Autor: GDCP

ESPri: Energiestudie zu Vorstellungen & Kontexten in der Primarschule

Metzger, Susanne, Brückmann, Maja & Kölbach, Eva

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

In der Schweiz wird die Energie neu schon ab der 1. Klasse thematisiert. Daher stellt sich die Frage, welche intuitiven Vorstellungen Kinder in der Primarschule mit dem Energiekonzept verbinden und welche lebensweltlichen Bezüge sie dabei interessant finden. In der Literatur gibt es bezüglich der Vorstellungen Hinweise, dass Primarschulkinder Umwandlungsprozesse im Sinne einer Veränderung in Zusammenhang mit Bewegungen und Wärme erkennen, mengenartige Vorstellungen jedoch kaum vorhanden sind und das Erhaltungsprinzip zugunsten des Umwandlungsprozesses aufgegeben wird. Im Bereich des Interesses liegen Ergebnisse nur für höhere Jahrgangsstufen vor.
Im Vortrag werden die entwickelten Fragebogen, bei denen das Multiple-Choice-Antwortformat hauptsächlich grafisch gestaltet ist und sich auf alltagsnahe Situationen aus der Lebenswelt der Kinder bezieht, und Ergebnisse der Studie zu den Vorstellungen mit über 200 Schülerinnen und Schüler vorgestellt. Von der bis Ende 2015 laufenden Interessensstudie werden die Gestaltung der Fragebogeninstrumente und erste Ergebnisse präsentiert.

Referenz:

Metzger, Susanne, Brückmann, Maja & Kölbach, Eva (2016). ESPri: Energiestudie zu Vorstellungen & Kontexten in der Primarschule. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 370). Universität Regensburg

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Welche Stoffe sind „nicht“ magnetisch?

Laumann, Daniel & Heusler, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

„Welche Stoffe sind magnetisch und welche nicht?“ Diese Frage dient häufig im Primarbereich zur Einführung in den Magnetismus. Bis vor wenigen Jahren führten die experimentellen Möglichkeiten der Schule zu einer scheinbar eindeutigen Unterscheidung. Seitdem preiswerte Supermagnete zugänglich sind, können einfache Experimente zeigen, dass jeder Stoff in unterschiedlicher Ausprägung magnetisch ist. Die Erklärung dieses Phänomens erfordert die Entwicklung eines konsistenten Modells für den Primar-, Sekundar- und Hochschulbereich, das ohne konzeptionelle Brüche über die Jahre erweitert werden kann und neben Ferro- auch den experimentell erfahrbaren Dia- und Paramagnetismus berücksichtigt. Gängige Modelle, wie das Modell der Elementarmagnete, beschränken sich auf Ferromagnetismus und erweisen sich als nicht anschlussfähig für fachliche Vertiefungen. Im Vortrag wird ein innerhalb eines Design-Based-Research-Ansatzes entwickeltes Modell vorgestellt, das zur Beschreibung der zentralen Ausprägungsformen von Magnetismus mathematisch fundierte Visualisierungen verwendet.

Referenz:

Laumann, Daniel & Heusler, Stefan (2016). Welche Stoffe sind „nicht“ magnetisch?. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 367). Universität Regensburg

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Schülervorstellungen zu Wolken in der Grundschule

Wilhelm, Thomas & Schiel, Marlene

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Wolken als Wetterphänomen sowie der Wasserkreislauf einschließlich der Kondensation des verdunsteten Wassers sind Standardthemen in der Grundschule in fast allen Bundesländern. Bisher gab es jedoch kaum Untersuchungen zu Schülervorstellungen zu Wolken, obwohl Einmütigkeit besteht, dass es beim Unterrichten sehr wichtig ist, die Vorstellungen der Schüler zu kennen und zu berücksichtigen. Im Rahmen einer Staatsexamensarbeit wurde ein halboffenes Schülerinterview zu Wolken mit Hilfe eines Interviewleitfadens mit 16 Schülern im Alter von 4 bis 10 Jahren durchgeführt und dabei recht unterschiedliche Vorstellungen zu Wolken gefunden. Ergänzend wurden mit einem Paper-and-Pencil-Test die Vorstellungen von Sachunterrichtsstudierenden und von Sachunterrichtslehrkräften erhoben und Parallelen gezogen. Einige Ergebnisse dieser Arbeit werden im Vortrag vorgestellt.

