PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
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Umgang mit Phänomenen – Argumentations- und Handlungsprozesse Grundschulpädagogikstudierender mit dem Fach ‚Integrierte Naturwissenschaften’
Get PDFIm Studienfach ,Integrierte Naturwissenschaften’ erwerben Grundschulpädagogikstudierende an der Freien Universität Berlin sowohl fachwissenschaftliche als auch fachdidaktische Kompetenzen. Im Studienkonzept bildet der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung mit den Facetten ‚Wissenschaftliches Argumentieren’ und ‚Experimentieren’ einen Schwerpunkt. In einer explorativ angelegten Studie werden die Prozesse des wissenschaftlichen Argumentierens und des experimentellen Handelns bei Studierenden analysiert, die sich in einer Phänomenbegegnung, die zum Experimentieren einlädt, zeigen
Contemporary Science in der Lehrerbildung - Entwicklung und Evaluation einer Lernumgebung zur Förderung der Professionsentwicklung angehender Physiklehrkräfte
Get PDF„Contemporary Science“ ist ein gemeinsames Forschungsprojekt der drei Arbeitsgruppen der Naturwissenschaftsdidaktiken an der Universität Kassel. Ziel des Projektes ist, die Professionsentwicklung von angehenden Lehrkräften durch die gezielte Vernetzung von fachwissenschaftlichen und fachdidaktischen Studienanteilen am Beispiel moderner naturwissenschaftlicher Forschung zu fördern und die Wirkung entsprechender Lernumgebungen zu untersuchen. Gegenstand der Lernumgebung ist jeweils ein aktueller Forschungsgegenstand, der zunächst aus fachwissenschaftlicher Perspektive betrachtet wird. Dabei wird der Blick auch auf die Praxis naturwissenschaftlicher Forschung gerichtet. In einer zweiten Phase sollen mögliche schulische Zugänge zu Aspekten moderner Naturwissenschaft diskutiert werden. Im Fach Physik befassen sich die Studierenden exemplarisch mit den Kasseler Forschungsaktivitäten zur Laborastrophysik.Die Wirkungen des Veranstaltungskonzepts werden mit einem mixed-methods-Ansatz untersucht: Die Bereiche Fachwissen, fachdidaktisches Wissen und Überzeugungen (NOS) werden mittels Fragebögen und Tests quantitativ erfasst und durch Interviews und Videoanalysen qualitativ erweitert und spezifiziert.Der Beitrag stellt das Veranstaltungskonzept und das Untersuchungsdesign in der Physik vor
Interaktives Lernmaterial als Brücke zwischen Unterricht und außerschulischem Lernort - Eine Erprobung von tet.folio -
Get PDFDer Gebrauch von mobilen Endgeräten erlangt bei Jugendlichen im Alltag einen immer größer werdenden Stellenwert. Im Physikunterricht werden sie bisher in der Regel aber nur punktuell eingesetzt, wobei der Fokus hierbei meist auf den verbauten Sensoren liegt. Eine Möglichkeit zur intensiveren und fortwährenden Unterrichtseinbindung mobiler Endgeräte liegt in der Nutzung von digitalen, interaktiven Lernmaterialen, wodurch sie auch eine zentrale Rolle im Unterricht einnehmen würden. Die Freie Universität Berlin entwickelt mit dem Technology Enhanced Textbook - Projekt (TET) die online-Plattform tet.folio, auf der sich Lernmaterialien gestalten und verteilen, durch Schülerinnen und Schüler bearbeiten und jederzeit wieder abrufen lassen. Der Vorteil von interaktiven Lernmaterialien besteht in der Möglichkeit verschiedene Inhalte - von Video- und Audio-Dateien, über Interaktive Bildschirmexperimente und Applets bis zu Lückentexten, Multiple-Choice-Tests mit Feedback usw. - zu integrieren.Zur Vorbereitung auf einen Besuch der interaktiven Wissenschaftsausstellung Touch Science an der Universität Würzburg soll tet.folio zum Einsatz kommen. Im Zuge dessen wurde zum Themengebiet der Elektrokardiographie interaktives Lernmaterial erstellt, das die fachlichen Grundlagen für Schülerinnen und Schüler schaffen soll. Insbesondere soll hier ein interaktives Bildschirmexperiment hervorgehoben werden, in dem der Nutzer durch Drehen eines Bildschirmbereichs eine physikalische Größe ändern und deren Auswirkungen beobachten kann
20 Jahre Interaktive Bildschirmexperimente
