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Representations of Nature of Science in School Science Textbooks
Bringing together international research on nature of science (NOS) representations in science textbooks, the unique analyses presented in this volume provides a global perspective on NOS from elementary to college level and discusses the practical implications in various regions across the globe. Contributing authors highlight the similarities and differences in NOS representations and provide recommendations for future science textbooks. This comprehensive analysis is a definitive reference work for the field of science education.
Paving the way towards authentic chemistry teaching - A contribution to teachers' professional development
Ein angemessenes Verständnis über Naturwissenschaften stellt eine Schlüsselkomponente naturwissenschaftlicher Grundbildung dar. Für die entsprechende unterrichtliche Gestaltung spielen die Vorstellungen der Lehrkräfte über Naturwissenschaften eine entscheidende Rolle und anwendbares Meta-Wissen gilt als zu erreichende Qualifikation im Lehramtsstudium. Im vorliegenden Forschungsprojekt wird im Rahmen von qualitativen Studien erhoben, welche Vorstellungen Lehramtsstudierende über `Chemie als Naturwissenschaft' besitzen und wie die Studierenden unterstützt werden können, ein fundiertes Verständnis zu entwickeln und dieses praktisch zu transformieren. Auf Grundlage der Ergebnisse wird ...
Zum Wesen von Theorien und Gesetzen in der Chemie
Obwohl Theorien und Gesetze ein fester Bestandteil der Chemie und des Chemieunterrichts sind, werden diese beiden Begriffe oft nicht in ihrer wissenschaftlichen, sondern in ihrer umgangssprachlichen Bedeutung verstanden. Theorien gelten nach der Vorstellung vieler als unfundierte Vermutungen ("Ich habe da mal eine Theorie"), Gesetze hingegen als bewiesene Wahrheiten, was im Widerspruch zu wissenschaftsphilosophischen und -historischen Erkenntnissen steht und unangemessene Vorstellungen über ihren Erkenntnisgehalt hervorruft. Die vorliegende Untersuchung liefert eine ausführliche, hauptsächlich philosophisch und historisch ausgerichtete Analyse der beiden Begriffe und versucht, für das Schulniveau geeignete Definitionen für Theorien und Gesetze zu finden. Darauf aufbauend beinhaltet die Arbeit eine Erhebung der Vorstellungen von Lehramtsstudierenden im Fach Chemie sowie die Ergebnisse unterschiedlicher Ansätze, um jene zu verbessern. Während ein rein expliziter und dekontextualisierter Ansatz zu keinen nennenswerten Erfolgen führte, zeigte sich ein reflektierender Ansatz unter Verwendung wissenschaftshistorischer Fallbeispiele deutlich effektiver.
Die Vorl"aufigkeit und soziokulturelle Eingebundenheit naturwissenschaftlicher Erkenntnisse
Öffentliche Diskussionen um die Glaubwürdigkeit von Erkenntnissen zeigen die große Bedeutung eines adäquaten Verständnisses der Vorläufigkeit und der soziokulturellen Eingebundenheit naturwissenschaftlicher Erkenntnisse. Studien weisen allerdings darauf hin, dass Lehramtsstudierende diesbezüglich vielfach über naive oder inkonsistente Ansichten verfügen und diese darüber hinaus resistent gegenüber Veränderungen sind. In der vorliegenden Arbeit werden zunächst Arbeitsdefinitionen für die Vorläufigkeit und die soziokulturelle Eingebundenheit für die Chemielehrer*innenbildung hergeleitet, indem beide Aspekte sowohl aus wissenschaftstheoretischer als auch aus naturwissenschaftsdi...
Entwicklung eines Lehr-Lern-Labors zum Thema Radioaktivität
Das Lernen und Lehren von Radioaktivität ist bisher wenig erforscht. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die didaktische Rekonstruktion des Themas Radioaktivität für ein Lehr-Lern-Labor, in dem sowohl Schüler:innen als auch Studierende lernen. Mit Blick auf die Ausgangslage mussten zunächst die Vorstellungen der Studierenden zur Radioaktivität ermittelt werden. Dafür wurden teilstrukturierte, problemzentrierte Interviews mit Physiklehramtsstudierenden geführt (N=13) und qualitativ-inhaltsanalytisch ausgewertet. Anschließend wurden im Sinne der didaktischen Rekonstruktion Lernmaterialien für beide Zielgruppen entwickelt und mit N=154 Schüler:innen sowie N=29 Studierenden erprobt. Die Ergebnisse der Interviewstudie zeigen, dass die Studierenden Schwierigkeiten haben, zwischen radioaktiver Materie und ionisierender Strahlung zu unterscheiden, und die Prozesse der Kernspaltung und -zerfälle unzureichend differenzieren. Die Lernmaterialien werden in der Erprobung von Schüler:innen als anspruchsvoll wahrgenommen. Es zeigt sich auch in dieser Studie, dass Lehr-Lern-Labore attraktive Lernorte für Schüler:innen und Studierende sein können.
