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19.01.2009, Physik für den Bürger ? Konzeption eines Unterrichts zur Förderung von Bewertungskompetenz

19.01.2009, Dr. Dietmar Höttecke, IDN Bremen, Welfengarten 1, F 428 (4. Ebene), Montag, 19.01.09, 17.30 Uhr

Ein großer Teil der Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I kehrt der systematischen Begegnung mit der Physik als Wissenschaft spätestens nach Beendigung ihrer Schullaufbahn den Rücken, die meisten sogar früher. Dennoch soll der Physikunterricht einen Beitrag zur allgemeinen Bildung leisten, wie in allen relevanten Bildungsdokumenten nachzulesen ist. Worin besteht dieser Bildungsbeitrag? Er kann sich kaum in der Vermittlung physikalischen Sachwissens erschöpfen. Ein wichtiger Aspekt besteht dagegen darin, physikalisches Wissen beim Argumentieren und Bewerten in öffentlichen Diskursen nutzen zu können. Studien zeigen, dass physikalisches Sachwissen lediglich eine notwendige Voraussetzung dazu ist. Offenbar muss man über die Aneignung physikalischen Sachwissens auch dessen Gebrauch in öffentlichen Diskursen erlernen. Diese Kompetenz wird international unter dem Titel „socio-scientific decision making“ diskutiert und erschöpft sich keineswegs im Kompetenzbereich „Bewertung“ unserer Nationalen Bildungsstandards. Im Vortrag wird der Problembereich des Bewertens aus physikalischer Perspektive spezifiziert. Es soll deutlich werden, dass dem Erwerb von Bewertungsstrukturwissen zentrale Bedeutung zukommt. Beispiele aus laufender Forschungs- und Entwicklungsarbeit der Universitäten Bremen und Oldenburg zeigen auf, wie Bewertungskompetenz als Physik für den Bürger gedacht und entwickelt werden kann.

26.01.2009, Empirische Untersuchungen zur Interaktion beim Problemlösen

26.01.2009, Prof. Dr. Thomas Gawlick, Dennis Köster & Diemut Lange, IDMP Hannover, Welfengarten 1, F 428 (4. Ebene), Montag, 26.01.09, 19 Uhr

Teil I (Prof. Dr. Th. Gawlick): Ausgehend von grundsätzlichen theoretischen Erwägungen (Prozess-Produkt-Paradigma) werden theoretischer Hintergrund und Design einer Untersuchung zum Einfluss des Mediums DGS auf die Prozessqualität erläutert. Physikdidaktische Studien zu Modellbildungssystemen (Hucke, Horstendahl) gaben dabei Anregungen hinsichtlich der Offenheit der Lernumgebung in der Planung und der Operationalisierung theoretischen Wissens bei der Auswertung der bearbeiteten Aufgaben. Teil II (Dennis Köster): Vorstellung eines Kategorienschema zur Analyse von Bearbeitungsverläufen im Mathematikunterricht Welche Prozesse vollziehen sich eigentlich bei der Bearbeitung von Arbeitsblättern? In diesem Vortrag soll zunächst eine Auswertungsmethode dargestellt werden, die es ermöglicht, Audiodaten aus dem Mathematikunterricht hinsichtlich verschiedener mathematischer Aspekte zu untersuchen. Im zweiten Teil wird erläutert, welche Ergebnisse sich mit dieser Methode bei einer Studie, welche die Bearbeitungsverläufe in der traditionellen Papierumgebung mit denen in einer Computerumgebung vergleicht, ergeben haben. Teil III (Diemut Lange): Auswahl von Aufgaben für eine explorative Studie zum Problemlösen Es existieren diverse Klassifikationsschemata zur Charakterisierung einer bestehenden Aufgabensammlung. In diesem Vortrag wird diskutiert, inwiefern Kategorien solcher Schemata umgekehrt dazu verwendet werden können, geeignete Aufgaben für eine explorative Studie zum Problemlösen auszuwählen.

