Projekte der AG Didaktik der Physik

Projekte der AG Didaktik der Physik

Schülerinnen und Schüler haben aus ihrer Alltagserfahrung eine Vielzahl an Vorstellungen zu physikalischen Inhalten gewonnen. Diese sog. Präkonzepte beeinflussen die Lehr-Lernprozesse in hohem Maße. Da die Erforschung der Präkonzepte in der Physikdidaktik eine lange Tradition hat, sind sie in den einzelnen Themenbereichen inzwischen gut bekannt. Die Veränderung der Präkonzepte hin zu physikalischen Konzepten bleibt jedoch eine große Herausforderung. Hiermit befassen sich unsere Projekte aus unterschiedlicher Perspektive.

Dazu ist neben der Forschung zu Grundlagenfragen auch die Entwicklung und Evaluation von Unterrichtsmaterialien notwendig, um eine lernwirksame Umsetzung der Erkenntnisse im Unterricht zu ermöglichen. Beide Aspekte, Grundlagenforschung sowie Materialentwicklung und -evaluation, halten wir für unentbehrliche Bestandteile der Didaktik der Physik. Dabei verfolgen wir den Ansatz des Design-Based Research (z.B. Design-Based Research Collective 2003, Reimann 2005, Fischer, Waibel & Wecker 2005, Hopf & Wiesner 2007, 2008). Der Designbegriff meint hier die forschungsbegleitete Gestaltung von Lehr-Lernumgebungen, wobei Theorien über bereichsspezifisches Lernen berücksichtigt und weiterentwickeln werden: “Importantly, design-based research goes beyond merely designing and testing particular interventions. Interventions embody specific theoretical claims about teaching and learning, and reflect a commitment to understanding the relationships among theory, designed artefacts, and practice. At the same time, research on specific interventions can contribute to theories of learning and teaching.” (The Design-Based Research Collective, 2003, Seite 6)

Lehr-Lernlabor Physik

Mit Unterstützung des Fachbereichs wird an der Konzeption und der Umsetzung eines Lehr-Lernlabors Physik gearbeitet, das neben dem Lernen von Physik auch das Lernen über Physik (Nature of Science, Lederman, 2008; Deng, Chen, Tsai & Chai, 2011) fördern soll. Hierbei geht es insbesondere um die Bedeutung der experimentellen Methode für die Erkenntnisgewinnung (Hypothesen generieren → Experimente planen und durchführen → empirische Befunde interpretieren, nach Mikelskis-Seifert & Duit, 2010), die in Schulexperimenten oft nur unzureichend dargestellt wird.

Ansprechperson: Matthias Ungermann

Elektrizitätslehre

In Zusammenarbeit mit der Universität Frankfurt (Prof. Dr. Wilhelm, Dr. Jan-Philipp Burde), der Universität Wien (Prof. Dr. Hopf) sowie der Universität Graz (Prof. Dr. Haagen-Schützenhöfer) wird derzeit ein Unterrichtsgang zur Elektrizitätslehre im Hinblick auf Kontextorientierung weiterentwickelt und evaluiert, der auf dem Elektronengasmodell beruht.

Ansprechperson: Liza Dopatka

Mechanikunterricht

Bereits in der Vergangenheit wurde in Zusammenarbeit mit der LMU München (Prof. Dr. Dr. Wiesner, Dr. Waltner), der Universität Frankfurt (Prof. Dr. Wilhelm) sowie der Universität Wien (Prof. Dr. Hopf) ein Lehrgang zum Mechanikunterricht entwickelt und evaluiert, der auf einem zweidimensional-dynamischen Konzept beruht.

Ansprechperson: Verena Spatz

Mindsets

Unter dem Mindset versteht man nach der Theorie von C. Dweck (2006) grundlegende Überzeugungen zur Intelligenz, welche sich stark auf den Lernerfolg auswirken. Diese Theorie soll auf das fachspezifische Lehren und Lernen von Physik übertragen werden. Man unterscheidet zwei Grundtypen: Personen, die von angeborenen Begabungen ausgehen, haben ein sogenanntes Fixed-Mindset. Personen, die von erlernbaren Fähigkeiten ausgehen, haben dagegen ein Growth-Mindset. Erste Ergebnisse zeigen, dass sich unter den Schülerinnen und Schülern sowohl physikalische Fixed- und Growth-Mindsets, als auch physikalische Mixed-Mindsets mit Anteilen beider Grundtypen identifizieren lassen.

Ansprechperson: Verena Spatz

Erkenntnisgewinnung in den Naturwissenschaften

Das Experiment ist ein zentrales Element der drei Naturwissenschaften Biologie, Chemie und Physik. Dessen Bedeutung für die naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung zu vermitteln, ist daher nach den KMK-Standards eine wichtige Aufgabe von Lehrkräften (Mayer, 2008). Ausgehend von dieser Zielstellung wird für den Vernetzungsbereich des neu strukturierten Lehramtsstudiengangs „MINTplus“ der TU Darmstadt ein interdisziplinäres Modul entwickelt und evaluiert, in welchem sich Lehramtsstudierende mit dem „ganzheitlichen Begreifen und Vermitteln der Erkenntnisgewinnung in den Naturwissenschaften“ auseinandersetzen.

Das Projekt wird im Rahmen von „MINTplus“ durch die gemeinsame „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ von Bund und Ländern aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert.

Ansprechperson: Jana Tampe

Digitales Lehren und Lernen in Hessen

Im Rahmen dieses Projektes werden Service-Lehrveranstaltungen des Fachbereichs Physik durch die gezielte Produktion von digitalen Materialien angereichert. Mit Unterstützung durch die E-Learning Arbeitsgruppe der TU Darmstadt auf mediendidaktischer Ebene wird hierzu eine STACK-basierte Lernplattform konzipiert und umgesetzt, die durch elementarisierende Testfragen ein individuelles Stärken/Schwächen-Profil der Studierenden mit gezielten Förderangeboten erstellt.

Das Projekt wird durch die Initiative „Digitales Lehren und Lernen in Hessen“ aus Mitteln des Hessischen Ministeriums für Wissenschaft und Kunst gefördert.

Ansprechperson: Kevin Schmitt