Organische Leuchtdioden
Ein Blick in die aktuellen Chemielehrpläne unseres Landes zeigt: Lehrinhalte sind auf dem Stand des letzten Jahrhunderts. Wenn Schülerinnen und Schüler aber auf Gegenwart und Zukunft vorbereitet werden sollen, müssen curriculare Innovationen einen Eingang ins Schulsystem und damit auch in den Chemieunterricht finden. Auf Grundlage eines Implementationsprozesses zeigt die vorliegende Arbeit einen Weg auf, die curriculare Innovation der organischen Leuchtdioden (OLEDs) - die unter anderem auf der Lumineszenz leitfähiger Polymere beruht - im regulären Chemieunterricht zu etablieren. Zu diesem Zweck wurden zunächst prototypische Materialien zu einem nutzerorientierten OLED-Konzept in eine...
F"orderung des Verst"andnisses von Nature of Science und der experimentellen Kompetenz im Sch"uler*innen-Labor Physik in Abgrenzung zum Regelunterricht
In der Debatte um Bildungsziele nimmt in der Naturwissenschaftsdidaktik die Vermittlung eines Verständnisses von Nature of Science und experimenteller Kompetenzen einen hohen Stellenwert ein. Dies spiegelt sich allerdings nur unzureichend in der Schwerpunktsetzung vieler Curricula wider. Mithilfe eines Schüler*innen-Labors, das am Fachbereich Physik der TU Darmstadt explizit dazu konzipiert wurde, Nature of Science und experimentelle Kompetenzen zu adressieren, wird in der vorliegenden Arbeit untersucht, inwiefern diese Vorstellungen und Kompetenzen durch den einmaligen Besuch eines solchen außerschulischen Lernortes verbessert werden können und inwiefern sich dieser Effekt ggf. vom Einf...
Alltagsentscheidungen f"ur den Chemieunterricht erkennen und Entscheidungsprozesse explorativ begleiten
Jeden Tag treffen Menschen bewusste sowie unbewusste Entscheidungen. Auch bei bewussten Entscheidungen fällt der Entschluss vielfach intuitiv und unreflektiert. Lernende sollen im Sinne der naturwissenschaftlichen Grundbildung hingegen dazu befähigt werden, Entscheidungen der persönlichen Lebensführung begründet und reflektiert zu treffen, indem sie Fragen mit naturwissenschaftlicher Bedeutung im Alltag erkennen und ihr naturwissenschaftliches Wissen bei der Entscheidungsfindung nutzen. In der vorliegenden Arbeit wird der Frage nachgegangen, inwiefern Alltagsentscheidungen von Lernenden mit Hilfe eines neu entwickelten Instruments, dem "Entscheidungstagebuch", für den Chemieunterricht ...
Inklusiver Anfangsunterricht Chemie
Über die Umsetzung eines gemeinsamen Unterrichts wird seit der Ratifizierung der UN-Behindertenrechtskonvention diskutiert. Die erfolgreiche Umsetzung eines solchen Unterrichts nimmt dabei insbesondere die wachsende Diversität der Lernenden in den Blick. Für den Chemieunterricht gibt es aktuell jedoch nur wenige erprobte Konzepte für eine inklusive Unterrichtspraxis. Aus diesem Grund wurde im Rahmen dieser Arbeit eine Unterrichtseinheit für den inklusiven Unterricht entwickelt und evaluiert, die auf Basis des Universal Design for Learning für möglichst jeden Lernenden einen Zugang zu Grundideen der chemischen Reaktion in Jahrgangsstufe 8 ermöglicht. Mit Hilfe der in diesem Modell bes...
Teilnahmemotivation und situationales Interesse von Kindern und Eltern im experimentellen Lernsetting KEMIE
Außerschulische Lernorte sind inzwischen ein wichtiger Bestandteil der Bildungslandschaft. Noch wenig erforscht wurde der Beitrag von Eltern-Kind-Programmen, die in einem universitären Schülerlabor stattfinden. Die vorliegende Studie untersucht die Intervention KEMIE für Eltern-Kind-Paare (N = 254) der 3. bis 6. Jahrgangsstufe. Die monatlich dreistündigen Einheiten, stattfindend über einen Zeitraum von neun Monaten, werden unterteilt in die Einführung in das naturwissenschaftliche Thema und die materialgestützte Experimentierphase. Ziel der Studie ist die Untersuchung der Teilnahmemotivation für den außerschulischen Lernort. Dabei werden zudem das situationale Interesse und die Aus...
