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Abstract: Zusammenfassung Verstehen und Lernen von fachlichen Inhalten im Physikunterricht hängen eng mit dem Verstehen von Sprache zusammen, wie sie im Unterricht gebraucht wird. Von Physiklehrkräften wird daher erwartet, dass sie ihren Unterricht sprachexplizit gestalten. Bei der Unterrichtsgestaltung greifen Lehrkräfte im Unterricht häufig auf bereits vorhandene, überwiegend implizite Wissensbestände zurück, die sich wesentlich im Laufe der eigenen Schulzeit entwickelt haben. Im Fokus der vorliegenden Studie steht daher die Rekonstruktion von solchen impliziten erfahrungsbasierten Wissensbeständen bzw. Orientierungen, die das Handeln der Physiklehrkräfte im Unterricht beeinflussen können. Im Rahmen eines explorativen Designs wurden leitfadengestützte Interviews mit angehenden Physiklehrkräften geführt. Das Interviewmaterial wurde mithilfe der Dokumentarischen Methode analysiert, mit dem Ziel, Orientierungen herauszuarbeiten, die im Umgang mit Sprache im Physikunterricht handlungsleitend wirken können. Zudem wurden als Ergebnisse einer relationalen Typenbildung Zusammenhänge von mehreren Orientierungen herausgearbeitet. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass das Thema Sprache bzw. Sprachförderung im Sample in Bezug auf Heterogenität von Lerngruppen sowie als Bearbeiten administrativ-normativer Vorgaben behandelt wird. Weitere Orientierungen, die das Handeln von Physiklehrkräften in Bezug auf Sprache strukturieren, sind eigene Wirksamkeit, Rahmung des Unterrichts im Hinblick auf Lehrer- bzw. Schülerperspektive sowie Umgang mit Vorgaben im Allgemeinen. Die Ergebnisse der relationalen Typenbildung werden in Form von vier relationalen Typen vorgestellt: ‚Eigene Rolle suchende Lehrkraft‘, ‚unhinterfragt annehmende Lehrkraft‘, ‚reflektiert-gestaltende Lehrkraft‘ und ‚idealistische Lehrkraft‘. Im Hinblick auf die Ergebnisse vermuten wir, dass die wahrgenommene Fachkultur des Physikunterrichts Berufswahlentscheidungen bereits in der eigenen Schulzeit beeinflusst und der jeweilige Umgang mit Normen und Anforderungen das Lehrerhandeln der Physiklehrkräfte nicht nur im Bereich eines sprachexpliziten Physikunterrichts, sondern allgemein im Umgang mit unterrichtlichen Innovationen prägt. PubDate: 2023-05-23
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Abstract: Zusammenfassung Der aktuelle Klimawandel stellt unsere Gesellschaft, besonders zukünftige Generationen, vor große Herausforderungen. Ein grundlegendes Verständnis des Klimawandels kann nicht nur Jugendlichen dabei helfen, falsche oder widersprüchliche Darstellungen besser einzuschätzen, um so am gesellschaftlichen Diskurs zum Thema Klimawandel teilhaben zu können. Um Aussagen über das Verständnis von zentralen fachlichen Inhalten zum Klimawandel zuverlässig treffen zu können, braucht es geeignete Testinstrumente. Für die Entwicklung eines Concept Inventories zu den naturwissenschaftlichen Grundlagen des Klimawandels (den wir CCCI-422 nennen) wurden zentrale fachliche Inhalte identifiziert, offene Aufgaben entwickelt und schließlich Distraktoren und Attraktoren aus insgesamt über 50 Interviews abgeleitet. Anschließend wurde der Concept Inventory in mehreren Pilotierungs- und Validierungsstudien eingesetzt, um so unterschiedliche Argumente, die für den Einsatz des CCCI-422 sprechen, zu sammeln. Es wurde etwa eine Teilstudie durchgeführt, um ein Argument für die externe Validität der Testwertinterpretation zu formulieren. Dabei zeigten sich theoretisch angenommene Unterschiede auch in den Personenfähigkeiten. In zwei weiteren Teilstudien konnten zusätzlich Argumente für die Instruktionssensitivität des Concept Inventories formuliert werden. Als Argument für die Konstruktvalidität lässt sich zudem auf Basis von Dimensionsanalysen eine eindimensionale sowie fünfdimensionale Struktur ableiten. Diese fünf Dimensionen entsprechen den fünf theoretisch abgeleiteten Inhaltsbereichen, wobei tendenziell Unterschied Wetter – Klima der leichteste und Atmosphäre unserer Erde der schwerste Inhaltsbereich sind. Wir plädieren daher dafür, dass der CCCI-422 abhängig vom Einsatzzweck als eindimensionaler oder fünfdimensionaler Concept Inventory genutzt werden kann. In diesem Beitrag wird der entwickelte Concept Inventory inklusive seinem Entstehungsprozess vorgestellt, der als Onlinematerial zur Nutzung zur Verfügung gestellt wird. PubDate: 2023-05-04
