Welche Qualität hat der Fachunterricht in unseren Schulen? Ist er wirksam? Erreicht er seine Ziele? Die Buchreihe «Wirksamer Fachunterricht» schöpft aus der Expertise der Fachdidaktiken und der Fachpraxis der Schulfächer, um die Frage zu beantworten, was einen wirksamen Fachunterricht auszeichnet. Mit Hilfe von strukturierten Interviews werden Expertinnen und Experten der unterschiedlichen Schulfächer nach ihrer fachlichen Expertise befragt, die angelehnt ist an die wichtigsten Forschungsergebnisse und Praxiserfahrungen aus dem jeweiligen (Schul-)Fach. Die Zusammenschau aller Beiträge der Expertinnen und Experten des jeweiligen Faches wird zu einer verdichteten Beantwortung der Frage führen, was einen wirksamen Fachunterricht ausmacht.
Aktualisiert: 2023-05-15
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In der hier ausgewerteten Unterrichtsstudie "Unterrichtsgestaltung und Lernerfolg im Physikunterricht?" gelingt es durch Methodentriangulation, Aussagen über Entstehungsbedingungen, Durchführung und Wirksamkeit wichtiger Aspekte der Unterrichtsgestaltung zu erhalten, also mit empirischen Methoden eine Brücke zwischen den Ebenen Lehrer, Unterricht und Schülern zu schlagen. Dieser Beitrag zur Entwicklung physikdidaktischer Unterrichtstheorien fokussiert vor allem das Lerngeschehen und liefert praxisrelevantes Wissen für Physikunterricht.
Neu ist hier das an die Linguistik und an die Basismodelltheorie angelehnte Verständnis, mit dem Tiefenstrukturen und Oberflächenmerkmale des Unterrichts unterschieden werden: Die Oberflächenmerkmale erfassen die Unterrichtsgestaltung in seinem beobachtbaren Vorkommen, die Tiefenstrukturen beschreiben dagegen die ?darunter liegenden?, nicht-sichtbaren Gründe, Vorstellungen und Ziele für die oberflächliche Unterrichtsgestaltung. Folglich bilden die längsschnittlichen Unterrichtsaufzeichnungen die zentrale Datenquelle; sie werden in mehreren getrennten videogestützten Analyseverfahren ausgewertet und durch die quer- und längsschnittlichen Leistungsdaten und Fragebogendaten der Stichprobe von sechs Schulklassen der gymnasialen Mittelstufe gestützt. Neben der Beschreibung typischer Unterrichtsformen ist das wichtigste Ergebnis die Beschreibung der Tiefenstruktur; sie stellt sich vor allem theoriebildend bzw. faktenorientiert und handlungsorientiert dar.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Frage, ob und in welcher Weise die inhaltliche Gestaltung eines Curriculums für den Physikunterricht dazu beitragen kann, langfristige Lernfortschritte zu fördern und für die Schüler erfahrbar zu machen. Es wird über eine quasiexperimentelle Felduntersuchung in zwei Unterrichtsgängen zur geometrischen Optik berichtet, welche in unterschiedlichem Maße durch Bezüge zwischen aufeinanderfolgenden Lerninhalten geprägt sind. Die erhobenen Daten liefern wertvolle Einsichten in den langfristigen Wissensaufbau und das subjektive Erleben von Lernfortschritten bei Schülern aus beiden Unterrichtsgängen.
Ausgangspunkt der Arbeit ist ein Curriculum für den Optikunterricht, in dessen Mittelpunkt das Fermat-Prinzip steht. Die ausführliche Darstellung dieses Unterrichtsganges im zweiten Teil des Bandes soll nicht nur eine wichtige Grundlage der empirischen Untersuchung dokumentieren, sondern auch interessierten Lehrerinnen und Lehrern konkrete und erprobte Anregungen für die Gestaltung einer eigenen Unterrichtssequenz zur Mittelstufenoptik unter dem Blickwinkel des Fermat-Prinzips geben.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Unter Anwendung eines Zeigerformalismus zur Beschreibung von Interferenz- und Beugungserscheinungen, welcher auf eine Idee von Feynman zurückgeht, ist von Schön und Erb in den letzten Jahren ein interessantes Konzept für den Optikunterricht entwickelt worden. Es wurde unter dem Strukturmerkmal des Lichtweges ein Curriculum konstruiert, in das sich die Inhalte des Optikunterrichtes von der Mittel- bis zur Oberstufe einfügen.