Referenz:

Wilhelm, Thomas & Schiel, Marlene (2016). Schülervorstellungen zu Wolken in der Grundschule. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 364). Universität Regensburg

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Design-Based Research im Praktikum – Untersuchung der Usability und Wirksamkeit einer neuen IBE-Generation

Mühlenbruch, Tobias & Nordmeier, Volkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Im Rahmen des Projekts Technology SUPPORTed Labs (TSL) werden bedarfsgerechte Medien für Experimentalpraktika produziert und evaluiert. Im Zuge dessen wurden neue Interaktive Bildschirmexperimente (IBE) entwickelt, die sich sowohl in ihrer Komplexität, als auch durch neue Elemente wie z.B. die synchrone Veränderung einer Schaltung und des zugehörigen Stromlaufplans von ihren Vorgängern absetzen. Durch die neuen Elemente, die auf Wusch hinzugeschaltet werden können, und die Einbettung direkt in ein interaktives Praktikumsskript, haben sich auch die Anforderungen in Bezug auf begleitende Usability-Studien z. B. per eye-traking verändert. Es werden keine starren Seiten oder Hintergründe mehr untersucht, stattdessen können Lerner durch die Seiten scrollen und die in den Text integrierten IBE und andere interaktive Aufgaben bearbeiten.
Im Vortrag werden sowohl eine eye-tracking Studie zum Nutzungsverhalten als auch eine begleitende qualitative Wirksamkeitsstudie und die Ergebnisse aus diesen Studien vorgestellt.

Referenz:

Mühlenbruch, Tobias & Nordmeier, Volkhard (2016). Design-Based Research im Praktikum – Untersuchung der Usability und Wirksamkeit einer neuen IBE-Generation. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 361). Universität Regensburg

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Lehren, Lernen & Forschen im Physik-Schülerlabor iPhysicsLab

Molz, Alexander, Kuhn, Jochen & Müller, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Schülerlabore, Science Centres u. a. stellen eine fachdidaktisch relevante und lernpsychologisch gut begründete Entwicklung (Stichwort: Kontextorientierung, Situiertes Lernen) mit großem „Boom“ in den letzten 10 Jahren gerade im deutschsprachigen Raum dar. Was ihre Wirksamkeit betrifft, so wurden in den vergangenen Jahren mehrheitlich kurzzeitige Effekte auf die Motivation der Lernenden diagnostiziert. Um nachhaltige Hold-Effekte auf Interesse und Motivation, aber auch Lernleistung zu erzielen, fokussiert sich die Forschung des Physikschülerlabors iPhysicsLab der TU Kaiserslautern auf die Einbindung der einzelnen Themenmodule in den schulischen Physikunterricht im Sinne einer wirksamen Vor- und Nachbereitung. Der Vortrag zeigt anhand der Themenmodule „Druck“ und „Radioaktivität“, welche Formen der Einbindung im theoretischen Rahmenkonstrukt der Novelty Theory möglich sind. Das Design und erste Forschungsergebnisse zweier quasiexperimenteller Interventionsstudien im Versuchs- und Kontrollgruppen-Design zu möglichen Effekten auf Motivation und Lernwirkung werden diskutiert.