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Abstract: Zusammenfassung In der Scientific Literacy und der Context-Based Science Education wird dem Lebensweltbezug eine hohe Bedeutung zugeschrieben. In vielen Forschungsprojekten zum Lebensweltbezug, ein Aspekt der Aufgabenqualität, werden schriftliche Aufgabenstellungen beurteilt und ausgewertet. Eine Schwierigkeit beim Analysieren von Aufgaben ist die Tatsache, dass die Bewertung von geschulten Beurteilenden anders ausfallen kann als durch die Zielgruppe im Unterricht. Die Dokumentenanalyse bildet das objektive Potenzial der Aufgaben aus Sicht der jeweiligen Beurteiler:innen ab. Die Einbettung der Aufgaben im Unterricht, das Niveau der Lösungen sowie die Aufgabeneinschätzung der Lernenden werden weggelassen. Studien, die sich mit der Analyse der schriftlichen Aufgaben und der Aufgabenbeurteilungen durch Lernende im Unterricht auseinandersetzen, existieren derzeit kaum. Um diese Forschungslücke zu schmälern, wird in diesem Vorhaben verglichen, wie fachdidaktische Lehrmittelautor:innen ihre entwickelten Aufgaben einschätzen und Lernende dieselben Aufgaben im Unterricht nach deren Bearbeitung wahrnehmen. Hierzu beurteilten Lernende (N = 805) ausgewählte MINT-Aufgaben (N = 16) auf deren Lebensweltbezug (min. 66, max. 182 Lernende pro Aufgabe) mithilfe des Aufgaben-Analyse-Instruments. Die Lernenden-Einschätzungen werden anschließend inferenzstatistisch der fachdidaktischen Perspektive der Lehrmittelautor:innen gegenübergestellt und diskutiert. Die Befunde dieser Studie zeigen, dass die Lernenden in den untersuchten MINT-Aufgaben die Lebenswelt divers wahrnehmen und es keine geschlechtsspezifischen Unterschiede gibt. Die Gegenüberstellung der Lernenden-Einschätzungen und der Setzung der Lehrmittelautor:innen macht deutlich, dass die Autor:innen in der Regel die Aufgaben authentischer beurteilen, als die Lernenden diese wahrnehmen. Aufgrund der doch deutlichen Diskrepanz zwischen den zwei Perspektiven wird diskutiert, welchen Mehrwert der Einbezug der Praxis in einem iterativen Verfahren beim Erstellen von Lernaufgaben haben könnte, um den Lebensweltbezug aus der Perspektive der Lernenden stringenter aufnehmen zu können. PubDate: 2023-04-29
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Abstract: Zusammenfassung Physik ist auf vielfältige Weise verknüpft mit technischer Entwicklung, gesellschaftlichen Implikationen und ethischen Fragen von Verantwortung. Ein Verständnis dieser Beziehungen als zentrales Element von Socioscientific Issues, Nature of Science, Bewertungskompetenz und von Bildung für nachhaltige Entwicklung ist von hoher fachdidaktischer Relevanz. In der vorgestellten Studie werden handlungsleitende, implizite Orientierungen von Lehrpersonen zu der Trias Physik-Technik-Verantwortung rekonstruiert. Dazu wurden Interviews mit 14 Physiklehrkräften mit Hilfe der Dokumentarischen Methode ausgewertet. Eine mehrdimensionale Typologie aus grundlegenden und aus fachbezogenen Orientierungen mit jeweils unterschiedlichen Reichweiten wird als sinnvolle fachdidaktische Weiterentwicklung der Dokumentarischen Methode konzipiert. Die rekonstruierten grundlegenden Orientierungen sind in drei Typiken systematisiert: das eigene Gestaltungspotential, die Konstruktion der relevanten Anderen und die Bewertung individueller und gesellschaftlicher Entwicklung. Die rekonstruierte fachbezogene Typik bildet ab, welches spezifische Weltverhältnis die Lehrkräfte konstruieren, welches Bildungsideal sie anstreben und wie dieses unterrichtlich realisiert werden kann. Der Typus Universalist*in z. B. orientiert sich optimistisch an einem emanzipatorischen Ideal des Physikunterrichts, zeigt systemkritische Züge und betont gesamtgesellschaftliche, globale Zusammenhänge. In der Analyse wird dieser mit den weiteren Typen Erklärer*in, Praktiker*in und Fatalist*in kontrastiert. Der Beitrag stellt die Typologie an vier Eckfällen dar und diskutiert fachdidaktische Implikationen im Hinblick auf die Rolle der Trias Physik-Technik-Verantwortung im Unterricht. PubDate: 2023-04-26
