universität Duisburg-Essen

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Kurzinterviews mit Physiklehrenden–Warum sind Diagramme und Formeln wichtig?

Geyer, Marie-Annette & Kuske-Janßen, Wiebke

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Um Beobachtungen in Erkenntnissen zu überführen, müssen Lernende ihr epistemologisches Verständnis nutzen. Die Bewertung von Daten und Beobachtungen sowie die Herstellung von Verbindungen zwischen verschiedenen Informationen stellen Lernende dabei oft vor Probleme. Fehlt ein belastbares epistemologisches Verständnis, können Informationen teils gar nicht, oder nur unzufriedenstellend verarbeitet werden.

Ziel des vorgestellten Projektes ist es, durch die Konfrontation mit anomalen Daten einen Conceptual Change auf Ebene der Metakonzepte auszulösen. Das so entstehende, bzw. wachsende epistemologische Konzept soll anschließend auf neue Situationen transferiert werden. Model-of-data (Chinn & Brewer, 1993) bieten die Möglichkeit, das epistemologische Verständnis direkt aus dem fachlichen Kausalsystem der Lernenden abzuleiten. So kann die Informationsverarbeitung, inkl. der Reaktionsformen auf anomale Daten analysiert werden. Es werden Ergebnisse einer ersten Vorstudie vorgestellt.

Referenz:

Geyer, Marie-Annette & Kuske-Janßen, Wiebke (2021). Kurzinterviews mit Physiklehrenden–Warum sind Diagramme und Formeln wichtig?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 601). Universität Duisburg-Essen

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Schwierigkeiten beim kompetenzorientierten Prüfen in Chemie an der Universität

Kaulhausen, Simon, Eitemüller, Carolin & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das chemische Gleichgewicht ist ein wichtiger und zugleich komplexer Themenbereich für Lernende wie Lehrende. Eine kategoriengestützte Übersicht von Lernendenvorstellungen kann als wertvolle Planungshilfe verwendet werden und Forschenden dabei helfen, Forschungsbedarfe zu identifizieren. Weiterhin ist es möglich die Ergebnisse eines solchen systematischen Überblicks als Ausgangspunkt für die fachdidaktische Lehre und die damit verbundenen Professionalisierungsprozesse von angehenden Lehrkräften zu nutzen. Der vorliegende Beitrag gibt einen systematischen Überblick über dokumentierte Lernendenvorstellungen zum Themenbereich des chemischen Gleichgewichts. Hierfür wurden systematisch aus 284 Studien 18 Studien ausgewählt und untersucht, die explizit Lernendenvorstellungen zum chemischen Gleichgewicht formulieren. Die erfassten 239 Vorstellungen wurden ins Deutsche übersetzt und anschließend kategorisiert. Ausblickend werden Implikationen für die fachdidaktische Forschung und Lehre skizziert. Hierzu zählt insbesondere die Entwicklung und der Einsatz von Videovignetten.

Referenz:

Kaulhausen, Simon, Eitemüller, Carolin & Walpuski, Maik (2021). Schwierigkeiten beim kompetenzorientierten Prüfen in Chemie an der Universität. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 621). Universität Duisburg-Essen

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