Forschungsthemen
Forschungsschwerpunkte in der Didaktik:
Flipped Classroom im Physikunterricht
Die Digitalisierung in den Schulen fragt auch im Physikunterricht nach dem Einsatz und der Evaluation innovativer Unterrichtskonzepte, die an die digitale Lebenswirklichkeit von Lernenden aus der Schule anknüpfen. So verwendet das Unterrichtskonzept "Flipped Classroom" online verfügbare Lernvideos, mit Hilfe derer die Lernenden sich auf den Physikunterricht vorbereiten. Dadurch steht im Unterricht mehr Zeit für aktivierende Lerntätigkeiten zur Verfügung.
In einer Dissertation und in mehreren Zulassungsarbeiten werden die Auswirkungen dieser Unterrichtsmethode im Physikunterricht untersucht.
Augmented Reality im Physikunterricht
Eine zukunftsträchtige Anwendung für den Einsatz digitaler Medien in der Ausbildung ist die ”Virtual und Augmented Reality”. Sie schafft Möglichkeiten (z.B. im Fach Physik die Visualisierung von physikalischen Modellvorstellungen), fachliche Inhalte auf eine vollkommen neue Art und Weise zu vermitteln. Durch die Verknüpfung von Realobjekten mit zusätzlichen digitalen Informationen verringert sich der Abstraktionsgrad zur Modellbildung, wodurch auch Fehlvorstellungen entgegengewirkt werden kann. Digitale Medien sind in der heutigen Gesellschaft in allen Bereichen der Berufswelt vertreten. Dieses Bild spiegelt sich im momentanen Schulalltag bzw. der universitären Lehrerausbildung jedoch nicht wider. Um auf diese Entwicklung ausreichend zu reagieren, ist es daher notwendig, den Einsatz digitaler Medien bereits im Schulunterricht oder innerhalb eines Studiums zu erlernen bzw. als Lehrkraft (möglichst kostenfrei) Zugang zu didaktisch wertvollen Materialien zu besitzen.
Im Rahmen dreier Dissertationsarbeiten werden Augmented Reality-Applikationen für den Einsatz im schulischen Physikunterricht entwickelt und hinsichtlich ihrer Lernförderlichkeit evaluiert.
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Labs4Future – Handlungsorientierte Klimabildung im Lehr-Lern-Labor
Die Klimakrise stellt ein komplexes, gesellschaftlich relevantes Thema dar, das in der schulischen Bildung oft nur einseitig behandelt wird. Das Projekt „Labs4Future“ entwickelt und beforscht daher ein innovatives Lehr-Lern-Labor, das Lehramtsstudierenden und Schüler:innen multiperspektivische und handlungsorientierte Ansätze der Klimabildung vermittelt. Im Zentrum steht das Lessons4Action-Framework, das naturwissenschaftliche Inhalte mit umweltpsychologischen Erkenntnissen und Transformationswissen verbindet, um die Lücke zwischen Wissen und Handeln zu schließen.
Lehramtsstudierende professionalisieren sich dabei in der Betreuung von Lernprogrammen und reflektieren in einem begleitenden Seminar die Wirksamkeit von Klimabildung. Im Labor erarbeiten Schüler:innen experimentell die Grundlagen der Klimakrise und entwickeln mithilfe kreativer Methoden konkrete Maßnahmen für eine emissionsärmere Zukunft.
In einem mixed-methods Forschungsansatz werden das Framework sowie die entwickelten Materialien evaluiert.
Drei veröffentlichte Materialentwicklungen sind:
a) Mystery: Treibhauseffekt, Kipppunkte und lokale Folgen des Klimawandels verbunden in einem großen Mystery Download
b)Treibhaustaler: Flächenrepräsentationen der Emissoinen eines durchschnittlichen Tages Handreichung und Arbeitsmaterialien
c) Stadt der Zukunft & Klimakreisel: Zukunftswerkstatt zu strukturellen Veränderungen in der eigenen Stadt/Gemeinde Ablauf
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Professionalisierung durch Praxisbezug im Lehr-Lern-Labor
Aktuell beschäftigen sich drei Dissertationen mit der Frage, inwieweit das Lehr-Lern-Labor Seminar zur Professionalisierung der Studierenden in der universitären Lehramtsausbildung beitragen kann.
Susan Fried untersucht, ob die Studierenden die Lehrgelegenheit nutzen, ihr bis dahin erworbenes physikdidaktisches Wissen anzuwenden. Unter fachdidaktischem Wissen wird das Wissen verstanden, welches eine Person befähigt fachliche Gegenstände darzustellen, zu erklären, zu strukturieren und zu vernetzen. Im Zentrum stehen die Aspekte Schülerkognition, Instruktionsstrategien, Curriculum und Assessment. Zur quantitativen Erfassung werden die Skalen aus dem Projekt KiL (Krüger et al. 2013) und dem Projekt DIAGNOSER (Thissen-Roe et al., 2004) verwendet. Weitere Daten werden aus der qualitativen Inhaltsanalyse der Logbücher gewonnen.
Florian Treisch beschäftigt sich mit der Entwicklung der professionellen Unterrichtswahrnehmung (PU) der Studierenden im Lehr-Lern-Labor Seminar. Das Forschungsinteresse liegt darin zu untersuchen, inwieweit es im Verlauf des Seminars zu einer Verbesserung der PU der Studierenden kommt und wie eine zusätzliche videobasierte Analysephase nach den Betreuungen der Schulklassen die Entwicklung der PU unterstützt. Als Messinstrument wird das OBSERVER-Tool (Seidel et al., 2010) im Pre-Post-Design verwendet.
Markus Elsholz untersucht die Struktur und Entwicklung des akademischen Selbstkonzeptes (akSK) angehender Physiklehrkräfte im Rahmen des Lehr-Lern-Labor Seminars. Das Forschungsinteresse fokussiert einerseits auf die Operationalisierbarkeit von Selbstkonzeptfacetten in den Bereichen CK, PCK und PK. Zum anderen wird untersucht, ob und mit welchen Abhängigkeiten sich das akSK der Studierenden während der Praxisphase verändert. Als Erhebungsinstrument wurden die Skalen von Dickhäuser (Dickhäuser, 2002) angepasst um der spezifischen Struktur des Lehramtsstudiums gerecht zu werden.
Weitere Bereiche der Forschung
- Schülervorstellungen
- Entwicklung von Software für die Lehre
- Computereinsatz im Physikunterricht / Multicodierung