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Abstract: Zusammenfassung Die Förderung von Interessen gilt als wesentliches Ziel des naturwissenschaftlichen Unterrichts, sodass der kontextorientierte Unterricht vermehrt an Bedeutung gewonnen hat. Anschließend an den empirischen Befund, dass die Orientierung fachlicher Inhalte an lebensweltliche Kontexte das Interesse von Schülerinnen und Schülern in Lernsituationen erhöhen kann, stellt sich die Frage, welche Kontexte für diesen Zweck besonders geeignet sind. In diesem Zusammenhang greift die vorliegende Untersuchung Argumente der Diskussion um fächerübergreifenden naturwissenschaftlichen Unterricht auf und nutzt zur Einbettung von Lerninhalten Kontexte aus den Themenfeldern Biologie und Technik, die von Mädchen bzw. Jungen als interessant wahrgenommen werden. In einer Online-Studie ( \(N=298\) ) wird systematisch geprüft, inwiefern aus diesen Themenfeldern stammende Kontexte in der Lage sind, das situationale Interesse während der Arbeit an Lernstationen zum Energiekonzept zu erhöhen und welchen Einfluss individuelle Faktoren diesbezüglich zeigen. Mehrebenenregressionen mit Random Intercept auf Personenebene zeigen einen positiven Einfluss biologischer Kontexte auf das emotionsbezogene situationale Interesse von Schülerinnen, während durch den Einsatz technischer Kontexte diese Komponente des situationalen Interesses bei Schülern gesteigert werden konnte. Die wertbezogene Komponente des situationalen Interesses kann ebenfalls durch Einsatz von Kontexten eines bevorzugten Themenfeldes erhöht werden. Insgesamt wird deutlich, dass sich vor allem die emotionale Komponente des situationalen Interesses durch die Variation des Kontexts beeinflussen lässt, während die wertbezogene Komponente insbesondere durch das individuelle Interesse an Physik bedingt ist. Selbstkonzept und schulische Leistung zeigen unter Berücksichtigung der individuellen Interessen keinen signifikanten Einfluss. Für die Schulpraxis wird die Bedeutung der Auswahl geeigneter Kontexte deutlich, um mit dem Aufzeigen der Relevanz fachlicher Inhalte potentiell stabile Interessen fördern zu können. PubDate: 2023-04-26
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Abstract: Zusammenfassung Schall ist ein spannendes, aber auch anspruchsvolles Thema für den Sachunterricht der Grundschule. Insbesondere die Ausbreitung von Schall ist ein zentraler Aspekt im Hinblick auf ein physikalisches Verständnis, diese ist jedoch sehr abstrakt in ihrer Wahrnehmbarkeit. Dementsprechend ist es für die Unterrichtsplanung hilfreich, die Vorstellungen der Schüler:innen zu kennen und diese Erkenntnisse strukturiert aufbereitet zu haben, um die Herausforderungen eines physikalischen Verstehens konsequent in den Blick nehmen zu können. Ziel dieser Studie war es die Erlebensweisen von Grundschüler:innen zur Schallausbreitung zu erheben. Im Rahmen dieser Studie wurden 24 Grundschulkinder in Interviews befragt, in denen sie sich u. a. auch mit verschiedenen Experimenten zu Schall auseinandersetzten. Die so gewonnenen Daten wurden im Anschluss mit Hilfe der Phänomengraphie ausgewertet. Auf diese Weise entstanden sieben Kategoriensätze zu den inhaltlichen Schwerpunkten Richtung, Geschwindigkeit, Lautstärke, Hören und Medien (Luft, Wasser, feste Hindernisse) bei der Ausbreitung von Schall. Diese enthalten jeweils eine Reihe von verschiedenen Erlebensweisen. Im Vergleich zu früheren Untersuchungen mit Grundschulkindern konnte eine größere Vielfalt an möglichen Erlebensweisen gezeigt werden, die oft auch fachlich differenzierter sind. Im Hinblick auf die Ergebnisse aus vorangegangenen Studien mit älteren Lernenden konnten einige Gemeinsamkeiten in der Wahrnehmung von Schall festgestellt werden. Durch die Darstellung in einem didaktisch strukturierten Ergebnisraum wird eine spätere Integration der Ergebnisse in die Planung von Unterricht und Material zu dieser Thematik ermöglicht. PubDate: 2023-03-13 DOI: 10.1007/s40573-023-00154-z
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Abstract: Zusammenfassung Die qualitative Studie geht der Frage nach, wie die Themen Umwelt und Klima in Sachbilderbüchern für Kinder präsentiert werden. Die große Stärke der Bilderbücher für einen Einsatz in Schule und Kita liegt darin, dass sie eine Brücke von der Erfahrungswelt der Kinder zur abstrakteren Welt der Natur- und Umweltwissenschaften schlagen können. Die Bilderbücher sind dadurch geprägt, dass sie an die Verantwortung der Kinder appellieren, um sie so zu einem umweltbewussten Handeln zu motivieren. Die Veränderung des Verhaltens der Kinder und ihrer Familien wird als zentrale Lösung für die beschriebenen Probleme beschrieben. Suffizienz ist dabei die wichtigste Strategie; die Darstellung möglicher technischer Innovationen hingegen fehlt fast vollkommen. Zahlreiche Bücher gehen über die Darstellung von Information und Wissen deutlich hinaus und verlassen den neutralen Rahmen der Naturwissenschaften. Die untersuchten Sachbilderbücher haben insgesamt einen stark normativen Charakter. PubDate: 2023-03-08 DOI: 10.1007/s40573-023-00152-1
