Experimentieren im Rahmen von Laborpraktika ist ein wesentliches Charakteristikum eines Chemiestudiums. Inwiefern Chemielehramtsstudierende dabei notwendige experimentelle Kompetenzen als Grundlage ihrer späteren Tätigkeit als Lehrkraft erwerben, ist bisher allerdings wenig erforscht.
In diesem Forschungsprojekt wurden dazu ein Modell experimenteller Kompetenzen und ein Verfahren zur Erhebung experimenteller Performanz entwickelt, bei dem Studierende zu einem Alltagsgegenstand eine Fragestellung und Hypothesen entwickeln, ein Experiment planen, durchführen und auswerten. Beides wurde anhand von Videographien, Laborprotokollen und Selbsteinschätzungen von N ,= ,20 Studierenden mittels qualitativer Inhaltsanalyse formativ evaluiert und überarbeitet. Danach wurden in einer Langzeitfallstudie die experimentellen Kompetenzen von N ,= ,6 Studierenden anhand des Modells mit Hilfe des entwickelten Verfahrens zur Erhebung diagnostiziert.
Es zeigten sich erhebliche Verbesserungen im Bereich der Fertigkeiten, beim Formulieren von Fragestellungen, dem sicheren Arbeiten und dem Umgang mit Variablen.
Als Impulse zur Planung, Evaluation und Weiterentwicklung von Laborpraktika ergeben sich damit: Ein umfassendes Niveaustufenmodell als valider und reliabler Orientierungsrahmen zum Erwerb experimenteller Kompetenzen und ein praktischer Experimentiertest, mit dem diese diagnostiziert werden können. Darüber hinaus bieten die Ergebnisse der Diagnosen Einblicke in typische Handlungsmuster, Stärken und Schwierigkeiten sowie Entwicklungsverläufe von Chemielehramtsstudierenden beim Experimentieren.
Aktualisiert: 2023-06-22
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Experimentieren im Rahmen von Laborpraktika ist ein wesentliches Charakteristikum eines Chemiestudiums. Inwiefern Chemielehramtsstudierende dabei notwendige experimentelle Kompetenzen als Grundlage ihrer späteren Tätigkeit als Lehrkraft erwerben, ist bisher allerdings wenig erforscht.
In diesem Forschungsprojekt wurden dazu ein Modell experimenteller Kompetenzen und ein Verfahren zur Erhebung experimenteller Performanz entwickelt, bei dem Studierende zu einem Alltagsgegenstand eine Fragestellung und Hypothesen entwickeln, ein Experiment planen, durchführen und auswerten. Beides wurde anhand von Videographien, Laborprotokollen und Selbsteinschätzungen von N ,= ,20 Studierenden mittels qualitativer Inhaltsanalyse formativ evaluiert und überarbeitet. Danach wurden in einer Langzeitfallstudie die experimentellen Kompetenzen von N ,= ,6 Studierenden anhand des Modells mit Hilfe des entwickelten Verfahrens zur Erhebung diagnostiziert.
Es zeigten sich erhebliche Verbesserungen im Bereich der Fertigkeiten, beim Formulieren von Fragestellungen, dem sicheren Arbeiten und dem Umgang mit Variablen.
Als Impulse zur Planung, Evaluation und Weiterentwicklung von Laborpraktika ergeben sich damit: Ein umfassendes Niveaustufenmodell als valider und reliabler Orientierungsrahmen zum Erwerb experimenteller Kompetenzen und ein praktischer Experimentiertest, mit dem diese diagnostiziert werden können. Darüber hinaus bieten die Ergebnisse der Diagnosen Einblicke in typische Handlungsmuster, Stärken und Schwierigkeiten sowie Entwicklungsverläufe von Chemielehramtsstudierenden beim Experimentieren.
