Autor: GDCP

Von der Komplexität einfacher Experimente – alte Stoplersteine neu beleuchtet

Toczkowski, Thomas & Ralle, Bernd

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Russischer Löwenzahn (Taraxacum kok-saghyz) beinhaltet in relevanten Mengen Kautschuk. Nachdem sich die wirtschaftliche Nutzung vor dem zweiten Weltkrieg nicht durchsetzte, gibt es nun u.a. von Reifenherstellern starke Bestrebungen, Kautschuk aus dieser Pflanze zu gewinnen. Pilotanlagen zur Produktion von Autoreifen sind bereits in Betrieb. Zudem lässt sich Inulin gewinnen, was für die Lebensmittelindustrie interessant ist.
Wir stellen ein Projekt für den Chemieunterricht vor, in dem sich Schülerinnen und Schüler ausgehend von der Aussaat der Samen bis hin zur Gewinnung von Inulin und Kautschuk sowie dessen Vulkanisation mit der Thematik auch experimentell beschäftigen.
Dabei lassen sich Relationen zwischen den Konstrukten Natur, Chemie und Technik aufzeigen, fachübergreifende Bezüge zu Biologie, Geschichte und Geografie herstellen sowie Aspekte von Nachhaltigkeit, Wissenschaftsgeschichte und Nature of Science (NOS) integrieren. Durch Einbezug aktueller Forschungsansätze und technischer Innovationen kann ein Beitrag zur Berufsorientierung geleistet werden.

Referenz:

Toczkowski, T. & Ralle, B. (2015). Von der Komplexität einfacher Experimente – alte Stoplersteine neu beleuchtet. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 447-449). Kiel: IPN.

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls online verfügbar.

Treibhauseffekt und Co. voneinander differenzieren lernen

Roßbegalle, Thomas & Ralle, Bernd

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Die Aktualität der Thematik Nachhaltigkeit wird sowohl durch curriculare Arbeiten im Bereich der Green Chemistry (Burmeister, Jokmin & Eilks, 2011) als auch in der Umsetzung eines nachhaltigen organischen Praktikums (Hopf et al., 2004) deutlich. Mit dem Poster wird ein Lernzirkel für den naturwissenschaftlichen Unterricht vorgestellt, der sich sowohl an dem Mehrdimensionenmodell (Deutscher Bundestag, 1998) orientiert als auch theoretische Überlegungen zur Gestaltungskompetenz (Programm Transfer 21, 2007) und Syndrome Globalen Wandels einbezieht. Eingesetzt werden kann dieser im interdisziplinären Kontext des Biologie- und Chemieunterrichts, womit er eine erste, orientierende Grundlage für die Erarbeitung eines Gesamtkonzepts „Nachhaltigkeit im Biologie- und Chemieunterricht“ bietet.

Referenz:

Roßbegalle, T. & Ralle, B. (2015). Treibhauseffekt und Co. voneinander differenzieren lernen. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 444-446). Kiel: IPN.

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls online verfügbar.

Physikdidaktische Entwicklungsforschung am Beispiel Geometrische Optik

Haagen-Schützenhöfer, Claudia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Mit dem verbindlichen Postulat der UN-Behindertenrechtskonvention von 2009 nach gleichwertiger Teilhabe am Schulleben aller Lernenden entfachte auch die Forderung nach Unterrichtskonzeptionen für das gemeinsame Lernen. Für den inklusiven Chemieunterricht mangelt es bisweilen jedoch an erprobten und bewährten Instrumenten zur praktischen Umsetzung. Ziel des hier vorgestellten Projekts ist vor diesem Hintergrund die Entwicklung und Evaluation einer inklusiven Unterrichtseinheit für den Chemieunterricht der Sekundarstufe I, die auf Basis des Universal Design for Learning (UDL) gestaltet wird. Dabei bilden ein lehrerzentrierter Einführungsvortrag und eine mittels Selbsteinschätzungsbogen begleitete Lernphase eine Verbindung zwischen Strukturierung und Selbstregulation. Auf dem Poster werden das Design des Projekts und erste Ergebnisse vorgestellt.

Referenz:

Haagen-Schützenhöfer, C. (2015). Physikdidaktische Entwicklungsforschung am Beispiel Geometrische Optik. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 441-443). Kiel: IPN.

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls online verfügbar.

Das Elektronengasmodell und Möglichkeiten seiner Visualisierung

Burde, Jan-Philipp, Wilhelm, Thomas & Wiesner, Hartmut

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Verschiedene Studien haben gezeigt, dass Schülerinnen und Schüler geringe Fähigkeiten beim Erklären von physikalischen Sachverhalten besitzen (Kronenberger & Souvignier, 2005; McNeill & Krajcik, 2007). Dabei tauchen nicht nur inhaltliche Probleme beim Erklären, sondern oftmals auch strukturelle Schwierigkeiten auf: Schülerinnen und Schüler vergessen in ihrer Erklärung wichtige Elemente oder der „Rote Faden“ fehlt. Aufbauend auf einer Unterrichtseinheit zur elektromagnetischen Induktion, wurde ein Erklärtraining entwickelt, welches Schülerinnen und Schüler in dem Aufbau einer logischen Struktur und der Vollständigkeit ihrer Erklärung trainieren soll. Grundlage dieses Trainings bilden Erklärketten, deren Elemente in Anlehnung an Toulmin (2003) gestaltet sind. Das Erklärtraining wurde in acht Grundkursen eingesetzt, um die Wirksamkeit des Trainings empirisch zu untersuchen. Auf dem Poster sollen das Trainingskonzept skizziert und erste Ergebnisse dazu vorgestellt werden.

