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L’épistémologie comme moyen d’introduire la réflexion sur l’éducation en vue d’un développement durable (EDD) auprès d’étudiant·e·s de première année de formation HEP
Get PDFLe contexte : Cet article décrit la manière dont une réflexion épistémologique portant sur la construction des sciences et des mathématiques est proposée aux futur·e·s enseignant·e·s de l’école primaire.
L’objectif : L’objectif de cette démarche est de développer un esprit critique permettant la prise de recul nécessaire pour comprendre les grands défis environnementaux, sociaux et économiques de ce 21e siècle et de déjouer les ma-noeuvres complotistes qui apparaissent de plus en plus, notamment dans les réseaux sociaux.
La méthode : Basée sur une pédagogie inversée, les différentes étapes de ce travail, les ressources utilisées et le travail de validation demandé aux étudiant·e·s sont amenés de manière à pouvoir être transférés dans un autre contexte d’enseignement.
Les résultats: Les travaux de validations effectués par les étudiant·e·s montrent que cette approche contribue effica-cement à développer leur compréhension des mécanismes qui caractérisent les approches scientifiques et contribuent ainsi au développement de leur esprit critique.
Mots-clés: épistémologie, éducation en vue d’un développement durable (EDD), complotisme, esprit critique, démarche scientifique, his-toire des science
Teaching with digital biology: Opportunities from authentic sequences and 3D models
Get PDFBackground: Swiss schools are required to develop students’ digital competencies in each discipline (CIIP, 2018). However, teachers in Geneva, Switzerland aren’t supplied with many official resources or recommendations to help them implement these requirements. This article presents a project that developed a theoretical framework referring to three types of digital education skills (DES): (DES A) new approaches to building or validating knowledge, (DES B) critical-thinking skills, (DES C) new didactic methods and elaborated proposals to help biology teachers comply with the requirements. Building and discussing models is a core scientific practice and can develop understanding of scientific phenomena and the nature of disciplinary knowledge (Schwarz et al., 2009). The digitisation of biology and affordable 3D printers make it possible to produce tangible models of most proteins mentioned in secondary biology education from freely available, authentic research data. This combination opens unprecedented opportunities for classroom activities, allowing students to (DES A) practice digital biology methods based on a discussion of solid evidence (DES A) and (DES B) support the development of critical thinking.
Purpose: This article first presents a theoretical perspective developed to reveal the learning potential of digital biology, focuses on its feasibility, and finally discusses the educational potential offered by scenarios, with some data from a proof-of-principle example. Based on how biology research nowadays builds knowledge and on research showing educational benefits of using authentic research data and 3D models (better questions, more discussion of models, enhancing motivation), this article presents technical step-based course-of-action scenarios (CoAscenarios) that were tested in classrooms, helping teachers and learners to access and use authentic data to address difficult learning issues such as evolution or the form–function problem, by manipulating authentic research data and physical, tangible mod-els. With a focus on strengthening students’ skills in building and validating knowledge using the new digital approaches (DES A), the CoAscenarios contribute to the ongoing change process rather than pedagogical guidelines, which come from educational authorities. They are designed to be used independently of teachers’ methods. This article seeks to stimulate discussion of these opportunities and the challenges that many schools face.
Sample/setting: In a proof-of-principle example, we describe one possible use of selected CoAscenarios (Nos. 17, 20, 21) tested in three pilot classes in upper secondary school (N = 48 students in total, 2016-2019) and improved in over 20 in-service teacher training courses (since 2002). These activities, including hypothesis testing and discussions of data as evidence of evolution, are organised in the format of a classical hands-on school lab.
Design and Methods: The project (2019-2021) collected 25 classroom-tested CoAscenarios which are now presented on an open MediaWiki platform. As a proof-of-principle, we discuss three CoAscenarios: No. 17 concerning sequence data, and No. 20 and No. 21 concerning tangible models. In CoAscenario 17, students used authentic protein sequences to compare the degree of similarity of one protein each across different species, visualised as highlights on aligned sequences, and discussed this evidence of common origin and of divergence caused by mutations. Then, students observed areas of their protein sequence in which little or no change could be observed across species. They discussed how natural selection can explain this evidence. Using 3D-printed tangible models, they compared conserved parts of the sequence with areas of the model to test and improve their naïve mental models with regards to the learning goals. To this effect, teachers used CoAscenario 20, in which a table gives the protein name, a link to its sequence, biological information in the UniprotKB database, 3D structures in the Protein Data Base (PDB), a picture of the 3D-printed model, and ready-to-print files (.STL). CoAscenario 21 helps teachers convert 3D structures from the PDB to a 3D-printable format. Feedback about feasibility and usefulness was collected in questionnaires. This led to improvements being made to the platform. Data from student questionnaires were analysed for perceptions of these learning activities. We will also briefly present some results from a questionnaire used in a teacher training course.
Observations: Results from classroom observations: the students handled technical steps with more ease than ex-pected, allowing discussions to focus on biological questions such as natural selection, mutation, how proteins fold, protein–substrate interactions, conservation of structures in evolution, how specific areas of the protein determine function and, in some cases, the limits of the lock-and-key model.
