Sascha Bernholt (Hg.)
Inquiry-based Learning – Forschendes Lernen
Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik Jahrestagung in Hannover 2012
Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP)
Sascha Bernholt (Hg.)
Inquiry-based Learning – Forschendes Lernen
Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik
Band 33
IPN
Sascha Bernholt (Hg.)
Inquiry-based Learning – Forschendes Lernen
Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik Jahrestagung in Hannover 2012
IPN
Die Informationen im vorliegenden Buch werden ohne Rücksicht auf einen eventuellen Patentschutz veröffentlicht. Warennamen werden ohne Gewährleistung der freien Verwendbarkeit benutzt. Texte und Abbildungen wurden mit größter Sorgfalt zusammengestellt, dennoch sind Fehler nicht auszuschließen. Verlag, Herausgeber sowie die Autorinnen und Autoren können für fehlerhafte Angaben und deren Folgen weder eine juristische Verantwortung noch irgendeine Haftung übernehmen.
Alle Rechte vorbehalten; Vervielfältigungen und Speicherung in elektronischen Medien – auch zum Zwecke der Eigennutzung – sowie die gewerbliche Nutzung von in diesem Buch gezeigten Modellen, Arbeiten etc. sind nicht gestattet.
Bibliographische Informationen der Deutschen Nationalbibliothek
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliographie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.
ISBN 978-3-89088-360-1
Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP) Herausgeber: Sascha Bernholt
Vorstand: Ilka Parchmann (Sprecherin), Thorid Rabe, Peter Reinhold, Sascha Schanze
© IPN Kiel 2013
Alle Rechte beim Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN), Olshausenstr. 62, D-24118 Kiel
www.ipn.uni-kiel.de
6 Inhaltsverzeichnis
SASCHA BERNHOLT
Vorwort 27
ILKA PARCHMANN
Einleitung 28
JOSEF LANGE
Grußwort zur Eröffnung der Jahrestagung 30
Plenarvorträge
DIETMAR HÖTTECKE
Forschend-entdeckenden Unterricht authentisch gestalten – ein Problemaufriss 32
Vortrag anlässlich der Nachwuchspreisverleihung
SUSANNE HEINICKE
Aus Fehlern wird man klug - Eine Genetisch-Didaktische Rekonstruktion des
„Messfehlers“ 46
Workshop
LYDIA SCHULZE HEULING &GERALD REUTHER
Phänomene im leeren Raum - Schauexperimente im Rahmen experimenteller
Wissensproduktion 59
Gruppenvorträge Vortragsblock A
DAVID-SAMUEL DI FUCCIA
Offenes Experimentieren in der Chemie 62
ANDREAS NEHRING,KATHRIN H.NOWAK,ANNETTE UPMEIER ZU BELZEN &
RÜDIGER TIEMANN
"VerE-Studie" - Modellbasierte Erfassung von Kompetenzen im Bereich der
Erkenntnisgewinnung der Fächer Chemie und Biologie 65
7
KATHRIN NOWAK,ANDREAS NEHRING,JAANA BJÖRKMAN,RÜDIGER TIEMANN &
ANNETTE UPMEIER ZU BELZEN
Phasen der Erkenntnisgewinnung im Biologie- und Chemieunterricht 68 JAANA BJÖRKMAN &RÜDIGER TIEMANN
Erkenntnisgewinnung im Chemieunterricht im internationalen Vergleich -
Ergebnisse einer Videostudie 71
HANS-DIETER KÖRNER &ROGER ERB
Zur Bedeutung von Experimenten bei der Erkenntnisgewinnung 74 STEFAN SCHROEDTER &HANS-DIETER KÖRNER
Kognitive Prozesse bei der Beobachtung von Exprimentaldaten 77 MARCUS BÖHRET &HANS-DIETER KÖRNER
Einfluss von Unterrichtstätigkeiten auf die Entwicklung prozessorientierter Kompetenzen und der fachbezogenen
Selbstwirksamkeitserwartung 80
ANNA STOLZ &ROGER ERB
Experimentiersituationen mit unterschiedlichem Öffnungsgrad 83 CHRISTIAN MÉZES &ROGER ERB
Zur Motivation beim Experimentieren 86
KATHARINA FRICKE &HANS E.FISCHER
Die Rolle von Klassenführung für physikbezogene Unterrichtsergebnisse 89 MAJA BRÜCKMANN &MANFRED EULER
Energiebildung in der Schule – Eine Bestandsaufnahme aus der Praxis 92 LARISSA GREINERT,CHRISTINA TUNKE &MICHAEL KOMOREK
Dual Search von Physiklehrkräften im Hypothesen- und Experimentraum 95 ADEJOKE ADESOKAN &CHRISTIANE S.REINERS
Zur Förderung naturwissenschaftlicher Arbeits- und Denkweisen bei
Schülerinnen und Schülern mit Hörschädigung im Chemieunterricht 98 RÜDIGER KRAUß &VOLKER WOEST
Naturwissenschaft am Förderzentrum 101
CHRISTOPH GUT &PETER LABUDDE
HarmoS-Projekt: Validitätsanalyse des large-scale Experimentiertests 104
8
NICO SCHREIBER,HEIKE THEYßEN &HORST SCHECKER
Messung experimenteller Kompetenz auf Populationsebene 107 ANDREA SCHUMACHER &CHRISTIANE S.REINERS
Authentizität im Chemieunterricht – Wegbereitung in der Lehrerbildung 110
Vortragsblock B
LARS-JOCHEN THOMS &RAIMUND GIRWIDZ
Scaffolding Inquiry-Based Learning in Remotely Controlled Laboratories 113 MEIKE BERGS &MAIK WALPUSKI
Strategienutzung in realen und virtuellen Experimentierumgebungen 116 CHRISTIAN MAURER &KARSTEN RINCKE
Zielgerichtetes Experimentieren 119
JENNA SÄNGER,MARKUS EMDEN &ELKE SUMFLETH
Methoden zur Förderung naturwissenschaftlich-experimentellen Arbeitens 122 KERSTIN BRAUSEWETTER
Naturwissenschaften für Fachkräfte - Inhalte, Aufgaben, Ziele 125 MARKUS PESCHEL
Gute Aufgaben für forschendes Lernen im experimentierenden Sachunterricht 128 SVEN SOMMER
Langzeituntersuchung Lernen an interaktiven Exponaten 131 INGRID WOTTLE-JACOB
Naturwissenschaftliche Problemlöseaufgaben für interessierte und begabte
Grundschulkinder 134
SILKE MIKELSKIS-SEIFERT,ARNE FREISFELD &CORINNE KNITTEL
Bewertungskompetenz – eine Schulbuchanalyse 137
CORINNE KNITTEL &SILKE MIKELSKIS-SEIFERT
Wie verändert Unterricht das Bewerten?-
Messinstrumente/Modelle/Erkenntnisse 140
9 JULIA HEINRICHS &DAVID-SAMUEL DI FUCCIA
Möglichkeiten der Diagnose und Förderung von Bewertungskompetenz 143 MARK SAKSCHEWSKI,SUSANNE BÖGEHOLZ,SABINA EGGERT,RENA MEYER &
SUSANNE SCHNEIDER
Bewertungskompetenz im Physikunterricht: Erste Ergebnisse einer Studie mit
Lautem Denken 146
MARK SAKSCHEWSKI,SUSANNE BÖGEHOLZ,SABINA EGGERT &SUSANNE
SCHNEIDER
Messinstrument zum Basiskonzept Energie für Bewertungskompetenz:
Ergebnisse zum Bewerten, Entscheiden und Reflektieren 149 INES UNVERRICHT &MANUELA NIETHAMMER
Ein Leitinstrument für die Analyse von betrieblichen Zusammenhängen 152 SANDRA LEIN &GESCHE POSPIECH
Akademische Arbeitsinhalte im Unterricht – eine lösbare Aufgabe für
Lehramtsstudierende der Physik und Chemie? 155