Referenz:

Burde, J., Wilhelm, T. & Wiesner, H. (2015). Das Elektronengasmodell und Möglichkeiten seiner Visualisierung. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 438-440). Kiel: IPN.

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls online verfügbar.

Einführung elektrischer und magnetischer Felder in der Sek. II

Aschauer, Wolfgang & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Im Rahmen eines Projekts lehrerzentrierter Aktionsforschung wurde eine Unterrichtseinheit zu den „Chemische Bindungen“ entwickelt und implementiert. Die Einheit wird von den Ler-nenden selbständig am PC mit Hilfe einer Lernumgebung erarbeitet. Es entstand eine Unter-richtseinheit, welche aus 5 Prezi-Lernumgebungen sowie 5 Onlineprüfungen besteht. Die Aufgaben in den Prüfungen variieren und bieten Single-Choice-Fragen, Zuordnungsaufga-ben, offene Antwortmöglichkeiten und Multiple-Choice-Fragen. Die Lernumgebung ist für die Erarbeitung des Themas „Chemische Bindungen“ in der Berufsfachschule (Sekundarstufe II) in der Schweiz konzipiert. Das Poster gibt einen Überblick über den methodischen Ansatz, die Inhalte und erste Ergebnisse der begleitenden Untersuchung.

Referenz:

Aschauer, W. & Hopf, M. (2015). Einführung elektrischer und magnetischer Felder in der Sek. II. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 435-437). Kiel: IPN.

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls online verfügbar.

Fachdidaktische Entwicklungsforschung

Komorek, Michael, Wilhelm, Thomas, Hopf, Martin & Ralle, Bernd

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Für die Erfassung der Einstellungen von Kindern der 1./2. Klasse zum Sachunterricht wurde im Unterrichtsentwicklungsprojekt Swiss Science Education (SWiSE, www.swise.ch) ausschliesslich die direkte Befragung der Kinder gewählt. Dazu wurde ein Fragebogen mit dichotomem Antwortformat zur Erfassung lernmotivationsrelevanter Variablen entwickelt, den die Kinder unter fachlicher Anleitung bearbeiten. Das Poster stellt die Entwicklung und die Anpassung des Fragebogens dar. Die erfassten Konstrukte (Freude an der Schule allgemein, Lernfreude, Anstrengungsbereitschaft, Bedeutung von Lernen und methodisch didaktisch Ausgestaltung) waren bei den ersten Befragungen nur mässig bis gut reliabel (.27 < α < .77). Zudem zeigten Raschanalysen, dass die Skalen im oberen Zustimmungsbereich eine schwache Differenzierungsgenauigkeit aufweisen. Für einzelne Konstrukte wurde in der Folge die Anzahl der Items erhöht. Einzelne Aussagen wurden stärker ausgeprägt formuliert. Die Reliabilität konnte durch die Anpassungen des Fragebogens gesteigert werden. Der Deckeneffekt konnte noch nicht eliminiert werden. Referenz: Komorek, M., Wilhelm, T., Hopf, M. & Ralle, B. (2015). Fachdidaktische Entwicklungsforschung. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität - Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 432-434). Kiel: IPN. Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls online verfügbar.

Lernerfolge im Physikpraktikum durch Wandlung der Feedbackkultur

Lammertz, Ines & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Swiss Science Education (SWiSE, www.swise.ch) ist ein Schul- und Unterrichtsentwicklungsprojekt in der Deutschschweiz, mit dem Ziel, die Freude von Schülerinnen und Schülern in naturwissenschaftlichen Fächern zu stärken. Bei Lehrpersonen soll das Überdenken des eigenen Unterrichts und die Einbindung von forschend-entdeckendem Lernen in den Unterricht sowie die kollegiale Kooperation gefördert werden. Das Poster stellt Entwicklungsverläufe und Veränderungen u.a. in der Kooperation der Lehrpersonen, Umsetzung konstruktivistischer Ansätze im Unterricht und der Einbindung von forschend-entdeckendem Lernen sowie Metakognition über Unterrichten dar. Befragt wurden 158 Lehrpersonen. Die Ergebnisse zeigen keine signifikanten Veränderungen bei der Kontrollgruppe. SWiSE-Lehrpersonen hingegen verändern sich nach dem ersten Evaluationsjahr positiv in handlungsnahen Variablen (konstruktivistisches Unterrichten, Einbindung forschend-entdeckenden Lernens, Überdenken des Unterrichts) und in der Kokonstruktion von Unterricht mit KollegInnen. Das Niveau können sie im darauffolgenden Schuljahr halten.