Get PDFAuf der Suche nach einem Medium, mit dem sich reale Experimente multimedial repräsentieren und damit didaktisch flexibler als mit dem zeitbasierten Film einsetzen ließen, wurden 1996 erstmals Beispiele Interaktiver Bildschirmexperimente (IBE) entwickelt. Erste Erprobungen fanden an der TU Berlin in der Vorlesung ”Einführung in die Physik für Ingenieure” statt, wo reale Demonstrationsexperimente aus praktischen Gründen nicht möglich waren. Die vielversprechenden Ergebnisse führten in der Folge zu zahlreichen Projekten didaktischer Anwendungen in Schule und Hochschule. Zentrale Probleme dabei waren der hohe Aufwand für die Entwicklung, die Ein-bettung von IBE in multimediales Lernmaterial sowie deren Verbreitung. Ausgehend davon entwickelte die AG Didaktik an der FU Berlin die Web-Applikation ”tet.folio”, die unter anderem ei-ne Plattform zur effizienten Herstellung und Einbettung von IBE bietet. Im aktuellen Projekt ”ELIXIER” sind IBE und das tet.folio eine der Säulen für die Entwicklung einer personalisierten Mixed-Reality-Experimentierumgebung, die eine nahtlose und mobil verfügbare Fortsetzung individueller Experimentierprozesse in virtuellen Umgebungen ermöglichen wird
Messung experimenteller Kompetenz – ein computergestützter Experimentiertest –
Get PDFDer Erwerb experimenteller Kompetenz gehört zu den zentralen Bildungszielen des Physikunterrichts. In wieweit dieses Ziel erreicht wird, wird jedoch bislang im Bildungsmonitoring nur unvollständig überprüft, da insbesondere für den Bereich der Durchführung von Experimenten geeignete Testinstrumente für den Large-Scale Einsatz fehlen. In diesem Beitrag wird ein Experimentiertest vorgestellt, der diese Lücke schließen soll. Der Test wird vollständig am Computerbildschirm bearbeitet. Die Aufgaben aus den Themenbereichen Mechanik, Optik und Elektrizitätslehre beziehen sich auf typische Schülerexperimente der Sekundarstufe I. Die Realexperimente sind durch interaktive Simulationen zum Aufbau der Experimente und zur Durchführung von Messungen ersetzt. Die Bewertung der Schülerlösungen erfolgt computergestützt und teils automatisiert. Die Testentwicklung wurde von umfangreichen Validierungsstudien begleitet. Der Test hat sich in einer Large-Scale-Erprobung mit über 1.100 Schülerinnen und Schülern als praktikabel einsetzbar und auswertbar erwiesen. Die psychometrische Qualität erweist sich mindestens als gut und die empirisch gefundenen Itemschwierigkeiten lassen sich auch inhaltlich sinnvoll interpretieren
Mögliche Prädiktoren für den Studienerfolg im Lehramt und ihm Fach Physik
Get PDFZiel: Bundesweit lassen sich in den Studiengängen Physik und PhysikLehramt alarmierend hohe Abbruchquoten verzeichnen. Daher bestehtdas Ziel des Forschungsprojekts HeLP darin, ein Instrument zu entwickeln,auf Vorhersagekraft zum Studienerfolg zu überprüfen und dieseErgebnisse langfristig in Form eines Online-Self-Assessments für Studieninteressierteanzubieten.Theoretischer Hintergrund: Die theoretische Grundlage für das Vorhabenbildet das Studienerfolgsmodell von Thiel et al. (2008), adaptiertvon Albrecht et al. (2011). Dieses Modell unterscheidet kategorischin verschiedene Einflussdimensionen, die zum Studienerfolg oder Studienmisserfolgführen können. Anknüpfend an dieses Modell wird imRahmen dieses Projekts in kognitive und nicht-kognitive Prädiktorenunterteilt.Instrument: Zu diesen beiden zu untersuchenden Dimensionen wurdenbereits Instrumente entwickelt und in mehrstufigen Verfahren bezüglichihrer zukünftigen Interpretierbarkeit auf Studienerfolg untersucht(Schild et al., 2015).Ausblick: Da ein Studienabbruch üblicherweise innerhalb der erstendrei Semester stattfindet, soll nach drei Semestern ein Verbleib im Studiumerfasst werden. Anhand der zuvor erhobenen Daten sollen danndie erfragten Konstrukte auf ihre Vorhersagekraft überprüft werden
Wie genau beurteilen Schülerinnen und Schüler ihre eigenen experimentellen Fähigkeiten? – Ein Ansatz zur praktikablen Diagnostik experimenteller Fähigkeiten im Unterrichtsalltag –
Get PDFIm Artikel wird ein Ansatz zur Diagnostik experimenteller Fähigkeiten im Unterrichtsalltag vorgestellt. Dieser Ansatz beruht darauf, dass Schülerinnen und Schüler ihre experimentelle Performanz selbst beurteilen. Solche Selbstbeurteilungen können Lehrkräfte zur Diagnostik nutzen. Außerdem sind Selbstbeurteilungen eine wichtige Komponente im Rahmen des selbstregulierten Lernens, beispielsweise beim Lernen experimenteller Fähigkeiten. In beiden Fällen sollten die Selbstbeurteilungen möglichst genau sein.Im Artikel führen wir in das Forschungsfeld zur Genauigkeit von Selbstbeurteilungen ein und stellen ferner eine explorative Studie zur Genauigkeit von Selbstbeurteilungen beim Experimentieren vor. In der Studie bearbeiteten 28 Mittelstufenschülerinnen und –schüler 24 experimentell lösbare Aufgabenstellungen. Nach jeder bearbeiteten