Das Lichtwegkonzept schließt mit der Erarbeitung der Quanteneigenschaften des Lichtes. Das spannende Thema der Wechselwirkung von Licht und Materie, das einen Einblick in die Atomphysik gibt, könnte sich nachfolgend anschließen. Optische Phänomene verraten typische Eigenschaften der Atome, allerdings lassen sich die Wechselwirkungsprozesse erst mit dem Verständnis eines Atommodells erklären. Im üblichen Physikunterricht ist hierbei der Übergang von klassischen zu quantenmechanischen Beschreibungen und Modellen problematisch. Wünschenswert wäre eine Fortführung der Modelle und Formalismen, die in der Optik und zur Einführung in den Bereich der Quantenphysik bereits genutzt wurden.
Als zentrale Fragestellung wird in dieser Arbeit untersucht, ob es möglich ist, ein quantenmechanisches Atommodell unter Verwendung des Zeigerformalismus im Sinne des Lichtwegkonzeptes zu entwickeln. Es wird versucht, die physikalische Beschreibung von gebundenen Elektronen mit Hilfe von Zeigern in einen Unterrichtsentwurf zum Einstieg in die Atomphysik zu übersetzen. Das bestehende Lichtwegkonzept, mit seinen besonderen Strukturen, bildet den Rahmen, in den sich die neue Unterrichtseinheit einfügt. Darüber hinaus werden Ergebnisse der in den letzten Jahren in der Physikdidaktik geführten Diskussion über den Unterricht der Quantenphysik sowie Untersuchungen über Schülervorstellungen vor und nach dem Unterricht über Atomphysik berücksichtigt.
Die Durchführbarkeit eines Unterrichtes nach dem neuen Entwurf wurde in einer Oberstufenklasse getestet und aufgrund des Erwartungshorizontes zuvor formulierter Lernziele beurteilt.
Die vorliegende Arbeit ist gemäß den oben skizzierten Arbeitsschritten gegliedert. Nach einer kurzen Bestandsaufnahme zum Unterricht der Optik und der Atomphysik in der Schule werden im zweiten Kapitel verschiedene Untersuchungen über die Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler zu diesen Inhalten zusammengefasst, um sie später bei der Entwicklung der Unterrichtseinheiten berücksichtigen zu können. In Kapitel 3 wird über einige Resultate aus der Literatur von Untersuchungen über Unterricht zur Quantenphysik referiert. Ausführlicher wird das Lichtwegcurriculum beschrieben, das die Basis der eigenen Unterrichtseinheiten darstellt.
Im vierten Kapitel werden Kriterien zur Curriculumsentwicklung genannt. Die Formulierung von Leitlinien soll einen Rahmen für die spätere Konstruktion der Unterrichtseinheiten geben. In der Auseinandersetzung mit Aspekten der Diskussion über die Quantenphysik unter Physikdidaktikern und Fach-Physikern lassen sich die Leitlinien erläutern. Die Rekonstruktion des neuen Curriculums wird in Kapitel 5 beschrieben, wobei neben den Inhalten besonders die Schritte der didaktischen Elementarisierung, ausgehend von den physikalischen Grundlagen, verdeutlicht werden. Gegenstand des sechsten Kapitels ist die erste Erprobung der konstruierten Unterrichtseinheiten in der Schule. Die Ergebnisse der begleitend durchgeführten Untersuchung werden vorgestellt.
Um interessierten Lehrerinnen und Lehrern die Durchführung eines ähnlichen Unterrichts zu erleichtern, wird das neue Konzept in einem zweiten Teil dieser Arbeit in Form einer Handreichung für den Unterricht präsentiert. Dazu sind die für die Erprobung erstellten Unterrichtsentwürfe überarbeitet worden und liegen nun in einer ausführlichen, schulnahen Fassung mit Stundenverlaufsplänen und Arbeitsmaterialien vor. Sie können als Grundlage oder als Anregung für die eigene Unterrichtsplanung zur Quantenphysik genutzt werden.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Die Quantenphysik hat sich in den letzten Jahren zu einem wichtigen Thema im Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe entwickelt. Seitens der Physikdidaktik wurden verschiedene Konzepte entwickelt, um die spezifischen Schwierigkeiten beim Unterrichten der Quantenphysik zu überwinden. Dennoch folgt die praktische Gestaltung des Quantenphysikunterrichtes noch weitgehend traditionellen Ansätzen.
