Feed

Interessenstudie zu Energie in biologischen und technischen Kontexten

Lewing, Johannes & Schneider, Susanne

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Mit dem KMK-Beschluss wurde die integrative Vermittlung digitaler Kompetenzen im Fachunterricht festgelegt. Für die wirkungsvolle Umsetzung müssen (angehende) Lehrkräfte selbst über digitale Kompetenzen verfügen und sich gleichzeitig deren Relevanz im Unterricht bewusst werden. Der Physikunterricht bietet eine Vielzahl möglicher Anknüpfungspunkte zur Vermittlung digitaler Kompetenzen.

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Evaluation von Lernarrangements, um eine Einstellungs- und Akzeptanzänderung angehender Physiklehrkräfte im Hinblick auf die Vermittlung digitaler Kompetenzen zu bewirken. In den Lernarrangements werden besonders die technologie-orientierten Komponenten des TPACK-Modells (TK, TPK, TCK) adressiert.

Im Fokus der Untersuchung stehen mögliche Einflussfaktoren auf die Selbstwirksamkeitserwartung der Studierenden, die Einschätzung zur Umsetzbarkeit sowie die wahrgenommene Relevanz digitaler Kompetenzen für den Regelunterricht. Im Poster werden das Forschungsvorhaben sowie erste Ergebnisse bisheriger Untersuchungen vorgestellt.

Referenz:

Lewing, Johannes & Schneider, Susanne (2021). Interessenstudie zu Energie in biologischen und technischen Kontexten. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 761). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Eigene Smartphones im MINT-Unterricht – Gelingensbedingungen

Laumann, Daniel, Kramp, Bianca, Pusch, Alexander, Ubben, Malte, Heusler, Stefan & Heinicke, Susanne

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Zur Förderung des Interesses und zur Verringerung interessenbezogener Genderdifferenzen wird im naturwissenschaftlichen Unterricht vermehrt auf kontextorientierten und fächerübergreifenden Unterricht gesetzt. Während bisherige Studien vor allem das Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen in verschiedenen Themenbereichen betrachtet haben, soll in dieser Studie untersucht werden, inwiefern eine systematische Variation des Kontexts zum selben Lerngegenstand das situationale Interesse beim Bearbeiten von Lernaufgaben beeinflusst. Aufgrund seiner zentralen Stellung in den Naturwissenschaften und seiner Interdisziplinarität wurde das physikalische Energiekonzept als Lerngegenstand gewählt. Es wurden parallele Lernaufgaben in biologischen und technischen Kontexten gestaltet, die zur Beantwortung der Forschungsfrage in einem Mixed-Design von Schülerinnen und Schülern der 10. Jahrgangsstufe bearbeitet werden. In diesem Beitrag werden die Konzeption der Studie und das Arbeitsmaterial, sowie erste Ergebnisse einer Studie lauten Denkens vorgestellt.

Referenz:

Laumann, Daniel, Kramp, Bianca, Pusch, Alexander, Ubben, Malte, Heusler, Stefan & Heinicke, Susanne (2021). Eigene Smartphones im MINT-Unterricht – Gelingensbedingungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 757). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

DiSSI – Diversity in Science towards Social Inclusion

Kieferle, Sarah, Markic, Silvija, Devetak, Iztok, Essex, Jane, Salehjee, Saime, McHugh, Martin, Hayes, Sarah & Stojanovska, Marina

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In den aktuellen Diskussionen herrscht Uneinigkeit, ob eigene Smartphones der Schüler:innen den Unterricht bereichern oder vielmehr stören können. Im Projekt smart for science wird das Distraktionspotential eigener (BYOD) und schul-verwalteter (COPE) Smartphones im Chemie-, Mathematik- und Physikunterricht untersucht, um Gelingensbedingungen für den Einsatz des BYOD-Ansatzes zu identifizieren. Dazu wurde in der Physik eine Lerneinheit zum Thema „Elektromobilität und nachhaltige Energiewirtschaft“ für die neunte Jahrgangsstufe erstellt, in der das Smartphone zur digitalen Messwerterfassung genutzt wird. Die Studie untersucht papierbasiert und per Videobrille die Auswirkung des BYOD- Ansatzes gegenüber dem COPE-Ansatz hinsichtlich des Distraktionspotentials und der Lernleistung. Die Ergebnisse der Pilotstudie bezüglich der Eignung der Lerneinheit und der Testinstrumente werden auf dem Poster vorgestellt.

