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Die Bedeutung der Elementarisierung für den Erfolg von Mechanikunterricht in der Sekundarstufe I
In der Kraftstoßkonzeption nach Wiesner et al. werden u. a. zweidimensionale Bewegungen und gerichtete Größen diskutiert sowie auf die Beschleunigung verzichtet. In den bisherigen Forschungsergebnissen bleibt offen, ob die beobachteten positiven Ergebnisse auf diese Elementarisierungen zurückzuführen sind. In der vorliegenden Arbeit wurde daher die Wirkung dieser Konzeption mit einer sich nur in der Elementarisierung unterscheidenden Adaption verglichen. Die neue Variante verwendet eindimensionale Bewegungen, konstante Kräfte sowie die Beschleunigung. Den Lehrkräften beider Gruppen wurden Lehrtexte, Workbooks und Unterrichtsverlaufspläne bereitgestellt. Die Wirkungen der beiden Inter...
Vernetztes Lernen im fächerdifferenzierten und integrierten naturwissenschaftlichen Unterricht aufgezeigt am Basiskonzept Energie
In erfolgreichen Lernprozessen müssen die zahlreichen zunächst noch unbekannten und ungeordneten Begriffselemente miteinander verknüpft und in bereits bestehende Begriffsnetze sinnstiftend integriert werden. Lerntheoretisch ist anzunehmen, dass das vernetzte Lernen des fächerübergreifenden Energiekonzepts im integrierten naturwissenschaftlichen Unterricht besser gelingt als dies im fächerdifferenzierten naturwissenschaftlichen Unterricht der Fall sein dürfte, da die Begriffselemente des Energiebegriffs räumlich und zeitlich stärker zusammenhängend unterrichtet werden. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wurde untersucht, welchen Einfluss integrierter bzw. fächerdifferenzierter natur...
Wirkung des Tablet-Einsatzes im Chemieunterricht der Sekundarstufe I unter besonderer Berücksichtigung von Wissensvermittlung und Wissenssicherung
Aufgrund der zunehmenden Ausstattung von Schulen mit digitaler Technik kommen der Entwicklung und Evaluation von digital-gestützten Unterrichtsmaterialien große Bedeutung zu. Dabei können sowohl bewährte Formate, wie die Aufgabenbearbeitung, durch digitale Medien erweitert als auch wenig erforschte Konzepte, wie die Erstellung von Erklärvideos, ausgearbeitet werden. Vor diesem Hintergrund wurden zwei Tablet-gestützte Lernumgebungen für den Chemieanfangsunterricht entwickelt. Beide umfassten eine identische Erarbeitungsphase zur Vermittlung neuer Fachinhalte, aber unterschiedliche Sicherungsphasen: digital-gestützte Aufgabenbearbeitung vs. Erstellung von Erklärvideos. Eine Evaluation...
Die Kompetenz von Studierenden, Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren zu diagnostizieren
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 ...
Entwicklung eines Performanztests zur Messung der Fähigkeit zur Unterrichtsplanung bei Lehramtsstudierenden im Fach Physik
Die Fähigkeit, qualitativ hochwertigen Unterricht planen und durchführen zu können, stellt eine zentrale berufliche Anforderung an Lehrkräfte dar. Die Zusammenhänge zwischen der Fähigkeit der Unterrichtsplanung und Aspekten der professionellen Handlungskompetenz sind allerdings nur teilweise geklärt, ebenso inwieweit praktische Ausbildungsphasen die Entwicklung der Planungsfähigkeit fördern. Ausgehend von dieser Fragestellung wurde im Projekt Profile-P+ ein schriftlicher Performanztest zur Erfassung der Planungsfähigkeit im Fach Physik entwickelt und bei N = 68 Masterstudierenden vor und nach dem Praxissemester eingesetzt. Zusätzlich wurden neben anderen Validierungsstudien auch I...
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...
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...
Schülerlabore als interessefördernde authentische Lernorte für den naturwissenschaftlichen Unterricht nutzen
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 Ve...
Konzeption und Evaluation eines kontextstrukturierten Unterrichtskonzeptes f"ur den Anfangs-Elektrizit"atslehreunterricht
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 physikali...
Multimedial unterstütztes Experimentieren im webbasierten Labor zur Messung, Visualisierung und Analyse des Feldes eines Permanentmagneten
Die vorliegende Arbeit beschreibt ein webbasiertes Labor, das es Lernenden in der Sekundarstufe erlaubt, das Feld eines Magneten präzise zu vermessen und für die Darstellung der Messwerte zwischen unterschiedlichen Visualisierungen zu wählen. In der entwickelten Experimentierumgebung lassen sich auch anspruchsvolle Aufgaben auf Universitätsniveau bearbeiten, wie z.,B. die Bestimmung der Magnetisierung des Magneten. Weiterhin werden Konzeption und Durchführung einer empirischen Untersuchung erläutert, die darauf abzielt, durch digitale, in die Experimentierumgebung eingebettete Hilfen die Fertigkeiten der Lernenden zur Dokumentation von Messwerten zu fördern. 119 Lernende der 11. Jahrg...
