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Professionelle Kompetenzen von Q-Masterstudierenden im Fach Physik

Ghassemi, Novid, Milster, Julia-Josefine & Nordmeier, Volkhard

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

An der Qualitätsoffensive Lehrerbildung (QLB) ist die Freie Universität Berlin mit dem Projekt K2teach (Know how to teach) beteiligt. Begleitet durch das Teilprojekt 4: „Quereinsteiger*innen für die Unterrichtspraxis qualifizieren“ startete im Wintersemester 2016/17 ein Modellstudiengang im Land Berlin, und im Wintersemester 2018/19 nahm bereits die dritte Studienkohorte ihr Q-Masterstudium auf. Das Projekt verfolgt das Ziel, Quereinsteiger*innen innerhalb eines viersemestrigen Master of Education ausreichend für den anschließenden Vorbereitungsdienst zu qualifizieren. Ein adäquates Ausbildungsniveau im Vergleich zu regulären Lehramtsmasterstudierenden soll erreicht werden. Ob dies gelingt, wird im Rahmen der Begleitforschung und Evaluation des Studienganges untersucht. Hierbei liegt das Augenmerk auf der Entwicklung professioneller Handlungskompetenzen von Lehrkräften. Im Fach Physik werden studienbegleitend fachdidaktisches Wissen, Fachwissen und Überzeugungen zum fachspezifischen Lehren und Lernen erhoben. Erste Ergebnisse werden vorgestellt.

Referenz:

Ghassemi, Novid, Milster, Julia-Josefine & Nordmeier, Volkhard (2020). Professionelle Kompetenzen von Q-Masterstudierenden im Fach Physik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 617). Universität Duisburg-Essen

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Hochschul-Schul-Kooperationen für die Lehrerbildung und -unterstützung

Salinga, Christian L. , Riese, Josef & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

An der RWTH Aachen wird sowohl in regulären Veranstaltungen der Lehramtsstudiengänge Physik als auch darüber hinaus eine Vernetzung aller Beteiligten und beteiligten Institutionen in der Aus- und Weiterbildung von Physik-Lehrkräften praktiziert.

Neben Schulkooperationen, die Studierenden bspw. den Einsatz ihrer in Lehr-Lern-Seminaren oder Abschlussarbeiten entwickelten Materialien in der Schulpraxis ermöglichen, kommen einmal im Jahr die Referendare von drei Seminarstandorten an zwei regulären Fachseminarterminen an die RWTH Aachen: Studierende des Lehramts Physik präsentieren dort ihre in einem freiwilligen Seminar erarbeiteten Experimente für die Sekundarstufe II und führen diese gemeinsam mit den Referendaren vor Ort durch.

Im Rahmen jährlicher Strahlenschutzausbildungen experimentieren Lehrkräften eines größeren Einzugsgebiets an Versuchen zu den Themen Radioaktivität und Röntgen und werden darüber hinaus über Unterstützungsangebote zum Experimentieren im Schülerlabor Physik oder mit in Aachen entwickelten Lernzirkeln und der App phyhox oder in Arduino-Workshops informiert.

Referenz:

Salinga, Christian L. , Riese, Josef & Heinke, Heidrun (2020). Hochschul-Schul-Kooperationen für die Lehrerbildung und -unterstützung. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 613). Universität Duisburg-Essen

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Einflussfaktoren für die unterrichtliche Einbindung digitaler Medien:
Was bewegt Lehrkräfte dazu, digitale Medien in den naturwissenschaftlichen
Unterricht einzubinden?

Nieß, Carola & Hornung, Gabriele

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Kultusministerkonferenz fordert Lehrkräfte dazu auf, digitale Medien im Chemieunterricht einzusetzen. Umfragen zeigen jedoch, dass diese sich nicht genügend auf einen digitalisierten Unterricht vorbereitet fühlen.

