Autor: GDCP

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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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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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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Unterstützung des Modellierungsprozesses durch Analogiebildung im Sachunterricht

Elsner, Julia, Tenberge, Claudia & Fechner, Sabine

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Modelle gelten in den Naturwissenschaften als wichtige Denk- und Arbeitswerkzeuge der Erkenntnisgewinnung. In der Chemie, deren Bezugsobjekte für das menschliche Auge nicht sichtbar sind, stellen Modelle die einzige Annäherungsmöglichkeit zur Deutung von Experimenten auf atomarer Ebene dar. Bisherige Studien schreiben Schüler*innen häufig ein unzureichend ausgebildetes Modellverständnis sowie Probleme beim Heranziehen von Modellen zur Interpretation von Beobachtungen bei Experimenten zu. Auch ist weitgehend ungeklärt, inwiefern Beobachtung und Deutung relationiert werden sollten, um ein tragfähiges mentales Modell zu entwickeln. Aufbauend auf ersten empirischen Hinweisen zur förderlichen Wirkung von Augmented Reality (AR) sollen die Effekte von AR unterstützten Experimentiergelegenheiten in einem Promotionsprojekt untersucht werden, wobei zunächst eine AR-Umgebung, die ein makroskopisch beobachtbares Phänomen durch eine submikroskopische Modellierung ergänzt, entwickelt wird, um im Anschluss während der Beobachtungs- sowie Deutungsphase von Experimenten ihre Wirksamkeit zu erproben.

Referenz:

Elsner, Julia, Tenberge, Claudia & Fechner, Sabine (2021). Unterstützung des Modellierungsprozesses durch Analogiebildung im Sachunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 609). 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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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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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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Belletristische Literatur als Ankermedium im Chemieunterricht

Suppert, Simone, Fleischer, Timo & Strahl, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Binnendifferenzierung gilt als zentrale Maßnahme, um einer heterogenen Schülerschaft gerecht zu werden. Bislang ist empirisch nicht gesichert, welche Effekte Binnendifferenzierung im Chemieunterricht hat. Bisherige Studien kommen zu unterschiedlichen Ergebnissen, sie betrachten jedoch lediglich leistungsgestützte Differenzierungsmaßnahmen (z.B. Kallweit, 2015). Das übergeordnete Ziel dieser Studie ist es, die Effekte interessengestützter Differenzierungsmaßnahmen durch den Einsatz systematisch variierter Kontextaufgaben zu untersuchen.

Zu diesem Zweck werden zwei Teilstudien durchgeführt. In der ersten Studie wird untersucht, welche Personenmerkmale sich als Prädiktoren für die Kontextwahl ausmachen lassen. Auf Grundlage der Ergebnisse der ersten Teilstudie wird ein Instrument entwickelt, welches Kontextaufgaben basierend auf den ausgemachten Personenmerkmalen zuweist. In der zweiten Teilstudie werden dann die Effekte interessengestützter Differenzierungsmaßnahmen durch den Einsatz des entwickelten Instruments untersucht.

Erste Arbeitsergebnisse werden auf dem Poster dargestellt.

Referenz:

Suppert, Simone, Fleischer, Timo & Strahl, Alexander (2021). Belletristische Literatur als Ankermedium im Chemieunterricht. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 593). Universität Duisburg-Essen

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CHEMideos – Fachdidaktische Analyse chemischer Erklärvideos

Harmer, Sandra Pia & Groß, Katharina

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Bisher wurden belletristische Werke, darunter sowohl Hochliteratur als auch Trivialliteratur, zumeist in den sprachlich orientierten Unterrichtsfächern verwendet. Doch auch im Chemieunterricht lohnt sich deren Einsatz. Sowohl ganze Werke als auch einzelne Ausschnitte ermöglichen als Ankermedien eine ganzheitliche Betrachtung chemischer bzw. naturwissenschaftlicher Inhalte in einem für Schülerinnen und Schüler vergleichsweise einfachen Kontext, wodurch passende Aufgabenstellungen einen noch authentischeren Charakter erhalten können. Inwiefern sich literarische Stellen im Chemieunterricht als Ankermedium und damit als Ausgangspunkt für authentische Aufgabenstellungen einsetzen lassen, soll der einzureichende Posterbeitrag aufzeigen.

Referenz:

Harmer, Sandra Pia & Groß, Katharina (2021). CHEMideos – Fachdidaktische Analyse chemischer Erklärvideos. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 589). Universität Duisburg-Essen

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Praktische technische Kompetenzen im Techniklehramt

Ermel, Dorothee & Riese, Josef

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Zahlreiche Anbieter bieten auf verschiedenen YouTube-Kanälen Lernvideos an, die sich mit Inhalten des Chemieunterrichts auseinandersetzen. Als niederschwellige Bildungsressource sowie auf Grund ihrer multisensorischen Aufbereitung der Fachinhalte besitzen sie eine hohe Attraktivität für Lernende. Allerdings ist der Wert für Lernende nicht unumstritten, da diese Videos den Lernenden eine falsche Vorstellung der Verarbeitungstiefe der Fachinhalte vermitteln und gleichzeitig durch die unreflektierte Vermischung von Fach- und Alltagssprache zur Entwicklung von Fehlkonzepten bei Schüler*innen beitragen können. Das Poster stellt das Forschungsprojekt CHEMideos vor, das Erklärvideos verschiedener Anbieter hinsichtlich fachlicher, fachdidaktischer und medienpädagogischer Aspekte mittels eines literaturbasierten Analyseleitfadens qualitativ analysiert, um drauf aufbauend Möglichkeiten für den Einsatz von Erklärvideos im (sprachsensiblen) Chemieunterricht der Sekundarstufe abzuleiten.

Referenz:

Ermel, Dorothee & Riese, Josef (2021). Praktische technische Kompetenzen im Techniklehramt. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 585). Universität Duisburg-Essen

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