20.04.2009, Mathematische Zeitsplitter - Beispiele aus der Stochastik unter didaktischen Aspekten

20.04.2009, Prof. Dr. i.R. Herbert Kütting, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Welfengarten 1, F442 (4. Ebene) Montag 17.30 Uhr

In der Gesellschaft spricht man viel von einem Geschichtsbewusstsein, das zu entfalten ist. Das sollte auch für die Mathematik gelten, Mathematik muss als Kulturfach verstanden werden, und es ist ein Mathematikbewusstsein in der Öffentlichkeit zu entfalten. Das fängt im Mathematikunterricht an. Der Vortrag ist eine Exkursion in die Alltagsmathematik in Vergangenheit und Gegenwart. Zahlreiche Beispiele, Episoden und Paradoxien aus dem Zeitgeschehen sind ständige Begleiter bei dem gemeinsamen Gang. Ein erster Eindruck über das Werden einer Wissenschaft, die ihre Wurzeln in Spielen (17. Jhdt.) hat, und die heute zu den mathematischen Disziplinen gehört, die unser Alltagsleben bestimmen und erträglicher machen, kann gewonnen werden. Didaktische Ideen (Historische Aspekte, Modellbildungsprozesse und Reflexion darüber, Verallgemeinern von Fragestellungen, Entdecken verschiedenartiger Lösungswege, kritische Betrachtung von Aussagen) werden indirekt angesprochen.

27.04.2009, B. Rott : Verfahren zur Analyse von Problembearbeitungsprozessen von Fünftklässlern und Studenten.
S. Dittmer : Degoaling in traditionellen vs. rechnergestützten Problembearbeitungsprozessen

27.04.2009, Benjamin Rott, IDMP Hannover und Sarah Dittmer, IDMP Hannover, Welfengarten 1, F442 (4. Ebene) Montag 17.30 Uhr

B. Rott: In der empirischen Forschung lassen sich schnell riesige Datenberge ansammeln -- doch wie damit umgehen, ohne in der Datenflut zu ertrinken? Es wurden verschiedene Verfahren ausprobiert, die Video- und Tonaufnahmen von Fünftklässlern und Studenten beim Bearbeiten von mathematischen Problemen auszuwerten. Im Vortrag sollen die bisherigen Erfahrungen mit dieser Auswahl resümiert und weitere Ansatzpunkte aufgezeigt werden. S. Dittmer: Schüler und Schülerinnen erhalten eine Aufgabe, die sie in Gruppenarbeit lösen sollen. Welche Bearbeitungsverläufe sind denkbar? Unter Degoaling ist ein Bearbeitungsverlauf zu verstehen, der nicht nur den Wechsel zu einem neuen Ziel beschreibt, sondern auch dessen Verfolgung. Dabei kann die neue Zielsetzung eine Hinführung, oder aber eine Abwendung vom ursprünglichen Ziel sein. Dieser Vortrag soll zunächst dazu dienen dem Zuhörer einen Überblick über Degoaling zu verschaffen. Anschließend wird darauf eingegangen, mit welcher Auswertungsmethode Degoaling erkannt und mit welcher Auswertungsmethode Degoaling analysiert werden kann. Abschließend erfolgt die Präsentation der Ergebnisse einer Studie, welche die Bedeutung der Umgebung (Computer- oder Papierumgebung) bei Degoaling untersucht hat.

04.05.2009, Die Integration qualitativer und quantitativer Forschungsmethoden

04.05.2009, Prof. Dr. Udo Kelle, Philipps-Universität Marburg, Welfengarten 1, F442 (4. Ebene) Montag 17.30 Uhr

Seit den Anfängen der empirischen Sozialforschung ist das Verhältnis zwischen der quantitativen und der qualitativen Sozialforschung spannungsreich, von wechselseitiger Kritik und Abgrenzung gekennzeichnet. Dennoch werden qualitative und quantitative Methoden oft gemeinsam in denselben Forschungsprojekten eingesetzt und diese Methodenkombination führt vielfach zu interessanten und überraschenden Ergebnissen, die die Kenntnis empirischer Gegenstandsbereiche und die sozialwissenschaftliche Theoriebildung voranbringen. In meinem Beitrag werde ich einige Beispiele für eine solche gelungene Methodenkombination präsentieren und zeigen, dass eine Methodenkritik, die durch die jeweils unterschiedlichen Standards der qualitativen und quantitativen Forschungstradition möglich wird, nicht zur Abgrenzung gegenüber und zur Abwertung der jeweils anderen Seite führen muss, sondern produktiv für die Methodenentwicklung und für die empirische Forschung fruchtbar gemacht werden kann.