Aktualisiert: 2023-06-22
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Experimentieren im Rahmen von Laborpraktika ist ein wesentliches Charakteristikum eines Chemiestudiums. Inwiefern Chemielehramtsstudierende dabei notwendige experimentelle Kompetenzen als Grundlage ihrer späteren Tätigkeit als Lehrkraft erwerben, ist bisher allerdings wenig erforscht.
In diesem Forschungsprojekt wurden dazu ein Modell experimenteller Kompetenzen und ein Verfahren zur Erhebung experimenteller Performanz entwickelt, bei dem Studierende zu einem Alltagsgegenstand eine Fragestellung und Hypothesen entwickeln, ein Experiment planen, durchführen und auswerten. Beides wurde anhand von Videographien, Laborprotokollen und Selbsteinschätzungen von N ,= ,20 Studierenden mittels qualitativer Inhaltsanalyse formativ evaluiert und überarbeitet. Danach wurden in einer Langzeitfallstudie die experimentellen Kompetenzen von N ,= ,6 Studierenden anhand des Modells mit Hilfe des entwickelten Verfahrens zur Erhebung diagnostiziert.
Es zeigten sich erhebliche Verbesserungen im Bereich der Fertigkeiten, beim Formulieren von Fragestellungen, dem sicheren Arbeiten und dem Umgang mit Variablen.
Als Impulse zur Planung, Evaluation und Weiterentwicklung von Laborpraktika ergeben sich damit: Ein umfassendes Niveaustufenmodell als valider und reliabler Orientierungsrahmen zum Erwerb experimenteller Kompetenzen und ein praktischer Experimentiertest, mit dem diese diagnostiziert werden können. Darüber hinaus bieten die Ergebnisse der Diagnosen Einblicke in typische Handlungsmuster, Stärken und Schwierigkeiten sowie Entwicklungsverläufe von Chemielehramtsstudierenden beim Experimentieren.
Aktualisiert: 2023-06-22
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Experimentieren im Rahmen von Laborpraktika ist ein wesentliches Charakteristikum eines Chemiestudiums. Inwiefern Chemielehramtsstudierende dabei notwendige experimentelle Kompetenzen als Grundlage ihrer späteren Tätigkeit als Lehrkraft erwerben, ist bisher allerdings wenig erforscht.
In diesem Forschungsprojekt wurden dazu ein Modell experimenteller Kompetenzen und ein Verfahren zur Erhebung experimenteller Performanz entwickelt, bei dem Studierende zu einem Alltagsgegenstand eine Fragestellung und Hypothesen entwickeln, ein Experiment planen, durchführen und auswerten. Beides wurde anhand von Videographien, Laborprotokollen und Selbsteinschätzungen von N ,= ,20 Studierenden mittels qualitativer Inhaltsanalyse formativ evaluiert und überarbeitet. Danach wurden in einer Langzeitfallstudie die experimentellen Kompetenzen von N ,= ,6 Studierenden anhand des Modells mit Hilfe des entwickelten Verfahrens zur Erhebung diagnostiziert.
Es zeigten sich erhebliche Verbesserungen im Bereich der Fertigkeiten, beim Formulieren von Fragestellungen, dem sicheren Arbeiten und dem Umgang mit Variablen.
