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Classroom Management and its Impact on Lesson Outcomes in Physics
The major purpose of research in the present study was to contribute to the clarification of physics-related learning conditions in the phase when students change from primary to secondary school stage. This purpose goes back to the divergent performance of German primary and secondary school students in the science part of international comparative studies which have placed teachers under considerable pressure to provide an effective working atmosphere in their classrooms including an appropriate use of time for engagement in physics-specific contents. There is a wide consensus that, in developing efficient classroom management strategies, teachers can guarantee a higher amount of academic ...
Effects of integrated learning: explicating a mathematical concept in inquiry-based science camps
Although various arguments for integrated learning of mathematics and science exist, empirical evidence that integrated learning is as beneficial as anticipated is limited. Therefore this quasi-experimental study investigates the effect of integrated learning of mathematics and science on eight student variables by comparing it to a control group. Results show that integrated learning is no miracle cure but has positive and negative effects on specific student outcomes. Whereas integrated learning effects students' view of the relation between mathematics and science positively, it effects students' scientific self-concept negatively. Thus, integrated learning should not substitute but rathe...
Can We Make Them Use These Strategies?
Um erfolgreich forschend lernen zu können, müssen Schülerinnen und Schüler bestimmte Handlungsweisen erlernen und einüben. In einer Prä-Post-Studie zum Strategielernen wurden das hypothesengeleitete Experimentieren und die Control-of-Variables-Strategie zunächst vermittelt. Danach sollten diese Strategien in zwei Experimentierumgebungen, unterstützt durch z.B. Prompts, angewandt werden. Da sowohl reale Experimente als auch Computersimulationen zum Strategielernen eingesetzt werden können, wurden vier Treatmentgruppen (real-real, real-virtuell, virtuell-real, virtuell-virtuell) miteinander verglichen. Neben Kontrollvariablen wie kognitive Fähigkeiten und Motivation wurden prä-post ...
Aufgaben in der Allgemeinen Chemie
Die Klausuren der Studieneingangsphase, die Chemiestudierenden besonders Probleme bereiten, weisen einen hohen Mathematisierungsgrad auf. Bislang wurden die Probleme durch die Mathematisierung in der Chemie jedoch nur wenig untersucht. Es ist bekannt, dass ein chemischer Kontext zu einer starken Reduktion der Lösungswahrscheinlichkeit von Rechenaufgaben führt. Ein Fehlen von chemischem Verständnis wurde in diesem Zusammenhang ebenfalls festgestellt. In der vorliegenden Studie war daher die Identifikation verschiedener schwierigkeitserzeugender Faktoren bei der Bearbeitung chemischer Rechenaufgaben das Ziel. Durch die Verwendung verschiedener Tests (mathematische Fähigkeiten, chemisches R...
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...
Förderung des symbolisch-mathematischen Modellverständnisses in der Physikalischen Chemie
Die Physikalische Chemie ist durch die intensive Nutzung von symbolisch-mathematischen Modellen charakterisiert. Um die bei der Bearbeitung physikalisch-chemischer Aufgaben anfallenden Anforderungen bewältigen zu können, ist symbolisch-mathematisches Modellverständnis erforderlich. Ziel dieser Studie war es, lösungsbeispielbasierte Selbstlernmaterialien zur Unterstützung der Studierenden in der Physikalischen Chemie zu entwickeln und zu evaluieren. Für die Evaluation musste zunächst ein geeignetes Testinstrument zur Messung des symbolisch-mathematischen Modellverständnisses entwickelt werden. Zur Untersuchung der Effektivität des Lernmaterials wurde ein Switching-Replications-Design...
Kreativität in der Chemie
Schülerinnen und Schüler charakterisieren die Chemie häufig als rein logische und analytische Wissenschaft. Kreativität wird dagegen eher mit künstlerischen Disziplinen oder Sprachen assoziiert. Solche Vorstellungen spiegeln nicht nur ein unangemessenes Bild der Chemie wider, sondern können außerdem dazu führen, dass gerade Schülerinnen und Schüler, die sich gerne kreativ betätigen, eher davon abgehalten werden, die Chemie in ihre beruflichen Zukunftsplanungen einzubeziehen. Im vorliegenden Forschungsprojekt wurde der Frage nachgegangen, wie eine verstärkte und adäquate Behandlung von Kreativität im Chemieunterricht in die Wege geleitet werden kann. Eine dafür notwendige Vorau...
Visuelles Modellverständnis und Studienerfolg in der Chemie. Zwei Seiten einer Medaille
Die Literatur zum Studienerfolg zeigt auf, dass in den MINT-Fächern die Abbruchquote gerade in der Anfangsphase des Studiums besonders hoch ist. Ein Grund dafür könnte sein, dass Studierende mit den vielfältigen Anforderungen der "visuellen Wissenschaft" Chemie überfordert sind. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit dem visuellen Modellverständnis und seiner Rolle im Hinblick auf erfolgreiches Lernen und Studienerfolg. Die Ergebnisse der Hauptstudie weisen darauf hin, dass visuelles Modellverständnis eine entscheidende Kompetenz für ein erfolgreiches Studium ist. Studierende mit einem hohen visuellen Modellverständnis erreichen bessere Klausurnoten und eine höhere Performanz in standardisierten Fachwissenstests. Das visuelle Modellverständnis wird in der vorliegenden Arbeit durch einen eigens entwickelten Test valide und reliable erfasst. Die Arbeit liefert somit wichtige Erkenntnisse im fachbezogenen Zusammenspiel zwischen Visualisierungen in Lehrmaterialien sowie Studienerfolg und kann möglicherweise Impulse für eine Umstrukturierung von chemiebezogenen Studiengängen geben.
Interaktive Lernaufgaben in dem digitalen Schulbuch eChemBook
Durch die zunehmende Digitalisierung der Schulen können immer mehr Schülerinnen und Schüler digitale Endgeräte im Unterricht nutzen. Dadurch steigt der Bedarf an geeigneten digitalen Unterrichtsmaterialien, die die Potenziale der digitalen Endgeräte aufgreifen und lernförderlich nutzen. Im Rahmen des eChemBook-Projekts wurde hierfür ein Prototyp eines digitalen Schulbuchs für den Chemieunterricht entwickelt. Dabei ist das eChemBook keine digitale Variante eines analogen Schulbuchs, sondern bietet zusätzlich auch interaktive Elemente, wie z.B. Simulationen, Animationen und interaktive Lernaufgaben. In der vorliegenden Arbeit wurden diese interaktiven Lernaufgaben am Beispiel des Them...
Beeinflusst Priming das Physiklernen?
Die kognitionspsychologische Methode des Primings könnte einen neuen Ansatz aufzeigen, um bestimmte Schülervorstellungen beim Physiklernen zu beeinflussen. Beim Priming beeinflusst ein Reiz, ein sogenannter Prime, die Verarbeitung nachfolgender Informationen. In der empirischen Studie wurde das Physiklernen mit einem Lernprogramm, bestehend aus Texten und Bildern zum Dritten Newtonschen Axiom, angeregt. Zusätzlich wurde eine Animation als Prime dargeboten. Der Prime sollte bestimmte Schülervorstellungen, die zum Lernprogramm kompatibel sind, aktivieren und somit das Physiklernen unterstützen. Die Ergebnisse zeigen: Das Lernprogramm war sehr effektiv, während der Prime keinen signifikanten Einfluss auf das Physiklernen zeigte. Die einfachen Texte und Bilder des Lernprogrammes könnten den intendierten Nutzen des Primes reduziert haben.
