PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Forschen@Home: Ein digitaler Lehr-Lern-Raum mit tet.folio
Full text linkDas Projekt Forschen@Home wurde im Rahmen des Lehr-Lern-Labor-Seminars im Wintersemester 2020/21 an der Universität Würzburg umgesetzt. Studierende des Lehramts Physik konzipierten zu insgesamt fünf verschiedenen Themengebieten jeweils eine digital aufbereitete Lernumgebung, die Schüler:innen ein Forschendes Lernen im häuslichen Umfeld ermöglichen sollte. Im Rahmen einer vierwöchigen Projektphase betreuten 19 Studierende 45 Schüler:innen bei der Durchführung ihrer individuellen Forschungsprojekte. Die Implementierung des Projekts erfolgte mit der Lehr-/Lernplattform tet.folio, die zum einen als Autorensystem zur Erstellung der Lerninhalte durch die Studierenden genutzt wurde. Zum anderen ermöglicht tet.folio durch seine Funktionen der Kurs- und Benutzerverwaltung und durch Kommunikations-Tools auch die Zusammenstellung und Präsentation der Lerninhalte sowie die Unterstützung der Lernenden. Der Beitrag schildert die Sequenzierung des Projektablaufs anhand des 5-E-Modells von Bybee (2014) und gibt Einblick in die Aktivitäten und Ergebnisse der Schüler:innen. Darüber hinaus wird die Lehr-/Lernplattform tet.folio als Autoren- und Learning Content Management System charakterisiert
Analyse von Experimentierhausaufgaben in der klassischen Mechanik
Full text linkIm einführenden Mechanik-Kurs haben Studierende des 1. Fachsemesters Lehramt Physik eigenständig Experimentierhausaufgaben mit ihren Smartphones als digitales Messinstrument bearbeitet. Die von den Studierenden als Lösungen eingereichten Protokolle zu zwei Aufgaben aus der Lehrthematik Dynamik des Massenpunktes wurden einer systematischen Analyse bezüglich wiederkehrender Fehlermuster unterzo-gen. Es zeigte sich einerseits, dass die Studierenden den zielgerichteten Einsatz digitaler Messwerterfassung und Auswertung sehr schnell und sicher beherrschen. Andererseits fallen der Transfer und die Anwendung neuer physikalischer und mathematischer Lehrinhalte auf reale Problemstellungen ca. 2/3 der Studierenden schwer
Tagungsband der Beiträge 2021 als pdf
No full textDer Tagungsband 2021 kann auch als Gesamt-PDF heruntergeladen werden
Computational Playground - Eine Rasch-Analyse zum Computational Thinking bei Sachunterrichtsstudierenden im Lehr-Lern-Labor
Full text link‚Informatische Bildung‘ soll, wie von der KMK oder auch von sachunterrichtsdidaktischer Seite gefordert, Teil des Sachunterrichts werden. Dieser Vorgang stellt einen Transfer einer Innovation in ein bestehendes Bildungssystem und somit eine besondere Herausforderung dar: Für diesen Transfer muss eine entsprechende Qualifizierung von angehenden Lehrkräften im Lehramtsstudium sicher-gestellt werden. Da informatische Fachkompetenzen bei Grundschullehramtsstudierenden jedoch bisher wenig erforscht wurden, wurde im QLB-Projekt K2teach an der Freien Universität Berlin eine Studie durchgeführt, die einerseits auf die Kreuzvalidierung eines Tests zum sogenannten Com-putational Thinking bei Studierenden fokussiert und andererseits darauf, inwiefern die Teilnahme an einem entsprechend ausgerichteten Seminar im Lehr-Lern-Labor-Format Einfluss auf dessen Ausprägung nimmt. Die Ergebnisse zeigen sowohl eine Eignung des Tests auf Basis der Rasch-Modellierung als auch einen signifikanten Anstieg der Fähigkeiten im Bereich des Computational Thinking durch den Besuch des Lehr-Lern-Labors
Entwicklung von AR-Applikationen für die Elektrizitätslehre der Sekundarstufe I
Full text linkExperimente stehen im naturwissenschaftlichen Unterricht nach wie vor im Zentrum des Unterrichtsgeschehens. Durch die Weiterentwicklungen im informationstechnischen Bereich ergänzen inzwischen kostengünstige digitale Medien und Werkzeuge das Experiment im Unterricht. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von Augmented-Reality(AR)-Applikationen. Mit deren Hilfe kann die reale Lernumgebung bzw. das Realexperiment gezielt mit computergenerierten Informationen überblendet werden. Die Sekundarstufe I bietet in der 9. Jahrgangsstufe in Bayern zum Thema der Elektrizitätslehre viele Experimente zur Anwendung einer augmentierten Lernumgebung. Dabei sollen die in diesem Projekt entwickelten Applikationen hauptsächlich die Modelle der magnetischen Felder sichtbar machen. Sie können jedoch auch zur Darstellung des „Unsichtbaren“, wie z.B. Atome, Elektronen oder Raumladungen, genutzt werden. In diesem Beitrag wird die Entwicklung unterschiedlicher Applikationen und deren Integration in Experimentierstationen vorgestellt. Mit diesen Stationen soll in einer weiteren Studie ein möglicher andersartiger Verlauf des Lernens der Thematik Magnetismus aufgedeckt werden. Bevor die Applikationen für die Pilotierung genutzt werden, werden diese mittels einer Mixed-Methods-Studie bezüglich ihrer Nutzerzufriedenheit evaluiert. Dabei kommt der quantitative System Usability Score (SUS) nach Brooke und ein qualitatives Leitfadeninterview zum Einsatz