Als Impulse zur Planung, Evaluation und Weiterentwicklung von Laborpraktika ergeben sich damit: Ein umfassendes Niveaustufenmodell als valider und reliabler Orientierungsrahmen zum Erwerb experimenteller Kompetenzen und ein praktischer Experimentiertest, mit dem diese diagnostiziert werden können. Darüber hinaus bieten die Ergebnisse der Diagnosen Einblicke in typische Handlungsmuster, Stärken und Schwierigkeiten sowie Entwicklungsverläufe von Chemielehramtsstudierenden beim Experimentieren.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Die Förderung experimenteller Kompetenzen stellt ein zentrales Bildungsziel des naturwissenschaftlichen Unterrichts dar. Die Plattform FLexKom (Fördern und Lernen experimenteller Kompetenzen) soll Lehrenden in der Schulpraxis hierzu Unterstützungsangebote geben. Dafür wurden Module so entwickelt, dass sie eine spezifische Förderung konkreter experimenteller Teilkompetenzen (z. B. Variablenkontrollstrategie (VKS) anwenden) ermöglichen. Die Module können in unterschiedlicher Weise eingesetzt werden, z. B. in Kombination mehrerer Module zu einem Lernzirkel. Zwei beispielhafte Lernzirkel wurden in der Studie untersucht. Einer rückt verschiedene Teilkompetenzen in den Vordergrund, wobei sich alle Module im selben physikalischen Inhaltsfeld bewegen. Der zweite dient der Förderung einer Teilkompetenz (hier der VKS) in mehreren Inhaltsfeldern. Unter Nutzung des Design-Based Research Ansatzes wurde mit 15 Schulklassen (Klasse 7--9) die Wirksamkeit der entwickelten Lernzirkel untersucht.
Vom Prä- zum Post-Test wurde für explizit geförderte Teilkompetenzen ein signifikanter Lernzuwachs mit großer Effektstärke beobachtet. Für nicht explizit geförderte Teilkompetenzen zeigten sich keine oder nur geringe Verbesserungen. Für die VKS konnten deutliche Steigerungen auch bei als schwierig angesehenen Teilfähigkeiten nachgewiesen werden. Im Vergleich wurde ein Erwerb experimenteller Kompetenzen bei leistungsstärkeren und leistungsschwächeren Lernenden gleichermaßen festgestellt.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Die experimentelle Kompetenz von Chemielehrkräften und Chemielehramtsstudierenden ist bisher kaum untersucht, obwohl die Vermittlung von wissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweisen als eine ihrer wesentlichen Aufgaben angesehen wird. Um sich diesem Forschungsdesiderat zu widmen, wurde eine zweitägige Lehrkräftefortbildung entwickelt und evaluiert. Neben einer kleineren Stichprobe mit Studierenden nahmen 40 Lehrkräfte des Gymnasiums an der Studie teil.
Zentraler Teil der Fortbildung mit dem Thema "Elektro- und Photochemie für den Unterricht" ist die Videographie der Lehrkräfte bei der Durchführung von Experimenten zu galvanischen Zellen. Diese Aufnahmen werden mit einem neu entwickelten Kodiermanual umfassend ausgewertet und die Güte des Manuals wie auch die Veränderung der experimentellen Kompetenz der Lehrkräfte über die Fortbildung hinweg untersucht. Der inhaltliche Schwerpunkt der Fortbildung liegt auf der anorganischen heterogenen Photokatalyse als Thema für den Schulunterricht. Diese Thematik wird theoretisch und mit der Durchführung von möglichen Schülerexperimenten erarbeitet. Die experimentelle Kompetenz wird nicht über das normale Maß einer Fortbildung hinaus gefördert, um eine möglichst unbeeinflusste Messung vornehmen zu können. Des Weiteren wird die Bewertung der Fortbildung, das Fachwissen und experimentell-fachdidaktische Wissen, sowie der Einsatz der Fortbildungsinhalte und -materialien im Unterricht untersucht.
In diesem Buch werden die Konzeption der Fortbildung und die Forschungsergebnisse geschildert.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Die Modellierung und Messung experimenteller Kompetenz ist im Zuge der Einführung von Bildungsstandards und -monitorings von grosser Bedeutung in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung. Standards zum Experimentieren müssen nicht nur in adäquaten Kompetenzmodellen gefasst werden, die beschriebenen Kompetenzen sollten auch mit validen Instrumenten gemessen werden können. Dabei ist das Ziel, zwischen den Standards, Modellen und Assessments grösstmögliche Kongruenz herzustellen.