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Abstract: Zusammenfassung Für das Verständnis und den Schutz von Ökosystemen ist die Kenntnis von in diesen vorkommenden Arten wichtig. Die Artenkenntnis von Schüler:innen in Deutschland hat in den letzten Jahren abgenommen. Als ein Grund dafür wird in der Literatur die mangelnde Artenkenntnis von Lehrkräften angeführt, allerdings ist diese bisher nur wenig erforscht. Da vor allem dem Biologieunterricht für die Vermittlung von Artenkenntnis eine besondere Relevanz zukommt, liegt es im Erkenntnisinteresse der biologiedidaktischen Forschung, die Artenkenntnis von angehenden Lehrkräften zu untersuchen. In dieser Studie wurde mit einer inhaltlichen Bezugnahme zum UNESCO-Weltnaturerbe Wattenmeer ein heimisches Ökosystem ausgewählt, welches sowohl im schulischen als auch im außerschulischen Bereich ein hohes Potenzial für die Bildung für nachhaltige Entwicklung besitzt. Insgesamt wurden 206 Lehramtsstudierende der Unterrichtsfächer Biologie und Sachunterricht (M = 23,4 Jahre) mit Zeichnungen zu ihrer Kenntnis von 18 Tierarten aus diesem Ökosystem befragt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Artenkenntnis im Durchschnitt gering ist. Die mit Abstand bekannteste Tierart ist die Silbermöwe, der Bäumchenröhrenwurm ist hingegen nahezu unbekannt. Ein ungepaarter t-Test belegt, dass es zwischen der Artenkenntnis von Bachelor- und Masterstudierenden keinen signifikanten Unterschied gibt. Zudem illustrieren weitere ungepaarte t-Tests den signifikanten Einfluss von privaten Erfahrungen im Wattenmeer auf die Artenkenntnis, ein Einfluss von Erfahrungen aus der eigenen Schulzeit ist hingegen nicht vorhanden. Aus einer Korrelationsanalyse geht der positive Zusammenhang zwischen der Artenkenntnis und der Naturverbundenheit hervor. Im Allgemeinen wird von den angehenden Lehrkräften die Relevanz der Artenkenntnis für Lehrer:innen als eher hoch und für Schüler:innen als eher gering sowie das Wattenmeer als geeigneter außerschulischer Lernort beurteilt. PubDate: 2023-03-03 DOI: 10.1007/s40573-023-00153-0
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Abstract: Zusammenfassung Forschendes Lernen in den Naturwissenschaften intendiert, dass Lernende den wissenschaftlichen Erkenntnisprozess selbst durchlaufen, um ihre Problemlösefähigkeiten zu schulen und ein Verständnis von Naturwissenschaft als Disziplin zu entwickeln. Wie sich die Gruppenarbeitsprozesse von Lernenden beim Experimentieren im Vergleich zu den programmatischen Erwartungen an das Forschende Lernen gestalten, ist die Fragestellung der vorliegenden Studie. Untersucht werden Experimentierprozesse von Lehramtsstudierenden des Faches Biologie. Bereits im Studium sind curriculare Angebote Forschenden Lernens vorgesehen, um angehenden Lehrpersonen eigene Erfahrungen und deren systematische Reflexion im Hinblick auf die spätere Anleitung forschungsbasierter Lernformen zu ermöglichen. Mittels der Dokumentarischen Methode streben wir an, die in-situ-Prozesse des Experimentierens – im Verhältnis zu mit der Aufgabenbearbeitung intendierten fachdidaktischen Zielen – zu rekonstruieren. Untersucht werden die handlungsleitenden Orientierungen der Studierendengruppen sowohl hinsichtlich der fachlichen Erkenntniswege als auch in Bezug auf ihre Interaktionsmodi. Im Ergebnis zeigen die Analysen für die Gruppen unterschiedliche Zugänge zur gestellten Aufgabe, die sich kontrastiv als hypothesen- und materialbasiert unterscheiden lassen. Hinsichtlich der Gruppeninteraktion können einvernehmliche und aushandlungsorientierte Modi rekonstruiert werden. Diskutiert werden die vorliegenden Befunde im Hinblick auf die Zielsetzungen Forschenden Lernens in den Naturwissenschaftsdidaktiken sowie den institutionellen Kontext der universitären Lehrer*innenbildung. PubDate: 2023-02-23 DOI: 10.1007/s40573-023-00151-2
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Abstract: Zusammenfassung Wenn Schüler*innen Versuche planen und durchführen, greifen sie auf Erfahrungen und auf daraus konstruierte fachliche Konzepte zurück. Dies wird nicht nur in verbalen Interaktionen sichtbar, sondern zeigt sich auch in nonverbalen Handlungen, beispielsweise bei Interaktionen mit Versuchsapparaturen. Insbesondere die nonverbalen Interaktionen sind bisher kaum Gegenstand der Vorstellungsforschung. Die Dokumentarische Methode ermöglicht eine Analyse multimodaler Interaktionen und erlaubt damit Einblicke in fachliche Vorstellungen und Herausforderungen beim Lernen, die bisher zum Thema ‚Destillieren‘ noch nicht rekonstruiert wurden. Aus dem vorliegenden Datenmaterial (Videoaufnahmen von Chemieunterricht einer