Referenz:

Kieferle, Sarah, Markic, Silvija, Devetak, Iztok, Essex, Jane, Salehjee, Saime, McHugh, Martin, Hayes, Sarah & Stojanovska, Marina (2021). DiSSI – Diversity in Science towards Social Inclusion. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 753). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Naturwissenschaftsbezogene Leistungspotenziale bei Grundschulkindern diagnostizieren

Mehrtens, Tobias, Köster, Hilde, Refehldt, Daniel & Müller, Freya

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Ansätze für sozial inklusiven naturwissenschaftlichen Unterricht konzentrieren sich derzeit meist auf nur eine Dimension der Diversität. Dabei wird die Tatsache, dass Vielfalt mehrdimensional ist, vernachlässigt und somit sind in Sinne der sozialen Inklusion durchgeführte Maßnahmen nur von eingeschränktem Erfolg. Das Ziel des Projekts DiSSI ist, die gezielte Förderung inklusiver Lehrmethoden, die mehrere Dimensionen der Diversität gleichzeitig berücksichtigen. Forscherinnen und Forscher aus Irland, Deutschland, dem Vereinigten Königreich, Slowenien und Mazedonien entwickeln einen Lehransatz für außerschulische Lernorte, der die Bedürfnisse von Schülergruppen (i) mit einem niedrigen sozioökonomischen Status, (ii) unterschiedlicher ethnischer Minderheiten oder mit einem anderen kulturellen Hintergrund als der vorherrschenden Kultur, (iii) mit unterschiedlichen Sprachkenntnissen und/oder (iv) hochbegabt sind, berücksichtigt. Um das inklusive Konzept auch in die formelle Bildung umzusetzen, wird es in die Aus- und Fortbildung von Lehrperson der naturwissenschaftlichen Fächer integriert.

Referenz:

Mehrtens, Tobias, Köster, Hilde, Refehldt, Daniel & Müller, Freya (2021). Naturwissenschaftsbezogene Leistungspotenziale bei Grundschulkindern diagnostizieren. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 749). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Relativitätstheorie: Design und Evaluation eines Online-Schülerlabors

Weissenborn, Sven, Kraus, Ute & Zahn, Corvin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Beitrag werden ein neues Modell, ein didaktischer Ansatz zur Förderung (Köster 2018) sowie die Entwicklung eines hierauf basierenden Instruments zur Diagnose (besonderer) naturwissenschaftsbezogener Leistungspotenziale bei Grundschulkindern zur Diskussion gestellt. Es wird auf eine facettenreiche Lernumgebung eingegangen, die praxisnah und geeignet ist, Neugier, Motivation sowie bereichsspezifische Interessen von Kindern zu stimulieren und forschendes Lernen anzuregen. Erste Ergebnisse dazu, inwiefern das Setting Hinweise auf besondere Potenziale bei Kindern geben kann, werden vorgestellt.

Referenz:

Weissenborn, Sven, Kraus, Ute & Zahn, Corvin (2021). Relativitätstheorie: Design und Evaluation eines Online-Schülerlabors. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 745). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Virtual Reality Chemielabor für Labor- und Gerätekunde

Fleischer, Timo, Tatzgern, Markus, Deibl, Ines & Zumbach, Jörg

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Wer sich mit Gravitation entsprechend der Allgemeinen Relativitätstheorie beschäftigt, wird in den Standardlehrbüchern schnell mit komplexen und für die Schule ungeeigneten mathematischen Formulierungen konfrontiert. Dabei geht es auch anders, denn Gravitation und Geometrie hängen unweigerlich zusammen und Geometrie ist bereits in frühen Schuljahren fester Bestandteil des Lehrplans. Die Anzahl solcher Ansätze, die über einen geometrischen Zugang die Allgemeine Relativitätstheorie versuchen zu vermitteln, ist jedoch noch nicht sehr groß. Insbesondere ihre Wirksamkeit und der daran geknüpfte Lernerfolg sind wenig erforscht. Ziel des vorgestellten Projektes ist die Bereitstellung und Evaluation schülerorientierter Online-Kurse, welche sich den geometrischen Charakter der Theorie zu Nutze machen. Dabei setzen wir eine digitale Version sogenannter Sektormodelle ein, mit denen sich die Geometrie gekrümmter Raumzeiten untersuchen lässt. Der Beitrag stellt das Design der digitalen Lernumgebung sowie die geplante Evaluation zur Lernwirksamkeit vor.

Referenz:

Fleischer, Timo, Tatzgern, Markus, Deibl, Ines & Zumbach, Jörg (2021). Virtual Reality Chemielabor für Labor- und Gerätekunde. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 741). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Empirische Forschung im Erlanger SchülerForschungsZentrum

Fösel, Angela

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

In der Chemiedidaktik und dem Chemieunterricht gibt es vielfältige Einsatzbereiche für digitale Medien, wie etwa digitale Messwerterfassung. Darüber hinaus können auch interaktive virtuelle 3D-Lernumgebungen ein großes Bildungspotential bieten, da die Lernenden hier mit virtuellen, realitätsgetreuen Objekten arbeiten und diese erkunden können. Die Kreation solcher Lernumgebungen, auf dem aktuellsten Stand der Technik, wird insbesondere durch Virtual Reality (VR) ermöglicht. Das Poster präsentiert ein deutschsprachiges VR Chemielabor für Labor- und Gerätekunde. Die Zielgruppe sind Lernende, die bisher keine oder wenig Erfahrung mit der Laborarbeit gemacht haben. Daher beschränken sich die Inhalte zunächst auf das Basiswissen, z.B. Geräte und deren Funktionen kennenlernen und benennen, Funktionsweise des Bunsenbrenners, usw. Im Vordergrund steht das möglichst realitätsgetreue Arbeiten in einem Chemielabor, welches zur Vorbereitung auf die Realsituation dienen soll. Daher wird die Lernumgebung interaktiv konzipiert, sodass die Lernenden mit den Laborgeräten in der VR arbeiten können.

