Autor: GDCP

iMechanics: Untersuchung der Lernwirkung von Smartphones in der Sek. 2

Hochberg, Katrin, Kuhn, Jochen & Müller, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Über guten Physikunterricht wird nachgedacht, seit Physik Gegenstand des Schulunterrichts ist. Der Fortgang der fachdidaktischen, aber auch der lernpsychologischen und schulpädagogischen Diskussion gibt Anlaß, die alten Fragen neu zustellen. Insbesondere Erfahrungen und Erwartungen der Schüler sind aus empirischen Untersuchungen inzwischen weit besser bekannt als früher. Ergebnisse aus dem Ausland und aus Nachbarfächern (vor allem Chemie) verbreitern die Erfahrungsbasis. In elf Merkmalen konzentrieren sich die Einsichten von Lehrern und Wissenschaftlern zu gutem Physikunterricht.

Referenz:

Hochberg, K., Kuhn, J. & Müller, A. (2015). iMechanics: Untersuchung der Lernwirkung von Smartphones in der Sek. 2. 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. 208-210). Kiel: IPN.

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Der Prozess des mathematischen Modellierens im Chemieunterricht

Goldhausen, Ines & DiFuccia, David-S.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Erklären zu können wird oft als wichtige Fähigkeit von Lehrkräften genannt, aber nur selten erforscht. Im Projekt EWis wurde eine Methode entwickelt, die Performanzqualität in unterrichtsnahen Erklärungssituationen zu erheben. Dazu wurden Lehramtsstudierende der Physik (N=198) dabei gefilmt, wie sie Schülern physikalische Phänomene erklären. Diese Schüler haben standardisierte Fragen gestellt (z.B. „Gibt es dafür ein Beispiel?“), die Reaktionen der Studierenden darauf wurden ebenso kategorienbasiert ausgewertet wie allgemeine Qualitätsmerkmale des Erklärens (z.B. Darstellungsformen verwenden). In diesem Vortrag werden Ergebnisse dazu präsentiert, was gutes Erklären ausmacht. Zudem werden Zusammenhänge zum Fachwissen und zum fachdidaktischen Wissen gezogen und u.a. analysiert, von welchen Aspekten dieser zwei Wissensbereiche Erklärungsperformanz profitiert. Es zeigt sich u.a. dass Studierende mit hohem Fachwissens insbesondere dann gute Leistungen beim unterrichtsnahen Erklären zeigen, wenn sie auch ein hohes fachdidaktisches Wissen aufweisen.

Referenz:

Goldhausen, I. & DiFuccia, D. (2015). Der Prozess des mathematischen Modellierens im Chemieunterricht. 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. 205-207). Kiel: IPN.

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Modellierungsanforderungen in Leistungskursabituraufgaben in Physik – Ergebnisse einer modellbasierten Aufgabenanalyse

Kreiter, Bettina, Krabbe, Heiko & Fischer, Hans E.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Die Weiterentwicklung von Lehramtsstudiengängen erfordert evidenzbasierte Vorschläge. Vor diesem Hintergrund wurde im Teilprojekt DaWis ein Instrument zur Erfassung fachdidaktischen Wissens entwickelt und umfassend validiert. Das Instrument erlaubt die Messung empirisch geprüfter Teilskalen fachdidaktischen Wissens und kann somit genauere Hinweise als bisher zum Kompetenzerwerb liefern. Im Vortrag werden primär die Ergebnisse der in diesem Jahr abgeschlossenen Hauptstudie berichtet, welche bei insgesamt 578 Lehramtsstudierenden und Hochschullehrenden der Physik durchgeführt wurde. Insbesondere werden Zusammenhangsanalysen mit anderen im Projektverbund ProfiLe-P erhobenen Wissensbereichen und Personenmerkmalen vorgestellt und diskutiert. Darüber hinaus wird ein Ausblick für die weitere Verwendung des Instruments im Hochschulbereich – etwa im Rahmen von Interventionsstudien – gegeben.

Referenz:

Kreiter, B., Krabbe, H. & Fischer, H. E. (2015). Modellierungsanforderungen in Leistungskursabituraufgaben in Physik – Ergebnisse einer modellbasierten Aufgabenanalyse. 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. 202-204). Kiel: IPN.