Referenz:

Lammertz, I. & Heinke, H. (2015). Lernerfolge im Physikpraktikum durch Wandlung der Feedbackkultur. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 429-431). Kiel: IPN.

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls online verfügbar.

Mit Mausklicks zu mehr Motivation und Selbstvertrauen im Praktikum?

Plückers, Katharina & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Im Rahmen des Projekts Technology SUPPORTed Labs (TSL) wurden zur Verbes-serung von Experimentalpraktika unter anderem neue interaktive Bildschirmexperimente (IBE) entwickelt. Grundlage dafür war eine Bedarfsanalyse, die eine mangelhafte Selbstwirksamkeitserwartung (SWE) beim Experimentieren aufzeigte. Diese wurde durch die Teilnehmenden und die Betreuenden der Praktika in einer fehlenden Vorbereitung auf die praktischen Anteile begründet. Um untersuchen zu können, inwieweit sich die SWE durch die Bearbeitung eines IBE ändern, wurde ein Interviewleitfaden sowie ein Kodierleitfaden für eine Qualitative Inhaltsanalyse entwickelt und überprüft. Die Ergebnisse der Untersuchung werden in diesem Beitrag vorgestellt.

Referenz:

Plückers, K. & Heinke, H. (2015). Mit Mausklicks zu mehr Motivation und Selbstvertrauen im Praktikum?. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 426-428). Kiel: IPN.

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls online verfügbar.

Lernvideos im Physikpraktikum für Biologen – Entwicklung und Evaluation

Effertz, Christian, Schwarz, Irina, Lammertz, Ines, Erkelenz, Jan & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Physikunterricht wird von Schülern oft als unbeliebt und etwas eigenes, von der Lebenswelt Losgelöstes angesehen. Bisherige Ansätze wie z.B. „Physik im Kontext“ kontextualisieren den Physikunterricht, verbleiben aber zumeist im Klassenraum. Smartphones bieten erweiterte neue Möglichkeiten, den Alltag/Kontext der Schüler in den Physikunterricht zu integrieren. Hier stellt sich die Frage, ob die Schüler die Verwendung von Smartphones als Messgeräte und die Verknüpfung von innerschulischen mit außerschulischen Lern-Arrangements wollen. Zur Untersuchung dieser Frage wurde aufbauend auf bestehenden Modellen das sechsphasige Unterrichtsmodell FELS (Forschend-entdeckendes Lernen mit dem Smartphone) entwickelt. Bei FELS werden in den Unterricht eingebettete, handlungsorientierte Aufgaben mit Smartphones in Alltagssituationen bearbeitet, was schulische und außerschulische Aktivitäten miteinander verzahnt. Zur Evaluation wird bei den Schülern der flow während der Intervention in jeder Phase von FELS gemessen und in einem Prä-Post-Design eine Akzeptanzbefragung zum Smartphoneeinsatz durchgeführt.

Referenz:

Effertz, C., Schwarz, I., Lammertz, I., Erkelenz, J. & Heinke, H. (2015). Lernvideos im Physikpraktikum für Biologen – Entwicklung und Evaluation. In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 423-425). Kiel: IPN.

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls online verfügbar.

Fragebogen zu Praktikumskompetenzen (PraKo): Erforschung naturwissenschaftlicher Praktika

Rehfeldt, Daniel, Mühlenbruch, Tobias & Nordmeier, Volkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Bei Lernenden wie auch Lehrenden gilt Chemie als schwieriges Unterrichtsfach. Meist fehlt die notwendige Abstraktionsfähigkeit, um Hintergründe und Abläufe der makroskopisch nicht sichtbaren chemischen Prozesse zu verstehen. Diese muss bei den Lernenden erst aufgebaut werden – auch unter Aufbrechung vorhandener, meist unpassender Wissensstrukturen. Die Rolle des Mediums als Vermittler fachwissenschaftlich-chemischer Zusammenhänge für Lernende ist für den Chemieunterricht daher von elementarer Bedeutung. Dies schließt sowohl die personalen Formen, meist geprägt durch den Lehrenden, genauso mit ein, wie die nicht-personalen Formen wie das Experiment, Filme, Zeichnungen, Modelle oder Präparate. Das heute erfolgreichste Medium jedoch ist digital – sei es in Form von PC´s, Tablet´s oder Smartphones. Jeder Lernende ist mit deren Umgang bestens vertraut, sind sie doch ein zentraler Bestandteil des jugendlichen Lebens. Es liegt also nahe, dieses alltägliche Wissen mit in den Chemieunterricht einzubeziehen und so eine neue Form des Lernens zu etablieren: Das mobile Lernen.

Referenz:

Rehfeldt, D., Mühlenbruch, T. & Nordmeier, V. (2015). Fragebogen zu Praktikumskompetenzen (PraKo): Erforschung naturwissenschaftlicher Praktika . In: S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Bremen 2014 (S. 420-422). Kiel: IPN.

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Der gesamte Tagungsband, in dem dieser Beitrag erschienen ist, ist ebenfalls online verfügbar.