THOMAS PRESTEL,GESINE SEIDEL,GESCHE POSPIECH &MANUELA NIETHAMMER
Projekt Naturwissenschaft trifft Kunst - didaktische Einordnung 158 ANNIKA FRICKE &HORST SCHECKER
Hypermedia-Skripte im Physikalischen Praktikum 161
OLAF KREY &THORID RABE
Physikdidaktischer Kompetenzerwerb im Praktikum "Physikalische
Schulexperimente" 164
REINDERS DUIT
Globalisierung und Naturwissenschaftsdidaktik 167
Vortragsblock C
CLAUDIA FISCHER,KAREN RIECK &BRIGITTE DÖRING
"SINUS an Grundschulen" - Mathematik und Naturwissenschaften entwickeln 170 STEFAN ZEHETMEIER &KONRAD KRAINER
Das Projekt IMST in Österreich 173
10 CLAUDIA STÜBI &PETER LABUDDE
Swiss Science Education - Innovative Unterrichtsentwicklung an Schulen 176 CLAUS BOLTE &SABINE STRELLER
PROFILES I: Von der Theorie zur Praxis 178
CLAUS BOLTE &SABINE STRELLER
PROFILES I: Education through Science/Bildung durch
Naturwissenschaften 180
PETER LABUDDE &JOHANNES BÖRLIN
Inquiry-Based Learning: Versuch einer Einordnung zwischen
Bildungsstandards, Forschungsfeldern und PROFILES 183 CLAUS BOLTE,MICHAEL ALBERTUS &NINA BERTELS
Potenzielle Faktoren chemiebezogener Berufswahlentscheidungen – Entwicklung eines Fragebogens zur Analyse fachbezogener
Entwicklungsaufgaben 186
THERESA SCHULTE &CLAUS BOLTE
Naturwissenschaftliche Bildung im Meinungsbild internationaler
Stakeholder 189
SABINE STRELLER &CLAUS BOLTE
PROFILES II: Beispiele aus der Projektpraxis 192
SABINE STRELLER
PROFILES in der Lehramtsausbildung 194
VINCENT SCHNEIDER &CLAUS BOLTE
Stages of Concern angehender Chemielehrer/-innen hinsichtlich IBSE 197 CLAUS BOLTE,TUULA KEINONEN,THOMAS MÜHLENHOFF &KARI SORMUNEN
PROFILES Unterricht im Urteil von Schülern aus Finnland u.
Deutschland 200
NORA FERBER,MARKUS EMDEN &ELKE SUMFLETH
Kompetenzentwicklung im Fachwissen Chemie in der Sekundarstufe I 203 FELIX SCHOPPMEIER,ANDREAS BOROWSKI &HANS E.FISCHER
Validierung eines Kompetenzmodells für Physik in der Sekundarstufe II 206
11 HILDEGARD URBAN-WOLDRON
Das Verständnis der Elektrizitätslehre überprüfen 209
CAROLINE KÖRBS &RÜDIGER TIEMANN
Mindeststandards im Chemieunterricht am Ende der Pflichtschulzeit 212 CHRISTOPH STOLZENBERGER &THOMAS TREFZGER
Der Einfluss der didaktischen Lernumgebung auf das Erreichen geforderter
Bildungsziele am Beispiel der W- und P-Seminare im Fach Physik 215 RAINER WACKERMANN &BURKHARD PRIEMER
Tiefenstrukturen im Physikunterricht mit Schülerexperimenten 218 MAXIMILIAN BARTH &GUNNAR FRIEGE
Interviewstudie zur Einbettung von Experimenten in den Kursunterricht 221
Vortragsblock D
MAREIKE KLOSTERMANN,MAIKE BUSKER &ILKA PARCHMANN
Erwartungen und Einstellungen von Chemie-Studierenden 224 KATJA FREYER,MATTHIAS EPPLE &ELKE SUMFLETH
Bestimmung des Studienerfolgs Erstsemesterstudierender im Fach Chemie 227 STEFANIE HERZOG &ILKA PARCHMANN
Fachwissen von Lehramtsstudierenden zum Struktur-Eigenschafts-Konzept 230 VAHIDE TASKIN,SASCHA BERNHOLT &ILKA PARCHMANN
Fachwissen von Lehramtsstudierenden zu chemischen Repräsentationen 233 ANITA STENDER,MAJA BRÜCKMANN &KNUT NEUMANN
Untersuchung zum Zusammenhang zwischen professioneller
Handlungskompetenz und Unterrichtsplanung 236
MANDY METZNER &MANUELA WELZEL-BREUER
Handlungskompetenz von Erziehern 239
CHRISTOPH VOGELSANG &PETER REINHOLD
Die Rolle universitären Wissens für das Unterrichtshandeln 242 DAVID WOITKOWSKI,JOSEF RIESE &PETER REINHOLD
Fachwissen Physik – Innere Struktur und Faktoren des Wissenserwerbs 245
12
NICOLA MESCHEDE,MIRJAM STEFFENSKY,MARCO WOLTERS &KORNELIA MÖLLER
Professionelle Unterrichtswahrnehmung (angehender) Lehrkräfte hinsichtlich der Lernunterstützung im naturwissenschaftlichen Grundschulunterricht (Das
Projekt ViU: Early Science) 248
MARTIN DRAUDE &RITA WODZINSKI
Diagnosekompetenz von Lehrkräften beim computergestützten Experimentieren 251 JAN-HENRIK KECHEL &RITA WODZINSKI
Erfassung von Lernschwierigkeiten bei computergestützten Experimenten 254 KATHARINA GROß &CHRISTIANE S.REINERS
Experimente alternativ dokumentieren - Möglichkeiten zur Differenzierung und
Diagnose im Chemieunterricht?! 257
MARTIN LINDNER &STEPHAN DOMSCHKE
Das EU-Projekt ESTABLISH: MINT-Bildung unter Einbeziehung aller
Beteiligten 260
SASCHA GEORGES,ANDREAS AMMANN &MARTIN LINDNER
MINT im Lehramtsstudium - Eine Untersuchung zur Akzeptanz 263 LOUISE BINDEL &MARTIN LINDNER
ESTABLISH: Policy making im MINT-Bereich 266
THOMAS AMENDA,HORST SCHECKER &CHRISTOPH KULGEMEYER
Bedeutung fachlicher Elementarisierungen für das Verständnis der Kinematik 269 MAREIKE BOLTEN &VERENA PIETZNER
Einsatz von Visualisierungen in Grundlagenvorlesungen der Chemie 272 ANJA GÖHRING
Modellversuch NWT - naturwissenschaftlich integrierte Lehrerausbildung 275 NICOLA GROßEBRAHM &STEFAN RUMANN
Elemente chemiedidaktischer Lehrerbildung - Erste Ergebnisse einer
Interventionsstudie 278
NINA WEGNER &RÜDIGER TIEMANN
Inquiry Learning - ein Konzept für die universitäre Lehrerbildung 281
13 Vortragsblock E
CHRISTOPHER ACHENBACH &CLAUDIA VON AUFSCHNAITER
Bringt der Kontext wirklich was? (Erste) Ergebnisse einer Interventionsstudie 284 FLORIAN SCHEFFLER,RITA TANDETZKE &ANDREAS KOMETZ
Chemie ist keine Hexerei - Untersuchungen zur Wahrnehmung von Kindern bei
Schauvorlesungen 287
BIANCA WATZKA &RAIMUND GIRWIDZ
Aufgabenformate und Kontextorientierung beim Physiklernen mit Sensoren 290 NERMIN ÖZCAN &ELKE SUMFLETH
Sprachförderung im Chemieunterricht 293
MATHIAS IHNE &CLAUDIA VON AUFSCHNAITER
Wie lernen Hochbegabte Physik? 296
MANUELA LEHNEN &STEFAN RUMANN
Naturwissenschaftliche und fächerübergreifende Problemlösekompetenz 299 RONNY SCHERER &RÜDIGER TIEMANN
Modellierung von Kompetenzveränderungen beim komplexen Problemlösen im
Fach Chemie 302
MOHAMED SHAHAT,ANNIKA OHLE &HANS E.FISCHER
Fostering Problem Solving Abilities for Egyptian Physics Classes 305 SABINE FECHNER &ALEXANDER KAUERTZ
Merkmale von Kontexten in Chemie und Physik 308
HELENA VAN VORST,SABINE FECHNER &ELKE SUMFLETH
Kontextmerkmale und ihr Einfluss auf das Schülerinteresse im Fach
Chemie 311
ALEXANDRA DORSCHU,HEIKO KRABBE,ALEXANDER KAUERTZ &HANS E.