Conclusions: Results confirm the feasibility of such approaches and their alignment with the educational reforms of the discipline. Our results suggest that the choice made in the project to propose CoAscenarios expressed as technical steps frees the teacher to focus the lesson design on biological concepts, activities and discussion of the evidence found, rather than on the technical mastery of websites and platforms. Expected difficulties, such as drawing from different models for explanations, were confirmed. The use of authentic research data helped reveal conceptual gaps in student understanding and allowed teacher feedback that guided students towards better mental models. This should help dissemination at this early stage of adoption of digital biology. Results also open new educational strategies based on authentic data embodied in material objects and databases and suggest more research into the educational effects of 3D model use in different learning designs.
Keywords: Models, evolution, 3D structure, bioinformatics, learning designs, authentic data, digital learnin
A virtual reality learning environment for high school students to learn the concepts of the electric field and potential: Preliminary results of an intervention study
Get PDFBackground: Virtual reality (VR) is a modern technology that is currently receiving attention in many studies on how it can be used to support learning in schools. It is expected to have various benefits for learning physics. However, little attention has been given to the implementation of VR with a VR headset and to the three-dimensionality of the representations that VR technology can provide.
Purpose: We designed a three-dimensional VR learning environment for Microsoft HoloLens for learning the con-cepts of the electric field and the electric potential. In the present paper, we show preliminary results of a first inter-vention study with 26 high school students. With self-developed test instruments, we evaluate the learning progress through the VR intervention. In addition, we explore how the students rate the usability of the VR headset and the VR learning environment.
Sample/Setting: We tested our VR learning environment on two classes of a high school in Bern, Switzerland. We collected and analysed data from 26 students aged 17 to 20 from an intervention study of 75 minutes. The use of the VR learning environment was 15 minutes.
Design and Methods: In a pre- and posttest design, we investigated the effect of the VR learning environment on students’ understanding of the electric field and potential. In addition, we asked questions and evaluated the answers regarding the students’ experience with the VR headset and the VR learning environment.
Results: Students made significant learning progress by using the VR learning environment: Cohen’s d = .89. The learning progress was better in items that were similar to those of the VR learning environment, but problems occurred when students were asked to transfer their knowledge to the field of electric charges. Most students considered the technology of the VR headset as good to handle and the VR learning environment to be very interesting and beneficial for their learning process.
Conclusions: Our VR learning environment seems to be suitable for learning, which is shown by the fact that students progressed from the pretest to the posttest. However, further research needs to address the question of whether stu-dents learn better with a VR headset than on computers or with paper and pencil.
Keywords: Virtual reality, visible learning, electric field, electric potential, field vectors, 3D simulation
Tech to Organization. Assessing and designing technology adoption with design thinking
Get PDFThis article explores how design thinking can be tailored to address projects that focus on assessing the value of technology adoption within an organization and designing an appropriate application. We studied seven innovation projects conducted within a European Design Factory. We identified common patterns that define an adapted design thinking process called "Tech to Organization" to address such technology-driven project effectively. Results show how classic design thinking tools are adapted in such a process (e.g., technology abilities, technology problem-framing, technolgoy proof of value) and how the phases and milestones of the process chang
Prototyping in practice – Paths and partners for testing novel industrial product and service ideas
Get PDFPrototyping is a core activity in developing new products, processes, and organisations alike. This paper describes the prototyping activities of 31 engineering design professionals in a high-technology industrial company, examining the distribution of different types of activities across different phases of development based on thematic interviews. Examining 62 prototyping and testing pathways, we found that most prototyping paths started with the practitioners’ own activities, which was also more likely to lead to paths with more prototyping steps than if the first prototyping activity took place with a stakeholder. Overall, the paths were short, indicating a lack of iteration. Both internal and external stakeholders were involved in collaborative prototyping. This collaboration was enabled by personal and unit level relationships, and different stakeholders were involved in different phases of development. Taken together, our results suggest that practitioner attention in prototyping may focus on latter development phases and demonstrate less iteration than what literature might suggest, with opportunities for prototyping highly dependent on personal networks in the high-technology context in the absence of flexible prototyping budgets
Praktisch-naturwissenschaftliches Arbeiten mit einem neuen Lehrmittel: Alles neu oder alles beim Alten?
Get PDFHintergrund: Lehrmittel können in ihrer Funktion als Innovationsträger Neuerungen wie beispielsweise die durch den Lehrplan 21 intendierte Kompetenz- und Handlungsorientierung in den Unterricht tragen. Bis anhin fehlen allerdings empirische Befunde zum Einsatz von Lehrmitteln im naturwissenschaftlichen Unterricht aus fachdidaktischer Perspektive. Deshalb wurde begleitend zur Einführung eines neuen naturwissenschaftlichen Lehrmittels für die Sekundarstufe I untersucht, wie Lehrpersonen ihren naturwissenschaftlichen Unterricht gestalten und was sich während der Nutzung des neuen Lehrmittels verändert.