achten Schulstufe) wurde durch eine dokumentarische Analyse der Interaktionen der Schüler*innen mit der Versuchsapparatur und miteinander belegt, dass die Schüler*innen im Verlauf des Versuchs in unterschiedlicher Weise bei der Deutung von Beobachtungen auf fachliche Konzepte zurückgreifen und in Folge ihre Handlungen anpassen. Es wurden dabei drei Typen der Interaktion rekonstruiert: A) Beobachtungen werden als nebensächlich evaluiert und ziehen keine Interaktionen nach sich. B) Beobachtungen sind erwartungskonform und erfolgreiche Interaktionen mit der Apparatur werden verstärkt. C) Beobachtungen sind irritierend. Es folgt im Diskurs das Verwerfen von bisherigen Annahmen oder ein Rückgriff auf bisher nicht berücksichtigte Erfahrungen. Aus den Interaktionen lassen sich Rückschlüsse auf fachlich angemessene und unangemessene Vorstellungen ziehen. Die handlungsleitenden Vorstellungen von Schüler*innen werden nach der Analyse mit der wissenschaftlichen Perspektive und der im Unterrichtssetting sichtbar werdenden didaktischen Strukturierung des Themas ‚Destillation‘ im Sinne der didaktischen Rekonstruktion in Beziehung gesetzt. Insgesamt lässt sich ableiten, dass die Destillation eines Ethanol-Wasser-Gemisches auf dieser Schulstufe kein für Schüler*innen gut nachvollziehbares Beispiel einer Stofftrennung ist. PubDate: 2022-12-15 DOI: 10.1007/s40573-022-00150-9
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Abstract: Zusammenfassung Die pandemiebedingten Maßnahmen haben den Wert der Digitalisierung im Bildungssektor deutlich gemacht. Digitale Unterrichtseinheiten auf Lehr-Lernplattformen können dazu einen entscheidenden Beitrag leisten. In der hier vorgelegten Studie werden Daten aus dem Sommer 2019 zu der affektiv-kognitiven Auseinandersetzung von naturwissenschaftlichen Lehrkräften mit digitalen Unterrichtseinheiten auf Lehr-Lernplattformen sowie deren Nutzung und Fortbildungswünsche neu analysiert (N = 83). Die Erhebung der affektiv-kognitiven Auseinandersetzung erfolgte mit dem standardisierten Instrument Stages of Concern (SoC). Mithilfe einer Clusteranalyse werden drei spezifische SoC-Profile in Bezug auf den Einsatz digitaler Unterrichtseinheiten auf einer Lehr-Lernplattform identifiziert. Dabei wird deutlich, dass allen Profilen die Beschäftigung mit der Auswirkung auf den Unterricht und auf die Schülerinnen und Schüler gemein ist. Zudem wird gezeigt, dass der Einsatz von Lehr-Lernplattformen vor der Pandemie eher traditionell geprägt war (Subgruppe, N = 44 für Lehrkräfte mit Zugang in der Schule zu einer Lehr-Lernplattform). Zusammenhangsanalysen zeigen des Weiteren, dass zwischen der Nutzungsart und den SoC-Profilen kein Zusammenhang festzustellen ist, ein solcher aber zwischen der Nutzungshäufigkeit und den SoC-Profilen besteht PubDate: 2022-12-01 DOI: 10.1007/s40573-022-00149-2
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Abstract: Zusammenfassung Dem Experimentieren im Geographieunterricht werden insbesondere vor dem Hintergrund einer naturwissenschaftlichen Grundbildung große didaktische Potenziale zugeschrieben und geographische Bildungsstandards und Lehrpläne sehen den Einsatz von Experimenten vor. Zugleich liegen Hinweise darauf vor, dass Experimente nur relativ selten im Geographieunterricht eingesetzt werden. Vor diesem Hintergrund rücken die Lehrpersonen in den Fokus, da diese mit ihren subjektiven Überzeugungen (Beliefs) als Teil professioneller Handlungskompetenz einen entscheidenden Faktor für den tatsächlichen Einsatz von Experimenten im Unterricht darstellen. Bislang fehlen jedoch sowohl Erkenntnisse über die Ausprägung der Beliefs von (angehenden) Lehrpersonen zum Experimentieren im Geographieunterricht als auch entsprechende Messinstrumente. Ziel der vorliegenden Studie ist daher die Entwicklung und Pilotierung eines Fragebogens zur Erfassung der Beliefs angehender Geographielehrpersonen zum Experimentieren im Geographieunterricht. Anhand von Re-Analysen qualitativer Erhebungen sowie Literaturrecherchen wurden Themenbereiche von Beliefs zum Experimentieren im Geographieunterricht identifiziert und auf dieser Grundlage ein umfassendes Itemset entwickelt. Die psychometrische Ermittlung der zugrundeliegenden Struktur erfolgte anhand einer Gesamtstichprobe von N = 195 Studierenden des Lehramts für Geographie. Im Zuge einer explorativen Faktorenanalyse konnten fünf eindeutige Faktoren zu unterschiedlichen Aspekten von Potenzialen/Zielen, Voraussetzungen und Hindernissen beim Experimentieren im Geographieunterricht mit jeweils angemessenen bis guten Reliabilitätswerten identifiziert werden. Mit dem Fragebogen liegt ein theoretisch fundiertes Instrument zu Erhebung der Beliefs angehender Lehrpersonen zum Experimentieren im Geographieunterricht vor. Geplante weiterführende Schritte in unserem Forschungsvorhaben sowie praktische Einsatzmöglichkeiten werden diskutiert. PubDate: 2022-11-22 DOI: 10.1007/s40573-022-00148-3