Ein Masterstudiengang mit dem Profil Quereinstieg als alternativer Professionalisierungsweg für das Lehramt an Gymnasien und Integrierten Sekundarschulen
Full text linkDer Bedarf an Lehrkräften kann in vielen Bundesländern nicht durch grundständig ausgebildete Lehramtsabsolvent:innen gedeckt werden. Mit dem Ziel einer vollständigen Unterrichtsversorgung werden auch sogenannte Quer- und Seiteneinsteiger:innen in den Schuldienst eingestellt. Für diese gängige Praxis fehlt bislang ein konzeptueller Rahmen. Ein alternativer, an den Standards für die Lehrer:innenbildung orientierter Professionalisierungsweg ist der Masterstudiengang für das Lehramt an Integrierten Sekundarschulen und Gymnasien mit dem Profil Quereinstieg (Q-Master). Der Modellstudiengang wird seit dem Wintersemester 2016/17 im Land Berlin an der Freien Universität erprobt und die ersten Absolvent:innen sind bereits im Schuldienst. Teile der Evaluation des Studiengangs fokussieren exemplarisch auf das Fach Physik. Hier wird untersucht, welche Professionalisierungswege die Studierenden durchlaufen und welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede im Vergleich zu regulären Lehramtsstudierenden bestehen. Zu diesem Zweck werden unter anderem fachdidaktisches Wissen, Überzeugungen zum Lehren und Lernen und Berufswahlmotive erhoben. Im Beitrag werden erste Ergebnisse aus der Evaluation vorgestellt und diskutiert. Die Ergebnisse deuten auf eine gelingende Professionalisierung im Zuge des Q-Masterstudiums hin
Lernen aus Widersprüchen: Vom Schülerlabor zur Schulpraxis
Full text linkDie Lernmethode „Lernen aus Widersprüchen“ – entwickelt im Schülerlabor der Universität zu Köln – wurde jetzt in den regulären inklusiven Physikunterricht übertragen und in einer 7. Klasse in Bonn erprobt und evaluiert. Dazu wurden im Rahmen einer Masterarbeit 5 Lerneinheiten zu je 3 Schulstunden zum Thema Optik entwickelt. Kern des Konzeptes ist, dass zu Beginn einer Lerneinheit von den Schülerinnen und Schülern (SuS) etliche Vermutungen zur Erklärung der Phänomene geäußert und an die Tafel geschrieben werden. Alle Vermutungen, auch die auf Fehlvorstellungen beruhenden, werden gleichwertig behandelt, sodass Widersprüche entstehen. Nach der „Vermutungsphase“ im Plenum arbeiten die SuS in Kleingruppen weiter (je 4 SuS), zunächst in einer Diskussionsphase, danach in der Experimentierphase, um so selbstständig die richtige Erklärung zu erarbeiten. Die 5 Unterrichtseinheiten sind „Sehvorgang“, „Reflexion und Streuung“, Bau eines „Schülerspektroskops“, „Farben“ und „Absorption“. Die Auswertung geschah durch Schülerfragebögen (Prä- und Post-Befragung) und durch aktive Beobachtung (2 unabhängige Beobachter) einer ausgewählten SuS-Gruppe. Es zeigte sich, dass die Arbeit mit Widersprüchen in Kombination mit Schülerexperimenten einerseits gut funktioniert; andererseits hat sich die Zusammenarbeit in Kleingruppen als unerwartet problematisch erwiesen. Ferner kann festgestellt werden, dass – im Gegensatz zum Frontalunterricht – nahezu alle SuS in den Lernprozess einbezogen waren. Das Konzept ist offenbar gut für den inklusiven Physikunterricht geeignet
Steigerung des Akzeptanzverhaltens gegenüber Multimediaanwendungen im Physikunterricht durch eine Fortbildung
