Autor: GDCP

Vorstellungen zum chemischen Gleichgewicht – ein systematisches Review

Heeg, Julian, Bittorf, Robert Marten & Schanze, Sascha

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Eine sprachbewusste Gestaltung von Physikunterricht ist nicht nur entscheidend für die Vermittlung abstrakter fachlicher Konzepte, sondern auch für die Gestaltung von inklusivem und diskriminierungsfreiem Physikunterrichts (Tajmel, 2017).

Das Teilprojekt „Sprache(n) im Physikunterricht“ des Projekts KALEI² der Qualitätsoffensive Lehrerbildung hat zum Ziel, das Thema Sprache im Fachunterricht bei den Lehramtsstudierenden stärker zu verankern, indem sie eigenen und fremden Unterricht diesbezüglich reflektieren. Dazu wird die physikdidaktische Begleitveranstaltung zum Schulpraktikum neu gestaltet. Es werden kasuistische Lehrelemente entwickelt und implementiert, um einen reflexiven Habitus speziell im Bereich von inklusivem und sprachbewusstem Physikunterricht zu unterstützen. Pilotierend werden Einstellungen und Kenntnisse Studierender zu Sprache und erste Anzeichen eines reflexiven Habitus untersucht. Weiteres Ziel ist die Ergänzung des KALEI-Fallarchivs um Fälle mit einem Fokus auf Sprache im Physikunterricht.

Referenz:

Heeg, Julian, Bittorf, Robert Marten & Schanze, Sascha (2021). Vorstellungen zum chemischen Gleichgewicht – ein systematisches Review. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 625). 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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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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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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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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DiSenSu: Ein Kartenspiel zur Berufsorientierung im MINT-Bereich

Hönig, Marina, Küsel, Julian, Rüschenpöhler, Lilith & Markic, Silvija

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Untersuchungen der letzten Jahre konnten zeigen, dass viele Chemiestudierende ihr Studium abbrechen. Zentrale Ursache sind die hohen Leistungsanforderungen, denen sie sich gerade in frühen Studienphasen ausgesetzt sehen.

Um diesen entgegenzutreten, wird im Rahmen dieses Projektes eine Moodle-basierte kollaborative Lerneinheit für das erste Semester entwickelt, in der sich Stu-dierende der Chemie und des Lehramts Gymnasium mit quantenphysikalischen Grundlagen auseinandersetzen. Einen konzeptuellen Rahmen bietet das mobile Computer-Supported Collaborative Learning (mCSCL), welches Prinzipien des kol-laborativen Lernens mit dem Einsatz mobiler digitaler Endgeräte kombiniert.

In der Studie werden verschiedene digital gestützte Formate der kollaborativen Gruppenarbeit untersucht, wobei unterschiedliche Trigger eingesetzt werden. Die Arbeitsprozesse werden mittels Fragebögen zur Selbst- und Fremdeinschätzung sowie durch Fachwissenstests evaluiert und verglichen.

Auf dem Poster werden das Studiendesign sowie die eingesetzten Materialien und Forschungsinstrumente vorgestellt.

Referenz:

Hönig, Marina, Küsel, Julian, Rüschenpöhler, Lilith & Markic, Silvija (2021). DiSenSu: Ein Kartenspiel zur Berufsorientierung im MINT-Bereich. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 489). 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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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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e-lement: e-learning entwickeln mitsamt Evaluation durch neue Technik

Müller, Stefan, Reiners, Christiane S. & Schmitz, Laurence

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Sprache ist im naturwissenschaftlichen Unterricht von großer Bedeutung, da sie das zentrale Werkzeug für das Denken und den Aufbau von Wissensstrukturen darstellt. Vor allem Schreibprozesse dienen dazu, Wissen zu organisieren und anfängliche Ideen in gefestigte Konzepte zu überführen. Im Chemieunterricht erfolgt Schreiben in Form von Versuchsprotokollen, welche verschiedene Abschnitte mit unterschiedlichen sprachlichen Anforderungen aufweisen. Zur sprachlichen Charakterisierung von Versuchsprotokollen ist ein Kategoriensystem deduktiv aus der Literatur abgeleitet worden, welches anhand von Schüler*innentexten im Rahmen der Pilotstudie evaluiert wird. Außerdem werden die sprachlichen Schwierigkeiten der Lernenden herausgearbeitet. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse werden Schreibfördermaßnahmen entwickelt, welche die Lernenden beim Schreiben von Versuchsprotokollen unterstützen sollen. Die Fördermaßnahmen werden im Rahmen einer quasi-experimentellen Interventionsstudie im Prä-Post-Design unter Berücksichtigung der sprachlichen Voraussetzungen der Lernenden evaluiert.

Referenz:

Müller, Stefan, Reiners, Christiane S. & Schmitz, Laurence (2021). e-lement: e-learning entwickeln mitsamt Evaluation durch neue Technik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 529). 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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