Diese Arbeit untersucht die aktuelle Situation des Quantenphysikunterrichts und die Möglichkeiten, durch Multimedia auf den Quantenphysikunterricht einzuwirken.
Dabei wird u.a. untersucht, wie ein Server für Multimedia-Einheiten strukturell und inhaltlich gestaltet sein muss, um in der unterrichtlichen Praxis zu einer Weiterentwicklung der Quantenphysik-Kurse beizutragen.
Die Entwicklung des Servers geschah unter der Einbeziehung von Expertenwissen: Ausgehend vom Status quo des Quantenphysikunterrichts, der in einer Lehrerbefragung analysiert wurde, wurden mit Hilfe einer Delphi-Studie Möglichkeiten zur Verbesserung der Qualität des Quantenphysikunterrichts durch den Einsatz von Multimedia ermittelt. Dies beinhaltet neben der Identifizierung geeigneter Themengebiete auch die Gewinnung methodischer Hinweise und möglicher konzeptioneller Weiterentwicklungen des Quantenphysikunterrichts. Die Ergebnisse der Studie flossen direkt in die parallel laufende Entwicklung des Medienservers ein. So bietet der Server zu jedem Medium didaktische Erläuterungen über Lernziele, Lernvoraussetzungen etc. und macht Vorschläge für ein mögliches Einsatzszenario der jeweiligen multimedialen Einheit. Zudem werden schüleraktivierende Aufgaben angeboten, die mit Hilfe des Mediums bearbeitet werden können. In diesen Zusatzangeboten ein wesentlicher didaktischer Mehrwert des Servers gegenüber herkömmlichen Linklisten oder Suchmaschinen.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Um in Schülerexperimentierphasen die Lernenden individuell unterstützen zu können, sollten Physiklehrkräfte mögliche Schülerschwierigkeiten kennen und diese geeignet diagnostizieren können. In der vorliegenden Arbeit wird ein Modell vorgestellt, das im Rahmen der Lehreraus- und weiterbildung zur Sensibilisierung und Schulung von Lehrkräften für eben diese Aufgaben eingesetzt werden kann.
Die Modellierung der Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren erfolgt in zwei Schritten: Zunächst wird ausgehend von Arbeiten aus verschiedenen Bereichen der Naturwissenschaftsdidaktiken und der Sonderpädagogik theoretisch-explorativ ein erster Modellansatz entwickelt. In einem zweiten Schritt wird dieser Ansatz hinsichtlich seiner Eignung zur praxisnahen Erfassung von Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren empirisch überprüft. Hierzu sind in Einzelfalluntersuchungen zehn Schülerinnen- und Schülerpaare bei der Bearbeitung einer Experimentieraufgabe zum Hooke'schen Gesetz videographiert und im Anschluss bezüglich ihrer Schwierigkeiten interviewt worden. Die Auswertung der Experimentiervideos sowie der Interviewtranskripte erfolgt mittels Methoden der qualitativen Inhaltsanalyse und ermöglicht einen sehr detailreichen Einblick in die typischen und speziellen Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren zum Hooke'schen Gesetz.
Aktualisiert: 2023-05-15
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In der vorliegenden Laborstudie wurden die Argumentationsprozesse von Schülerinnen und Schülern der achten und elften Jahrgangsstufe beim Bearbeiten von Experimenten und Aufgaben anhand von Videoaufzeichnungen untersucht. Im Rahmen der Untersuchung wurde analysiert, wie häufig Argumentationen auftreten und welche Qualität diesen Argumentationen zugeschrieben werden kann. Darüber hinaus wurde exploriert, welche Zusammenhänge sich zwischen dem inhaltlichen Verständnisniveau und der Qualität der Argumentationen festhalten lassen. Im Gegensatz zu bisherigen Studien wurden die Argumentationen nicht nur zu speziellen Argumentationsaufgaben, sondern auch in Lernphasen untersucht und dabei die Beiträge einzelner Schülerinnen und Schüler separat analysiert.