Ausgangspunkt der vorliegenden Arbeit bildet ein large-scale Experimentiertest, der im Rahmen des Schweizer HarmoS-Projekts mit Schülerinnen und Schülern aus den Jahrgangsstufen 6 und 9 durchgeführt wurde. Auf der Basis einer Analyse des Begriffs der experimentellen Kompetenz und deren theoretischen Progressionsmöglichkeiten wird ein Modell zur Erklärung von Itemschwierigkeit beim HarmoS-Experimentiertest entwickelt. Dabei werden nicht nur kompetenzrelevante, sondern auch kompetenzirrelevante Itemmerkmale in die Betrachtung mit einbezogen. Dies erlaubt Aussagen zur Validität des Messinstruments und zur Adäquatheit des zugrundeliegenden Kompetenzmodells. Zudem ergeben sich Erkenntnisse für die Weiterentwicklung dieser Testart. Ergänzt wird die Untersuchung durch weitere, für den Schweizer Bildungsdiskurs relevante Analysen zur Kompetenzverteilung in der untersuchten Schülerpopulation.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Experimentieren im Rahmen von Laborpraktika ist ein wesentliches Charakteristikum eines Chemiestudiums. Inwiefern Chemielehramtsstudierende dabei notwendige experimentelle Kompetenzen als Grundlage ihrer späteren Tätigkeit als Lehrkraft erwerben, ist bisher allerdings wenig erforscht.
In diesem Forschungsprojekt wurden dazu ein Modell experimenteller Kompetenzen und ein Verfahren zur Erhebung experimenteller Performanz entwickelt, bei dem Studierende zu einem Alltagsgegenstand eine Fragestellung und Hypothesen entwickeln, ein Experiment planen, durchführen und auswerten. Beides wurde anhand von Videographien, Laborprotokollen und Selbsteinschätzungen von N ,= ,20 Studierenden mittels qualitativer Inhaltsanalyse formativ evaluiert und überarbeitet. Danach wurden in einer Langzeitfallstudie die experimentellen Kompetenzen von N ,= ,6 Studierenden anhand des Modells mit Hilfe des entwickelten Verfahrens zur Erhebung diagnostiziert.
Es zeigten sich erhebliche Verbesserungen im Bereich der Fertigkeiten, beim Formulieren von Fragestellungen, dem sicheren Arbeiten und dem Umgang mit Variablen.
Als Impulse zur Planung, Evaluation und Weiterentwicklung von Laborpraktika ergeben sich damit: Ein umfassendes Niveaustufenmodell als valider und reliabler Orientierungsrahmen zum Erwerb experimenteller Kompetenzen und ein praktischer Experimentiertest, mit dem diese diagnostiziert werden können. Darüber hinaus bieten die Ergebnisse der Diagnosen Einblicke in typische Handlungsmuster, Stärken und Schwierigkeiten sowie Entwicklungsverläufe von Chemielehramtsstudierenden beim Experimentieren.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Die Förderung experimenteller Kompetenzen stellt ein zentrales Bildungsziel des naturwissenschaftlichen Unterrichts dar. Die Plattform FLexKom (Fördern und Lernen experimenteller Kompetenzen) soll Lehrenden in der Schulpraxis hierzu Unterstützungsangebote geben. Dafür wurden Module so entwickelt, dass sie eine spezifische Förderung konkreter experimenteller Teilkompetenzen (z. B. Variablenkontrollstrategie (VKS) anwenden) ermöglichen. Die Module können in unterschiedlicher Weise eingesetzt werden, z. B. in Kombination mehrerer Module zu einem Lernzirkel. Zwei beispielhafte Lernzirkel wurden in der Studie untersucht. Einer rückt verschiedene Teilkompetenzen in den Vordergrund, wobei sich alle Module im selben physikalischen Inhaltsfeld bewegen. Der zweite dient der Förderung einer Teilkompetenz (hier der VKS) in mehreren Inhaltsfeldern. Unter Nutzung des Design-Based Research Ansatzes wurde mit 15 Schulklassen (Klasse 7--9) die Wirksamkeit der entwickelten Lernzirkel untersucht.
