Autor: GDCP

Digitale Kompetenzen im Techniklehramt

Albert, Gerrit & Riese, Josef

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Angesichts des Bedarfs an regulär qualifizierten Techniklehrkräften an allgemeinbildenden Schulen wurde an der RWTH Aachen unter Federführung der Physikdidaktik ein Lehramtsstudiengang Technik konzipiert. Hierfür wird ein Fachpraktikum im Sinne der didaktischen Rekonstruktion entwickelt, in dem berufsrelevante praktische Kompetenzen zum Umgang mit technischen Versuchen, Materialien und Geräten erworben werden sollen. Neben der Untersuchung der Lernerperspektive mittels Selbsteinschätzungen ist die fachinhaltliche Perspektive zentraler Entwicklungsaspekt. Die Inhalte des Praktikums wurden ausgehend von einer Sichtung fachbezogener Literatur empirisch abgesichert. Dafür wurde eine Bedarfsanalyse durch Experteninterviews mit Schulpraktiker*innen und Fachleitungen vorgenommen. Daraus resultierende Hinweise zu den als besonders zentral erachteten praktischen Inhalten und Kompetenzen sowie zu Differenzierungsmöglichkeiten fließen in die Praktikumsgestaltung ein. Das Poster stellt ausgewählte Ergebnisse der Interviews sowie die ersten Entwicklungszyklen des Praktikums vor.

Referenz:

Albert, Gerrit & Riese, Josef (2021). Digitale Kompetenzen im Techniklehramt. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 581). Universität Duisburg-Essen

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Interaktive Experimentiervideos zum Teilchenmodell

Glatz, Lion Cornelius , Erb, Roger & Teichrew, Albert

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Seit einigen Jahren gibt es Initiativen verschiedener Akteure in Schul- und Bildungspolitik zur Erarbeitung von Konzepten für eine zukunftsfähige digitale Bildung. Das Land NRW unternimmt aktuell große Anstrengungen zur Ausschöpfung des digitalen Potenzials und hat hierzu neben der Formulierung eines Medienkompetenzrahmens u.a. auch das QLB-Projekt „Communities of Practice NRW für eine Innovative Lehrerbildung“ (ComeIn) ins Leben gerufen. Durch die Zusammenarbeit aller lehrerbildenden Hochschulen in NRW, in Form von konkret fächerspezifisch gegliederten Gruppen, sollen hierbei digitalisierungsbezogene Kompetenzen von Lehrkräften gefördert und entwickelt werden. Vor diesem Hintergrund wird im Beitrag ein Projekt zur Entwicklung eines Lernkonzeptes vorgestellt, welches sich einerseits mit digitalen Technologien als Lerngegenstand und andererseits mit dem didaktisch begründeten Einsatz von digitalen Medien, speziell im Technikunterricht, befasst. Nach der Erprobung im Rahmen eines universitären Seminars soll das Konzept perspektivisch im Rahmen einer Lehrerfortbildung umgesetzt werden.

Referenz:

Glatz, Lion Cornelius , Erb, Roger & Teichrew, Albert (2021). Interaktive Experimentiervideos zum Teilchenmodell. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 577). 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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Unterstützung für Studierende in einem digitalen Semester

Nell, Sebastian, Goertz, Simon & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

LEIFIphysik ist das größte Lehr-Lern-Portal für Schulphysik im deutschsprachigen Raum. Um das Portal den Bedürfnissen der beiden Hauptzielgruppen (Schülerinnen und Schüler sowie Lehrkräfte) folgend entsprechend weiterzuentwickeln, wird alle drei Jahre eine Befragung der Nutzerinnen und Nutzer durchgeführt. Zuletzt erfolgte die Befragung im Herbst 2019. Im Poster werden die Ergebnisse der im Herbst 2019 in Kooperation mit der Universität Münster durchgeführten Befragung vorgestellt (N = 1575). Dabei werden u. a. die unterschiedlichen Einsatz- und Nutzungsszenarien der Zielgruppen und besondere Bedürfnisse bzw. Anforderungen von Schülerinnen und Schülern sowie Lehrkräften aufgezeigt. Ergänzt werden die Ergebnisse durch Erkenntnisse zum realen Nutzerverhalten, welches auf Basis von Google Analytics Daten analysiert wurde.

Referenz:

Nell, Sebastian, Goertz, Simon & Heinke, Heidrun (2021). Unterstützung für Studierende in einem digitalen Semester. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 565). Universität Duisburg-Essen

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Bildung für nachhaltige Entwicklung kooperativ gestalten

Holland, Dominique & Rincke, Karsten

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Der Erwerb experimenteller Kompetenzen ist ein Hauptziel schulphysikalischer Bildung. Zur Unterstützung der Lehrkräfte bei der Planung und Durchführung von Unterricht, der experimentelle Kompetenzen vermitteln soll, wurde an der RWTH Aachen die Plattform „FLexKom“ zum Fördern und Lernen experimenteller Kompetenzen ins Leben gerufen. Auf der Plattform werden Module angeboten, die Teilkompetenzen in den Bereichen Planung, Durchführung und Auswertung von Experimenten fördern sollen.