Die Untersuchungen zeigen, dass die Lernenden auch ohne deutliche Anreize und ohne ein explizites Training von sich aus in den Lernphasen argumentieren. Der Großteil der generierten Argumentationen ist jedoch kurz und enthält nur wenige verschiedene Argumentationselemente. Höherwertige Elemente wie Erläuterungen und Stützungen werden selten formuliert, auch dann nicht, wenn die Aufgaben explizit Argumentationsprozesse anregen sollen. Es finden sich zudem Hinweise, dass ein gewisses fachinhaltliches Verständnisniveau für die Entwicklung höherwertiger Argumentationen wesentlich ist.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Das Experimentieren nimmt im Physikunterricht eine zentrale Rolle ein. Angehende Lehrkräfte sollten deshalb in der Lage sein, Experimente auf Schülerschwierigkeiten hin zu analysieren, um diese bei der Unterrichtsplanung zu berücksichtigen.
In der vorliegenden Arbeit wird den Fragen nachgegangen, inwieweit es Lehramtsstudierenden des Fachs Physik gelingt, mögliche Schülerschwierigkeiten zu diagnostizieren, und welche Ursachen hohen bzw. geringen Diagnosequalitäten zu Grunde liegen können.
In der ersten Teilstudie wurden zunächst Schülerschwierigkeiten bei einem Experimentierauftrag zum Hebelgesetz erhoben. Dazu wurden sechs Videos von Schülerexperimentierprozessen mit einer an die qualitative Inhaltsanalyse angelehnten Methodik ausgewertet. Die Kategorien dienten in der zweiten Teilstudie als Auswertungsgrundlage.
In der zweiten Teilstudie wurden insgesamt 29 Interviews mit Studierenden durchgeführt. In der Studie konnte gezeigt werden, dass die Qualität der studentischen Diagnosen stark variiert. Exemplarisch konnte aufgezeigt werden, dass Defizite in den fachlichen Kompetenzen sowie eine fehlende Übernahme der Schülerperspektive zu weniger gelungenen Diagnosen führen können. Weitere Einflussfaktoren auf die Qualität der Diagnose waren die vertiefte Auseinandersetzung mit dem Experimentierauftrag, das Erkennen von eigenen Schwierigkeiten sowie Perspektiven darauf, was eine Schwierigkeit ausmacht.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Die Quantenphysik bildet schon heute das Fundament zahlreicher aktueller Technologien. Zukünftige Quantentechnologien, wie Quantencomputer, werden sowohl in der Industrie als auch für die Gesellschaft an Bedeutung gewinnen.
In vielen nationalen und internationalen Schulcurricula ist die Quantenphysik als Thema für den Physikunterricht mittlerweile fest verankert. Aber trotz des enormen Bedeutungszuwachses von Quantentechnologien ist der Unterricht zur Quantenphysik an Schulen nach wie vor von semi-klassischen Modellen und quasi-historischen Zugängen geprägt, während moderne Begriffe der Quantenphysik häufig unberücksichtigt bleiben. Die Folge sind oft klassisch-mechanistisch geprägte Vorstellungen Lernender zur Quantenphysik.
