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Wie entwickeln sich Wissen und Fähigkeiten im Physiklehramtsstudium?

Vogelsang, Christoph, Borowski, Andreas, Kulgemeyer, Christoph & Riese, Josef

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Referenz:

Vogelsang, Christoph, Borowski, Andreas, Kulgemeyer, Christoph & Riese, Josef (2020). Wie entwickeln sich Wissen und Fähigkeiten im Physiklehramtsstudium?. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 427). Universität Duisburg-Essen

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Professionelle Unterrichtswahrnehmung und fachdidaktisches Wissen

Wöhlke, Carina & Höttecke, Dietmar

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Die professionelle Unterrichtswahrnehmung von Lehrkräften wird in Theorie und Praxis als Voraussetzung für guten Unterricht gehandelt. In dieser Studie wird unter anderem untersucht, ob diese situative Fähigkeit mit fachdidaktischem Wissen korreliert. Um Fragen wie diese beantworten zu können, wurde ein Instrument entwickelt, welches aus Videovignetten und einem Fragebogen besteht. Theoretisch hergeleitete Drehbücher dienten als Grundlage für die Videos. In einem mehrstufigen Verfahren wurde das Instrument validiert. Ein Expertenrating konnte inhaltliche, curriculare und ökologische Validität erfolgreich sichern. Der Fragebogen wurde in einer Pilotierung entwickelt. Nach Durchführung der Hauptstudie an drei Universitäten mit N=160 Studierenden konnte die Konstrukt-Validität von 19 Items mittels IRT-Skalierung bestätigt werden. Begleitend wurden Kovariaten wie fachdidaktisches Wissen, Lehrerfahrung und Fachsemester erhoben. Ob und inwiefern physikdidaktisches Wissen und weitere Kovariaten mit professioneller Unterrichtswahrnehmung korreliert, soll in unserem Beitrag berichtet werden.

Referenz:

Wöhlke, Carina & Höttecke, Dietmar (2020). Professionelle Unterrichtswahrnehmung und fachdidaktisches Wissen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 423). Universität Duisburg-Essen

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Professionalisierung von Lehrpersonen für Forschendes Lernen −
Herausforderungen und Grenzen

Hofer, Elisabeth & Lembens, Anja

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Forschendes Lernen (Inquiry-based Learning, IBL) wird längst als wesentlicher Bestanteil eines zeitgemäßen naturwissenschaftlichen Unterrichts angesehen und dennoch nehmen viele Lehrpersonen davon Abstand, IBL in ihrem eigenen Unterricht einzusetzen. Trotz aller Bemühungen von FachdidaktikerInnen, entsprechende Professionalisierungsangebote zu gestalten und anzubieten, fühlen sich viele Lehrpersonen unsicher und nicht kompetent genug, IBL selbstständig zu implementieren. Im Vortrag stellen wir ein Fortbildungsprogramm vor, das vor allem auf die Entwicklung von Unterrichtseinheiten fokussiert − ein Aspekt, der in vielen Professionalisierungsangeboten unterrepräsentiert ist, jedoch als essentiell für die Verknüpfung von Theorie und Praxis gilt. Neben der Erläuterung von Herausforderungen und Grenzen, denen wir bei der Entwicklung und Durchführung dieses Fortbildungsprogramms begegnet sind, diskutieren wir auch, inwiefern wir die Durchführung eines „idealen“ Fortbildungsangebots zur Professionalisierung von Lehrpersonen für IBL als realisierbar erachten.

Referenz:

Hofer, Elisabeth & Lembens, Anja (2020). Professionalisierung von Lehrpersonen für Forschendes Lernen −
Herausforderungen und Grenzen. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 419). Universität Duisburg-Essen

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Lehren und Lernen Organischer Chemie

Bittorf, Robert & Schanze, Sascha

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Für die reflektierte Handlungsfähigkeit angehender Chemielehrer bilden fachliches Wissen und Verständnis eine essentielle Grundlage. Jedoch stellen insbesondere fachchemische Inhalte der Organischen Chemie, eine große Herausforderung für die Studierenden dar. Um eine explizite Förderung von fachlichem Wissen und Verständnis zu erzielen, wurde im Rahmen der Einführungsveranstaltung „Organischen Chemie I“ des Wintersemesters 2016/17, ein flipped classroom gestaltet und umgesetzt. Die Implementation in die rund 300 Studierende umfassende Grundlagenvorlesung, wurde mit Hilfe einer Studie im case study research Design nach Yin (2003) begleitet. Im Rahmen des Vortrags werden ausgewählte Ergebnisse dieser Studie präsentiert. Der Fokus liegt auf dem Umgang der Studierenden mit den präsentierten Fachinhalten, sowohl innerhalb als auch außerhalb der Lehrveranstaltung (u.a. Lernverhalten und wahrgenommene Relevanz), und darauf bezogene Entwicklungen im Verlauf des Semesters.

