PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Professionalität im Lehr-Lern-Labor anbahnen - Ergebnisse zu verschiedenen Facetten von Reflexion und Selbstwirksamkeitserwartungen
Get PDFIm vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse einer Mixed-Methods-Studie vorgestellt, die auf die Professionalisierungswirkung eines Lehr-Lern-Labor-Blockseminars abzielen. Der Fokus liegt dabei auf den Forschungsschwerpunkten „Reflexion“ und „Selbstwirksamkeitserwartungen“. Zu beiden Schwerpunkten wurden über verschiedene Skalen Erhebungen im Pre-Post-Design vorge-nommen, die mithilfe von qualitativ gewonnen Interviewdaten angereichert wurden. Die Ergebnis-se sind vielversprechend. Der komplexitätsreduzierte und geschützte Rahmen führt nicht nur zu einer Abdämpfung des ‚Praxisschocks‘ sondern sogar zu einer leichten Steigerung der Selbstwirk-samkeitserwartungen der Teilnehmer*innen. Dieser Befund wird durch die Interviews bestätigt. Darüber hinaus scheint sich bei den Teilnehmer*innen eine positive Einstellung gegenüber dem Reflektieren im Laufe des LLL zu bestätigen bzw. noch weiter auszuprägen. Ein möglicher Grund dafür liegt im Erkennen des Mehrwertes von kollektiven Reflexionsprozessen durch die Seminar-teilnehmer*innen
Entwurf einer phänomenbasierten Modellmethode
Get PDFIm Physikunterricht sollen die Lernenden von ihrer alltäglichen Phänomenwelt zur wissenschaftlichen Modellwelt übergehen. Hierbei steht die Lehrperson vor der Entscheidung, ob sie einen phänomenbasierten Unterricht oder einen modellorientierten Unterricht durchführt. Beim phänomenbasierten Unterricht stehen die Phänomene im Mittelpunkt; auf erklärende Modelle wird verzichtet. Beim modellorientierten Unterricht stehen erklärende Modelle im Mittelpunkt; die Phänomene werden kaum erkundet. Wie können Lernende die Phänomenwelt und Modellwelt gleichermaßen kennenlernen und von ersterer zu letzterer übergehen? Die Lehrperson kann die phänomenologische Methode und die Modellmethode zu einer phänomenbasierten Modellmethode vereinen. Am Beispiel der Linsenabbildung und Spektroskopie wird gezeigt, wie die phänomenbasierte Modellmethode angewandt werden kann
Der Einfluss von Schüler- und Demonstrationsexperimenten auf den Lernzuwachs in Physik
Get PDFDie aktuelle Forschungslage zum Einfluss des Experimentierens in den Naturwissenschaften auf die fachlichen Leistungen von Schülerinnen und Schülern beschreibt eine uneinheitliche Ausgangslage: Manche Studien sehen Schülerexperimente im Vorteil, andere beschreiben bessere Lernerfolge durch Demonstrationsexperimente. Leider sind diese Ergebnisse nur schwer miteinander zu vergleichen, da sich nicht nur die Designs der Studien stark voneinander unterscheiden, sondern oft auch Variablen, von denen ebenfalls ein Einfluss auf den Lernerfolg vermutet werden kann, nur unzureichend kontrolliert wurden.In der vorliegenden Vergleichsstudie wurde der Einfluss verschiedener Arten des Experimentierens im Physikunterricht auf den Lernzuwachs der Schülerinnen und Schüler (n = 858) untersucht. Die Forschungsfrage lautete, welche Art des Experimentierens zu einem besseren Verständnis der geometrischen Optik, insbesondere der Lichtbrechung, führen würde, namentlich Schülerexperimente oder Demonstrationsexperimente. Damit die Ergebnisse für den Schulalltag und z.B. die Lehrerbildung genutzt werden können, handelt es sich bei dieser Studie um eine Feldstudie mit einem Pre-Posttest-Design.Es konnte gezeigt werden, dass die Art des Experimentierens keinen signifikanten Einfluss auf den Lernerfolg hat. Allerdings zeigte sich, dass es wichtig ist, welche Lehrkraft mit welcher Art des Experimentierens unterrichtet. Diese Wechselwirkung führte zu (kleinen) Effekten zwischen unseren Vergleichsgruppen
Entwicklung eines Echtzeit-Feedback-Systems für die Durchführung von Realexperimenten