Hier setzt diese Arbeit an: mit dem Erlanger Unterrichtskonzept zur Quantenoptik wird ein Konzept vorgestellt, mit dem Lernende der gymnasialen Oberstufe Quanteneffekte anhand quantenoptischer Experimente kennen lernen. Konzepte der Quantenoptik, wie die Präparation von Quantenzuständen, die Antikorrelation am Strahlteiler und die Einzelphotoneninterferenz verhelfen Lernenden zu einem modernen Bild über Quantenphysik. Im Rahmen einer summativen Evaluation im Mixed-Methods-Design mit 171 Schülerinnen und Schülern zeigte sich, dass Lernende mit dem Erlanger Unterrichtskonzept zu quantenphysikalisch dominierten Vorstellungen gelangen und verbreitete Lernschwierigkeiten vermieden werden können.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Angebots-Nutzungs-Modelle beschreiben Unterricht als Angebot, welches von den Schülerinnen und Schülern genutzt werden kann und dessen Wirksamkeit an den Erträgen der Schülerinnen und Schüler sichtbar wird. Ziel der im Buch vorgestellten Studie ist, die Angebotsebene durch eine Lehrerfortbildung zur Sequenzierung des Physikunterrichts zu verbessern. Das verbesserte Angebot soll sich dann in den Erträgen zeigen, was in dieser Arbeit durch das Fachwissen erfasst wird. Als Modell für die Sequenzierung von Unterricht wird die Theorie der Basismodelle gewählt, welche fordert, dass die Lernfunktionen im Lernprozess der Schülerinnen und Schüler vollständig und in der richtigen Reihenfolge durchlaufen werden.
Es zeigt sich, dass die fortgebildeten Lehrkräfte die intendierte Umsetzung der Basismodelle verbessern. Dies wird als Steigerung der Unterrichtsqualität gewertet. Bei den Erträgen wird nach einem Schuljahr ein höheres Fachwissen als bei Vergleichsklassen nachgewiesen. Insbesondere schwache und durchschnittliche Schülerinnen und Schüler profitieren vom verbesserten Angebot.
Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern Ansatzpunkte für eine empirisch fundierte Unterrichtsgestaltung und zeigen für zukünftige Forschung auf, welche Probleme überwunden werden müssen.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Der Unterrichtsansatz glqq Physiklernen mit Sensoren" verfolgt das Ziel, den Aufbau trägen Wissens zu vermeiden. Um Lernprozesse erfolgreich zu gestalten, werden unter anderem auf zwei Grundgedanken aus der Lernpsychologie zurückgegriffen.
Erstens sind die Lernprozesse in realitätsnahe und alltagsrelevante Anwendungen aus der Sensorik eingebunden. Diese Anwendungen dienen den Schülerinnen und Schülern als Lernanker. Dadurch erfolgen der Erwerb neuen Faktenwissens, das Einüben praktischer Fertigkeiten und das Aneignen von Kenntnissen über den praktischen Nutzen des erworbenen Wissens nicht voneinander losgelöst, sondern über den authentischen Anwendungskontext miteinander verknüpft.
Zweitens sind die Lerninhalte in der Erarbeitungs- und Übungsphase multicodal dargestellt, d.h. sie liegen als sich gegenseitig ergänzende Text-Bild-Kombinationen vor.
Die Ergebnisse von zwei Feldstudien ergaben einen signifikanten Einfluss des Codierformats von Übungsaufgaben auf den Erwerb und die Transferleistung von Faktenwissen. Allerdings schnitten nicht die Probanden, die multicodal präsentierte Übungsaufgaben zu lösen hatten besser ab, sondern diejenigen, die mit bildhaft (monocodal) präsentierten Übungsaufgaben lernten. Ein weiteres Ergebnis war, dass sich die Anbindung von Lernprozessen an einen Lernanker positiv auf die aktuelle Motivation und die Transferleistung von Handlungswissen auswirkte.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Schülerlabore wie die DLR_School_Labs des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt haben das Ziel, das Interesse an und Verständnis für Naturwissenschaften zu fördern und den Schulunterricht durch Einblicke in die Welt der Hochtechnologieforschung zu ergänzen und zu bereichern. Als wichtiges Merkmal, welches den Erfolg dieser außerschulischen Lernorte maßgeblich mitbeeinflusst, wird häufig die dort in besonderer Weise erlebbare Authentizität genannt.
Die Ergebnisse der hier beschriebenen quasiexperimentellen Feldstudie stützen diese Sichtweise: Jugendliche, die am authentischen Lernort Schülerlabor mit echten High-End-Laborgeräten experimentieren konnten, zeichneten sich im Vergleich zu solchen in weniger authentischen Lernsettings durch ein höheres situationales Interesse sowie stärker wahrgenommene inhaltliche Relevanz und Authentizität aus. Auch der Wunsch, später einmal einen Beruf mit Bezügen zur Physik zu ergreifen, wurde in dieser Gruppe am stärksten gefördert.