Ziel der Studie ist es daher, ein empirisch gestütztes Fortbildungskonzept mit Fokus auf die Integration digitaler Medien in den Chemieunterricht zu entwickeln. Hierfür ist es bedeutsam zu wissen, welche Faktoren die Bereitschaft zur unterrichtlichen Einbindung digitaler Medien beeinflussen. Unter Anwendung der Theorie des geplanten Verhaltens wurden mögliche Ursachen mittels Fragebogen erhoben und für die Identifikation von Prädiktoren genutzt. Dabei wurde der kausale Einfluss von Einstellung, Normerwartung und Verhaltenskontrolle auf die Absicht, digitale Medien im Unterricht einzubinden, untersucht. Über das durch latente Strukturgleichungsmodellierung geschätzte Verhaltensmodell können gezielt Konsequenzen für die Konzeption von Lehrerfortbildungen abgleitet werden.

Auf dem Poster werden die Ergebnisse sowie ein daran anknüpfendes Fortbildungskonzept vorgestellt.

Referenz:

Nieß, Carola & Hornung, Gabriele (2020). Einflussfaktoren für die unterrichtliche Einbindung digitaler Medien:
Was bewegt Lehrkräfte dazu, digitale Medien in den naturwissenschaftlichen
Unterricht einzubinden?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 609). Universität Duisburg-Essen

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Effektive Lehrerfortbildung
zur Vermittlung von flex-based learning

Oyrer, Susanne, Haim, Kurt & Aschauer, Wolfgang

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

An der Pädagogischen Hochschule Oberösterreich wurde eine Seminarreihe als Lehrerfortbildung entwickelt und im Schuljahr 18/19 mit 48 Teilnehmenden durchgeführt. Darin wurde das neu entwickelte Unterrichtskonzept „flex-based learning“ zur Förderung der kreativen Problemlösekompetenz an Lehrkräfte vermittelt. Die Seminarreihe wurde so gestaltet, dass ein nachhaltiger Praxistansfer der Fortbildungsinhalte stattfinden sollte, indem bei der Gestaltung mehrere Wirkungsebenen (Kirkpatrick & Kirkpatrick, 2006; Lipowski & Rzejak, 2012) berücksichtigt wurden. So wurde innerhalb des Unterrichtsjahres die Relevanz für die Unterrichtspraxis, der Lernzuwachs sowie die Veränderungen im Verhalten der Lehrkräfte in ihrer Unterrichtspraxis durch Fragebögen und Interviews erhoben. Der Beitrag stellt das Fortbildungskonzept als Praxisbeispiel zur nachhaltigen Gestaltung von Lehrerfortbildungen nach Lipowski (2009, 2011) vor. Zentrale Ergebnisse der semi-quantitativen Begleitforschung zur Effektivität und nachhaltigen Wirkung der Seminarreihe werden präsentiert.

Referenz:

Oyrer, Susanne, Haim, Kurt & Aschauer, Wolfgang (2020). Effektive Lehrerfortbildung
zur Vermittlung von flex-based learning. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 605). Universität Duisburg-Essen

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Komponenten der Raumvorstellung in physikalischen Sachverhalten

Zöggeler, Marion & Strahl, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die Raumvorstellung nimmt im gesamten naturwissenschaftlich-mathematisch-technischen Bereich (STEAM), im Besonderen für das Verständnis verschiedener physikalischer Sachverhalte, eine bedeutende Rolle ein. Es soll der Zusammenhang zwischen dem Erfassen physikalischer Phänomene und der Raumvorstellung aufgezeigt werden. Dazu werden ausgewählte Inhalte in Bezug zur Raumvorstellung aufgeschlüsselt und deren spezifischen Komponenten, wie Visualisierung/Veranschaulichung, mentaler Rotation, räumlichen Beziehungen und räumlicher Orientierung, sowie räumlicher Wahrnehmung, Dynamik und Vorstellung von Größenordnungen zugeordnet. Weiters werden verschiedene Strategien des räumlichen Denkens vorgestellt, die zur Bearbeitung von physikalischen Aufgaben herangezogen werden können.

