Lehr- und Forschungsgebiet Didaktik der Physik und Technik
Forschung
- Professionswissen in den Naturwissenschaften (ProwiN)
- Physikkompetenz in der Sekundarstufe II
- Professionswissen in der Lehramtsausbildung Physik
- Notwendige Mathematikkompetenz beim Lösen von Physik-Abiturklausuren
Professionswissen in den Naturwissenschaften (ProwiN)
Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Forschungsschwerpunktes "Entwicklung von Professionalität des pädagogischen Personals in Bildungseinrichtungen".
Für Aussagen über die Relevanz fachwissenschaftlicher, fachdidaktischer und pädagogischer Inhalte in der Lehrerausbildung ist eine genaue Analyse des Lehr-Lernprozesses notwendig. Hierzu soll im PowiN-Projekt der Zusammenhang zwischen dem theoretischen Professionswissen in obigen Bereichen, dem Lehrerhandeln im Unterricht und der Schülerleistung und Schülermotivation untersucht werden.
Da es zurzeit keine Testverfahren zur Bestimmung des Professionswissens von Lehrkräften in den Fächern Biologie, Chemie und Physik gibt, ist das Ziel der 1. Phase (06/2009 - 05/2012) des ProwiN-Projektes die Entwicklung und Evaluation entsprechender Testinstrumente. Darauf aufbauend soll in einer geplanten zweiten Phase (06/2012 - 05/2015) untersucht werden, wie sich das theoretische Professionswissen auf den durch Videographie beobachteten Unterricht sowie den Lernzuwachs und die Schülermotivation auswirkt.
Die Ergebnisse der Studie sollen dazu beitragen die Aus- und Fortbildung von Physiklehrkräften gezielt und systematisch zu verbessern.
Physikkompetenz in der Sekundarstufe II
Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Forschergruppe 511 Naturwissenschaftlicher Unterricht.
Zurzeit werden die neu entwickelten Bildungsstandards in Form von Kompetenzmodellen abgebildet. Die Erarbeitung fachbezogener Kompetenzstrukturmodelle ist hierbei eine Voraussetzung für die Diagnose der entsprechenden Kompetenzen bei den Lernenden. Für eine bruchlose Entwicklung müssen diese Modelle für unterschiedliche Schulstufen anschlussfähig konzipiert werden.
Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Validierung eines Kompetenzstrukturmodells für das Fach Physik in der gymnasialen Oberstufe. Zur Wahrung der Anschlussfähigkeit dient das Modell für den Mittleren Schulabschluss. Die Weiterentwicklung erfolgt auf Grundlage der nationalen Vorgaben (EPA), internationaler und nationaler Standards und des aktuellen Unterrichts.
Das neue Kompetenzstrukturmodell soll vorhandene Physikkompetenzen der Oberstufenschülerinnen und -schüler valide beschreiben und dadurch Hinweise für die Gestaltung von Unterrichtsmaterial und Abituraufgaben sowie zur Entwicklung von Standards und deren Normierung geben können.
Professionswissen in der Lehramtsausbildung Physik (ProfiLe-P)
Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Themenfeldes "Kompetenzmodellierung und Kompetenzerfassung im Hochschulsektor ".
In dem Forschungsvorhaben soll in drei Teilvorhaben ein Rahmenmodell entwickelt werden, das fachdidaktisches Wissen und physikalisches Fachwissen als Teildimension des Professionswissens angehender Physiklehrkräfte, sowie von Übungsleitern der Physik, operationalisiert und überprüfbar macht.
Ausgehend von der Wissensbereichsanalyse sollen Testinstrumente modellbasiert entwickelt und validiert werden.
Als Beitrag zur Studienqualitätsforschung sollen die Ergebnisse Lehrenden an Hochschulen und Fachseminaren kommuniziert werden, um sie in allen Phasen der Lehrerausbildung (vom Studium bis zur Fort- und Weiterbildung) nutzbar zu machen. Darüber hinaus sind auch Aussagen zur Wirksamkeit der universitären Physikausbildung über das Lehramt hinaus möglich (z.B. als Ansatzpunkt für die Aus- und Fortbildung von Übungsgruppenleitern und Hinweise für die Erklärung der hohen Abbrecherquote in den ersten Semestern des Physikstudiums.
Notwendige Mathematikkompetenz beim Lösen von Physik-Abiturklausuren
Die Mathematisierung wird als ein wesentlicher Teil der physikalischen Methodik und Erkenntnisgewinnung angesehen. In der Oberstufe erhält die Mathematisierung von Sachverhalten als eine Voraussetzung zum Lösen physikalischer Probleme eine wesentliche Bedeutung. Bisher ungeklärt ist, welche mathematische Kompetenz beim Lösen von Physikabituraufgaben notwendig ist.
Anhand des Modellierungskreislaufs von Blum soll untersucht werden, welche mathematische Kompetenz zum Durchlaufen des Kreislaufes notwendig ist. Hierzu sollen Physikabituraufgaben in Bezug auf ihre Mathematisierung untersucht werden. darauf aufbauend sollen Lernaufgaben entwickelt werden, die gerade die geförderten Kompetenzen unterstützen.