25.05.2009, Leistungsentwicklung von Kindern zu Beginn der Grundschulzeit - Festkolloquim anlässlich des 65. Geburtstages von Prof. Dr. Klaus Hasemann

25.05.2009, Prof. Dr. Andrea Peter-Koop, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Welfengarten 1, F442 (4. Ebene) Montag 17.30 Uhr

Während in Deutschland bereits seit einiger Zeit empirische Studien zu den mathematischen Vorkenntnissen von Kindergartenkindern und Schulanfängern und in jüngerer Zeit auch zur Leistungsentwicklung von potenziellen Risikokindern im Fach Mathematik vorliegen, gibt es bislang kaum größere empirische Untersuchungen zur mathematischen Leistungsentwicklung von Kindern in den ersten beiden Grundschuljahren und ihren schulischen Bedingungsfaktoren. Im Vortrag wird diesbezüglich über Ergebnisse im Kontext einer Längsschnittstudie zur Leistungsentwicklung von potenziellen Risikokindern in Bezug auf das schulische Mathematiklernen berichtet, in der u.a. die Leistungen von rund 1900 Schülerinnen und Schülern aus über 90 Klassen zu zwei Messzeitpunkten jeweils am Ende des ersten und zweiten Schuljahres mit dem DEMAT 1 und DEMAT 2 erhoben wurden. Parallel dazu liegen Daten einer Ergänzungsstudie in Form einer Schulleiterbefragung zu den individuellen schulischen Gegebenheiten an den beteiligen Schulen vor. Gegenstand der Betrachtung sind zum einen die Lösungshäufigkeiten der einzelnen Testaufgaben und die Entwicklung der mathematischen Leistungen innerhalb der beteiligten Klassen. Zum anderen wird versucht, mit Hilfe der Daten aus der Schulleiterbefragung Erklärungsansätze für die erhobenen Befunde abzuleiten.

08.06.2009, Schülerzentrierung und Schülerorientierung im Planungshandeln von Physiklehrkräften

08.06.2009, Dr. Jens Wilbers, TU Dortmund, Didaktik der Physik, Welfengarten 1, F442 (4. Ebene) Montag 17.30 Uhr

Die physikdidaktische Lehr-Lern-Forschung war hierzulande bis weit in die 1990er Jahre hinein von Untersuchungen zu Schülervorstellungen und Lernprozessstudien dominiert. Insbesondere war der Bereich der Lehrerbildung ein kaum beachtetes und bearbeitetes Forschungsfeld. Erst die Ergebnisse internationaler Schulleistungsvergleiche (TIMSS, PISA) bewirkten deutliche Akzentverschiebungen in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschungslandschaft. Unter anderem wurden einerseits Initiativen zur Steigerung der Effizienz und zur Neujustierung des Physikunterrichts in überregionalen Qualitätsentwicklungsprogrammen ergriffen und von Evaluationsforschung begleitet (z.B. SINUS, PIKO). Andererseits erfährt grundlegende Lehrerprofessionsforschung seit einiger Zeit verstärktes Interesse. Letztere fokussiert meist auf das Verhältnis von unterrichtlicher Handlungskompetenz und Professionswissen. An prominenter Stelle geht es dabei aktuell um die Operationalisierung professioneller Handlungskompetenz in empirisch fundierten Kompetenzstrukturmodellen. Angesichts der Amalgamierung von Unterrichtsentwicklung mit Lehrerfortbildung in den Qualitätsentwicklungsprogrammen ist grundlegende Forschung zum Planungshandeln von Physiklehrkräften und zum Wechselspiel zwischen Planungs- und Reflexionsprozessen allerdings erstaunlich randständig. Im deutschsprachigen Raum liegen fachspezifische Studien vor allem für die Mathematik vor (Wengert, 1989). Bromme (1992) stellt denn auch ein Forschungsdefizit „in anderen Schulfächern neben dem Bereich der Mathematik“ fest. Auch das PISA-Konsortium konstatiert im Zusammenhang mit der PISA-Studie 2006, dass die Untersuchung der Strukturierung von Fachunterricht einen zentralen fachdidaktischen Forschungsbedarf darstellt (PISA-Konsortium, 2007). Speziell für den Bereich der Physik ist weitgehend ungeklärt, welche subjektiven Strukturierungsansätze Lehrkräfte in ihrer Planungsarbeit leiten und welche Möglichkeiten ihrer Entwicklung durch fachdidaktische Fortbildungsangebote bestehen. An diesem Defizit setzen die Forschungsarbeiten im „Dortmunder Projekt Physik Lehren und Lernen“ (Doppler) an. Der Vortrag berichtet von Untersuchungsergebnissen zum Planungshandeln von Physiklehrkräften insbesondere unter dem Aspekt der Berücksichtigung vorunterrichtlicher Schülervorstellungen. Methodisch wird im Rahmen der Studie die teilnehmende Beobachtung kooperativer Planungsprozesse mit einem teilstrukturierten Interview zur Planung und Reflexion von Unterricht kombiniert.