Dieser Beitrag stellt die Entwicklung von Modulen vor, welche insbesondere Durchführungs-Kompetenzen im Bereich des elektronischen Versuchsaufbaus vermitteln sollen. In diesen Modulen sollen Schülerinnen und Schüler Schaltskizzen aus Reihen- und Parallelschaltungen von Widerständen und Glühbirnen praktisch umsetzen. Durch die Integration eines Mikrocontrollers auf einem Steckbrett erhalten die Lernenden eine direkte Rückmeldung, inwiefern die von ihnen gesteckte Schaltung der vorgegebenen Skizze entspricht. Auf dem Poster werden die Entwicklung sowie Einsatzmöglichkeiten des Steckbretts beschrieben.

Referenz:

Holland, Dominique & Rincke, Karsten (2021). Bildung für nachhaltige Entwicklung kooperativ gestalten. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 561). Universität Duisburg-Essen

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Augmented Reality als digitales Lernwerkzeug zur Visualisierung nicht-beobachtbarer Prozesse

Seibert, Johann, Lang, Vanessa, Lauer, Luisa, Eichinger, Annika, Bach, Sarah, Kelkel, Mareike, Perels, Franziska, Peschel, Markus, Huwer, Johannes

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das Forschungsvorhaben untersucht die Wirksamkeit eines Hochschulseminars für Lehramtsstudierende zu Bildung für Nachhaltige Entwicklung (BNE). Im BNE-Bildungskonzept wird angestrebt, im Unterricht disziplinäre und interdisziplinäre Perspektiven auf komplexe Nachhaltigkeitsthemen einzunehmen. Dabei wird der kooperativen Unterrichtsgestaltung ein wichtiger Stellenwert zugewiesen.

In der Studie wird ein kooperationsförderndes Seminar entwickelt und evaluiert, dessen Ziel es ist, Kom-petenzen zur Gestaltung von BNE-Unterricht zu fördern. Die Studie vergleicht die unterschiedlichen Wirkungen der Teilnehmerzusammensetzung des Seminars, das einmal disziplinär (Lehramtsstudierende mit Fach Physik) und einmal interdisziplinär (Lehramtsstudierende verschiedener Fachrichtungen) durch-geführt wird. Anhand einer Dokumentenanalyse einer schriftlichen Bewertung einer vorgegebenen BNE-Unterrichtsplanung vor und nach Seminarteilnahme sowie in qualitativen Leitfadeninterviews wird der Einfluss des Kooperationsprozesses auf die Wirksamkeit des Seminars erfasst.

Referenz:

Seibert, Johann, Lang, Vanessa, Lauer, Luisa, Eichinger, Annika, Bach, Sarah, Kelkel, Mareike, Perels, Franziska, Peschel, Markus, Huwer, Johannes (2021). Augmented Reality als digitales Lernwerkzeug zur Visualisierung nicht-beobachtbarer Prozesse. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 557). Universität Duisburg-Essen

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Untersuchung der Schwierigkeit von organisch-chemischen Aufgaben

Steinbach, Martin, Eitemüller, Carolin & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Augmented Reality (AR) kann das (audio-)visuelle Lernen als didaktisches Medium anreichern, indem in der Lehr-Lernsituation fachliche, fach- und mediendidaktische sowie pädagogische Aspekte berücksichtigt werden. Besonders für die Modellbildung bei Schüler*innen scheint AR einen wichtigen Beitrag leisten zu können, da hierdurch nicht-beobachtbare Prozesse “sichtbar” gemacht werden können. Die getrennte Darstellung von z.B. Teilchen auf makroskopischer, symbolischer und submikroskopischer Ebene, was zumeist eine grundlegende Problematik für Schüler*innen (aber auch für Student*innen) darstellt, kann so durch wiederholbare Wechsel der Ebenen bewusst gemacht und reflektiert werden. AR ist dabei ein sehr nützliches Werkzeug zur Bewältigung dieser kognitiven Hürde im naturwissenschaftlichen Unterricht. In diesem Beitrag wird entsprechende didaktische Einbettung von AR an bereits entwickelten Lehr-Lern-Szenarien anhand o.g. Aspekte erläutert. In einem weiteren Schritt werden speziell die Vorteile von AR zur Förderung der Modellvorstellung von Schüler*innen beispielhaft dargestellt.