Get PDFZur detaillierten Untersuchung experimenteller Prozesse bei der Durchführung von Realexperimenten wurde in den letzten Jahren mit der objektfokussierten Erfassung ein neuer Ansatz entwickelt. Anders als bei probandenfokussierten Erhebungsmethoden, wie beispielsweise Laborberichten, vorstrukturierten Protokollen, der direkten Beobachtung oder Videostudien, wird die Abfolge der experimentellen Handlungen bei dem objektfokussierten Ansatz indirekt durch eine am Versuchsaufbau implementierte Sensorik und eine mindestens teilautomatisierte Auswertung der Sensordaten erfasst. Durch die Sicherstellung einer vollautomatisierten Auswertung der Sensordaten kann das Potential dieses Ansatzes für Forschung und Lehre deutlich erweitert werden. Dies erfordert für Experimente auf der optischen Bank einen Wechsel der bisher am Versuchsaufbau implementierten Sensorik. Im Beitrag wird die Umsetzung des objektfokussierten Ansatzes mit einer möglichen neuen Sensorik für Versuche auf der optischen Bank präsentiert und das Potential für Forschung und Lehre diskutiert. Insbesondere werden Einsatzszenarien in der Lehre beschrieben, die sich mit dem objektfokussierten Ansatz und einer vollautomatischen Auswertung der Sensordaten realisieren lassen
Schülerlabore in Deutschland: Ein ideologiekritischer Blick
Get PDFGemäß Haupt et al. (Haupt, O. et al. (2013): Schülerlabor – Begriffsschärfung und Kategorisierung. In: Mathematischer und Naturwissenschaftlicher Unterricht, 66, 6, S. 324–330) ist das primäre Ziel von Schülerlaboren „bei Schüler/innen das Interesse an und das Verständnis für Natur- und Ingenieurwissenschaften“ zu wecken bzw. zu fördern und „im Hinblick darauf motivationale und möglichst auch kognitive Effekte [zu] erzielen.“ Trotz dieser Gemeinsamkeit gibt es Unterschiede, welche „Effekte“ intendiert sind, allein schon weil manche Schülerlabore von Umweltschutzinitiativen, andere von Chemie-Konzernen und wieder andere von Hochschulen betrieben werden.Nach einem ideologiekritischen Blick auf die deutsche Schülerlabor-Landschaft wird das Kölner Schülerlabor „Unser Raumschiff Erde“ eingeordnetEs ist in die Lehrer*innenausbildung eingebettet, ein Ort fachdidaktischer Forschung und bietet ganzen Klassen die Möglichkeit, sich mit außercurricularen Themen zu beschäftigen, die aber an den Schulunterricht anschlussfähig sind. Ziel ist es, einen Beitrag zu kritischer Mündigkeit und Neugierde zu leisten Grundlagen dafür zu legen, dass dies auch jenseits des Schülerlabors in der Breite gelingt.Fragen inklusiver Naturwissenschaftsdidaktik in den Blick genommen, auch im Hinblick auf die Inklusive Universitätsschule (IUS) Köln
Diagnostische Fähigkeiten fördern im Lehr-Lern-Labor Physik
Get PDFDie Diagnostik von und der Umgang mit fachinhaltlichen Lernschwierigkeiten gehören zu den Aufgaben von Lehrkräften. Um diese bereits im Studium theoriebasiert und mit Praxisbezug zu fördern, werden sie an der Universität Duisburg-Essen in einer fachdidaktischen Lehrveranstaltung behandelt, die ein Seminar mit Praxisphasen kombiniert. Die Auseinandersetzung der Studierenden mit der Thematik erfolgt zunächst theoretisch und anhand vorgegebener Praxisbeispiele (Textvignetten), im Verlauf der Veranstaltung zunehmend bezogen auf eigene praktische Erfahrungen. Die praktischen Erfahrungen sammeln die Studierenden in einem Lehr-Lern-Labor, in dem sie vorgegebene, adaptierte bzw. selbst entwickelte Unterrichtseinheiten mit kleinen Schülergruppen erproben. Die Entwicklung der Fähigkeiten der Studierenden wird über die gesamte Veranstaltung hinweg qualitativ untersucht. Als Datenquellen werden die im Verlauf der Veranstaltung von den Studierenden bearbeiteten Textvignetten, Videoaufnahmen und schriftliche Reflexionen sowie Fragebogendaten genutzt und aufeinander bezogen analysiert
Kumulatives Lehren der Mechanik in der Lehramtsausbildung