Ziele: Übergeordnetes Ziel dieses Beitrags ist die Beantwortung der Frage, inwiefern sich das praktisch-naturwissen-schaftliche Arbeiten im „Natur und Technik“-Unterricht an Schweizer Schulen der Sekundarstufe I während der Nutzung eines neuen Lehrmittels verändert. Zur Beantwortung werden drei Bereiche fokussiert: Ausstattung der Schulen mit Experimentiermaterialien, Unterrichtsgestaltung im Bereich des praktisch-naturwissenschaftlichen Arbeitens und Veränderungen während der Nutzung des neuen Lehrmittels.
Stichprobe/Rahmen: Die Ergebnisse basieren auf Selbsteinschätzungen von Lehrpersonen der Sekundarstufe I, die 2019 an den Einführungsveranstaltungen zum Lehrmittel „NaTech 7–9“ im Kanton Zürich teilgenommen haben. Die Einschätzungen wurden mithilfe von zwei Online-Befragungen direkt nach den Einführungsveranstaltungen (T1, N = 225) und etwa eineinhalb Jahre später (T2, N = 111) erhoben.Design und Methoden: Die Datensätze der beiden Erhebungen wurden sowohl im Querschnitt als auch kombiniert als Längsschnittdatensatz (N = 81) ausgewertet. Die Auswertung der Daten erfolgte explorativ mit deskriptiv-statistischen Verfahren sowie einem t-Test für abhängige Stichproben. Um Zusammenhänge zu prüfen, wurden für die quasimetrisch skalierten und normalverteilten Variablen jeweils der Pearsons Korrelationskoeffizient berechnet. Für die ordinal skalierten Variablen sowie die nicht-normalverteilten quasimetrischen Variablen wurde Spearmans Rho berechnet.
Ergebnisse: Die auf Selbsteinschätzungen der Lehrpersonen basierenden Ergebnisse zeigen, dass die Sekundarschu-len im Kanton Zürich gut, aber nicht optimal mit Experimentiermaterialien ausgestattet waren und die Schülerinnen und Schüler sowohl zum Zeitpunkt T1 als auch zum Zeitpunkt T2 oft selbstständig praktisch-naturwissenschaftlich arbeiteten, wobei dies mit gewissen Facetten der Kompetenzorientierung, dem Leistungsniveau sowie mit der konstruktionsorientierten Überzeugung der Lehrpersonen zu Lehren und Lernen zusammenhängt.
Fazit: Auch wenn die Selbsteinschätzungen der Lehrpersonen erste Hinweise zur Nutzung des neuen Lehrmittels im „Natur und Technik“-Unterricht geben, bleibt offen, wie viel und in welcher Form tatsächlich praktisch-naturwissen-schaftlich gearbeitet wird. Zudem kann die Frage, was sich durch den Einsatz von neuen Lehrmitteln verändern kann, nicht abschliessend beantwortet werden. Entsprechend wäre die Lancierung von Folgeprojekten sinnvoll, die klären, wie „Natur und Technik“-Lektionen tatsächlich konkret ablaufen und wie „NaTech 7–9“ genutzt wird.
Keywords: Naturwissenschaftlicher Unterricht, Lehrmittel, Innovation, praktisch-naturwissenschaftliches Arbeiten, Experimentiere
A Professional Development Program to Foster Science Teachers’ Professional Competence, Enhance Classroom Practice, and Improve Student Outcomes Related to Scientific Reasoning
Get PDFBackground: Developing scientific reasoning competencies that enable students to understand how scientific knowledge develops is considered an important goal of science education. Thus, the literature recommends engaging students in scientific experimentation and reflecting explicitly on the procedural and epistemic knowledge involved. However, science teachers in middle schools often do not provide enough opportunities for their students to improve their scientific reasoning competencies. This lack of learning opportunities seems to be a consequence of teachers’ professional competence in this area not yet being sufficiently developed. Therefore, the call for effective and continuous professional development (PD) programs has been made.
Purpose: The planned PD program is intended to (1) foster science teachers’ professional competence, (2) enhance classroom practice, and (3) improve student outcomes related to scientific reasoning. The study firstly aims to measure all three kinds of effects of the PD program. Secondly, the study aims to identify learning pathways and learning obstacles in the teachers’ implementation of explicit instruction in experimentation.
Sample/setting: In total, 20 in-service biology teachers from the federal state of Schleswig-Holstein in Germany who are teaching in classes from Grade 5 to Grade 10 will be recruited to take part in the PD program. The PD program adopts content-related design features (e.g., developed lessons, modeled inquiry) that, from our point of view, can be considered as specifications of the more generic design of effective PD programs (e.g., content focus, active learning).
Design and Methods: A pre-post-follow-up study is planned to evaluate the effect of the PD program on teachers’ content knowledge (CK) and pedagogical content knowledge (PCK), as well as on teachers’ beliefs and their self-efficacy towards teaching experimentation. Furthermore, we aim to capture changes in classroom practice via direct observation. For the student outcomes, we will take scientific reasoning competencies and motivation into account and compare the development with a comparison group. Learning pathways and obstacles will be identified through the qualitative analysis of observation protocols, transcripts from the videotaped lessons, lesson plans, and other qualitative data derived from the PD program.
Conclusions: Few studies to date have examined the effect of a PD program on teachers’ professional competence, classroom practice, and student outcomes. The present study aims to contribute to closing this research gap. Furthermore, knowledge about teachers’ learning pathways and obstacles to implementation will provide insights into how to better support science teachers with a PD program that aims to improve students’ scientific reasoning competencies through explicit instruction in experimentation.