Referenz:

Steinbach, Martin, Eitemüller, Carolin & Walpuski, Maik (2021). Untersuchung der Schwierigkeit von organisch-chemischen Aufgaben. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 553). Universität Duisburg-Essen

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Subjektive Theorien zum Protokollieren im Chemieunterricht der Sek. I

Holschemacher, Sven & Bolte, Claus

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das Modellieren und Messen von Kompetenzen spielt eine wichtige Rolle bei der Optimierung und der Qualitätssicherung von Bildungsprozessen (Klieme & Leutner, 2006). Durch den Bologna-Prozess rückt die Kompetenzdiagnostik auch im tertiären Bildungsbereich zunehmend in den Fokus. Obwohl das Feld in den letzten Jahren breit beforscht wurde, liegen für den Bereich der organischen Chemie keine Kompetenzmodellierungen vor.

Im Zuge des Forschungsprojektes wird ein theoretisch fundiertes Kompetenzstrukturmodell für die organische Chemie entwickelt (vgl. Mayer & Wellnitz, 2013). Das Kompetenzstrukturmodell wird anschließend durch geeignete Multiple-Choice Testitems operationalisiert. In einer Pilotstudie wird untersucht, ob sich das Testinstrument dazu eignet das Kompetenzstrukturmodell valide und reliabel abzubilden. In der Hauptstudie kommt ein optimiertes Testinstrument zum Einsatz. Die Daten der Hauptstudie werden auf Basis des Rasch-Modells ausgewertet und der Einfluss der spezifischen Aufgabenmerkmale auf die Schwierigkeit von Leistungstestaufgaben in der organischen Chemie bestimmt.

Referenz:

Holschemacher, Sven & Bolte, Claus (2021). Subjektive Theorien zum Protokollieren im Chemieunterricht der Sek. I. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 549). Universität Duisburg-Essen

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Wirkung einer schulbezogenen kumulativen Lehramtsausbildung in der Praxis

John, Tilmann & Starauschek, Erich

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Das Protokollieren von Versuchen und Experimenten im Physik- und Chemieunterricht durch Schüler*innen kann und soll laut Bildungsstandards der KMK (2005) dazu dienen, die Lernenden in den Kompetenzbereichen Erkenntnisgewinnung und Kommunikation zu fördern. Welche Kriterien ein alters- und unterrichtsangemessenes Protokoll aber erfüllen soll, scheint strittig. Unterschiedliche Empfehlungen in der fachdidaktischen Literatur weisen auf divergierende Schwerpunktsetzungen hin und könnten ein Grund dafür sein, warum Versuchsprotolle von Schüler*innen in zurückliegenden Untersuchungen als mangelhaft bewertet wurden (Kraus & Stehlik 2008; Haagen-Schützenhöfer & Hopf 2010). In einer empirischen Studie haben wir untersucht, welche subjektiven Theorien Chemielehrer*innen zum Thema Protokollieren im Chemieunterricht der Sek. I zum Ausdruck bringen. Die Ergebnisse unserer Befragung geben Auskunft darüber, was die Teilnehmer*innen als wichtig erachten und in welchem Maße sie die als relevant erachteten Aspekte im Unterricht verwirklicht sehen.

Referenz:

John, Tilmann & Starauschek, Erich (2021). Wirkung einer schulbezogenen kumulativen Lehramtsausbildung in der Praxis. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 545). Universität Duisburg-Essen

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Repräsentationsbasierte Simulation zu einfachen Gleichstromkreisen

Weatherby, Thomas, Wilhelm, Thomas, Burde, Jan-Philipp, Beil, Fabian, Kapp, Sebastian, Kuhn, Jochen & Thees, Michael

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Schulbezogenes physikalisches Fachwissen gilt als zentraler Baustein der Physiklehrerkompetenz und als eine Voraussetzung für Lehrerhandeln im Physikunterricht. Allerdings wird schulbezogenes physikalisches Fachwissen häufig erst im Referendariat erworben. An der PH Ludwigsburg wurde daher eine „kumulative Lehre für das Lehramtsstudium Physik“ entwickelt mit dem Ziel, ein tragfähiges, schulbezogenes physikalisches Fachwissen anhand wichtiger Grundkonzepte der Mechanik vor dem Referendariat aufzubauen (John & Starauschek 2018, Rubitzko et al. 2018). Das Poster stellt eine Folgestudie vor, die untersuchen soll, ob sich die Wirksamkeit der Intervention des kumulativen Physiklernens im Schulpraxissemester und im Referendariat zeigt. Es ist zu erwarten, dass sich Entlastungseffekte zeigen: Durch den gezielten Aufbau von schulbezogenem Fachwissen im Fachstudium sollten die Studierenden und Referendare z. B. flexibler mit fachlichen Problemen der Schulphysik umgehen können, und es sollten zeitliche Ressourcen für die Entwicklung anderer Lehrerkompetenzen zur Verfügung stehen.

Referenz:

Weatherby, Thomas, Wilhelm, Thomas, Burde, Jan-Philipp, Beil, Fabian, Kapp, Sebastian, Kuhn, Jochen & Thees, Michael (2021). Repräsentationsbasierte Simulation zu einfachen Gleichstromkreisen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 541). Universität Duisburg-Essen

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