Die authentischen Lernorte können zudem neue Themen für den Unterricht erschließen. Im Rahmen der Studie wurden Infrarotsensoren entwickelt, welche erstmals die Fernerkundung von Vegetation anhand des Normalisierten Differenzierten Vegetationsindex (NDVI) im Physikunterricht mit Messungen im eigenen Umfeld ermöglichen.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Der Begriff "Modellkompetenz" erscheint leicht verständlich. Eine Umschreibung könnte lauten: "Jemand ist kompetent bezüglich eines oder mehrerer Modelle." Was aber heißt kompetent? Was soll mit "Modell" bezeichnet werden? Beantwortet werden diese Fragen im Zusammenhang mit dem Lernen von Physik. Dazu ist es sinnvoll, sich zunächst einer erkenntnistheoretischen Sichtweise anzuschließen.
Es wird dargestellt, welche Komponenten die Modellkompetenz ausmachen und in welchem Verhältnis sie zum Wissenschaftsverständnis stehen. Eine Literaturanalyse zum Lernen und Lehren von Wissenschaftsverständnis und Modellverständnis stellt die Grundlage für die Entwicklung eines "Unterrichts über Modelle" für alle relevanten Themen zum gezielten Erwerb der Modellkompetenz dar.
Der entwickelte Unterricht wurde über ein Schuljahr hinweg in allen Klassen der Sekundarstufe I eines vierzügigen Gymnasiums erprobt und hinsichtlich der Umsetzbarkeit und des Lernerfolgs evaluiert. Die Ergebnisse werden systematisch und umfassend dokumentiert und diskutiert.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Die Vorstellung vieler Schülerinnen und Schüler von elektrischen Stromkreisen ist maßgeblich vom Stromkonzept geprägt, während die Spannung oft lediglich als Eigenschaft des elektrischen Stroms wahrgenommen wird. In der Folge verfügen viele Lernende nach der Sekundarstufe I oftmals über kein angemessenes konzeptionelles Verständnis von einfachen Stromkreisen.
Gegenstand der vorliegenden Design-Based-Research-Arbeit ist deshalb die theoriegeleitete Entwicklung und empirische Evaluation eines Unterrichtskonzepts zu einfachen Stromkreisen auf Grundlage eines didaktisch elementarisierten Elektronengasmodells für die Sekundarstufe I. Ein wesentliches Ziel besteht darin, den Lernenden ein qualitatives, konzeptionelles Verständnis der Grundbegriffe Spannung, Stromstärke und Widerstand sowie ihrer wechselseitigen Beziehung in einfachen Stromkreisen zu vermitteln. Hierzu wird das elektrische Potenzial mit dem Luftdruck bzw. dem sog. "elektrischen Druck" in einem Leiter verglichen und die elektrische Spannung dementsprechend als "elektrischer Druckunterschied" noch vor dem elektrischen Strom eingeführt.
Im Rahmen der empirischen Evaluation mit 790 Schülerinnen und Schülern zeigte sich, dass das neue Unterrichtskonzept verglichen mit dem traditionellen Physikunterricht zu einem deutlich besseren konzeptionellen Verständnis elektrischer Stromkreise führt, was sich u.a. in einem signifikant höheren Lernzuwachs widerspiegelt. Darüber hinaus geben die unterrichtenden Lehrkräfte an, das Konzept als wesentliche Verbesserung ihres Unterrichts wahrgenommen zu haben.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Die professionelle Unterrichtswahrnehmung ist eine zentrale und situative Fähigkeit, die (angehende) Lehrkräfte befähigt, Lernprozesse im Unterricht zu erkennen, mithilfe ihres professionellen Wissens zu interpretieren und anschließend lernförderliche Handlungspläne abzuleiten. Der vorliegenden Arbeit liegt die Forschungsfrage zugrunde, ob diese Fähigkeit mit einem physikspezifischen Fokus mithilfe eines Instruments - bestehend aus inszenierten Unterrichtsvideos und einem teilweise geschlossenen Fragebogen - valide erfasst werden kann. Ein solches Instrument könnte dazu dienen, herauszufinden, ob die professionelle Unterrichtswahrnehmung domänenspezifisch ist (Hypothese 1) und ob diese situative Fähigkeit entlang der universitären Ausbildung eine Progression erfährt (Hypothese 2).