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Modell der mathematischen Modellierung in der Physik

Pospiech, Gesche, Uhden, Olaf & Geyer, Marie-Annette

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Fachwissen ist zentraler Bestandteil des Professionswissens von Lehrkräften und notwendige Voraussetzung zur Ausbildung des fachdidaktischen Wissens. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erfassung des Fachwissens von Physikstudierenden, um u.a. Aussagen über die Entwicklung des Fachwissens während des Studiums zu treffen. Dazu wurde ein kriteriums- und konstruktvalides Testinstrument zum Thema Mechanik entwickelt, das die Facetten Schulwissen, vertieftes Schulwissen und universitäres Wissen unterscheidet. Zu Beginn und Ende des WS 2013/14 sowie im WS 2014/15 wurde das Fachwissen im Rahmen eines Längsschnitts von Studierenden (N = 95) der ersten drei Semester erfasst. Im 1. Studiensemester zeigte sich ein signifikanter Wissenszuwachs in allen Facetten, der nur im universitären Wissen stark von den mathematischen Fähigkeiten abhängt. Weiterhin zeigen sich signifikante Unterschiede zwischen Monobachelor- und Lehramtsstudenten, die im Verlauf des ersten Semesters stabil bleiben. Zudem werden Aussagen über die längsschnittliche Entwicklung nach drei Fachsemestern vorgestellt.

Referenz:

Pospiech, G., Uhden, O. & Geyer, M. (2015). Modell der mathematischen Modellierung in der Physik. 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. 199-201). Kiel: IPN.

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Phasen im Modellierungskreislauf – Unterschiede in Theorie und Empirie

Borromeo Ferri, Rita

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Das Professionswissen von Lehrkräften wird vor allem in der Mathematik seit längerem erforscht, doch auch in der Physik sind bereits Studien durchgeführt worden. Im Projekt ProfiLe-P wurden mit einer Stichprobe von mehr als 1200 Studierenden des Lehramts Physik von 15 Universitäten Testverfahren zum Fachwissen und zum fachdidaktischen Wissen entwickelt. Zudem wurde eine Methode entwickelt, die Qualität einer unterrichtsbezogenen Performanz – dem Erklären – standardisiert zu erheben. Alle Testverfahren wurden umfangreichen Validierungsstudien unterzogen, z.B. durch curriculare Analysen oder Prüfung der Modelle. In diesem Symposium werden Einblicke gegeben in Analysen der Modellierung von Fachwissen (Teilprojekt FaWis), fachdidaktischem Wissen (Teilprojekt DaWis) und Erklärungsperformanz (Teilprojekt EWis). Es werden zudem Zusammenhangsanalysen präsentiert, z.B. dazu, von welchen Facetten des Fachwissen bzw. des fachdidaktischen Wissens die Performanz im Erklären profitiert. Auch werden erste Einblicke in Entwicklungen der drei Bereiche im Verlaufe eines Lehramtsstudiums gegeben.

Referenz:

Borromeo Ferri, R. (2015). Phasen im Modellierungskreislauf – Unterschiede in Theorie und Empirie. 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. 196-198). Kiel: IPN.

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Implementierung von Kreativität in den Chemieunterricht?!

Bliersbach, Markus & Reiners, Christiane S.

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Obwohl der Erwerb fachlichen Wissens im Studium viel Raum einnimmt, gelingt er häufig nicht zufriedenstellend: Leistungsunterschiede aus der Schule können nicht ausgeglichen werden, die Differenzen nehmen im Laufe des Studiums eher noch zu. Um dieses Problem mittelfristig mildern zu können, wird vielfach über die Implementation adaptiver Fördermaßnahmen nachgedacht.
Als empirische Basis für diese Adaptivität können Niveaudefinitionen in Form von Can-Do-Statements dienen. Diese Niveaus werden im Vortrag konstruiert und diskutiert. Als Basis dient ein Strukturmodell des fachlichen Wissens und ein darauf aufgebauter Test, der bei 537 Studierenden (Fach und Lehramt) eingesetzt wurde.
Ausgehend von der Komplexitätsskala im Strukturmodell, die sich empirisch als schwierigkeitserzeugend erweist, wird ein theoriegeleitetes Konstruktionsverfahren in Anlehnung an das Vorgehen bei MT21 und DESI vorgestellt und diskutiert. Es ergeben sich für die verschiedenen Teilskalen des fachlichen Wissens zwischen 3 und 5 Niveaus, die eine kriterienorientierte Beschreibung der jeweiligen Probandenfähigkeiten erlauben.

Referenz:

Bliersbach, M. & Reiners, C. S. (2015). Implementierung von Kreativität in den Chemieunterricht?!. 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. 193-195). Kiel: IPN.

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Subjektive Theorien von Lehrkräften und Chancengerechtigkeit

Bartosch, Ilse

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Im Rahmen eines physikalischen Praktikums wird untersucht, wie sich experimentelle Fähigkeiten bei Sachunterrichtsstudierenden gezielt fördern lassen. Bei der Förderung wird zwischen einem expliziten und einem impliziten Instruktionskonzept unterschieden. Beide Instruktionskonzepte wurden für zwei Praktikumsversuche zum Thema Schwimmen und Sinken realisiert. Dabei fokussiert die fachmethodische Förderung auf den Umgang mit Messdaten und das Anwenden der Variablenkontrolle. Um herauszufinden, ob Sachunterrichtsstudierende durch explizite Instruktionen mehr lernen als durch implizite, wird für beide Instruktionskonzepte die Lernwirksamkeit jeweils im Hinblick auf das fachmethodische und fachinhaltliche Wissen verglichen. Um einen Vergleich der Lernwirksamkeit durchzuführen, kommen Vor- und Nachtests zu Fachmethoden und aufgabenspezifischem Fachwissen zum Einsatz. Zusätzlich werden die Lernprozesse der Studierenden bei der Durchführung der Praktikumsversuche anhand von Videoaufzeichnungen analysiert. Im Vortrag werden Ergebnisse der Studie vorgestellt.