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Abstract: Zusammenfassung Die Frage danach, was einen guten naturwissenschaftlichen Unterricht ausmacht und die Frage, inwiefern Unterrichtsqualitätsmerkmale fachspezifisch oder generisch betrachtet werden müssen, sind grundlegende Fragestellungen mit denen sich die Unterrichtsqualitätsforschung beschäftigt. Inzwischen zeichnet sich in den Naturwissenschaftsdidaktiken ein breiter Konsens ab, dass die drei Basisdimensionen der Unterrichtsqualität, Klassenführung, konstruktive Unterstützung und kognitive Aktivierung, fachspezifisch ausdifferenziert und ergänzt werden müssen. Zur konkreten fachspezifischen Ausdifferenzierung und Ergänzung existieren in den Naturwissenschaftsdidaktiken jedoch unterschiedliche Ansätze. Im Rahmen dieses Beitrages wurden exemplarisch drei Ansätze zur fachspezifischen Ausdifferenzierung von Unterrichtsqualitätsmerkmalen herausgegriffen und vergleichend betrachtet, um so zu einem umfassenden Bild aus der Perspektive der Naturwissenschaften zu gelangen. Dazu wurden die drei Ansätze aus dem naturwissenschaftlichen Fachbereich hinsichtlich des Verwendungszwecks, der theoretischen Fundierung und der Operationalisierung einzelner Qualitätsmerkmale verglichen. Anschließend wurden die in einem Ansatz genutzten Qualitätsmerkmale jeweils in den beiden anderen Ansätzen verortet. Hierbei konnten fünf Kategorien herausgearbeitet werden, die für einen zukünftigen systematischen Vergleich mit weiteren Ansätzen genutzt werden können. Der Beitrag stellt somit eine Möglichkeit vor, unterschiedliche Forschungsansätze zur Unterrichtsqualität systematisch aufeinander zu beziehen, um so ein umfassendes Bild der Unterrichtsqualität zu erhalten. PubDate: 2022-10-12 DOI: 10.1007/s40573-022-00146-5
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Abstract: Zusammenfassung Der Begriff Schülervorstellungen ist ein zentrales Element in physikdidaktischer Forschung und Lehre. In der physikdidaktischen Literatur lässt sich dieser Begriff jedoch mit unterschiedlichen Nuancierungen in seiner Verwendung und Bedeutung finden. Beschreibungen oder Definitionsversuche greifen teilweise zu kurz oder sind zu wenig konkret. Dies bringt eine Reihe von Herausforderungen für den Bereich der Forschung und für die Vermittlung des Begriffs in der fachdidaktischen Lehre mit sich. Der Ausgangspunkt der vorliegenden Delphi-Studie ist das Desiderat (implizit) vorhandene Definitionen und Bedeutungszuschreibungen zu identifizieren sowie jene Merkmale und Aspekte des Begriffs Schülervorstellungen herauszuarbeiten, über die in der deutschsprachigen Physikdidaktik-Community (Post-Docs und Professor*innen) weitgehend Konsens herrscht. Die Delphi-Studie wurde in vier Phasen durchgeführt, wobei diese so aufgebaut waren, dass die jeweiligen Ergebnisse einer Phase als Grundlage für die Gestaltung der nächsten Phase dienten. Dabei wurde jeweils das Ziel verfolgt, sich einem gemeinsamen Begriffsverständnis innerhalb der Community anzunähern, konsensuale Merkmale und Aspekte zu fokussieren und divergente Vorstellungen explizit zu machen. Während an der ersten Befragung 27 Expert*innen teilnahmen, steigerte sich die Beteiligung im Laufe des Prozesses auf 91 Teilnehmende in der letzten Befragungsrunde. Die Ergebnisse der Delphi-Studie dokumentieren unterschiedliche Ausprägungen des Begriffsverständnisses der teilnehmenden Expert*innen. Die grundsätzlich befürwortende Haltung der Expert*innen gegenüber der von uns intendierten Begriffsklärung unterstreicht die Notwendigkeit der inhaltlichen Auseinandersetzung mit dem Begriff Schülervorstellungen. Im Laufe des Delphi-Prozesses wurde eine Reihe von Aspekten des Begriffs identifiziert, welche den Expert*innen bei einer Begriffsverwendung v. a. in der fachdidaktischen Lehre besonders wichtig erscheinen. Insgesamt wurden in der Delphi-Studie Statements herausgearbeitet, die den Begriff Schülervorstellungen beschreiben und über die großer inhaltlicher Konsens herrscht. PubDate: 2022-10-06 DOI: 10.1007/s40573-022-00144-7