Referenz:

Fösel, Angela (2021). Empirische Forschung im Erlanger SchülerForschungsZentrum. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 737). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Potentiale von Augmented Reality für das Erlernen der organischen Chemie

Keller, Sebastian, Habig, Sebastian & Rumann, Stefan

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Im Erlanger SchülerForschungsZentrum ESFZ forschen und tüfteln Jugendliche in einwöchigen Forschungscamps an ihren eigenen Forschungsideen aus den Bereichen Physik und Technik. Die Jugendlichen sind typischerweise hoch motiviert und engagiert, einige kommen bereits mit großer Expertise im Experimentieren, andere wachsen erst im Laufe der Camps generell in naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen hinein. – Wir haben über 3 Jahre hinweg die experimentelle Kompetenz der Teilnehmerinnen und Teilnehmer getestet. Verwendet wurde hierzu ein Testinstrument, das im Rahmen des Verbundprojektes MEK-LSA von den Universitäten Duisburg-Essen und Bremen sowie des IPN in Kiel entwickelt und eingesetzt wurde. In unserem Beitrag sollen Ergebnisse der in den ESFZ-Forschungscamps durchgeführten Tests vorgestellt und diskutiert werden.

Referenz:

Keller, Sebastian, Habig, Sebastian & Rumann, Stefan (2021). Potentiale von Augmented Reality für das Erlernen der organischen Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 733). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Ein interaktives Steckbrett zum Aufbau elektrischer Schaltungen

Do, Huong Giang , Bläsing, Robin, Nell, Sebastian, Noritzsch, Jens, Staacks, Sebastian, Stampfer, Christoph & Heinke, Hendrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Für das Erlernen chemischer Fachinhalte sind ein ausgeprägtes räumliches Vorstellungs- und Abstraktionsvermögen essentiell. Insbesondere im Falle der organischen Chemie werden die Lernenden durch zahlreiche dreidimensionale Repräsentationsformen und abstrakte Molekülstrukturen kognitiv gefordert.

Ein vielversprechender Ansatz zur Unterstützung bietet die Erweiterung konventioneller Lernmaterialien um Augmented Reality (AR). Damit ist es möglich, mittels mobiler Endgeräte virtuelle 3D-Objekte oder Animationen in realen Lernumgebungen abzubilden. So können zum Beispiel unterschiedliche Konformationen chemischer Moleküle oder auch komplexe Reaktionsschritte per Animation visualisiert werden.

Bisher ist jedoch wenig über die Wirksamkeit AR-unterstützter Lernsettings auf kognitive Lernervariablen bekannt. Dieser Beitrag stellt eine Studie innerhalb eines DFG-Forschungsprojektes vor, die die kognitive Belastung der Lernenden mittels eines Experimental-/Kontrollgruppen-Designs in drei Themenbereichen untersucht. Hierbei wird hier auch der Einfluss der Benutzerfreundlichkeit der AR betrachtet.

Referenz:

Do, Huong Giang , Bläsing, Robin, Nell, Sebastian, Noritzsch, Jens, Staacks, Sebastian, Stampfer, Christoph & Heinke, Hendrun (2021). Ein interaktives Steckbrett zum Aufbau elektrischer Schaltungen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 729). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.

Physik literarisch vernetzen – neue Wege der Kontextorientierung

Havlena, Silvia Alexandra , Strahl, Alexander & Müller, Andreas

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2020

Die App phyphox (physical phone experiments) bietet jedem Besitzer eines Smartphones die Möglichkeit, die eingebauten Sensoren des Handys für physikalische Experimente zu nutzen. Damit kann neues Wissen erfahrungsbasiert und selbstständig durch freies Experimentieren erarbeitet werden. Als mechanische Hilfsmittel und Erweiterungen der rein digitalen Anwendung wurden Experimentiersets aus Karton entworfen. Sie dienen nicht nur dazu, die Qualität der Messungen zu verbessern, sondern ermöglichen auch neue Experimentdurchführungen.

Jedes Experimentierset besteht aus mehreren Bausätzen, die ohne weitere Hilfsmittel zusammengebaut werden können. Trotz des simplen Aufbaus können die Experimentiersets komplexe Gerätschaften ersetzen und sind damit für jeden zugänglich.

Zum ersten Mal wurden Experimentiersets dieser Art im Rahmen einer Schüleruniversität mit Oberstufenschülern eingesetzt und dabei erste Evaluationen durchgeführt. Auf dem Poster werden die Experimentiersets und erste Erfahrungen aus ihrem Einsatz präsentiert.

Referenz:

Havlena, Silvia Alexandra , Strahl, Alexander & Müller, Andreas (2021). Physik literarisch vernetzen – neue Wege der Kontextorientierung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Online Jahrestagung 2020. (S. 725). Universität Duisburg-Essen

Den Beitrag können Sie hier als pdf herunterladen.