Get PDFKognitiv aktivierende Lehr- und Übungsformen, die wiederkehrend physikalische Grundkonzepte der Mechanik wie das Kraftkonzept oder die Erhaltungssätze für Energie, Impuls und Drehimpuls in wechselnden Kontexten aufgreifen, sollen kumulatives Lernen der Mechanik bei Lehramtsstudierenden unterstützen und im besten Fall optimieren. Zu den kognitiv aktivierenden Hochschullehrformen zählen wir z.B. die Mazursche Peer Instruction, Diskussionen in Kleingruppen oder Worked Examples. Diese Übungsformen sind in eine Vorlesung integriert, die medial einfach und zugleich theoretisch fundiert unterstützt, soziale Interaktion zwischen den Teilnehmern zulässt und eine Fragekultur fördert.Kumulatives Lernen soll Physiklehramtsstudierenden insbesondere in Unterrichtssituationen zu verlässlich abrufbaren und flexibel anwendbaren mentalen Repräsentationen dieser Grundkonzepte verhelfen. Neben dem wiederholten Aufgreifen der Grundkonzepte der Mechanik im Rahmen einer mehrsemestrigen Reihe von Veranstaltungen zur Mechanik orientieren wir uns deshalb auch an den bekannten Schülervorstellungen zur Mechanik, die auch bei den Studierenden vorhanden sind, diagnostiziert und mit den Studierenden reflektiert werden.Wir werden das entwickelte Veranstaltungsformat exemplarisch vorstellen. Wir folgen forschungsmethodisch dem Design-based Research Ansatz. Die mehrfachen Entwicklungs-, Erprobungs- und Evaluationszyklen sollen zum Einen die eigene Lehre verbessern und zweitens zu einem Prototyp für effektive Hochschullehre im Lehramtsstudium Physik führen, der an anderen Hochschulen adaptiert werden kann.Zudem stellen wir erste Evaluationsergebnisse der Einschätzung der Lernwirksamkeit der ergriffenen Maßnahmen durch die Studierenden vor, die den eingeschlagenen Weg bestätigen. Unser Projekt ist Teil der Qualitätsoffensive Lehrerbildung
Implementation fachdidaktischer Innovation am Beispiel des Münchener Unterrichtskonzepts zur Quantenmechanik
Get PDFZu den Aufgaben fachdidaktischer Forschung gehört die Verbesserung von Lehr-Lern-Prozessen auf Grundlage von empirischen Forschungsergebnissen. Ein möglicher Weg, solche Innovationen an Schulen zu implementieren, verläuft über die Bereitstellung von Unterrichtsmaterialien. Allerdings liegen bisher nur wenige Erkenntnisse zu ihrer Nutzung vor.Ziel der vorgestellten Studie ist es daher, mehr über die Wirkmechanismen bei der Implementation von Unterrichtsmaterialien herauszufinden. Dazu werden zehn Lehrkräfte, welche das Münchener Unterrichtskonzept zur Quantenmechanik zur Verfügung gestellt bekommen, im Unterricht begleitet. In zwei Interviews zu Beginn und am Ende einer Unterrichtsreihe zur Quantenmechanik werden mögliche Einflussfaktoren der Materialnutzung erfragt. Um zudem die Implementation genauer zu untersuchen, werden drei Unterrichtsstunden videographiert und durch Stimulated Recall-Interviews Hintergründe zu den Entscheidungen der Lehrkräfte abgefragt.Aus den Ergebnissen der Pilotierungsinterviews lässt sich ableiten, dass Lehrkräfte oftmals nur Teile des bereitgestellten Konzepts umsetzen
Experimentelle Fähigkeiten in der Grundschule diagnostizieren und individuell fördern
Get PDFBereits im Grundschulalter sollen Schülerinnen und Schüler experimentelle Fähigkeiten erwerben. Dazu gehört u. a. die Variablenkontrollstrategie (VKS). Untersuchungen konnten zeigen, dass die VKS bereits in der Grundschule vermittelbar ist. Allerdings sind der Erwerb und die Anwendung mit einer hohen kognitiven Belastung verbunden. Zur Reduzierung der kognitiven Belastung bieten sich als Unterstützungsangebote beispielsweise gestufte Lernhilfen oder Lösungsbeispiele an. Eine Gemeinsamkeit dieser Unterstützungsangebote ist, dass beide die Selbstregulationsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler fördern. Unterschiede liegen insbesondere in dem Ausmaß der Autonomie, die die Schülerinnen und Schüler bei der Nutzung der Unterstützungsangebote erleben können. Daher werden beide Unterstützungsangebote hinsichtlich ihrer Wirkung auf die individuelle Förderung experimenteller Fähigkeiten, differenziert nach Lernvoraussetzungen (z. B. Leseverständnis, Selbstregulationsfähigkeit, Vorwissen), in der Grundschule kontrastierend untersucht. Dafür wurde ein Testinstrument zur Erfassung der VKS bei Grundschulkindern entwickelt, das neben einem schriftlichen Teil auch einen hands-on Teil enthält