FISCHER
Kontexte in Kompetenztests: schwierigkeitserzeugende Faktoren 314 CORVIN ZAHN &UTE KRAUS
Allgemeine Relativitätstheorie in der Schule 317
14 MARTIN ERIK HORN
Die Raumzeit-Algebra der (3x3)-Matrizen 320
STEFAN RICHTBERG &RAIMUND GIRWIDZ
Livebild & Funktionsgraph – Echtzeitüberlagerung beim Experimentieren 323 GESCHE POSPIECH
Mathematisierung aus Sicht von Schülern der Sekundarstufe I 326 ALEXANDER STRAHL,SABRINA THIELE &RAINER MÜLLER
Formeln in Physik(schul)büchern - eine quantitative Untersuchung 329 SEBASTIAN KORFF &MARTIN PANUSCH
Analyse von mathematischem Kompetenzerwerb mit dem Rasch-Modell 332 BERND BÜHLER
Zufall und Notwendigkeit in den Vorstellungen von Jugendlichen 335 INES SCHMIDT &DAVID-SAMUEL DI FUCCIA
Mathematische Modelle im Chemieunterricht 338
Vortragsblock F
EDVIN ØSTERGAARD
Foucaults Pendel: wissenschaftliche und ästhetische Dimensionen 341 AKSEL HUGO
Raumbedingungen des forschenden Lernens 344
FLORIAN THEILMANN
Genetisches Lehren und Lernen in den Naturwissenschaften? 347 LYDIA MURMANN,MARKUS REHM &PETER BUCK
Phänomenologische Prämissen für Inquiry Based Learning 350 ARNE DITTMER,JÜRGEN MENTHE,ULRICH GEBHARD &DIETMAR HÖTTECKE
Hamburger Perspektiven auf Bewertungskompetenz 353
JÜRGEN MENTHE &PETER DÜKER
Wie Subjekte urteilen und entscheiden - Habitus, Intuitionen, implizites
Wissen und bewährte Strategien 356
15 DIETMAR HÖTTECKE
Subjektive Orientierungen beim Urteilen und Entscheiden - Das Beispiel
Klimawandel 359
ULRICH GEBHARD
Die explizite Reflexion impliziter Welt- und Menschenbilder als konstitutiver Anteil ethischer Bewertungskompetenz: Der Ansatz der
Alltagsphantasien 362
ARNE DITTMER
Das philosophische Gespräch im naturwissenschaftlichen Unterricht 365 BRIGITTE KOLIANDER &ANJA LEMBENS
„Lohnt sich der Aufwand?“ – Inquiry und Erwartungen der Lehrer/innen 368 ULRIKE BÖHM,SUSANNE NARCISS &GESCHE POSPIECH
Keine Lust auf Physikunterricht? Eine Veränderung der Motivation von
Studierenden im Grundschullehramt ist zwingendnotwendig 371 TERESA HENNING,RAINER MÜLLER &ALEXANDER STRAHL
Kontextorientierte Aufgaben in der Hochschuldidaktik 374 BENBETKA MAHDI,AHMED LATEF &MAHDI ABDELLAH
Die Vorstellungen von Studenten der Mittelstufe und ihr Einfluss auf
Lehrerbildung (am Beispiel der Wärmelehre) 377
SIMONE ABELS,HANNAH BUSCH,ANJA LEMBENS,SANDRA PUDDU &BERND RALLE
Eine Klasse, viele SchülerInnen - Vielfalt im Naturwissenschaftsunterricht 380 SIMONE ABELS
Diversität und Heterogenität – eine theoretische und normative Verortung
im Naturwissenschaftsunterricht 383
SANDRA PUDDU &ANJA LEMBENS
Einführung von Inquiry-based Learning in einer Klasse mit hoher
Diversität 386
HANNAH BUSCH &BERND RALLE
Fachsprachliche Kompetenzen in heterogenen Lerngruppen fördern 389 FRIEDERIKE KORNECK,LARS OETTINGHAUS &JAN LAMPRECHT
Überzeugungen von Physiklehrern: Determinanten und Konsequenzen 392
16
LARS OETTINGHAUS,FRIEDERIKE KORNECK &JAN LAMPRECHT
Überzeugungen von Physiklehrern: Vorarbeiten für ein Regressionsmodell 395 ANDREAS HENKE &DIETMAR HÖTTECKE
Entwicklung von Schülervorstellungen zur Natur der Naturwissenschaften im
Rahmen forschenden Lernens und historischer Fallstudien 398 NORMAN F.RIEHS &STEFAN RUMANN
Messung des Grades an Wissenschaftlichem Realismus: Validierungsstudie 401 LYDIA SCHULZE HEULING,MATTHIAS NÜCKLES &SILKE MIKELSKIS-SEIFERT
Wissenschaftsverständnis und Lehr-Lernmethoden - Eine explorative Studie
anhand der Physik 404
Vortragsblock G
ANNI HEITZMANN
Technikunterricht – auch in den Naturwissenschaften: Das Beispiel "exreTu" - eine Auseinandersetzung mit dem Thema Technik vor dem Hintergrund des
"Inquiry Based Learning" 407
ANNI HEITZMANN,KARIN GÜDEL &FRANZ THEILER
Forschendes Lernen mit "exreTu": Expliziter, reflektiver
Technikunterricht 410
KARIN GÜDEL,NETKEY SAFI &ANNI HEITZMANN
Technik und Technikunterricht: Nützlich und/oder interessant? 413 NETKEY SAFI,KARIN GÜDEL &ANNI HEITZMANN
Technische Kompetenz erwerben – aber wie? 416
GOTTFRIED MERZYN
Harte Naturwissenschaften - was steckt hinter diesem Begriff? 419 KATRIN BÖLSTERLI,MARKUS REHM &MARKUS WILHELM
Welche Kluft besteht zwischen Fachdidaktikern und Lehrpersonen in Bezug auf die Gewichtung kompetenzorientierter Lehrmittelkriterien? 422 STEFAN SCHMIT,SEBASTIAN PETERS &MICHAEL KOMOREK
Physikschulbücher als Lernmaterialien!? 425
17
SEBASTIAN PETERS,STEFAN SCHMIT &MICHAEL KOMOREK
Didaktisch designte Lernmaterialien für den Physikunterricht 428 CLAUDIA HAAGEN-SCHÜTZENHÖFER,JOACHIM ROTTENSTEINER &MARTIN HOPF
Akzeptanzbefragung zu Optikunterrichtsmaterialien 431
JOCHEN KUHN &PATRIK VOGT
N.E.T: New Media Experimental Tools - Theoretischer Hintergrund, Beispiele
und erste Erkenntnisse zum Experimentieren mit Smartphones & Co 434 PATRIK VOGT,JOCHEN KUHN &ANDREAS FINKLER
Experimente mit Smartphones und externen Sensoren 437
SEBASTIAN MENDEL,ANDRÉ BRESGES &JOACHIM HEMBERGER
Experimente zur Videoanalyse mit dem Tablet-PC 440
THOMAS WILHELM
Chancen und Probleme von Beschleunigungssensoren 443
SASCHA SCHANZE &BERNHARD SIEVE
IWB-Einsatz im naturwissenschaftlichen Unterricht? Ja, aber wie? 446 BERNHARD SIEVE &SASCHA SCHANZE
Was denken MINT-Lehrer über ihren Umgang mit dem interaktiven
Whiteboard? 449
DAVID OBST &GESCHE POSPIECH
Einsatz interaktiver Tafeln im Physikunterricht 452
MARCUS KOHNEN &KATHRIN RACHERBÄUMER