Keywords: professional development program, scientific reasoning, experimentation, in-service teacher
Ricerca sull'interesse e la motivazione per la biologia didattica nell'apprendimento extrascolastico nel Mare di Wadden
No full textHintergrund: In der biologischen Bildung erhalten ausserschulische Lehr- und Lernprozesse aufgrund ihres vielseitigen Potenzials eine grosse Bedeutung. Vor allem das Erkunden von Naturräumen und die damit einhergehenden Primärerfahrungen können für Schüler:innen einen besonderen Zugang zu biologischen Phänomenen schaffen. In der biologiedidaktischen Forschung wurden bisher viele verschiedene ausserschulische Lernorte berücksichtigt, das UNESCO-Weltnaturerbe Wattenmeer stand bisher jedoch nicht im Fokus dieser empirischen Betrachtung.
Ziel: Die vorliegende Studie ermittelte die Auswirkungen des ausserschulischen Lernens im Wattenmeer auf das situationale Interesse sowie die dabei wahrgenommene intrinsische Motivation der Schüler:innen. Dabei wurde mit dem Geschlecht, dem Alter, der letzten Schulnote im Fach Biologie sowie mit schulischen, ausserschulischen und privaten Vorerfahrungen mit dem Wattenmeer der Einfluss verschiedener Faktoren untersucht.
Stichprobe/Rahmen: In der Studie haben 353 Schüler:innen von weiterführenden Schulen an einer Exkursion in das Wattenmeer teilgenommen. Ihr durchschnittliches Alter betrug 12.30 Jahre, 54.94% der Befragten waren weiblich. Die Erkundung des Wattenmeeres dauerte zwei Stunden und wurde von einer/em Wattführer:in begleitet.
Design und Methoden: Die Schüler:innen wurden direkt nach der Exkursion in das Wattenmeer mit einem Fragebogen befragt. Um die beiden betrachteten Konstrukte erheben zu können, wurden bereits im biologiedidaktischen Kontext mehrfach verwendete Messinstrumente eingesetzt. Die Erhebung des situationalen Interesses erfolgte mit der Situational Interest Scale, die der intrinsischen Motivation mit der Kurzskala intrinsischer Motivation.
Ergebnisse: Aus den Ergebnissen geht unter anderem hervor, dass es in Bezug auf beide Konstrukte hinsichtlich der Wahrnehmung der Wattwanderung keine nennenswerten geschlechtsspezifischen Unterschiede gibt. Sowohl das Alter als auch die letzte Schulnote in Biologie korrelierten negativ mit den beiden Konstrukten. Besonders vorherige ausserschulische Vorerfahrungen haben einen Einfluss auf das situationale Interesse und die intrinsische Motivation genommen.
Schlussfolgerungen: Mit dieser Studie wurde das Lernen in diesem UNESCO-Weltnaturerbe erstmals aus einer empirisch-forschenden Perspektive der Biologiedidaktik mit einer Bezugnahme zur Interessens- und Motivationsforschung betrachtet. Die Ergebnisse können das Potenzial des Wattenmeeres für ausserschulisches Lernen skizzieren und bekräftigen zugleich bereits in der Literatur dargelegte Zusammenhänge.
Keywords: biologische Bildung, ausserschulisches Lernen, situationales Interesse, intrinsische Motivation, Wattenmeer, Bildung für nachhaltige Entwicklung
Didactic biology interest and motivation research on out-of-school learning in the Wadden Sea
Background: In biology education, out-of-school teaching and learning processes are of great importance due to their versatile potential. Especially the exploration of natural areas and the accompanying primary experiences can create a special access to biological phenomena for students. In biology didactic research, many different out-of-school learning sites have been considered so far, but the UNE-SCO World Heritage Site Wadden Sea has not been in the focus of this empirical consideration.
Purpose: The present study determines the effects of out-of-school learning in the Wadden Sea on the situational interest as well as the intrinsic motivation of the students. Gender, age, last grade in biology, and prior school, out-of-school, and private experiences with the Wadden Sea were used to examine the influence of various factors
Sample/Setting: In the study, 353 students from secondary schools participated in a field trip to the Wadden Sea. Their average age is 12.30 years, 54.94% of the respondents are female. The exploration of the Wadden Sea lasted two hours and was accompanied by a mudflat guide:.
Design and Methods: The students were asked questions directly after the excursion to the Wadden Sea. In order to be able to survey the two constructs under consideration, measuring instruments that have already been used several times in the context of didactic biology were employed. The situational interest was measured with the Situational Interest Scale, the intrinsic motivation with the Short Scale of Intrinsic Motivation.
Results: One of the findings is that there are no significant gender differences with respect to either construct regarding perceptions of the mudflat hiking tour. Both age and the last school grade in biology correlate negatively with the two constructs. Especially previous out-of-school experiences have an influence on situational interest and intrinsic motivation.
Conclusions: This study was the first to examine learning in this UNESCO World Heritage Site from an empirical research perspective of biology didactics with a reference to interest and motivation research. The results show a high potential of the Wadden Sea for out-of-school learning and at the same time confirm connections already presented in the literature.