Referenz:

Molz, Alexander, Kuhn, Jochen & Müller, Andreas (2016). Lehren, Lernen & Forschen im Physik-Schülerlabor iPhysicsLab. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 358). Universität Regensburg

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Geschlechtsspezifische Unterschiede beim Experimentieren

Steckenmesser-Sander, Kathrin & Aufschnaiter, Claudia von

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

In zahlreichen Studien wird zwar ein Unterschied in der Höhe physikbezogener Interessen von Mädchen und Jungen festgestellt, wie sich dieser Unterschied auf Lernaktivitäten auswirkt, ist bisher jedoch kaum untersucht. Es wurde deshalb mithilfe von Fragebogen- und Videoaufzeichnungen untersucht, wie vorliegende individuelle Interessen mit den Aktivitäten von Mädchen und Jungen wechselwirken. Im Vortrag werden zentrale Ergebnisse zu den Interessen und der Selbstwirksamkeitserwartung von Schüler/innen der Jahrgangsstufen 5-11 (N=1430), die das Schülerlabor PiA der JLU Gießen besucht haben, präsentiert. Vorgestellt werden zudem die Ergebnisse einer kategoriengestützten Videoauswertung von 48 Schüler/innen der Klassen 6 und 8. Der Schwerpunkt wird auf Gemeinsamkeiten und Unterschieden von Mädchen und Jungen in Hinblick auf ihre Persistenz, ihre sozialen und kognitiven Dynamiken sowie ihre motivational-emotionalen Erfahrungen während der Bearbeitung physikbezogener Aufgaben liegen. Es werden ferner Zusammenhänge zwischen diesen Dynamiken und den Dispositionen diskutiert.

Referenz:

Steckenmesser-Sander, Kathrin & Aufschnaiter, Claudia von (2016). Geschlechtsspezifische Unterschiede beim Experimentieren. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 355). Universität Regensburg

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Beating the Odds in Physics Competitions? Schülerinnen in der Physikolympiade

Wulff, Peter, Neumann, Knut & Petersen, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Schülerwettbewerbe wie die ScienceOlympiaden dienen der Identifikation und Förderung hochleistender Jugendlicher im Bereich MINT. Dies gelingt nicht für alle Jugendlichen gleich gut. So sind z.B. Mädchen in der Physikolympiade trotz ähnlicher Leistungen in den einschlägigen Schulleistungsstudien unterrepräsentiert. Zudem sinkt der Anteil über die Auswahlrunden überproportional. Um eine gründlichere Ausschöpfung des naturwissenschaftlichen Potenzials zu erreichen, gilt es zu verstehen, welche Mechanismen dieses Ungleichgewicht begünstigen. Mit diesem Ziel wurden im Rahmen eines Mixed-Method-Ansatzes die Teilnehmerinnen und Teilnehmer der vorletzten Auswahlrunde zur Physikolympiade mit Hilfe von Fragebögen und Interviews befragt. In der Analyse wurden sowohl strukturelle Faktoren als auch individuelle Dispositionen identifiziert, die für das Weiterkommen entscheidend sind. Der Vortrag stellt die Ergebnisse vor und leitet Implikationen für eine Optimierung des Auswahlprozesses für die Physikolympiade mit Blick auf eine bessere Ausschöpfung des naturwissenschaftlichen Potentials ab.

Referenz:

Wulff, Peter, Neumann, Knut & Petersen, Stefan (2016). Beating the Odds in Physics Competitions? Schülerinnen in der Physikolympiade. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 352). Universität Regensburg

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Physik erleben! Beeinflusst die Körperwahrnehmung das Physik-Lernen?

Vogt, Patrik, Mikelskis-Seifert, Silke & Wittwer, Jörg

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

In den letzten Jahren hat sich die Auffassung durchgesetzt, dass das menschliche Gehirn nicht ein reiner Informationsprozessor darstellt, sondern, dass selbst abstrakte mentale Vorgänge durch sensomotorische Prozesse beeinflusst werden (Beilock & Hohmann, 2010). In diesem Sinne beschreibt die “Embodied Cognition” eine Theorie der mentalen Repräsentation, die davon ausgeht, dass eine Wechselwirkung zwischen Kognition, Sensorik und Motorik besteht und sich dies in der Repräsentation von Denkprozessen widerspiegelt. Unter anderem Smartphone-Experimente sind in der Lage, die Vorteile des Situierten Lernens (SW “Authentizität”) mit der “Embodied Cognition” zu verbinden: Lernende können so z. B. Beschleunigungsverläufe mit einem Alltagsgerät quantitativ untersuchen und gleichzeitig das physikalische Phänomen mit dem eigenen Körper wahrnehmen. Physikalische Theorien und Erkenntnisse werden dadurch nicht ausschließlich aus Messungen gefolgert, sondern gleichzeitig mit dem eigenen Körper “erlebt”. Ergebnisse einer Pilotstudie zu diesem Aspekt werden im Vortrag vorgestellt und diskutiert.