15.06.2009, Wertschätzen und Praktizieren von Monitoring und dikursiver Unterrichtskultur - Ein Erklärungsversuch für den Erfolg mathematischen Lernens und Lehrens

15.06.2009, Prof. Dr. Elmar Cohors-Fresenborg, Universität Osnabrück, Welfengarten 1, Raum F 442 (4. Ebene), 17.30 Uhr

Es wird dargelegt, inwiefern die Kompetenz und der Wille zum Überwachen der Richtigkeit beim mathematischen Arbeiten ein wichtiger Indikator für dessen Erfolg ist. Es gelingt auf Dauer nur, Lernende zum Wertschätzen und Praktizieren von solchen Monitoring-Aktivitäten zu veranlassen, wenn das Bemühen Teil einer insgesamt diskursiven Unterrichtskultur ist.

22.06.2009, Kann mathematisches Modellieren selbstständig gelernt werden ? Ergebnisse aus dem DISUM-Projekt 

22.06.2009, Prof. Dr. Werner Blum, Universität Kassel, Welfengarten 1, F442 (4. Ebene) Montag 17.30 Uhr

Mathematisches Modellieren ist insbesondere durch PISA stärker in die Diskussion gekommen. Inzwischen ist Modellieren sogar eine der verpflichtenden Kompetenzen in den Bildungsstandards Mathematik. Allerdings ist die diesbezügliche Unterrichtsrealität bei uns in Deutschland (wie auch in vielen anderen Ländern) noch weit vom Wünschbaren entfernt. Dies liegt insbesondere auch daran, dass dieses Thema von Lehrern und Schülern häufig als (zu) schwer empfunden wird. Wie lässt sich dies ändern, wie kann Modellieren wirksam gelehrt und gelernt werden? Im Vortrag werden einige Aufgaben- und Unterrichtsbeispiele zum mathematischen Modellieren präsentiert, und es wird über vorliegende Erkenntnisse zu Lehr-/Lern-Problemen beim mathematischen Modellieren und zu Bedingungsfaktoren für Lernerfolge berichtet, mit einem Schwerpunkt auf den Jahrgangsstufen 8-10. Dabei wird insbesondere auf Beobachtungen und Ergebnisse aus dem Projekt DISUM zurückgegriffen (Blum/Messner/Pekrun, Kassel/München, seit 2005 DFG-gefördert), in dem das Umgehen von Lehrern und Schülern mit anspruchsvollen Modellierungsaufgaben in selbständigkeitsorientierten Lernumgebungen untersucht wird. Aus den vorliegenden Befunden werden einige naheliegenden Konsequenzen für das Lehren und Lernen von Modellierungsaufgaben gezogen, deren Berücksichtigung zu einem vorsichtig-optimistischen „Ja“ auf die Titelfrage führen könnte.