No full textAn 21 Fortbildungen für Physiklehrkräfte in Bayern zum theoriegeleiteten und evidenzbasierten Einsatz von digitalen Medien und Aufgabentypen im Physikunterricht nahmen insgesamt 174 Physiklehrerinnen und -lehrer teil. Das Ziel der Fortbildungen war, das TPACK (Technological Pedagogical Content Knowledge) der Lehrkräfte und ihre Akzeptanz gegenüber Multimediaanwendungen im Physikunterricht zu steigern. Als Inhalt wurde grundlegendes Wissen zum Lehren und Lernen mit Multimedia behandelt. In einer praktischen Phase erlernten die Teilnehmenden, wie Multimediaanwendungen bei Bedarf adaptiert und wie sie in den Physikunterricht integriert werden können. Dabei kam ein speziell für die Fortbildung entwickeltes hybrides Lernmanagementsystem (PUMA@LMU) zum Einsatz. Neben der Bereitstellung klassischer Elemente von Lernmanagementsystemen wie Moodle etc., ermöglichte es darüber hinaus, eine Begleitstudie parallel zur Fortbildung zu realisieren. In der Begleitstudie wurden das TPACK und die wahrgenommene Akzeptanz gegenüber Multimediaanwendungen der Teilnehmenden vor und nach der Fortbildung erhoben. Die Auswertung erfolgte mittels Wilcoxon-Tests, einer K-Means-Clusteranalyse und einer ANCOVA. Die Ergebnisse zeigen, dass die angebotene Fortbildung eine Steigerung des TPACK bewirkt. Allerdings geht mit einem höheren TPACK nicht grundsätzlich eine gesteigerte Akzeptanz gegenüber Multimediaanwendungen einher. Vielmehr kommt es abhängig von spezifischen Vorerfahrungen im Bereich von Multimedianwendungen und deren Unterrichtseinsatz zu spezifischen Änderungen in der Akzeptanz. Die Ergebnisse legen nahe, dass durch die Fortbildung die Selbstwahrnehmung des eigenen Vorwissens bezüglich des Einsatzes von Multimediaanwendungen im Physikunterricht geschärft wird
Umsetzung eines interdisziplinären Seminars zur Erkenntnisgewinnung als E-Learning-Veranstaltung
Full text linkDas Modul „Erkenntnisgewinnung in den Naturwissenschaften“ wurde im Rahmen des MINTplus2-Projekts neu für den interdisziplinären Vernetzungsbereich an der TU Darmstadt konzipiert. Dieser ist seit 2017 neu im Lehramtsstudiengang integriert, um den Studierenden im Sinne einer ganzheitlichen Ausbildung Lernen über ihre Fächergrenzen hinweg zu ermöglichen. Das Modul „Erkenntnisgewinnung in den Naturwissenschaften“ ermöglicht dies, indem es die Vermittlung naturwissenschaftsübergreifender didaktischer Theorien und praktischer Unterrichtskonzepte zum Kompetenzbereich „Erkenntnisgewinnung“ in den Mittelpunkt stellt.Aufgrund der Corona-Pandemie konnte das Modul in seinem Erstdurchlauf im Sommersemester 2020 nicht in Präsenz durchgeführt werden und musste wie alle universitären Lehrveranstaltungen in ein digitales Lehrformat überführt werden. Die verwendeten digitalen Tools wurden dabei mit Hilfe von Beobachtungen und Kommentaren von Studierenden bewertet. Die Ergebnisse werden in diesem Artikel vorgestellt.Die Veranstaltung wurde zusätzlich durch einen Prae-Post-Test zur grundsätzlichen Einstellung bezüglich des E-Learnings sowie zu Vor- und Nachteilen von E-Learning begleitet. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Grundeinstellung bezüglich des E-Learnings innerhalb der Seminargruppe durch das Online-Semester nicht ändert, lediglich eine E-Learning-Ermüdung lässt sich feststellen, da der Spaß daran abnimmt und Vorteile weniger stark wahrgenommen werden. Die Ergebnisse werden ebenfalls ausführlich in diesem Artikel dargestellt
Selbstbestimmtes und angeleitetes Experimentieren im Schülerlabor
Full text linkSchülerlabore ermöglichen Schülerinnen und Schülern (SuS) wie echte Forschende in einer authentischen Lernumgebung zu agieren. In physikalischen Projekten können SuS z. B. einen Experimentierprozess planen, durchführen, auswerten und evaluieren – und somit selbstreguliert lernen. Im Rahmen dieser Mixed Methods-Studie soll untersucht werden, wie der Grad der Instruktion (angeleitet vs. selbstbestimmt) während des Experimentierens – in Abhängigkeit vom Vorwissen des Lernenden – den Kompetenzaufbau (FF1) beziehungsweise den Selbstregulationsprozess beeinflusst (FF2) und wie sich Vorwissen und Instruktionsgrad auf die Judgments of Performance der Lernenden auswirken (FF3). Die Erhebung ist ab Februar 2021 geplant: N = 128 SuS der 7. und 8. Jgst. experimentieren in Kleingruppen zum Phänomen des Sonnentalers im Schülerlabor. Hierbei erhalten sie identische Materialien und nach dem Predict-Observe-Explain-Ansatz strukturierte Arbeitsblätter. Die angeleitet experimentierenden Gruppen bekommen Vorgaben für den Ablauf des Experimentierprozesses, während die selbstbestimmt experimentierenden Gruppen explorativ vorgehen können. Während des Experimentierens werden einzelne Kleingruppen videographiert, um ihren Lernprozess hinsichtlich der Selbstregulation zu analysieren. Zudem werden die SuS Fachwissenstests sowie Judgments of Performance und Confidence Judgments ausfüllen. Der Beitrag gibt erste Einblicke in das Projekt, Erkenntnisse aus einer Pilotierungsstudie und erläutert das geplante Forschungsvorhaben