Keywords: biology education, out-of-school learning, situational interest, intrinsic motivation, Wadden Sea, education for sustainable developmentRésumé structuré
Contexte : Dans l'enseignement de la biologie, les processus d'enseignement et d'apprentissage extrascolaires revêtent une grande importance en raison de leur potentiel polyvalent. L'exploration d'espaces naturels et les expériences primaires qui en découlent peuvent créer un accès particulier aux phénomènes biologiques pour les élèves. Jusqu'à présent, la recherche en didactique de la biologie s'est intéressée à de nombreux lieux d'apprentissage extrascolaires, mais le site de la mer des Wadden, inscrit au patrimoine naturel mondial de l'UNE-SCO, n'a pas encore fait l'objet d'une telle étude empirique.
Objectif : La présente étude détermine les effets de l'apprentissage extrascolaire dans la mer des Wadden sur l'intérêt situationnel et la motivation intrinsèque perçue des élèves. L'influence de différents facteurs a été examinée en fonction du sexe, de l'âge, de la dernière note obtenue en biologie ainsi que des expériences scolaires, extrascolaires et privées antérieures avec la mer des Wadden.
Échantillon/cadre : Dans le cadre de l'étude, 353 élèves de l'enseignement secondaire ont participé à une excursion dans la mer des Wadden. Leur âge moyen est de 12,30 ans, 54,94% des personnes interrogées sont des femmes. L'exploration de la mer des Wadden a duré deux heures et a été accompagnée par un(e) guide des Wadden.
Conception et méthodes : Les élèves ont été interrogés directement après l'excursion dans la mer des Wadden à l'aide d'un questionnaire. Des instruments de mesure déjà utilisés à plusieurs reprises dans le contexte de la didactique de la biologie ont été utilisés pour pouvoir relever les deux construits considérés. L'intérêt situationnel a été relevé à l'aide de l'échelle d'intérêt situationnel, la motivation intrinsèque à l'aide de l'échelle courte de motivation intrinsèque.
Résultats : Les résultats montrent entre autres qu'il n'y a pas de différences notables entre les sexes en ce qui concerne les deux construits relatifs à la perception de la randonnée à gué. Tant l'âge que la dernière note scolaire en biologie sont en corrélation négative avec les deux construits. Ce sont surtout les expériences antérieures extra-scolaires qui ont une influence sur l'intérêt situationnel et la motivation intrinsèque.
Conclusions : Avec cette étude, l'apprentissage dans ce patrimoine naturel mondial de l'UNESCO a été considéré pour la première fois dans une perspective empirique et de recherche en didactique de la biologie, avec une référence à la recherche sur l'intérêt et la motivation. Les résultats montrent le grand potentiel de la mer des Wadden pour l'apprentissage extrascolaire et confirment en même temps les relations déjà exposées dans la littérature.
Mots-clés : éducation biologique, apprentissage extrascolaire, intérêt situationnel, motivation intrinsèque, mer des Wadden, éducation au développement durableAbstract strutturato
Premessa: nell'educazione biologica, i processi di insegnamento e apprendimento extrascolastici sono di grande importanza per il loro potenziale versatile. Soprattutto l'esplorazione degli spazi naturali e le esperienze primarie che la accompagnano possono creare un accesso speciale ai fenomeni biologici per gli alunni. Nella ricerca sulla didattica della biologia, finora sono stati presi in considerazione molti luoghi di apprendimento extrascolastici, ma il sito UNE-SCO del patrimonio mondiale del Mare di Wadden non è stato al centro di questa considerazione empirica.
Obiettivo: il presente studio analizza gli effetti dell'apprendimento extrascolastico nel Mare di Wadden sull'interesse per la situazione e sulla motivazione intrinseca percepita dagli studenti. L'influenza di diversi fattori è stata esaminata con il sesso, l'età, l'ultimo voto scolastico in biologia e con le precedenti esperienze scolastiche, extrascolastiche e private con il Mare dei Wadden.
Esempio/quadro: Nello studio, 353 studenti delle scuole secondarie hanno partecipato a un viaggio sul campo nel Mare di Wadden. La loro età media è di 12,30 anni, il 54,94% degli intervistati è di sesso femminile. L'esplorazione del Mare di Wadden è durata due ore ed è stata accompagnata da una guida del Mare di Wadden.
Design e metodi: Gli studenti sono stati intervistati direttamente dopo l'escursione nel Mare di Wadden con un questionario. Per poter rilevare i due costrutti in esame, sono stati utilizzati strumenti di misura già utilizzati più volte nel contesto della biologia didattica. L'interesse situazionale è stato misurato con la Situational Interest Scale, la motivazione intrinseca con la Short Scale of Intrinsic Motivation.
Risultati: I risultati mostrano, tra l'altro, che non ci sono differenze significative tra i sessi per quanto riguarda entrambi i costrutti relativi alla percezione della camminata sul fango. Sia l'età che l'ultimo voto scolastico in biologia sono correlati negativamente con i due costrutti. Soprattutto le precedenti esperienze extrascolastiche hanno un'influenza sull'interesse per la situazione e sulla motivazione intrinseca.