Referenz:

Bittorf, Robert & Schanze, Sascha (2020). Lehren und Lernen Organischer Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 415). Universität Duisburg-Essen

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Eine Fallstudie zur Entwicklung domänenspezifischer Expertise

Lenzer, Stefanie, Smarsly, Bernd & Graulich, Nicole

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Experten einer Domäne fällt es im Gegensatz zu Studierenden leicht, verschiedene Ressourcen, wie Werkzeuge, Messmethoden und Visulisierungen zu nutzen, um domänenspezifische Probleme zu lösen. Studierende verwenden diese Ressourcen, häufig ohne Bewusstsein dafür, ob und warum deren Einsatz angemessen ist, um das jeweilige Problem zu lösen.

Zur Förderung der domänenspezifischen Expertise im Studiengang Materialwissenschaft, wurde eine Lernumgebung entwickelt und implementiert, in der die Studierenden unter Verwendung verschiedener Ressourcen selbstständig eine Problemstellung bearbeiten. Um zu untersuchen, wie und ob die Studierenden eine domänenspezifische Expertise entwickeln, wurde die Projektarbeit qualitativ mit Audioportfolios und Interviews begleitet. Die Daten wurden hinsichtlich des sich entwickelnden Bewusstseins für die Ressourcen, sowie der einzelnen Problemlöseschritte der Studierenden analysiert. Durch die Kombination beider Analyseperspektiven konnten wir zeigen, wie sich die Expertise im Laufe der Projekte entwickelt.

Referenz:

Lenzer, Stefanie, Smarsly, Bernd & Graulich, Nicole (2020). Eine Fallstudie zur Entwicklung domänenspezifischer Expertise. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 411). Universität Duisburg-Essen

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Physikalische Chemie zu Studienbeginn
Analyse eines Stolpersteins

Schwedler, Stefanie

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Aufbau angemessener, mentaler Modelle zur universitären Physikalischen Chemie gilt unter Studierenden und Fachdidaktikern als besonders herausfordernd. Der Mangel an konzeptuellem Verständnis wird in der Regel auf die Dominanz prozedural-algorithmischer Lehr-Lernstrategien und die inhärente Fachstruktur der Disziplin zurückgeführt. Für Becker et al. ist dagegen die Vernachlässigung der submikroskopischen Ebene als bedeutende, soziochemische Bezugsnorm eine zentrale Ursache des Problems. Dieser Beitrag exploriert die Rolle der Physikalischen Chemie in der Studieneingangsphase sowie die fachspezifischen Herausforderungen bei ihrer Vermittlung. Dokumentenanalysen zeigen auf, welche Anteile das Fach in der Studieneingangsphase einnimmt und inwieweit die submikroskopische Ebene in Grundlehrwerken des Fachs Berücksichtigung findet. Think-Aloud-Erhebungen zu acht zentralen Kernthemen der Kinetik und Thermodynamik indizieren, inwieweit im ersten Studienjahr tatsächlich ein Mangel an mentalen Modellen, insbesondere hinsichtlich der submikroskopischen Ebene, vorliegt.

Referenz:

Schwedler, Stefanie (2020). Physikalische Chemie zu Studienbeginn
Analyse eines Stolpersteins. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 407). Universität Duisburg-Essen

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Zum Studienerfolg im ersten Studienjahr

Sumfleth, Elke & Averbeck, Daniel

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Der Forschungsverbund ALSTER hat versucht, Licht in das Dunkel der Studieneingangsphase zu bringen. In diesem Beitrag wird der Einfluss kognitiver und affektiver Faktoren auf die Wissensentwicklung im 1. Studienjahr Chemie dargestellt. Die Analysen gehen über die Allgemeine Chemie hinaus und beziehen die Physikalische und Analytische Chemie sowie die Anorganische und Organische Chemie mit ein.