Die Ergebnisse der Arbeit ergeben 19 Items (EAP Reliabilität liegt bei 0.698), mit denen eine physikspezifische professionelle Unterrichtswahrnehmung gemessen werden kann. Weitere Analysen (zur Korrelation mit dem physikdidaktischen Wissen und der Abhängigkeit von studiumsbezogenen Daten) stützen die Konstruktvalidität des Tests. In Bezug auf Hypothese 1 hat sich wie erwartet gezeigt, dass die physikspezifische professionelle Unterrichtswahrnehmung signifikant von dem studierten Fach und dem Studiengang abhängt. Anders als erwartet ergeben die Ergebnisse zur Hypothese 2, dass die professionelle Unterrichtswahrnehmung aber nicht signifikant vom Studienfortschritt abhängt.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Der Einsatz von Kontexten im naturwissenschaftlichen Unterricht ist mit dem Ziel verbunden, die Interessen der Lernenden zu fördern, indem der Anwendungsbezug von Fachinhalten in der Lebenswelt deutlich wird. Unterrichtsmaterialien, die zum einen den Kontext als strukturgebendes Element einsetzen und zum anderen die Interessen von Lernenden aufgreifen, existieren im Bereich der Elektrizitätslehre bisher kaum.
Ziel dieser Design-Based Research Studie ist daher die theoriegeleitete Entwicklung und Evaluation einer kontextstrukturierten Unterrichtsreihe entlang der Interessen von Lernenden für den Anfangs-Elektrizitätslehreunterricht der Sekundarstufe I, in der Kontexte das Lernen physikalischer Fachinhalte bedingen, strukturieren und die Neugier hierfür wecken. 671 Lernende wurden mit diesem Konzept im Regelunterricht unterrichtet und ihr Interesse sowie ihr Konzeptverständnis mittels Fragebogen bzw. zweistufigem Test erhoben. Mit 17 Lehrkräften wurde schulformunabhängig nach der Erprobung ein leitfadengestütztes Interview geführt.
Die Ergebnisse zeigen, dass das kontextstrukturierte Unterrichtskonzept verglichen mit dem traditionellen Unterricht die wertbezogene Komponente des (Sach- und Fach-) Interesses anspricht, vor allem bei den Mädchen. Bei der emotionalen Komponente wird kein Effekt deutlich. Eine signifikante Zunahme ist auch im Konzeptverständnis der Lernenden nachweisbar. Darüber hinaus bewerten die Lehrkräfte die kontextstrukturierten Materialien insgesamt als gut.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Das Hauptanliegen der vorliegenden Arbeit besteht darin, die Diagnosekompetenz von Lehrkräften in Bezug auf Schülerschwierigkeiten beim Experimentieren zu erheben. Dabei wird zwischen zwei Facetten der Diagnosekompetenz unterschieden: Mit der prädiktiven Diagnosekompetenz wird erfasst, inwiefern eine Lehrkraft Schwierigkeiten im Vorfeld des Experimentierprozesses diagnostizieren kann. Inwieweit Lehrkräfte Schwierigkeiten von Schülerinnen und Schülern während des Experimentierprozesses diagnostizieren, wird mit der handlungsbegleitenden Diagnosekompetenz erhoben.