29.06.2009, Rollstühle, Greifvölgel und Spritzen im Physik-Unterricht - Wege zu physikalischen Konzepten in österreichischen Gymnasien

29.06.2009, OStR. Prof. Ing. Mag. Helmuth Mayr, Bundesgymnasium und Bundesrealgymnasium Wien, Welfengarten 1, F442 (4. Ebene) Montag 17.30 Uhr

Einführung: • Kurze Einführung ins österreichische Schulsystem • Spezifika der österreichischen Physik-Lehrpläne • Unterrichtstheoretische Hinweise, vorwiegend aus der Sicht der Systemtheorie Unterrichtspraktische Umsetzungsbeispiele: • Kraft-Konzept mittels „Rollstuhl-Physik“ • Konzept des dynamischen Auftriebes mittels Vogelflug • Anregungen zu weiteren Konzeptualisierungsmöglichkeiten, z.B. mittels Kro-kodilen, Riesen und Zwergen • Energie-Konzept als „Durchlauf-Struktur“ • Ausblick

02.07.2009, Reelle Flächen mit Singularitäten und deren Visualisierung

02.07.2009, Dr. Oliver Labs, Universität Saarbrücken, Welfengarten 1, Raum G 117, 16.30 Uhr; Tee/Kaffee ab 15.45 Uhr in Raum G 116 (Blaue Grotte)

In letzter Zeit werden algebraische Kurven und Flächen auch wieder verstärkt über den reellen Zahlen betrachtet. Der Vorteil dieser Seite der algebraischen Geometrie ist, dass man recht viel Topologie zum Studium der Varietäten verwenden und dass man im 2- und 3-Dimensionalen die Objekte visualisieren kann. Im Vortrag geben wir zunächst eine knappe Einführung zu algebraischen Kurven und Flächen und präsentieren dann einige neue Ergebnisse bzgl. der Anzahl reeller Singularitäten auf Flächen. Abschließend gehen wir auf die Anwendung dieser Gebilde in Informatik, Architektur und Didaktik der Mathematik ein. Hier gibt es faszinierende neue Entwicklungen, die erst mit den neuen Visualisierungs-Möglichkeiten entstanden sind.

26.10.2009, Anregung und Analyse von Lern- und Denkprozessen in einem arithmetisch-algebraischen Kontext

26.10.2009, Prof. Dr. Astrid Fischer, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Welfengarten 1, F 428 (4. Ebene), Montag 17.30 Uhr

Der Vortrag stellt wesentliche Schritte in einem Forschungsprojekt zur Analyse von Lernprozessen vor. Inhaltlich geht es um voralgebraisches Denken von Schülerinnen und Schülern der Klasse 5. Das Anliegen des Projektes ist, algebraisch relevante Lernprozesse in einem voralgebraischen Kontext zu untersuchen. Der Vortrag stellt im ersten Teil die Konzeption einer Lernumgebung vor, die diese Lernprozesse anregen soll. Anschließend werden Analysen von zwei verschiedenen Arten von Schülerdaten erörtert, die in diesem Zusammenhang erhoben wurden.

09.11.2009, Lernen in außerschulischen Lernorten

09.11.2009, Dr. Katrin Engeln, Gymnasium Lütjenburg, Welfengarten 1, F 428 (4. Ebene), Montag 17.30 Uhr

16.11.2009, Problemlöseprozese im unterrichtlichen Kontext

16.11.2009, Prof. Dr. Regina Bruder, Technische Universität Darmstadt, Welfengarten 1, Raum 428, Montag 17.30 Uhr

Problemlösenlernen in einem alltagsbezogenen Verständnis gehört zu dem, was den allgemeinbildenden Wert von Mathematikunterricht ausmachen und sogar rechtfertigen sollte. Doch wie schaffen wir es langfristig, dass die Lernenden bereit sind, Schwierigkeiten zu überwinden und insgesamt die problemlösende Verwendung von Mathematik wieder erfolgreicher wird? Vorgestellt wird ein erprobtes Unterrichtskonzept zum Problemlösenlernen in Verbindung mit instruktiven Beispielen, wie heuristische Strategien, Prinzipien und Hilfsmittel in verschiedenen Phasen des Unterrichts zeitökonomisch bewusst gemacht und erlernt werden können und wie dieses von den Lernenden aufgenommen und verarbeitet wird.