Übergänge ohne Brüche?! Individualisierter Unterricht im MINT Bereich 455 ANGELIKA WOLF &MATTHIAS LAUKENMANN
Mehrebenenanalyse der Zusammenhänge von Eigenständigkeit, Selbstbestimmung, Motivation und Lernerfolg im Physikunterricht an
Realschulen 458
MARIA EGBERS &ANNETTE MAROHN
Konzeptentwicklungs- und Gesprächsprozesse im Rahmen der
Unterrichtskonzeption "choice2learn" 461
18
SEBASTIAN RITTER,ECKART HASSELBRINK &ELKE SUMFLETH
Der Einfluss des Lerninhalts "Nano-Größeneffekte" auf Teilchen- und
Modellvorstellungen von Schülerinnen und Schülern 464
MARIANNE KORNER,HILDEGARD URBAN-WOLDRON &MARTIN HOPF
Cross Age Peer Tutoring in Physik – Rolle und Lernerfolg 467
Vortragsblock H
JOHANNES BÖRLIN &PETER LABUDDE
Das Experiment = eine Lerngelegenheit? Ergebnisse aus der trinationalen
Videostudie "Quality of Instruction in Physics" 470 CHRISTIAN SPODEN &HANS E.FISCHER
Kompetenzzuwächse im Physikunterricht: Multifaktorielle Analysen 473 NADJA BELOVA,TIMO FEIERABEND &INGO EILKS
Rollenspiele über den Klimawandel 476
ANJA GOTTWALD &GISELA LÜCK
Bifokales Experimentieren und die Sprachentwicklung von Grundschulkindern 479 MARIO HOFFMANN &CLAUS BOLTE
C-Tests zur Diagnose fachbezogener sprachlicher Kompetenzen 482 DANIEL KECK,FLORIAN SARKA &ERICH STARAUSCHEK
Welche Schüler nutzen Physik-Onlineforen wozu? Eine explorative Studie 485 JESSIE BEST,MEIKE WILLEKE,GESCHE POSPIECH &ANTJE HEINE
Das EU-Projekt SECURE (Science Education CUrriculum REsearch) 488 KATHRIN STECKENMESSER-SANDER &CLAUDIA VON AUFSCHNAITER
Bearbeiten Mädchengruppen physikbezogene Aufgaben anders als
Jungengruppen? 491
CLAUDIA MEINHARDT,OLAF KREY &THORID RABE
Studienwahlmotive (SWM) Physik-Lehramtsstudierender - Ausgewählte
Ergebnisse 494
IVO HÄUSLE &MANUELA WELZEL-BREUER
Erneuerbare Energie: Fortbildung für ErzieherInnen 497
19 SÖNKE GRAF &MANUELA WELZEL-BREUER
Analyse von Kommunikationsprozessen in einer naturwissenschaftlichen
Lehrerfortbildung 500
SIMON ZANDER,HEIKO KRABBE &HANS E.FISCHER
Lehrerfortbildung und Lernzuwächse im Fachwissen 503
RICARDO KARAM
Formale Analogien in der Physik-Lehramtsausbildung 506
KAMEN ALEXANDER MANTSCHEW &REINHARD PASTILLE
K3NAT: Evaluationskonzepte für die Sprachaktivierung im NAT-Unterricht 509 STEFAN MUTKE &OLIVER TEPNER
Entwicklung des Professionswissens im Fach Chemie in den ersten sechs
Monaten des Referendariats 512
INGRID KRUMPHALS,JOSEF RIESE,PETER REINHOLD &MARTIN HOPF
Wirksamkeit der Physiklehramtsausbildung in Österreich 515 SOPHIE KIRSCHNER,ANDREAS BOROWSKI &HANS E.FISCHER
Die Modellierung des Professionswissens von Physiklehrkräften 518
Poster
CHRISTOPH KULGEMEYER
Professionswissen von Lehramtsstudierenden der Physik und der Chemie -
Einführung in das Postersymposium 521
ELISABETH TOMCZYSZYN,CHRISTOPH KULGEMEYER &HORST SCHECKER
Physik erklären - Erklärungswissen von Physikstudierenden 524 YVONNE GRAMZOW,JOSEF RIESE &PETER REINHOLD
Innere Struktur und Operationalisierung fachdidaktischen Wissens 527 MARTIN WALZER,HANS E.FISCHER &ANDREAS BOROWSKI
Fachwissen im Studium zum Lehramt der Physik 530
JOCHEN KRÖGER,KNUT NEUMANN &STEFAN PETERSEN
Messung professioneller Kompetenz im Fach Physik 533
20
STEFANIE HERZOG,VAHIDE TASKIN,SASCHA BERNHOLT,MIRJAM STEFFENSKY
&ILKA PARCHMANN
Entwicklung eines Instruments zur Erfassung des fachdidaktischen
Wissens von Chemie-Lehramtsstudierenden 536
PHILIPP STRAUBE &VOLKHARD NORDMEIER
Längsschnitt zur SI-Kompetenzerfassung Physik(Lehramts)-Studierender 539 MARKUS PESCHEL,HILDE KÖSTER &MONIKA ZIMMERMANN
Forschendes Lernen in der Frühpädagogik und im Sachunterricht 542 ANNEGRET SCHUMACHER &MARKUS PESCHEL
Forschendes Lernen im Grundschullabor für Offenes Experimentieren
(GOFEX) 545
MONIKA ZIMMERMANN
Maßnahmen und Effekte eines Professionalisierungsmodells zur frühen
naturwissenschaftlichen Bildung 548
CHRISTINE WALDENMAIER,HILDE KÖSTER,BERNHARD MÜLLER &JÖRG
NICHT
Zur Engagiertheit von Kindern beim Experimentieren 551 JOCHEN LUTTENBERGER,MONIKA ZIMMERMANN &MANUELA WELZEL-
BREUER
Experimentiermaterial für Kindergarten- und Grundschulkinder -
Feedback aus der Praxis 554
KIRSTEN RICHTER,FRITZ SCHLIEßMANN &SIMON CLAUSEN
Die Bedeutung des Genetischen Gesprächs bei Fortbildungen 557 STEFANIE CARELL &MARKUS PESCHEL
Forschendes Lernen im Web 2.0 – kidipedia 560
DANIELA KRISCHER &MARTIN GRÖGER
Chemieunterricht in naturnaher Umgebung und naturbezogenen Kontexten -
eine Konzeptidee 563
MARKUS PRECHTL
Vorbilder für Mädchen im Chemie-/Physikunterricht 566
PHILIPP SPITZER,MARKUS PRECHTL &MARTIN GRÖGER
Risikoverhalten und maskuline Performanz von Jungen im Chemieunterricht 569
21 PHILIPP SPITZER &MARTIN GRÖGER
Chemie in naturnaher Umgebung und naturbezogenen Kontexten schon im
Sachunterricht 572
EDUARDO BACQUET-PÉREZ &MANUELA WELZEL-BREUER
Entstehung von Gerichtetheit bei Kindern in schwierigen Lebenslagen innerhalb einer naturwissenschaftlichen Lernumgebung: eine Fallstudie 575 ALINA KINSCHER &STEFAN RUMANN
Individuelle Förderung - Durch individuell zugeordnete Aufgaben und
formatives Assessment 578
INGA KALLWEIT &INSA MELLE
Effektivität des Einsatzes von Selbsteinschätzungsbögen im Chemieunterricht - Individuelle Förderung durch selbstreguliertes Lernen 581 SANDRA ANUS &INSA MELLE
Diagnose und individuelle Förderung im Chemieunterricht - Konzeption und
Evaluation einer Fördereinheit 584