Dies erfolgt u. a. am Beispiel der Corioliskraft, bei der Vorstellung von Vektoren, bei den Beziehungen zwischen Bewegungsrichtungen und verschiedenen einwirkenden Kräften und bei der Koordinatentransformation. Im Besonderen bei astronomischen Phänomenen sind die Aspekte der Dynamik und Größenordnung relevant.

Referenz:

Zöggeler, Marion & Strahl, Alexander (2020). Komponenten der Raumvorstellung in physikalischen Sachverhalten. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 601). Universität Duisburg-Essen

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Differenzierender Schülervorstellungstest zur Mechanik

Just, Anna Monika & Aufschnaiter , Claudia von

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Grundlage fachinhaltlich adaptiver Unterrichtsgestaltung, die an das Verständnis von Schüler*innen und deren Vorstellungen anknüpft, ist deren differenzierte und präzise Erfassung. Obwohl bereits Testinstrumente zur Erfassung von Schülervorstellungen (SV) vorliegen, nutzen nur wenige einen Ansatz, dem mögliche Graduierungen im Verständnis zugrunde liegen. Diesem Ansatz folgend wurde im Rahmen eines Projekts zu binnendifferenzierenden Lernangeboten in der Mechanik (Sek. II) ein Test zum Verständnis Newtonscher Axiome entwickelt, um Lernschwierigkeiten zu identifizieren und förderrelevante Hinweise zu generieren. Mit Bezug auf bestehende Tests, SV und Learning Progressions kommen dafür Items zum Einsatz, die in spezifischen Variablen systematisch kontrastiert werden. U. a. werden offene und Ordered-Multiple-Choice-Items sowie Items, die bei gegebenen Kräften nach dem Bewegungszustand und umgekehrt fragen, eingesetzt. Ferner wird zudem zwischen horizontalen und vertikalen Bewegungen unterschieden. Im Fokus des Posters stehen das Testinstrument und erste Ergebnisse seiner Pilotierung.

Referenz:

Just, Anna Monika & Aufschnaiter , Claudia von (2020). Differenzierender Schülervorstellungstest zur Mechanik. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 597). Universität Duisburg-Essen

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Sehen was unsichtbar ist –
Visualisierungen und Experimente im UV–Bereich

Lamparter, Tatjana & Girwidz, Raimund

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Gegensatz zu Menschen, die ihre Umgebung mit den Augen nur im VIS-Bereich des elektromagnetischen Spektrums wahrnehmen können, sind andere Tierarten wie Schlangen, Insekten und einige Vogelarten für Merkmale im IR- bzw. UV-Bereich des Spektrums sensitiv. So haben viele Blüten ein für uns unsichtbares Muster, um Bienen den Weg zum Nektar zu zeigen. Solche Kontexte sind nicht nur alltagsnah und fächerübergreifend. Mit ihnen lässt sich das Wissen im Themenkomplex UV- und IR-Strahlung mit qualitativen sowie komplexen quantitativen Experimenten vertiefen und in einer multimedialen Lernumgebung in einen größeren Zusammenhang bringen.

Anhand von Beispielen zur Wahrnehmung und Anwendungen von UV-Strahlung werden die Auswirkungen unterschiedlicher multimedialer Darbietungsformen (Audio- vs Lesetext und Animation vs Standbild) auf das Behalten komplexer physikalischer Inhalte und das Verständnis des Strahlungsbegriffes in Abhängigkeit von der jeweiligen Leistungsdisposition untersucht. Am Poster werden Teile der Lernumgebung, Experimente und die geplante empirische Untersuchung vorgestellt.