07.12.2009, Vom Begriff zur Sache, von der Sache zum Begriff - Kommunikation und naturwissenschaftliches Arbeiten im Physikunterricht

07.12.2009, Dr. Karsten Rincke, Universität Kassel, Welfengarten 1, Raum F 428, Montag 17.30 Uhr

Wenn Schülerinnen und Schüler beginnen, sich mit neuen physikalischen Begriffen und Konzepten zu befassen, dann wird ihr Lernprozess aus zwei wichtigen Quellen gespeist: experimentelle Befunde und Phänomene auf der einen Seite, und sprachlicher Austausch und Auseinandersetzung mit anderen Menschen auf der anderen Seite. Im Vortrag wird aus diesen beiden Perspektiven auf das Lernen geschaut. Dabei zeigt sich, dass der sprachliche Austausch mit anderen Menschen, vor allem mit der Lehrkraft, Merkmale von Sprachlernprozessen trägt, wobei die physikalische Fachsprache die Rolle einer neuen Sprache übernimmt. Das eigenständige Experimentieren als eine Gelegenheit, in der Schülerinnen und Schüler vielfältige Erfahrungen machen, die das Lernen begleiten, ist dagegen weniger von der Auseinandersetzung mit Begriffen geprägt, sondern mit der dinglichen Welt, der Organisation einer Beobachtungssituation und ihrer Dokumentation. Im Vortrag wird - stellvertretend für diese Perspektive - über die Konzeption eines Forschungsvorhabens berichtet, in dem Schülerinnen und Schüler durch ein System von Hilfen in der eigenständigen experimentellen Arbeit unterstützt werden.

14.12.2009, Allgemeine vs. mathematikspezifische Begabung bei Fünftklässlern

14.12.2009, Prof. Dr. Thomas Gawlick & Diemut Lange, IDMP Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, Raum F 428, Montag 17.30 Uhr

Nach Heilmann (1999) sind prinzipiell drei verschiedene Modelle zur Erklärung mathematischer Leistung denkbar. Danach können interindividuelle Unterschiede mathematischer Leistung (1.) mit unterschiedlich ausgeprägter mathematikspezifischer Begabung, (2.) mit unterschiedlich ausgeprägter mathematikspezifischer und mit unterschiedlich ausgeprägter allgemeiner Begabung sowie (3.) mit unterschiedlich ausgeprägter allgemeiner Begabung erklärt werden. Im August 2008 und im August 2009 wurden an verschiedenen Hannoveraner Gymnasien ein mathematikspezifischer und ein allgemeiner Begabungstest mit Fünftklässlern durchgeführt. In dem Vortrag soll der statistisch ermittelte Zusammenhang zwischen beiden Tests unter oben formulierter theoretischer Perspektive näher erläutert werden.

14.12.2009, Empirisch begründete Phasen im Problemlöseprozess

14.12.2009, Benjamin Rott, IDMP Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, Raum F 428, Montag 17.30 Uhr

Zum Prozess des Problemlösens gibt es viele theoretische bzw. den Idealtyp beschreibende Arbeiten; am bekanntesten ist hier wahrscheinlich die vierstufige Einteilung nach George Polya. Demgegenüber stehen nur sehr wenige Veröffentlichungen zu empirischen Untersuchungen über den Ablauf von Problemlöseprozessen. Aufbauend auf einer Studie von Alan H. Schoenfeld aus den 80er Jahren, mit Anleihen aus der TIMS-Videostudie sowie der Schweizerisch-Deutschen-Videostudie, die beide Mathematikunterricht in verschiedenen Ländern untersucht und verglichen haben, soll ein Verfahren zur Analyse solcher Prozesse entwickelt werden. Als Datengrundlage dienen dabei hauptsächlich die Videos, die im Rahmen der MALU-Förderung aufgenommen wurden. Im Vortrag soll der aktuelle Stand dieser Arbeiten referiert werden.