MARTIN DICKMANN &HEIKE THEYßEN
Curriculare Validität von Units zur Messung experimenteller Kompetenz 587 STEPHANIE TRUMP &ANDREAS BOROWSKI
Notwendige Mathematik in der Physik (Sek II) 590
MARTIN SCHWICHOW &HENDRIK HÄRTIG
Überprüfung eines Modells zur Entwicklung experimenteller Kompetenz 593 HEIKE THEYßEN,HORST SCHECKER,KNUT NEUMANN,MARTIN DICKMANN &BODO
EICKHORST
Messung experimenteller Kompetenz in Large Scale Assessments 596 JAN CHRISTOPH HADENFELDT &KNUT NEUMANN
Die Entwicklung der Kompetenz im Umgang mit dem Materiekonzept 599 SÖREN PODSCHUWEIT,MAJA BRÜCKMANN &SASCHA BERNHOLT
Videobasierte Erfassung der Komplexitätsentwicklung im Chemie- und
Physikunterricht 602
MELANIE WÄCHTER &ALEXANDER KAUERTZ
Förderung argumentativer Fähigkeiten im Physikunterricht 605
22 SVEN C.LIEPERTZ &ANDREAS BOROWSKI
Fachwissen, Sachstruktur und Lernerfolg im Physikunterricht 608 JAN HOFMANN &CLAUDIA VON AUFSCHNAITER
Entwicklung und Evaluation einer videogestützten Lehrerfortbildung 611 ANNA SCHMITT &INSA MELLE
Entwicklung und Evaluation einer Lehrerfortbildung zur Förderung
experimenteller Untersuchungsmethoden 614
ALEXANDER KOCH &PETER LABUDDE
Vom Wissen zu(m) Handeln: Ein Bildungstraum? 617
MAIKE SCHMIDT,KATHARINA FRICKE &STEFAN RUMANN
Ausbildung und Professionswissen von Sachunterrichtslehrkräften 620 INGO BREBECK,ELKE SUMFLETH &ANNETT SCHMECK
Einfluss selbstregulierten Lernens auf den Lernerfolg an Hochschulen 623 STEPHANIE ELLER &VOLKHARD NORDMEIER
Beliefs zur Erkenntnisgewinnung und Struktur des Wissens in der Physik 626 ALEXANDER STRAHL,AXEL EGHTESSAD,KERSTIN HÖNER,RAINER MÜLLER,MAIKE
LOOß,DAGMAR HILFERT-RÜPELL,VERENA PIETZNER &KONSTANTIN KLINGENBERG
Auf alle Fälle Experimente? Vorstellungen von Lehramtsstudierenden zum
Einsatz von Experimenten 629
KERSTIN PATZWALDT &RÜDIGER TIEMANN
Learning to Do Inquiry - Wie experimentieren Chemie-Lehramtsstudenten? 632 THORID RABE,OLAF KREY &CLAUDIA MEINHARDT
Physikdidaktische Selbstwirksamkeitserwartungen zukünftiger Physiklehrkräfte
I 635
THORID RABE,OLAF KREY &CLAUDIA MEINHARDT
Physikdidaktische Selbstwirksamkeitserwartungen (zukünftiger) Lehrkräfte II -
eine Projektskizze 638
JURIK STILLER &RÜDIGER TIEMANN
Scientific Inquiry im Studium - Längsschnitt zur Kompetenzerfassung im
Lehramt Chemie 641
23 CHRIS RICHTER &MICHAEL KOMOREK
Aufgabenkompetenz in Physikfachgruppen an Haupt- und Realschulen 644 KRISTINA HOCK,MICHAEL ANTON,SIMONE KREES,MICHAEL TAUSCH,JOACHIM
ZDZIEBLO &ANGELIKA BADER
CHEM2DO – Schulversuchskoffer mit Fortbildungkonzeption 647 EVI-MARIA MÖDL &KRISTINA HOCK
CHEM2DO - Praxistauglichkeit in ausgewählten Aspekten 650 ILSE BARTOSCH
BLUKONE - Blended Learning Unterrichtskonzept für Nachhaltiges
Energiemanagement 653
ANJA GABELER &MAIKE TESCH
Physikdidaktische Lehre mit Videoclips – Offenes Experimentieren 656 MAIKE TESCH,JENS ASCHENBRUCK,SEBASTIAN HOHENSTEIN,ANDREA SCHMIDT &
JÖRG SEUME
Technik entdecken - Schüler-Lehrer-Tag an der Universität Hannover 659 MARTIN HAWNER,THOMAS TREFZGER &SASCHA SCHMELING
Experimente mit kosmischen Teilchen im Netzwerk Teilchenwelt 662 SILVIJA MARKIC,INGO EILKS,DAVID DI FUCCIA &BERND RALLE
Issues of Heterogeneity and Diversity in Science Education and Science
Education Research 665
THOMAS ROßBEGALLE &BERND RALLE
Konzepte Lernender zu Zusammensetzung und Dynamiken der Atmosphäre:
Erste Ergebnisse einer Interviewstudie und Konsequenzen für eine didaktische
Strukturierung des Lerngegenstandes 668
BERND SCHÜSSELE,ELMAR STAHL &SILKE MIKELSKIS-SEIFERT
Veränderung des Wissenschaftsverständnisses von Lehramtsstudierenden im
Rahmen eines „Learning by Design“-Ansatzes 671
DAVID BUSCHHÜTER,FELIX SCHOPPMEIER &ANDREAS BOROWSKI
Physikkompetenz in der Studieneingangsphase 674
JAN HEIDRICH,KNUT NEUMANN &STEFAN PETERSEN
Entwicklung und Validierung eines Experimentiertests 677
24 DENNIS KUBIN &GUNNAR FRIEGE
Unterstützende E-Aufgaben in der Physikausbildung für Mediziner 680 FRANCO RAU,OLAF KREY &THORID RABE
Fallstudien zum Wiki-gestützten Praktikum "Physikalische Schulexperimente" 683 IRINA SCHWARZ,CHRISTIAN EFFERTZ &HEIDRUN HEINKE
Untersuchungen zur Nachbereitungsform „Protokoll“ im Physikpraktikum für
Biologie-Studierende 686
HEIKE THEYßEN,SARAH STRUZYNA,CHRISTIN HEINZE,RALF WIDENHORN &ELLIOT
MYLOTT
Online-Versuche „Physik für Mediziner“ im internationalen Vergleich 689 MIRA LAUX,KORNELIA MÖLLER &KIM LANGE
Schulstufenspezifische Unterschiede bzgl. der Implementierung von praktischen
Aktivitäten im naturwissenschaftlichen Unterricht 692
CLARA TRINKL,HILDEGARD URBAN-WOLDRON,CLAUDIA HAAGEN- SCHÜTZENHÖFER &MARTIN HOPF
Blicke auf Lernprozesse zu Lichtausbreitung und Schatten beim Cross-Age-
Peer-Tutoring 695
ANDREAS TRAUTMANN &ALEXANDER KAUERTZ
Effekte von Lernbegleitung auf den naturwissenschaftlichen
Problemlöseprozess 698
DESIREE HEINE &ALEXANDER KAUERTZ
Naturwissenschaftliche Problemlöseprozesse von Grundschülern 701 ANKE SCHÜRMANN &CLAUS BOLTE
Dialogisches Lernen in den Naturwissenschaften mit Grundschulkindern 704 ANTJE HEINE,MEIKE WILLEKE,JESSIE BEST &GESCHE POSPIECH
Vom Sachunterricht zum Fachunterricht 707
UTE KRAUS &CORVIN ZAHN
Forschendes Lernen im Schülerlabor Raumzeitwerkstatt 710 HELEN KROFTA,JÖRG FANDRICH &VOLKHARD NORDMEIER
Praxisseminare im Schülerlabor: Forschendes Lernen im Lehramtsstudium 713
25