Conclusioni: Questo studio è stato il primo a esaminare l'apprendimento in questo sito del patrimonio mondiale dell'UNESCO da una prospettiva di ricerca empirica della didattica della biologia con un riferimento alla ricerca sull'interesse e sulla motivazione. I risultati mostrano un elevato potenziale del Mare di Wadden per l'apprendimento extrascolastico e allo stesso tempo confermano le connessioni già presentate in letteratura.
Parole chiave: educazione biologica, apprendimento extrascolastico, interesse situazionale, motivazione intrinseca, Mare di Wadden, educazione allo sviluppo sostenibil
Nachhaltige Landschaftsentwicklung an Hoch-/Schulen fördern : Ein Umsetzungsbeispiel im Studiengang Primarstufe
Get PDFAusgangslage: Die Geographiedidaktik, insbesondere in der Primarschule, setzt einen Schwerpunkt auf ganzheitlich vermittelte Mensch-Umwelt-Beziehungen (Integrated Studies). Deshalb sind Landschaftswandel und nachhaltige Raumentwicklung Studieninhalt im schweizerischen Lehrplan 21 sowie in der Lehrer:innenbildung. Studierende des Lehramtes Primarstufe zeigen jedoch kurz vor Abschluss des Studiums ein unzureichendes fachliches und fachdidaktisches Raumverständnis. Ihre künftigen Schüler:innen lernen v. a. Räume zu betrachten im Sinne von Anschauen und Dinge verorten, jedoch weniger über die Zukunft oder Wechselwirkungen zwischen Menschen und Raum/Umwelt nachzudenken. Erschwerend für die fachdidaktische Lehre erweist sich die knappe Ausbildungszeit – in der Schweiz ein Bachelorstudium – sowie fehlende spezifische Lernmaterialien für die Primarschule. Deshalb entwickelten Forschende der Pädagogischen Hochschulen Zürich (PHZH) und Waadtland (HEP Vaud) und der Universitäten Zürich (UZH) und Lausanne (UNIL) unter Einbezug weiterer Partner:innen verschiedene Open Educational Resources (frei zugängliche Lehr-Lernmaterialien), welche auf den Wissens-Plattformen www.landschaftswissen.ch bzw. www.penser-le-paysage.ch auf Deutsch und Französisch abrufbar sind. Diese Materialien fördern ein aktiv teilhabendes und zukunftsorientiertes Raumverständnis auf der Ebene (künftiger) Lehrpersonen und auf der Ebene Primarschule.
Entwicklungsprojekte: Die neu entwickelten Lehr-Lernmaterialien bestehen aus einer Wissensplattform (www.landschaftswissen.ch) mit Informationsbroschüre für Lehrpersonen, dem Bilderbuch «Ich entdecke Landschaften» für die Jahrgangsstufen 3-6, welches online und als Printversion verfügbar ist, sowie dazugehörende Lehr-Lernmaterialien und zahlreiche Links zu fachlichen Grundlagen. Die fachdidaktische Qualitätssicherung erfolgt durch eine innovative Zusammenarbeit in Form von zweimaligen Rückmelderunden aus Praxis, Fachdidaktik und Fachwissenschaft. Die multimedial gestalteten Lernmaterialien gelten gemäss Lernpsychologie als besonders geeignet, um klare kognitive Strukturen aufzubauen. Das Projekt wird von der PHZH und HEP Vaud geleitet und fachlich von den geographischen Instituten der UZH und UNIL begleitet. Finanziell beteiligen sich die beiden Pädagogischen Hochschulen, das schweizerische Bundesamt für Umwelt BAFU, éducation21 (das schweizerische Kompetenzzentrum für BNE) sowie die Ernst Göhner Stiftung.
Umsetzung in der fachdidaktischen Lehre: Umgesetzt wird die Idee des didaktischen Doppeldeckers Studierende beschäftigen sich mit dem Inhalt als Lernende und als künftige Lehrpersonen – sowie ein lernförderlich hoher Anteil an Eigenaktivitäten in der fachdidaktischen Lehre der PHZH. Studierende des Lehramtes Primarstufe (n=46) werden direkt mit den neu entwickelten Lehr-Lernmaterialien für die Primarschule konfrontiert, setzen sich damit in Gruppen auseinander und präsentieren ihre Zusammenfassungen. Beabsichtigt wird ein «doppelter» Lernzuwachs bei den Studierenden: Einerseits bauen sie gezieltes und leicht zugängliches (elementarisiertes) Fachwissen auf, andererseits erhalten sie konkrete fachdidaktische Hinweise bezüglich Umsetzung mit Lehrplanbezügen, Zielen, Unterrichtsverläufen, Lernmaterialien und Beurteilung.
Beobachtungen: Die Intervention ist erfolgreich: Die beobachteten und befragten Studierenden zeigen sich interessiert. Sie schätzen die neu entwickelten Lehr-Lernmaterialien für die Primarstufe als sehr hilfreich ein, begrüssen den hohen Anteil an Eigenaktivitäten und wünschen sich noch mehr Fachwissen sowie Hinweise zur Lernbegleitung.