Referenz:

Bartosch, I. (2015). Subjektive Theorien von Lehrkräften und Chancengerechtigkeit. 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. 190-192). Kiel: IPN.

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Entwicklung der Kompetenzerwartung durch Lösen physikalischer Aufgaben

Schröter, Evelin & Erb, Roger

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Die Modellierung und Erfassung von Kompetenzen zur Aufklärung von Wirkzusammenhängen ist zentrales Desiderat empirischer Bildungsforschung. Insbesondere im tertiären Bildungsbereich in den Naturwissenschaften sind erst wenige Studien angelaufen (vgl. Zlatkin-Troitschanskaia, O., Shavelson, R. J. & Kuhn, C., 2015). Dies gilt insbesondere für das Professionswissen der Lehramtsstudierenden.
Einen Beitrag zur Behebung dieses Desiderats leisten wir im BMBF-geförderten Projekt Ko-WADiS (Stiller, Straube, Hartmann, Nordmeier & Tiemann, 2015). Ziel ist die Operationalisierung und Messung der Kompetenzen im Bereich Scientific Reasoning (Fischer et al., 2014), die sich in einschlägigen Operationalisierungen des Professionswissens als science syntactic knowledge (Abell, 2007) niederschlagen. Die auf Basis einer Stichprobe deutscher und österreichischer Studierender (N > 4 000) erhobenen quasilängsschnittlichen Daten werden am besten durch ein 1-dimensionales Modell repräsentiert. Im Beitrag werden die Ergebnisse für den Bereich Chemie näher vorgestellt.

Referenz:

Schröter, E. & Erb, R. (2015). Entwicklung der Kompetenzerwartung durch Lösen physikalischer Aufgaben. 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. 187-189). Kiel: IPN.

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Online-Hausaufgaben im Physikunterricht

Crossley, Antony & Starauschek, Erich

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Erste Ergebnisse des DiSiE-Projektes deuten darauf hin, dass Lehrkräfte erhebliche Defizite bei der Diagnose von Schwierigkeiten bei Schülerexperimenten besitzen. Ziel der vorliegenden Untersuchung ist es daher, erste Ansätze zu erarbeiten, wie Lehrkräfte bezüglich dieses Teils der diagnostischen Kompetenz sensibilisiert und unterstützt werden können. Dazu wurde literaturgestützt sowie mittels einer explorativen empirischen Studie ein Modell zur Einordnung der Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren entwickelt. In der empirische Studie wird das Modell am Beispiel einer konkreten, bei Achtklässlern eingesetzten Experimentierumgebung zum Hooke’schen Gesetz auf seine Eignung geprüft. Im Vortrag werden die im empirischen Teil der Untersuchung aufgedeckten Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren zum Hooke’schen Gesetz vorgestellt und in das Modell eingeordnet.

Referenz:

Crossley, A. & Starauschek, E. (2015). Online-Hausaufgaben im Physikunterricht. 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. 184-186). Kiel: IPN.

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Alle machen Fehler? – Die Klassische Fehlerrechnung neu gedacht

Heinicke, Susanne

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2014

Um Schülerinnen und Schüler beim eigenständigen Experimentieren zu fördern und zu unterstützen, muss eine Lehrkraft in der Lage sein, einerseits die Schwierigkeiten der Lernenden beim Experimentieren bereits bei der Planung des Unterrichts vorauszuahnen und diese andererseits während des Experimentierprozesses zu erkennen. Im Rahmen einer empirischen Untersuchung zur diagnostischen Kompetenz wurden 25 Physiklehrkräfte zunächst danach befragt, welche Schwierigkeiten sie bei einer konkreten Experimentierumgebung zum Hooke‘schen Gesetz erwarten (prädiktiv), bevor sie an einem Videobeispiel die Schwierigkeiten zweier Schülerinnen bei der Bearbeitung derselben Aufgabe diagnostizieren sollten (handlungsbegleitend). Die Studie deckt einige überraschende Defizite in der Diagnosekompetenz der untersuchten Lehrkräfte auf und bestärkt die Grundannahme der Studie, zwischen prädiktiver und handlungsbegleitender Diagnosekompetenz zu unterscheiden.

Referenz:

Heinicke, S. (2015). Alle machen Fehler? – Die Klassische Fehlerrechnung neu gedacht. 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. 181-183). Kiel: IPN.

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