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Abstract: Zusammenfassung Seit Jahrzehnten werden in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung zur Diagnostik experimenteller Fähigkeiten sogenannte Performance Assessments bzw. hands-on Experimentiertests mit praktisch zu bearbeitenden Aufgaben eingesetzt. Dabei erhält die Frage der Validität von Experimentiertests immer mehr Gewicht. Mit einem systematischen Review soll daher die Validierungspraxis von hands-on Experimentiertests analysiert werden. Dazu wird in einem ersten theoretischen Teil literaturbasiert ein Ordnungssystem für Validierungsargumentationen im Rahmen von Validierungsstudien entwickelt. In einem zweiten Teil werden die seit 1990 publizierten hands-on Experimentiertests identifiziert, von zwei unabhängigen Ratern auf Konsens kodiert, in das Ordnungssystem eingeordnet und schließlich diskutiert. Die Ergebnisse zeigen retrospektiv eine typische, auf wenige Elemente eingeschränkte Validierungspraxis. Prospektiv liefert das Review evidenzbasierte Argumente und Impulse für künftige Testentwicklungen und -validierungen. PubDate: 2022-09-30 DOI: 10.1007/s40573-022-00145-6
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Abstract: Zusammenfassung Studierenden sollte bereits im Studium eine theoretisch fundierte und systematisch verknüpfte Wissensbasis vermittelt werden, die ihnen die spätere berufliche Tätigkeit erleichtert. Hierzu erscheint eine begründete Auswahl an Wissenselementen notwendig, die über mehrere Phasen der Lehrerbildung relevant bleiben und die zu professionellem Handeln führen. Am Beispiel der Bewertungssituation von „Schülerschwierigkeiten beim Experimentieren“ werden aus theoretischer und empirischer Sicht Merkmale abgeleitet, die die Schwierigkeit von Experimentiermaterial beeinflussen und die Studierenden bereits im Studium als Wissenselemente für spätere Bewertungssituationen vermittelt werden könnten. Im Rahmen einer Befragung mit N= 101 Lehrpersonen wurde untersucht, inwieweit diese Merkmale auch von Lehrpersonen für Bewertungen in der Praxis herangezogen wurden. Es konnten sowohl Merkmale identifiziert werden, die von Lehrpersonen über verschiedene Experimente und Materialien hinweg als schwierigkeitserzeugend genannt wurden, als auch solche, die nur bei spezifischen Experimentiermaterialien relevant scheinen. In der Lehre könnte somit zwischen generellen und spezifischen Merkmalen zur Einschätzung der Schwierigkeit von Experimentiermaterialien unterschieden werden. Zusätzlich zeigen die Ergebnisse, dass Lehrpersonen materialspezifische Merkmale nicht losgelöst von Lernvoraussetzungen der Schülerinnen und Schüler betrachten. Dementsprechend sollte den Studierenden auch vermittelt werden, dass eine Betrachtung der Schwierigkeit des Experimentiermaterials losgelöst von Schülervoraussetzungen und aufgabenspezifischen Schwierigkeiten nicht zielführend erscheint. PubDate: 2022-07-15 DOI: 10.1007/s40573-022-00142-9
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Abstract: Zusammenfassung Der vorliegende Beitrag präsentiert Erkenntnisse zur Wirksamkeit eines neuen Unterrichtsansatzes zur Einführung des Energiekonzeptes mit Hilfe von Feldern. Die zentrale Bedeutung des Energiekonzeptes in Physik steht im Kontrast zu den Verständnisschwierigkeiten der Schülerinnen und Schüler, insbesondere mit der potentiellen Energie. Die Konzeptualisierung der potentiellen Energie als in Feldern gespeicherter Energie erlaubt eine physikalisch korrekte und gleichzeitig anschauliche Begründung der für Schülerinnen und Schüler verwirrenden Eigenschaften der potentiellen Energie. Wir haben deswegen einen Unterrichtsansatz entwickelt und getestet, der Felder in den Anfangsunterricht zur Energie integriert. Dazu haben wir den traditionellen formenbasierten Ansatz, Energie zu unterrichten, erweitert. In einer quasi-experimentellen Studie haben wir anschließend eine Schülergruppe (N = 43) nach dem traditionellen formenbasierten Ansatz unterrichtet und eine Gruppe (N = 47) nach dem erweiterten Ansatz, der potentielle Energieformen als in entsprechenden Feldern gespeicherte Energie konzeptualisiert. Neben den kognitiven Fähigkeiten als Kovariate wurden das Verständnis vom Energie- und Feldkonzept als abhängige Variablen erfasst. Die Ergebnisse zeigen zunächst, dass die Schülerinnen und Schüler des erweiterten Ansatzes im Energietest schlechter abschneiden als die Schülerinnen und Schüler des traditionellen Ansatzes. Eine Untersuchung des Einflusses des Felderverständnisses auf den Effekt der Intervention ergibt jedoch, dass die nach dem erweiterten Ansatz unterrichteten Schülerinnen und Schüler wesentliche Aspekte des Feldkonzeptes verstehen und dass sich dieses Verständnis positiv auf ihr Verständnis von Energie auswirken könnte. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Feldkonzept ein Mittel zur Entwicklung eines besseren Energieverständnisses sein könnte, dessen Einfluss auf das zukünftige Lernen über Energie weiter untersucht werden sollte. PubDate: 2022-07-13 DOI: 10.1007/s40573-022-00143-8