NICOLE POPPE,ANTJE SIOL,SILVIJA MARKIC,INGO EILKS,JÖRG THÖMING,WALTER
ZEHREN,ANGELA MUNNIA,JOHANNES HUWER &ROLF HEMPELMANN
Chemie und Nachhaltigkeit in Schule und Schülerlabor 716 JULIA SUCKUT
Spektroskopie im Schülerlabor - Vorstellung eines Oberstufenprojekts für
Chemie- und Physikkurse 719
SUSANNE WEßNIGK &MANFRED EULER
Untersuchung von Instrumenten zur Interesseentwicklung im Schülerlabor 722 JAN RUHRIG,MALTE OHLSEN &DIETMAR HÖTTECKE
Lehrerperspektiven auf unsichere Evidenz I: Projektziele, -design und
Erhebungsinstrument 725
JANNE KRÜGER,JAN RUHRIG &DIETMAR HÖTTECKE
Lehrerperspektiven auf unsichere Evidenz II: Ergebnisse einer
Gruppendiskussionsstudie 728
TOBIAS LUDWIG &BURKHARD PRIEMER
Argumentationen bei nicht-hypothesenkonformen Ergebnissen in Real- und
Simulationsexperimenten 731
KERRIN RIEWERTS
Bildung Älterer in naturwissenschaftlichen Kontexten 734 DILEK YALMAN,CAROLINE KÖRBS &RÜDIGER TIEMANN
Development of learning design skills for enhancing students' key competencies 737 THOMAS KELLERMANN,MICHAEL FREKING &ROLAND BERGER
Mechanik spielend lernen? – Eine Studie auf der Basis eines Computerspiels 740 ANTONY CROSSLEY &ERICH STARAUSCHEK
Hausaufgaben und Physiklernen 743
JOHANNES FÄTH,BIANCA WATZKA &RAIMUND GIRWIDZ
Eye-Tracker-Untersuchung zu Gestaltungsprinzipien einer Animation 746 JASMIN LUDWIG &THOMAS WILHELM
Das Modellbildungsprogramm Modellus 4 im Vergleich 749
26
NILS ROHDE,MARIA OPFERMANN,CARSTEN SCHMUCK &STEFAN RUMANN
Lernwirksamkeit von Illustrationen zum Orbitalmodell in der Organischen
Chemie 752
DANIEL KECK,ERICH STARAUSCHEK &YVONNE KAMMERER
Die Bewertung der Qualität von Informationen beim Physiklernen in der
Lernumgebung Internet 2.0 755
NINA ULRICH &SASCHA SCHANZE
Formative Entwicklung eines interaktiven, digitalen Chemieschulbuchs - E-
Book = Schulbuch der Zukunft? 758
MARTINA BRANDENBURGER &SILKE MIKELSKIS-SEIFERT
Was beeinflusst den Erfolg beim Problemlösen in der Physik? 761 STEPHANIE HENRICH,SARAH HUNDERTMARK &SASCHA SCHANZE
"proCMap 2" - Der Einfluss computerbasierter Reflexionsmethoden auf das
Konzeptverständnis 764
SIMONE NAKOINZ,ECKART HASSELBRINK &ELKE SUMFLETH
Interpretation von Phänomenen auf Grundlage atomarer Zusammenhänge 767 HENNING RODE &GUNNAR FRIEGE
Lernen mit Multiple-Choice-Aufgaben 770
THOMAS TOCZKOWSKI &BERND RALLE
Verstehens- und Lernprozesse im Chemieunterricht - Design-Experiment zum
Verständnis von Summenformeln 773
27
Sascha Bernholt Geschäftsführer der GDCP
Vorwort
Die Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP) fand vom 17. bis zum 20. September 2012 an der Leibniz Universität Hannover statt. Das Tagungsthema lautete:
Inquiry-based Learning – Forschendes Lernen
Dieses Thema prägte insbesondere die vier Plenarbeiträge. Rüdiger Tiemann (Humboldt- Universität Berlin) eröffnete den inhaltlichen Teil der Tagung mit einem Vortrag zum Thema „Inquiry Based Learning – eine ‚Road Map‘ für das Lernen von morgen?“. Am Tagungsdienstag folge Dietmar Höttecke von der Universität Hamburg mit dem Titel
„Forschend-entdeckenden Unterricht authentisch gestalten – ein Problemaufriss“. Der niederländische Wissenschaftler Ton de Jong von der University of Twente referierte zum Thema „Technology-based inquiry learning in science; where are we and what lies ahead?“.
Abgerundet wurde das Plenarvortragsprogramm durch Reinhold Nickolaus, der seine Forschungsergebnisse unter dem Titel "Simulationen authentischer Problemlöseaufgaben in technischen Systemen – Diagnosemittel und Förderpotentiale" vorstellte. Über die Plenarbeiträge hinaus trugen zahlreiche weitere Vorträge und Poster zum Tagungsthema bei.
Neben den Plenarreferierenden haben weitere Autorinnen und Autoren ihre Beiträge für den Tagungsband ausgearbeitet. Diese insgesamt 240 Beiträge repräsentieren die fachdidaktischen Arbeiten, die in Hannover im Rahmen von Gruppenvorträgen, Einzelvorträgen, Workshops und Postern präsentiert wurden. Allen Autorinnen und Autoren gilt mein ausdrücklicher Dank für die Mitarbeit an diesem Band.
Im Rahmen der Jahrestagung wurde zudem Susanne Heinicke (Universität Oldenburg) mit dem GDCP Nachwuchspreis ausgezeichnet. Der Preis wurde im feierlichen Rahmen während der Tagung überreicht.
Im Rückblick auf die hervorragend organisierte Tagung gilt mein herzlicher Dank den Organisatorinnen und Organisatoren, allen voran Sabine Fechner, Gunnar Friege, Sascha Schanze und Maike Tesch. Sie haben, unterstützt von zahlreichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, für einen angenehmen und reibungslosen Tagungsverlauf gesorgt.
Ein besonderer Dank gilt der Leibniz Universität Hannover als gastgebender Institution sowie den Sponsoren der Tagung, die mit ihrer Unterstützung zum Gelingen beigetragen haben.
Ferner möchte ich Fee Cramer herzlich für die Unterstützung der redaktionellen Arbeit an diesem Band danken.
Kiel, im Januar 2013
28
Ilka Parchmann Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik Sprecherin des Vorstands Einleitung
Liebe Leserin, lieber Leser,
die GDCP-Jahrestagung 2012 fand an der Leibniz-Universität Hannover statt. Wir möchten uns als Vorstand für die hervorragende Organisation bei der Örtlichen Tagungsleitung und natürlich bei allen Vortragenden, Posterpräsentierenden und Mitdiskutierenden für die vielen Inspirationen ganz herzlich bedanken!