Referenz:

Lamparter, Tatjana & Girwidz, Raimund (2020). Sehen was unsichtbar ist –
Visualisierungen und Experimente im UV–Bereich. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 594). Universität Duisburg-Essen

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Emergent Aspects of Radioactivity: Creation of a Survey on Half-life

Hull, Michael

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

It has been argued (Eijkelhof 1990) that the randomness inherent in radioactivity contributes to student difficulty in understanding the topic. Students tend to attribute predictable characteristics (which emerge when there are enough random events taking place) to the individual events themselves. Consistent with previous findings by other researchers, a pilot study consisting of seven interviews of Gymnasium students in Vienna last year indicated a student tendency to apply the half-life concept to a single nucleus, for example, to say that the nucleus must transform prior to the half-life or that the nucleus is half-gone after the half-life. Based upon prompts used in these interviews, I created and administered an open-ended survey to Gymnasium students in 2019. In this poster, I will discuss 1) the results of this survey, and 2) how I used these results in creating a fixed-response version of the survey that I plan to administer in the future.

Referenz:

Hull, Michael (2020). Emergent Aspects of Radioactivity: Creation of a Survey on Half-life. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 590). Universität Duisburg-Essen

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Radioaktivität in Schulbüchern
Darstellungen, Aufgaben, Experimente

Machart, Peter & Strahl, Alexander

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Wie wird das Lehrplanthema Radioaktivität in den gängigsten Schulbüchern dargestellt und umgesetzt? Welche Aufgabenstellungen, Versuche und Experimente werden im Vergleich zu anderen Lehrplanthemen wie Optik oder Kreisbewegung angeboten? Inwiefern werden Schülervorstellungen (vgl. Neumann 2013) berücksichtigt?

Im Zuge einer qualitativen Schulbuchanalyse (vgl. Bölsterli et al. 2015 – bzw. auch hinsichtlich Reliabilität – Rössler 2017) werden diese Fragen beantwortet.

Zu diesem Zweck wurden jeweils jene fünf Schulbücher für die Unter- bzw. Oberstufe ausgewählt, die laut einer Online-Erhebung unter 228 österreichischen Physiklehrer_innen (vgl. Machart & Strahl, 2020), am häufigsten im Unterricht benutzt werden. Die Untersuchung erfasst somit rund ein Drittel der in Österreich approbierten Physikschulbücher (vgl. BMBWF 2019).

Literaturangabe können bei den Autoren angefordert werden.

Referenz:

Machart, Peter & Strahl, Alexander (2020). Radioaktivität in Schulbüchern
Darstellungen, Aufgaben, Experimente. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 586). Universität Duisburg-Essen

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Sachstrukturen von Wärmelehre-Lehrgängen in Physikschulbüchern

Schwarz, Maria & Hopf, Martin

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Im Rahmen eines Dissertationsprojektes soll im Rahmen einer fachdidaktischen Entwicklungsforschung das gesamte Wärmelehre-Curriculums der Sek. I in Österreich in den Rahmenkontext „Wetter und Klima“ eingebettet werden. In einem ersten Schritt werden dazu die Sachstrukturen der gängigen Schulbücher sowie jenen des kontextorientierten Lehrganges „Wetterkunde“ nach Muckenfuß gegenübergestellt. Schulbücher nehmen eine große Rolle in der Vorbereitung des Unterrichts sowie in der Implementierung des Curriculums ein, weshalb diese Rückschlüsse auf die tradierte Fachsystematik im Unterricht zulassen. Die Bücher werden mittels Inhaltsanalyse und Concept Mapping in ihrer Sachstruktur und fachdidaktischen Tiefenstruktur verglichen. Basierend auf den Erkenntnissen dieser Analyse können Adaptierungen für das österreichische Curriculum getätigt werden sowie eine erstmalige Evaluation des Einsatzes der Kontextorientierung „Wetter und Klima“ in der SEK 1 erfolgen. Die Ergebnisse werden am Poster vorgestellt.

Referenz:

Schwarz, Maria & Hopf, Martin (2020). Sachstrukturen von Wärmelehre-Lehrgängen in Physikschulbüchern . In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 582). Universität Duisburg-Essen

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