Diskussion: Das Konzept des didaktischen Doppeldeckers bewährt sich als effizientes Format. Erfolgsversprechend für die Implementierung im (künftigen) Sachunterricht der Studierenden sind Open Educational Resources in Form von sorgfältig elementarisierten und didaktisch hochwertig aufbereiteten Lehr-Lernmaterialien der Zielstufe. Um die Mündigkeit der Studierenden im Bereich Mensch-Umwelt-Beziehungen gezielter zu fördern, bräuchte es zusätzlich
zur erfolgten fachlichen und fachdidaktischen Vermittlung kritische Reflexionen im Sinne einer emanzipatorischen Bildung für Nachhaltige Entwicklung. Das gewünschte zusätzliche domänenspezifische Wissen sowie die Arbeit an einem kritisch-emanzipatorischen Bildungsverständnis benötigen mehr Ausbildungszeit (ein Master-Studium).
Keywords: Fachdidaktik, Geographiedidaktik, Bildung für Nachhaltige Entwicklung, nachhaltige Landschaftsentwicklung, Hochschulbildung, Mensch-Umwelt-Beziehungen.
Promoting sustainable landscape development in universities and schools. An implementation example in the primary education program.
Structured Abstract
Initial situation: The didactics of geography, especially in elementary school, focuses on integrated studies of human-environment relations. Therefore, landscape change and sustainable spatial development are part of the Swiss “curriculum 21” for elementary schools as well as of teacher training. Students of primary education teacher training, however, show an insufficient understanding of space in terms of subject and subject didactics shortly before completing their studies. Their future pupils learn mainly to look at spaces in the sense of looking at and locating things, but less to think about the future or interactions between people and space/environment. The short period of education - in Switzerland a bachelor's degree - as well as the lack of specific learning materials for the elementary school are complicating the subject didactic teaching. Therefore, researchers from the Universities of Teacher Education in Zurich (PHZH) and Vaud (HEP Vaud) and from the Universities of Zurich (UZH) and Lausanne (UNIL), together with other partners, developed various Open Educational Resources (freely accessible teaching and learning materials), which are available on the knowledge platforms www.landschaftswissen.ch and www.penser-le-paysage.ch in German and French, respectively. These materials promote an actively participatory and future-oriented understanding of space at the level of (future) teachers and at the level of elementary school.
Development projects: The newly developed teaching-learning materials consist of a knowledge platform (www.landschaftswissen.ch) with an information brochure for teachers, the picture book "Ich entdecke Landschaften" (I discover landscapes) for grades 3-6, which is available online and in print, as well as associated teaching-learning materials and numerous links to subject-specific basics. The quality assurance took place through an innovative cooperation in the form of two rounds of feedback from practice, didactics and science. According to learning psychology, the multimedia learning materials are particularly suitable for building clear cognitive structures. The project is led by the PHZH and HEP Vaud and technically accompanied by the departments of geography of the UZH and UNIL. The two universities of teacher education, the Swiss Federal Office for the Environment FOEN, éducation21 (the Swiss competence center for Education for Sustainable Development) as well as the Ernst Göhner Foundation are participating financially.
Implementation in teaching: The idea of the “didactic double-decker” is implemented: tudents deal with the content as learners and as future teachers - as well as a learning-promoting high proportion of self-activities in teaching at the PHZH. Students of the teaching profession elementary school (n=46) are directly confronted with the newly developed teaching-learning materials for elementary school, deal with them in groups and present their summaries. The intention is a "double" learning gain for the students: On the one hand, they build up targeted and easily accessible (elementary) subject knowledge; on the other hand, they receive concrete subject-didactic advice regarding implementation with curriculum references, objectives, teaching procedures, learning materials and assessment.
Observations: The intervention is successful: The observed and interviewed students show interest. They rate the newly developed teaching-learning materials for elementary school as very helpful, welcome the high proportion of self-activities and wish for even more expertise as well as guidance on learning.
Discussion: The concept of the didactic double-decker proves to be an efficient format. Open Educational Resources in the form of carefully elementarized and didactically high-quality prepared teaching-learning materials of the target level are promising for the implementation in the (future) subject teaching of the students. In order to promote the students' maturity in the area of human-environment relations in a more targeted way, critical reflections in the sense of an emancipatory education for sustainable development would be needed in addition to the subject-specific and subject-didactic teaching that has already taken place. The desired additional domain-specific knowledge as well as the work on a critical-emancipatory understanding of education require more training time (a master's program).
Keywords: subject didactics, geography didactics, education for sustainable development, sustainable landscape development, higher education, human-environment relations
„Ich möchte mir nicht die Finger daran verbrennen“.: Angehende Lehrpersonen und die Herausforderung Klimawandel zu unterrichten
Get PDFHintergrund: Angesichts der Bedeutung der Bildung für Nachhaltige Entwicklung (BNE) und der Verankerung des Klimawandels in den globalen Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen ist ein vertieftes Verständnis von Klimawandel als socio-scientific issue (Zeidler & Nichols, 2009) auch bei angehenden Lehrpersonen unerlässlich. Obwohl Lehrpersonen das Unterrichten des Lerngegenstandes Klimawandels als relevant einschätzen, wird Klimawandel im Primarschulkontext aufgrund der hohen Komplexität und der damit verbundenen Herausforderung selten unterrichtet. Bisherige Forschung fokussierte entweder auf den Berufseinstieg oder auf klimawandelbezogenes Wissen und Einstellungen von Lehrpersonen; dieser Aufsatz nimmt beide Aspekte in den Blick.