Die Arbeit gibt neben den Erkenntnissen zur prädiktiven und handlungsbegleitenden Diagnosekompetenz auch einen detaillierten Einblick in die Sicht der Lehrkräfte auf mögliche Schwierigkeiten beim Einsatz der vorgestellten Experimentierumgebung zum Hooke'schen Gesetz. Damit können die Ergebnisse der vorliegenden Studie auch dazu beitragen, Lehrkräfte für mögliche Schwierigkeiten beim Experimentieren, insbesondere zur eingesetzten Experimentierumgebung, zu sensibilisieren. Für die Lehreraus- und -weiterbildung können die Ergebnisse sowie die verwendeten Materialien ebenfalls Verwendung finden.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Lehren und Lernen findet in einem komplexen sozialen Interaktionsprozess zwischen Lehrern und Schülern statt. Der Lehrer nimmt nicht nur durch die Vermittlung inhaltlichen Wissens erheblichen Einfluss auf die Entwicklung der Schüler, sondern steuert zugleich auch deren Lernsozialisation. Seine eigenen Subjektiven Theorien spielen dabei eine wichtige Rolle. In der vorliegenden Arbeit werden vor dem Hintergrund eines differenzierten Überblicks über Theorie und Forschung zum Konstruktivismus und zu Subjektiven Theorien Interviews und strukturelle Merkmale des Unterrichts von 14 Lehrkräften analysiert. Die theoretischen Überlegungen werden zu einem Strukturmodell integriert, das eine neue Perspektive für die Untersuchung schulischer Lehr-Lern-Prozesse bietet. Berichtet wird über Zusammenhänge der Subjektiven Theorien und Unterrichtsmerkmale mit der kognitiven und affektiven Ent-wicklung der Schüler. Unter konstruktivistischer Perspektive werden neue Wege für die Leh-rerbildung und Qualitätsverbesserung des Physikunterrichts diskutiert. Die angehängte Mate-rialsammlung enthält neben einem Interviewleitfaden ausführliche Untersuchungsinstrumente für Interview- und Unterrichtsanalysen.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Nicht die Lösung ist es, die Naturwissenschaft interessant macht, sondern die Lust am Lösen, die Bereitschaft zur Hingabe an das Problem. Das ist der Grundgedanke des genetischen Lehrens: Dass es Fragen gibt, die Lösungen sind zweitrangig. Diesen Auftrag haben auch die in diesem Band zusammengefassten physikdidaktischen Miniaturen: Fragen zu identifizieren, welche die Auseinandersetzung suchen.
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Zu der Textsammlung Lutz-Helmut Schön zu Ehren haben beigetragen: Udo Backhaus, Peter Buck, Roger Erb, Helmut Fischler, Johannes Grebe-Ellis, Gabriele Krüger, Joachim Lotz, Torsten Mihr, Helmut Mikelskis, Marc Müller, Andreas Palmer, Burkhard Priemer, H. Joachim Schlichting, Wilfried Sommer, Peter Stettler, Elke Sumfleth, Stefan Uhlmann und Maik Walpuski.
Aktualisiert: 2023-05-15
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In fachdidaktischen Interventionsstudien wird Unterricht auf Basis neu entwickelter Unterrichtskonzepte öfter mit "traditionellem Unterricht" verglichen. Eine vertiefte Auseinandersetzung mit "traditionellem Unterricht" bei Interventionsstudien ermöglicht einen differenzierteren Blick auf deren Ergebnisse, aber auch ein tieferes Verständnis von Akzeptanzhürden, die bei der Umsetzung neuer Unterrichtskonzepte auftreten können.
In dieser Studie wurde daher der Anfangs-Elektrizitätslehreunterricht von 32 Lehrkräften in Bayern, Hessen und Österreich beleuchtet: Einerseits wurden Elemente der individuell umgesetzten Sachstruktur der Lehrkräfte mithilfe von Logbüchern und Schülerheften rekonstruiert. Andererseits wurde der Zusammenhang zwischen ausgewählten Lehrkräfte- und Schülervariablen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich für die Auswahl und Abfolge von Fachinhalten und den Einsatz von Analogiemodellen einige Muster identifizieren lassen, denen ein Großteil der Lehrkräfte folgte. Im Zuge von Mehrebenenanalysen konnten die erhobenen Aspekte des Professionswissens der Lehrkräfte in einer Betrachtung des Gesamtsamples der Lernenden nicht als Prädiktor für fachlichen Lernerfolg identifiziert werden, jedoch für das Sub-Sample der Lehrkräfte mit weniger als zehn Dienstjahren. Für die Entwicklung des Fachinteresses und des physikbezogenen Selbstkonzepts der Lernenden stellten sich die epistemologischen Vorstellungen und die Selbstwirksamkeitserwartung der Lehrkräfte im Umgang mit Schülervorstellungen als Prädiktoren heraus.
Aktualisiert: 2023-05-15
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