Die Datenbasis bilden vollständige Datensätze von Chemiestudierenden der Universität Duisburg-Essen und der Ruhr-Universität Bochum (243 – 1. Semester, 134 – 1. Studienjahr), die an zwei bzw. drei Messzeitpunkten teilgenommen haben. Neben allgemeinen Eingangsvoraussetzungen affektiver und kognitiver Art wurde das bereichsspezifische Vorwissen sowie das jeweils erworbene Fachwissen in den verschiedenen Teilbereichen erhoben.

Die Ergebnisse zeigen einen hohen Einfluss der Allgemeinen Chemie auf alle weiteren Teilbereiche und die große Bedeutung des (schulisch erworbenen) Vorwissens auf den Studienerfolg im ersten Semester.

Referenz:

Sumfleth, Elke & Averbeck, Daniel (2020). Zum Studienerfolg im ersten Studienjahr. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 403). Universität Duisburg-Essen

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Hochschulfachdidaktische Herausforderungen
beim Lernen der Chemie

Graulich, Nicole & Schwedler, Stefanie

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Referenz:

Graulich, Nicole & Schwedler, Stefanie (2020). Hochschulfachdidaktische Herausforderungen
beim Lernen der Chemie. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 401). Universität Duisburg-Essen

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Pilotierung eines Mindsetfragebogens mit Physik-(Lehramts-)Studierenden

Rehberg, Jana, Wilhelm, Thomas, Spatz, Verena & Goldhorn, Laura

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Studien über das „Growth Mindset“ nach Dweck sowie der fachspezifischen Resilienz konnten positive Korrelationen zum Lernerfolg in MINT- Fächern belegen. Interventionen in diesem Bereich könnten daher einen Beitrag leisten, Abbruchquoten von Physik-Studierenden zu minimieren.

Während aktuelle Studien zur fachspezifischen Resilienz bereits Physik-Studierende untersuchen, beschäftigt sich der Großteil der Mindsetforschung mit SchülerInnen. In einer geplanten Studie soll dieser Aspekt auf Studienbeginner der Physik bzw. des Physiklehramtes bezogen werden. Die Intention des Forschungsprojektes besteht darin, das Mindset von Physik-(Lehramts-)Studierenden zu erfassen und durch eine Intervention positiv zu beeinflussen. Fachspezifische Resilienz und Attribuierungsstile werden als weitere Variablen in die Untersuchung einbezogen.

Zur Erhebung wurde ein eigener Fragebogen auf Grundlage der bisherigen Forschungen erarbeitet. Der Vortrag stellt die Ergebnisse der Pilotierung vor und beleuchtet, wie sich die theoretischen Konstrukte empirisch trennen bzw. zusammenfassen lassen.

Referenz:

Rehberg, Jana, Wilhelm, Thomas, Spatz, Verena & Goldhorn, Laura (2020). Pilotierung eines Mindsetfragebogens mit Physik-(Lehramts-)Studierenden. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 397). Universität Duisburg-Essen

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Kumulatives Physiklernen im Lehramtsstudium

John, Tilmann & Starauschek, Erich

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2019

Lehrveranstaltungen der Physik an Universitäten sind selten an den Anforderungen eines Lehramtsstudiums orientiert. Um eine Professionsorientierung zu ermöglichen, wurde an der PH Ludwigsburg ein Ansatz „kumulatives Lehren und Lernen im Lehramtsstudium Physik” entwickelt. Er besteht im Kern aus einem wiederholten Aufgreifen und Üben wichtiger Grundkonzepte der Physik, das abstrakte und allgemeine Konzepte konkretisieren und spezifizieren soll, dem Herstellen von Schulbezügen sowie die explizite Auseinandersetzung der Studierenden mit den eigenen Alltagsvorstellungen. Das Lehrkonzept wird in den Lehrveranstaltungen zur Mechanik exemplarisch umgesetzt und mit einem Mixed-Methods Design evaluiert. Im Vortrag wird insbesondere die Frage untersucht, wie sich die kumulative Lehre auf das Lernverhalten und den Fachwissenserwerb der Studierenden auswirkt. Mit Marton et al. (1993) zeigen sich Oberflächen- und Tiefenlerner. Es kann gezeigt werden, dass die Lerntypen in unterschiedlicher Art beim Wissenserwerb von der kumulativen Lehre profitieren.

Referenz:

John, Tilmann & Starauschek, Erich (2020). Kumulatives Physiklernen im Lehramtsstudium. In: S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Wien 2019. (S. 393). Universität Duisburg-Essen

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