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Abstract: Zusammenfassung Die Variablenkontrolle ist bei der Planung und Durchführung von Experimenten von besonderer Bedeutung, weil sie eindeutige Aussagen über Beziehungen zwischen Ursache und Wirkung zulässt. Ihre Anwendung ist daher ein eigenständiges Lernziel des naturwissenschaftlichen Sachunterrichts und Gegenstand zahlreicher empirischer Studien. Entsprechende Fähigkeiten werden unter dem Begriff Variablenkontrollstrategie (VKS) zusammengefasst und beinhalten die vier Teilfähigkeiten: 1) Planung kontrollierter Experimente, 2) Identifizierung kontrollierter Experimente, 3) Interpretation der Ergebnisse kontrollierter Experimente und 4) Verständnis der fehlenden Aussagekraft unkontrollierter Experimente. Bisherige Studien zeigen starke positive Veränderungen bezüglich der VKS während der Grundschulzeit. Allerdings erfassen sie oft nur eine Teilfähigkeit bzw. differenzieren in ihren Analysen nicht zwischen unterschiedlichen Teilfähigkeiten oder dem Einfluss der Fachkontexte der Aufgaben. Wir haben zur Erfassung der VKS in der Grundschule ein Testinstrument im Multiple-Choice-Format entwickelt, welches Aufgaben zu den Teilfähigkeiten Identifizierung und Interpretation in unterschiedlichen Fachkontexten enthält. Das Instrument wurde in einer Querschnittstudie mit N = 415 Zweit- bis Viertklässler*innen eingesetzt. Entgegen bisherigen Befunden zeigen die Ergebnisse einer Rasch-Analyse eine mehrdimensionale Struktur der VKS entsprechend den Teilfähigkeiten. Die Fachkontexte der Aufgaben haben keinen Einfluss auf die Dimensionalität. Die Schwierigkeitsstruktur von Aufgaben wird durch die angesprochene Teilfähigkeit (Identifizierung ist einfacher als Interpretation) und den gewählten Aufgabentyp (z. B. Wahl der Distraktoren nach Schülervorstellungen) beeinflusst. Darüber hinaus wurde eine unterrichtliche Förderung der VKS untersucht (N = 44), um abzuschätzen, inwiefern das entwickelte Testinstrument erwartete Veränderungen hinsichtlich der VKS abbildet. Die gemessenen Veränderungen werden in diesem Beitrag in Relation zur Querschnittsstudie gesetzt. Abschließend werden die Konsequenzen unserer Befunde für die Messung und Förderung der VKS in der Grundschule diskutiert. PubDate: 2022-04-08 DOI: 10.1007/s40573-022-00140-x
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Abstract: Zusammenfassung Die Unterrichtsplanung ist eine der Kernaufgaben von Lehrkräften. Insbesondere schriftliche Unterrichtsentwürfe gehören zum festen Bestandteil der Lehrkräftebildung. In ihnen zeigt sich das fachdidaktische Wissen (PCK), das in der Entwicklung und Begründung des Unterrichts genutzt wird und das als Prädiktor für hohe Unterrichtsqualität einerseits und für Lernerfolg von Schüler*innen andererseits gilt. Empirische Untersuchungen zu Unterrichtsentwürfen im Fach Biologie sowie zur Bedeutung des PCK in der Planung sind bislang rar, obwohl eine Untersuchung der Planungsprodukte angehender Biologie-Lehrkräfte Aufschluss darüber geben könnte, in welchen Bereichen die Ausbildungsinstitutionen der ersten und zweiten Phase der Lehrkräftebildung noch stärker unterstützend einwirken könnten. In der vorliegenden Studie werden Staatsexamensentwürfe im Fach Biologie (N = 46) untersucht, indem PCK-Elemente und ihre Vernetzungen mittels einer qualitativen Inhaltsanalyse identifiziert werden und analysiert wird, in welchen Aspekten sich gelungene von weniger gelungenen Unterrichtsentwürfen unterscheiden. Die Ergebnisse liefern Hinweise, dass die Qualität eines Unterrichtsentwurf mit der Vernetztheit des PCK korreliert. Allerdings zeigt ein qualitativer Fallvergleich, dass auch sehr gute Entwürfe eher schwach ausgeprägtes PCK enthalten können und vice versa, so dass die Anzahl der PCK-Verbindungen allein keinen hinreichenden Qualitätsindikator darstellt. Anhand ausgewählter Beispiele wird beschrieben und diskutiert, inwiefern sich in der Berücksichtigung von PCK-Elementen qualitative Unterschiede identifizieren lassen und welche Aspekte in Unterrichtsentwürfen besonders berücksichtigt werden sollten. PubDate: 2022-04-06 DOI: 10.1007/s40573-022-00141-w
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