Ziele: Ziel dieses Beitrags ist es zu untersuchen, wie sich angehende Primarlehrpersonen kurz vor dem Berufseinstieg zum Unterrichten von Klimawandel äussern, und wie die herausgearbeiteten Aspekte (insb. Fachwissen, individuelle und soziale Ressourcen, Kontextfaktoren) auf die Wahrnehmung der Anforderung Klimawandel zu unterrichten einwirken.
Stichprobe / Rahmen: Die Stichprobe umfasste neun angehende Primarlehrpersonen. Die vier Studentinnen und fünf Studenten standen zum Untersuchungszeitpunkt ca. einen Monat vor dem Einstieg in die eigenverantwortliche Berufstätigkeit als Primarlehrperson.
Design und Methoden: Basierend auf dem wahrnehmungs- und stresstheoretisch hergeleiteten Rahmenmodells der Entwicklung pädagogischer Professionalität (Keller-Schneider, 2020), wurden die angehenden Primarlehrpersonen mittels leitfadengestützter Einzelinterviews befragt; die Daten wurden in einer inhaltlich-strukturierenden qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet.
Ergebnisse: Ergebnisse von zwei, in Bezug auf Fachwissen und Einstellungen zum Klimawandel systematisch und kontrastiv ausgewählten angehenden Lehrpersonen zeigen, dass die Bereitschaft, Klimawandel im Unterricht aufzunehmen, in fallspezifischer Weise von berufs- und themenbezogenen Komponenten geprägt wird. Nicht nur Wissen, sondern auch individuelle Ressourcen und Kontextfaktoren sind von Bedeutung, jedoch im unterschiedlichen Mass. Gemäss ihren Äusserungen fehlt es den angehenden Lehrpersonen zudem an fachlicher Sicherheit oder an fachdidaktischer Kompetenz, um die Komplexität des Lerngegenstandes für die Primarstufe adressatengerecht aufzubereiten. Die Anforderung, Klimawandel im Unterricht zu thematisieren, wird vermieden.
Fazit: Die Studie macht deutlich, dass zukünftige Forschungsvorhaben sich vermehrt mit der berufs- und themenbezogenen Anforderungswahrnehmung von Lehrpersonen auseinandersetzen müssen, um Rückschlüsse für die Bewältigung bei transformativen Lernangeboten im Sachunterricht und im Rahmen einer emanzipatorischen BNE gewinnen zu können. Dazu bedarf es auch in der Lehrer:innenbildung einer adressatengerechten Vermittlung.
Keywords: Klimawandel, Sachunterricht / Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG), Bildung für Nachhaltige Entwicklung (BNE), socio-scientific issues (SSI), angehende Lehrpersonen, Entwicklung pädagogischer Professionalität
„I don’t want to burn my fingers on it“. Pre-service teachers and the challenge of teaching climate change
Background: In view of the importance of Education for Sustainable Development (ESD) and the anchoring of climate change in the global sustainability goals of the United Nations, a deeper understanding of climate change as a socio-scientific issue (Zeidler & Nichols, 2009) is essential for pre-service teachers. Although teachers consider the teaching of climate change as a relevant topic, climate change is rarely taught in the primary school context due to its high complexity and the challenges it poses. Previous research has focused either on entry into the profession or on teachers' climate change-related knowledge and attitudes; this paper looks at both aspects.
Objectives: The aim of this paper is to investigate how pre-service primary teachers express themselves about teaching climate change shortly before entering the profession, and how the aspects identified (esp. subject knowledge, individual and social resources, contextual factors) affect the perception of the requirement to teach climate change.
Sample / Frame: The sample consisted of nine pre-service primary teachers. At the time of the study, the four female and five male students were about one month away from starting their independent careers as primary school teachers.
Design and methods: Based on the framework model of the development of pedagogical professionalism derived from stress- and resource theory (Keller-Schneider, 2020), the pre-service primary school teachers were interviewed using individual interviews; the data were analysed in a content-structuring qualitative content analysis.
Results: Results from two pre-service teachers, systematically and contrastively selected in terms of subject knowledge and attitudes towards climate change, show that the willingness to include climate change in the classroom is shaped in a case-specific way by job-related and topic-related components. Not only knowledge, but also individual resources and contextual factors are important, but to different degrees. According to their statements, the pre-service teachers also lack the subject-specific confidence or subject-didactic competence to prepare the complexity of the learning subject for the primary school level in a way that is appropriate for the target group; the requirement to address climate change in the classroom is avoided.
Conclusion: The study makes it clear that future research projects must increasingly deal with the professional and subject-related perception of demands of teachers to be able to draw conclusions for coping with transformative learning opportunities in science education and within the framework of an emancipatory ESD. This also requires teacher training that is appropriate for the target group.
Keywords: Climate change, education for sustainable development (ESD), socio-scientific issues (SSI), pre-service teachers, development of pedagogical professionalism, qualitative content analysis