Aufgabenstellung beurteilten die Schülerinnen und Schüler ihre experimentelle Performanz selbst. Diese Selbstbeurteilungen wurden mit Urteilen aus einem externen, objektiven Beurteilungsmaßstab verglichen, um die Genauigkeit der Selbstbeurteilungen zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigen, dass die Fähigkeit sich selbst zu beurteilen individuell unterschiedlich stark ausgeprägt ist. Es konnten sowohl Schülerinnen und Schüler mit hoher Urteilsgenauigkeit als auch Schülerinnern und Schüler mit typischen Urteilsfehlern identifiziert werden. Die sich daraus ergebenen Konsequenzen für die Diagnostik experimenteller Fähigkeiten im Unterrichtsalltag sowie weitergehende Forschungsperspektiven werden diskutiert
"Denken Sie wirklich ich könnte logisch denken?" - wie Lernende mathematische und physikalische Darstellungsformen sortieren
Get PDFTabellen, Graphen, Bilder, Formeln und Texte - all diese Darstellungsformen mathematischer und physikalischer Natur werden im Physikunterricht vielfältig genutzt und sind in der Regel mitei-nander verknüpft. Ziel dieser Studie ist es herauszufinden, welche Zusammenhänge die Schülerin-nen und Schüler zwischen den Darstellungen sehen und wie sie diese begründen. In der vorliegen-den Studie (N=229, 10. Jahrgangsstufe) sollten Gymnasialschülerinnen und -schüler 26 Darstel-lungen aus o.g. Kategorien zum Themenfeld 'Dynamik' im Stil einer Sortieraufgabe sinnvoll zu Gruppen sortieren. Zu jeder Gruppe sollte weiterhin eine kurze schriftliche Begründung angegeben werden, weshalb ausgerechnet diese Darstellungen als zusammengehörig empfunden wurden. Die denkbaren Sortierungen waren dabei nicht - wie bei einer Zuordnungsaufgabe - eindeutig, sondern vielfältig. Untersucht wurden mögliche Muster in der Zusammenstellung der Gruppen und in den Begründungen. Erste Ergebnisse werden hier präsentiert
Wirkungen multimedialer Einblendungen beim Experimentieren am Computer
Get PDFDurch den Einsatz von Multimedia bieten sich vielfältige Möglichkeiten, Schülerinnen und Schülern Informationen und Hilfen direkt in ihrem Lernprozess darzubieten - von statischem Text über Bilder und Animationen bis hin zu Virtual-Reality-Elementen. Insbesondere bei der Kombination mit dem Experimentieren müssen jedoch Aspekte wie der Cognitive Load besonders beachtet werden. An einem Experiment zur Ablenkung von Elektronen im E-Feld wurde in einem 2x2 Design untersucht, wie sich verschiedene Einblendungen und eine Sequenzierung der Aufgaben auf den Erfolg im Hypothesenprüfen, den Cognitive Load und verschiedene motivationale Aspekte auswirken. Dabei zeigte sich, dass grafische Einblendungen über dem Experiment zu signifikant höheren Erfolgsquoten beim Hypothesenprüfen führten, wohingegen eine Sequenzierung der Aufgaben keine Auswirkungen zeigte. Ebenso verursachten die grafischen Einblendungen über den Bildern des Experimentes keinen höheren Cognitive Load. Hieraus werden Implikationen für die Gestaltung weiterer Experimentierumgebungen am Computer abgeleitet und erste Weiterentwicklungen vorgestellt
Peer Instruction und Flipped Classroom in der Service-Lehre Physik
Get PDFDer Beitrag präsentiert einen Erfahrungsbericht zur Umsetzung des flipped classroom („invertierte Vorlesung“) in der Service-Lehre Physik an der Technischen Universität (TU) Darmstadt. Dazu wurde der Lernzuwachs in einer invertierten Vorlesung im Service-Bereich mit anderen Service-Veranstaltungen verglichen. Analysiert wurden die Themengebiete Mechanik und Elektrodynamikanhand von konzeptuell multiple-choice single-answer Items, die an das Force Concept Inventory (FCI), den Rotational and Rolling Motion Concept Survey (RRMCS) und den Conceptual Survey of Electricity and Magnetism (CSEM) angelehnt waren. Die untersuchten Veranstaltungen richten sich an Studierende (a) der Elektro- und Informationstechnik (flipped classroom mit peer instruction und konzeptuellen Tutorien in der Präsenzveranstaltung), (b) der Chemie und Materialwissenschaft (konventionell), (c) des Bauingenieurwesens (konventionell) und (d) des Maschinenbaus (konventionell mit punktuellem peer instruction und teilweise konzeptuellen Aufgaben in den Übungen). Vorläufige Ergebnisse der Untersuchung der Lernfortschritte deuten an, dass sich das Lehr-/Lernszenario positiv auf das konzeptuelle Verstehen der Studierenden auswirkt. Erfahrungen und systematische Schwierigkeiten bei der Interpretation der Ergebnisse werden diskutiert