Das Tagungsthema „Inquiry-Based Learning“ war und ist in mehrfacher Hinsicht prägend, sowohl für die Vorträge und Gespräche im Verlauf der Tagung, als auch für unsere wissenschaftliche Fachgesellschaft insgesamt. Forschendes Lernen – dies gilt nicht nur für Schülerinnen und Schüler oder Lehrerinnen und Lehrer, sondern natürlich ebenso für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und unsere Community. Schaut man zurück auf die vergangenen Jahre bzw. Jahrzehnte und vergleicht man die Standard der Vortrags- und Diskussionsbeiträge mit denen international referierter Tagungen, so darf die GDCP- Jahrestagung sicherlich als mindestens ebenbürtig, wenn nicht sogar qualitativ höherwertig eingestuft werden – und das ohne vorhergehendes Reviewverfahren! Hier zeigt sich ein Entwicklungsprozess, in dem sich die Fachdidaktiken der GDCP selbst Qualitätskriterien gestellt haben, die zu methodischen Weiterentwicklungen und zur Erschließung neuer relevanter Themenfelder geführt haben. Die hohe Bedeutung dieser Arbeiten für die Lehr- Lern-Forschung, aber auch für eine wissenschaftsbasierte Lehrerbildung hat Herr Staatssekretär Lange zum Ausdruck gebracht.
Die Auswahl der Plenarvorträge spiegelt ebenfalls verschiedene Richtungen eines forschenden Lernens wieder: Nach einem Überblick über das Gebiet insgesamt werden Fragen der modernen und historischen naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung, der Medienunterstützung bspw. für Modellierungsprozesse und Simulation und auch Testverfahren für authentischer Aufgabenanforderungen in den folgenden Beiträgen vorgestellt und diskutiert; der Blick über den eigenen Tellerrand erfolgte in guter Tradition sowohl durch einen international ausgewiesenen Referenten als auch durch den Beitrag einer Nachbardisziplin.
Neben den sicher anregenden Vorträgen und Gesprächen stellten auch die anstehenden Preisverleihungen ein Highlight der Tagung dar; außer dem Nachwuchspreis wurde 2012 auch der Erhard-Friedrich-Preis durch die GFD im Rahmen der Jahrestagung vergeben. Für die Unterstützung und Anerkennung ausgezeichneter wissenschaftlicher Leistungen danken wir der Friedrich-Stiftung und der Cornelsen-Stiftung.
Die Wahl von Tagungsort und Schwerpunktthema sind in guter Tradition eng miteinander verknüpft. In Hannover sind nicht nur die beiden gastgebenden Arbeitsgruppen international mit Arbeiten zum Inquiry Based Learning ausgewiesen, auch der Namensgeber der Universität repräsentiert diesen Gedanken in besonderer Weise. Wilhelm Gottfried Leibniz ist bekannt als Mathematiker. Mathematische Zugänge haben die methodische Entwicklung der Fachdidaktiken in den letzten Jahren zweifelsohne geprägt. Die Vielfalt statistischer Verfahren sowie deren Möglichkeiten für differenziertere Untersuchungen von Modellannahmen oder Ursache-Wirkbeziehungen bilden eine wertvolle Grundlage für die Analyse von so komplexen Prozessen wie dem Lernen und Lehren an Schulen, in außerschulischen Lernumgebungen oder in der Lehrerbildung, um drei zentrale
29
Schwerpunkte der Tagung und der wissenschaftlichen Arbeiten der GDCP-Mitglieder zu nennen.
Darüber hinaus war Wilhelm Gottfried Leibniz aber auch Philosoph, und auch diese Perspektive sollte in fachdidaktischen Arbeiten nicht vernachlässigt werden. Statistische Verfahren liefern Daten, die es zu interpretieren gilt. Auch bei der Anlage von Studien müssen natürlich zunächst Sinn- und Zielfragen geklärt und Einschränkungen von Erhebungs- und Aussagemöglichkeiten berücksichtigt werden. Die Jahrestagung bietet dafür ein gutes Forum, um auch die eigenen Arbeiten immer wieder zu reflektieren und kritisch- konstruktiv weiter zu entwickeln, so wie Gottfried Wilhelm Leibniz es angeregt hat:
„Es lohnt sich, die Entdeckungen anderer zu studieren, dass für uns selbst eine neue Quelle für Erfindungen entspringt.“
Diese Chance haben sich über 400 Kolleginnen und Kollegen in Hannover nicht entgehen lassen!Das Programm der Jahrestagung 2012 umfasste insgesamt fünf Plenarvorträge sowie 71 Gruppenvorträge in 19 Themenblöcken und 100 Einzelvorträge, die erstmalig in acht parallelen Vortragssträngen angeordnet waren. Darüber hinaus wurden ein Workshop angeboten und insgesamt 105 Poster präsentiert. Umfang und Vielfalt des Tagungsprogramms spiegeln nochmals die Breite und Lebendigkeit unseres fachdidaktischen Forschungsbereichs wider und machen neugierig auf die kommende Jahrestagung in München.
30
Josef Lange Staatssekretär im Ministerium für
Wissenschaft und Kultur des Landes Niedersachsen Grußwort zur Eröffnung der Jahrestagung
Sehr geehrte Frau Prof. Parchmann, sehr geehrter Herr Prof. Friege, sehr geehrter Herr Dekan Prof. Schrohe, sehr geehrter Herr Studiendekan Prof. Kuhnt, meine sehr geehrten Damen und Herren,
zu Ihrer Jahrestagung 2012 überbringe ich Ihnen die besten Wünsche der Niedersächsischen.
Landesregierung, insbesondere der Ministerin für Wissenschaft und Kultur, Prof. Dr.
Johanna Wanka. Ich tue dies besonders gern, weil mir die Ausbildung der Lehrerinnen und Lehrer nicht nur qua Amt, sondern auch persönlich seit vielen Jahren ein wichtiges Anliegen ist.
1998/99 habe ich in der Gemischten Kommission Lehrerbildung der KMK – der sogenannten „Terhart-Kommission“ – mitwirken dürfen. Schon damals wurde deutlich, dass eine Stärkung der Fachdidaktiken von zentraler Bedeutung für die Lehrerbildung und somit letztlich für die Qualität von Unterricht und für den Lernerfolg unserer Schülerinnen und Schüler sein wird. Und wenn wir heute – mehr als ein Jahrzehnt später – auf die Situation der Fachdidaktiken schauen, können wir – zumindest in Niedersachsen – feststellen, dass die Fachdidaktiken in den Universitäten tatsächlich an Bedeutung gewonnen haben.
In Niedersachsen ist inzwischen an allen acht lehrerbildenden Universitäten in fast allen dort angebotenen Unterrichtsfächern mindestens eine Fachdidaktik-Professur etabliert. In den Berufungsverfahren hat sich aber auch gezeigt, dass in einigen Fächern die Zahl der berufungsfähigen Kandidatinnen und Kandidaten sehr gering war und ist. Vielfach wurden daher zunächst Juniorprofessuren eingerichtet. Die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses in den Fachdidaktiken bleibt deshalb eine zentrale Herausforderung für die lehrerbildenden Hochschulen. Dies bedarf zum einen wettbewerbsfähiger Forschungs- leistungen durch Sie – die Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktiker – und zum anderen einer entsprechenden Wertschätzungen Ihrer Leistungen durch Ihre Kolleginnen und Kollegen aus den Fachwissenschaften, mit denen Sie häufig innerhalb einer Fakultät um Ressourcen konkurrieren.
Insofern freut es mich besonders, dass die Leibniz Universität Hannover, deren Physik bereits seit vielen Jahren international beachtete fachwissenschaftliche Leistungen vollbringt, nun auch Gastgeber für Ihre Jahrestagung ist. Damit wird deutlich, dass auch an dieser technisch-naturwissenschaftlich ausgerichteten Universität inzwischen Fachdidaktik und Lehrerbildung ihren Platz gefunden haben. Ich hoffe aber auch, dass ihr Stellenwert auch hier in Hannover – nicht zuletzt durch die Ausrichtung dieser Tagung – noch weiter steigen wird.