Referenz:

Vogt, Patrik, Mikelskis-Seifert, Silke & Wittwer, Jörg (2016). Physik erleben! Beeinflusst die Körperwahrnehmung das Physik-Lernen?. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 349). Universität Regensburg

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Untersuchung der Kompetenzstruktur im Bereich Erkenntnisgewinnung

Gehlen, Carina & Walpuski, Maik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Kompetenzen naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung sind ein Kernelement naturwissenschaftlicher Grundbildung. Die Bildungsstandards definieren im Fach Chemie für den mittleren Schulabschluss im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung acht Standards. Für diesen wurde im Projekt ESNaS (Evaluation der Standards in den Naturwissenschaften der Sekundarstufe 1) eine Unterteilung in die Teilbereiche, naturwissenschaftliche Untersuchungen, naturwissenschaftliche Modellbildung und wissenschaftstheoretische Reflexion, sowie eine weitere Untergliederung in Aspekte, vorgenommen.
Studienziel ist, eine empirische Detailanalyse der Lernerkompetenzen für das Fach Chemie im Hinblick auf den Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung durchzuführen. Dazu werden, in Ergänzung zu ESNaS, die Schülerkompetenzen in allen Kompetenzteilbereichen und Aspekten erhoben und untersucht. Erste Ergebnisse bestätigen die empirische Trennbarkeit der Teilbereiche (NSuS=1043, NItems=160). Die Durchführung der Analysen zur Prüfung der Dimensionalität sowie ausführliche Ergebnisse werden auf der Tagung vorgestellt.

Referenz:

Gehlen, Carina & Walpuski, Maik (2016). Untersuchung der Kompetenzstruktur im Bereich Erkenntnisgewinnung. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 346). Universität Regensburg

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Selbstbestimmtes Lernen im Sachunterricht der Grundschule

Göhring, Anja & Schönhofer, Julia

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Deci und Ryan (1993, 2000) postulieren im Rahmen ihrer Selbstbestimmungstheorie drei menschliche Grundbedürfnisse: Autonomieerleben, Kompetenzerleben und soziale Eingebundenheit. Intrinsisch motivierte Verhaltensweisen gehen demnach vor allem auf Kompetenz- und Autonomieerleben zurück. Ein optimales Anforderungsniveau von Aufgaben und das Lehrer-Feedback sollen wiederum Einfluss auf das Kompetenzerleben des Lerners haben. In der vorliegenden Interventionsstudie wird untersucht, ob eine Förderung der drei Grundbedürfnisse im naturwissenschaftlichen Sachunterricht der Grundschule möglich ist, inwieweit das Kompetenzerleben durch die gezielte Einbindung von Feedback-Methoden gefördert werden kann und ob positive Auswirkungen auf Motivation und Leistung aufgezeigt werden können. In Pilotstudien wurden kindgerechte state- und trait-Fragebögen sowie eine Unterrichtseinheit zum Thema Wasser (Klasse 4) entwickelt und erprobt. Im Vortrag werden die theoretische Rahmenkonzeption, die dem Projekt zugrunde liegt, sowie aktuelle Daten aus der Hauptstudie (Intervention) präsentiert.

Referenz:

Göhring, Anja & Schönhofer, Julia (2016). Selbstbestimmtes Lernen im Sachunterricht der Grundschule. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 343). Universität Regensburg

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