Vom Prä- zum Post-Test wurde für explizit geförderte Teilkompetenzen ein signifikanter Lernzuwachs mit großer Effektstärke beobachtet. Für nicht explizit geförderte Teilkompetenzen zeigten sich keine oder nur geringe Verbesserungen. Für die VKS konnten deutliche Steigerungen auch bei als schwierig angesehenen Teilfähigkeiten nachgewiesen werden. Im Vergleich wurde ein Erwerb experimenteller Kompetenzen bei leistungsstärkeren und leistungsschwächeren Lernenden gleichermaßen festgestellt.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Die experimentelle Kompetenz von Chemielehrkräften und Chemielehramtsstudierenden ist bisher kaum untersucht, obwohl die Vermittlung von wissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweisen als eine ihrer wesentlichen Aufgaben angesehen wird. Um sich diesem Forschungsdesiderat zu widmen, wurde eine zweitägige Lehrkräftefortbildung entwickelt und evaluiert. Neben einer kleineren Stichprobe mit Studierenden nahmen 40 Lehrkräfte des Gymnasiums an der Studie teil.
Zentraler Teil der Fortbildung mit dem Thema "Elektro- und Photochemie für den Unterricht" ist die Videographie der Lehrkräfte bei der Durchführung von Experimenten zu galvanischen Zellen. Diese Aufnahmen werden mit einem neu entwickelten Kodiermanual umfassend ausgewertet und die Güte des Manuals wie auch die Veränderung der experimentellen Kompetenz der Lehrkräfte über die Fortbildung hinweg untersucht. Der inhaltliche Schwerpunkt der Fortbildung liegt auf der anorganischen heterogenen Photokatalyse als Thema für den Schulunterricht. Diese Thematik wird theoretisch und mit der Durchführung von möglichen Schülerexperimenten erarbeitet. Die experimentelle Kompetenz wird nicht über das normale Maß einer Fortbildung hinaus gefördert, um eine möglichst unbeeinflusste Messung vornehmen zu können. Des Weiteren wird die Bewertung der Fortbildung, das Fachwissen und experimentell-fachdidaktische Wissen, sowie der Einsatz der Fortbildungsinhalte und -materialien im Unterricht untersucht.
In diesem Buch werden die Konzeption der Fortbildung und die Forschungsergebnisse geschildert.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Die Modellierung und Messung experimenteller Kompetenz ist im Zuge der Einführung von Bildungsstandards und -monitorings von grosser Bedeutung in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung. Standards zum Experimentieren müssen nicht nur in adäquaten Kompetenzmodellen gefasst werden, die beschriebenen Kompetenzen sollten auch mit validen Instrumenten gemessen werden können. Dabei ist das Ziel, zwischen den Standards, Modellen und Assessments grösstmögliche Kongruenz herzustellen.
Ausgangspunkt der vorliegenden Arbeit bildet ein large-scale Experimentiertest, der im Rahmen des Schweizer HarmoS-Projekts mit Schülerinnen und Schülern aus den Jahrgangsstufen 6 und 9 durchgeführt wurde. Auf der Basis einer Analyse des Begriffs der experimentellen Kompetenz und deren theoretischen Progressionsmöglichkeiten wird ein Modell zur Erklärung von Itemschwierigkeit beim HarmoS-Experimentiertest entwickelt. Dabei werden nicht nur kompetenzrelevante, sondern auch kompetenzirrelevante Itemmerkmale in die Betrachtung mit einbezogen. Dies erlaubt Aussagen zur Validität des Messinstruments und zur Adäquatheit des zugrundeliegenden Kompetenzmodells. Zudem ergeben sich Erkenntnisse für die Weiterentwicklung dieser Testart. Ergänzt wird die Untersuchung durch weitere, für den Schweizer Bildungsdiskurs relevante Analysen zur Kompetenzverteilung in der untersuchten Schülerpopulation.
Aktualisiert: 2023-04-17
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