Um die Lehrerbildung noch weiter ins Zentrum der Universitäten zu rücken, planen Bund und Länder derzeit eine gemeinsame „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“, mit der in den nächsten 10 Jahren vorbildliche Projekte zur Stärkung der Lehrerbildung gefördert werden sollen. In Niedersachsen haben wir bereits in diesem Jahr Projekte der Fachdidaktiken und
31
Bildungswissenschaften mit einer Million Euro aus Landesmitteln gefördert, um insbesondere die Etablierung forschungsfähiger Einheiten und die Forschungsbasierung der Lehre zu unterstützen. Die Ergebnisse der Qualitätsoffensive, und in Niedersachsen voraussichtlich auch die ab 2014 erneut durch die Wissenschaftliche Kommission Niedersachsen vorgesehene Forschungsevaluation der Berufswissenschaften der Lehrerbildung, werden Indikatoren für die Forschungsleistung und Forschungsfähigkeit der lehrerbildenden Fächer sein.
Und auch die Strukturen und Methoden der Lehrerbildung entwickeln wir kontinuierlich weiter: Seit dem Wintersemester 2007/2008 qualifizieren sich in Niedersachsen Studierende bereits ausschließlich durch polyvalente 2-Fach-Bachelorstudiengänge und lehramtsbezogene Masterstudiengänge für den Vorbereitungsdienst.
Mit neuen viersemestrigen Masterstudiengängen auch für die Lehrämter an Grundschulen sowie an Haupt- und Realschulen sollen ab dem Wintersemester 2013/14 forschungsgeleitete Ausbildungselemente mit der Vermittlung schulpraktischer Handlungskompetenz verzahnt werden. Um diese Verzahnung zu realisieren, werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fachdidaktische Lehrveranstaltungen und eine Praxisphase gemeinsam mit Lehrkräften gestalten. Die in diesen neuen Masterstudiengängen gewonnen Erkenntnisse und Erfahrungen sollen dann auch auf die anderen Lehrämter übertragen werden. So haben wir bereits in diesem Jahr zur besseren Einbindung der Schulpraxis in den Studiengängen der anderen Lehrämter die Einrichtung von Koordinatorenstellen gefördert – u.a. auch hier an der Leibniz Universität Hannover.
In den neuen Masterstudiengängen wird auch das Konzept des „Forschenden Lernens“, das Gegenstand Ihrer Tagung ist, eine Rolle spielen. Die „lernenden Forscher“ sind in diesem Falle die Studierenden. Um den Schulbezug und die Forschungsbasierung im Masterstudium zu fördern, sollen sie fachdidaktische oder bildungswissenschaftliche Fragestellungen des von ihnen während der Praxisphase selbst erlebten Schulalltags wissenschaftlich bearbeiten.
Die Fragestellungen sollen sie dabei möglichst selbst in der Schulpraxis entdecken.
Sehr geehrte Damen und Herren, Albert Einstein wird oft mit der Aussage zitiert „Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen.“ Ich wünsche mir, dass möglichst alle zukünftigen Lehrkräfte diese Haltung einnehmen und verinnerlichen. Ihrem Tagungsprogramm habe ich entnommen, dass insbesondere in Chemie und Physik „Inquiry Based Learning“
wegweisend für erfolgreichen Unterricht sein kann.
Gerade in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichtsfächern brauchen wir Lehrkräfte, die in den Lage sind, Schülerinnen und Schüler zu Fragen anzuregen. Da dies in der Vergangenheit nicht zufriedenstellend gelungen ist, müssen Wissenschaft, Wirtschaft und Politik zur Zeit viel Kraft und Geld in Initiativen zur Bekämpfung des Fachkräfte- mangels in technisch-naturwissenschaftlichen Studien- und Berufsfeldern investieren. Der Erfolg Ihrer Arbeit, meine Damen und Herren, in der Ausbildung zukünftiger Chemie- und Physik-Lehrkräfte ist also auch von besonderer gesellschaftlicher Relevanz.
Ich wünsche Ihnen, dass Sie für diese Aufgabe und die dafür notwendige Forschung auf Ihrer Jahrestagung viele anregende Impulse erhalten und außerdem auch noch ein paar Eindrücke aus Hannover und Niedersachsen mitnehmen, denn Sie kennen vielleicht unsere Pferde, möglicherweise aber noch nicht alle ihre und unsere Stärken.
Hannover, am 17.09.2012
32
Dietmar Höttecke Universität Hamburg
Forschend-entdeckenden Unterricht authentisch gestalten Ein Problemaufriss
Authentisch Physik und über Physik lernen?
In der Literatur kursiert der Begriff der Authentizität als Schlüssel zur Überbrückung der Kluft zwischen Wissenschaftskultur, -praxis, Laboren, Experimenten und Forschen auf der einen Seite und Schule, Unterricht, Lehrkraft, Schüler und Lernen auf der anderen.
Authentizität wird oft als Schlagwort verwendet, um Lernumgebungen schüler- oder auch wissenschafsadäquater, als es die Regel ist, zu beschreiben. Intuitiv löst dieser Begriff Zustimmung aus, wird aber nur selten geklärt. Buxton (2006) unterscheidet dagegen drei nützliche Dimensionen dieses Begriffs: canonical, youth-centered und contextual. Die curricularen Referenzpunkte der drei Dimensionen ließen sich auch mit Naturwissenschaften, Kind/Schüler und Kontext übersetzen.
Eine Orientierung des Authentizitätsbegriffs am Kind/Schüler liegt vor, wenn deren Interessen, Perspektiven, Erfahrungen und Bedürfnisse zum Ausgangspunkt des Lernens werden. Brickhouse (1994) fordert vor diesem Hintergrund:
"To teach students science in relation to the world, scientific knowledge and technologies ought to be taught together. In this way, scientific knowledge is not construed as disembodied knowledge, but as intimately related to the students' experiences. Teachers need to learn ways of making science a part of the student's experience-useful truths for solving real problems." (Brickhouse, 1994, S. 408)
Eine konsequente Orientierung am Kind/Schüler verbindet sich auch mit dem Konzept des genetischen Unterrichts (Wagenschein, 1968) und mit konstruktivistischen Ansätzen eines an Schülervorstellungen orientierten Unterrichts (Duit & Treagust, 2012). Entsprechend betont das Modell der Didaktischen Rekonstruktion (Kattmann et al., 1997) die konsequente Berücksichtigung von Schülerperspektiven als Mittel der Generierung didaktischer Strukturierungen.
Eine Alternative dazu ist Kontext als curricularer Referenzpunkt für authentischen Unterricht. Nawrath (2010, S. 26) hebt die tragende Rolle technischer, gesellschaftlicher und anwendungsbezogener Fragestellungen hervor. Müller (2006, S. 106) stellt den Begriff der Authentizität als Abgrenzungsfigur zu fachlich orientiertem Lernen mit Alltagsbezügen heraus. Letztlich haben Kontextprojekte wie z.B. Chemie im Kontext (Demuth et al., 2008) in den letzten Jahren dafür gesorgt, dass Kontext als zentraler curricularer Referenzpunkt große Anerkennung gefunden hat.
In Bezug auf die Authentizitäts-Dimension Naturwissenschaften haben Chinn und Malhotra (2002) eine umfassende Analyse und Kritik vorgelegt, die belegt, dass die Praxen von Schülern und Schülerinnen im naturwissenschaftlichen Unterricht von den Forschungspraxen in den Naturwissenschaften weit entfernt sind. Naturwissenschaftler arbeiten z.B. an eigenen Fragestellungen und müssen ihre Messprozeduren selbst entwickeln. Schülerinnen und Schülern werden diese eher vorgegeben. Messapparaturen sind in den Naturwissenschaften variabel, unsicher und immer wieder selbst Gegenstand der Forschung, während sie im Kontext Schulunterricht wie oben gezeigt statisch und auf sichere Phänomenerzeugung angelegt sind. In der Schule werden Schlüsse zumeist auf der Basis nur eines Experiments und nur weniger Messungen gezogen, wobei nur eine einzige Variable variiert wird. In den Naturwissenschaften gestaltet sich dieser Prozess komplex und
