Erneut agiert das Schülerlabor PiA in diesem Jahr als Kooperationspartner für die Junior Ingenieur Akademie, die in den Jahrgangsstufen 9 und 10 an der Gesamtschule Gießen Ost als Wahlpflichtunterricht angeboten wird. Im Rahmen nachmitttäglicher Besuche finden 3 Termine zu naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen im September 2025 und weitere 3 Termine im Frühjahr 2026 zum Thema „Technisches Zeichnen“ statt.

Bei den Besuchen im Herbst befassen sich die Schüler*innen mit naturwissenschaftlichen Fragen, Hypothesen und Vermutungen. Weiterhin stehen das Planen von Untersuchungen und das Untersuchen einer Black Box auf dem Programm.

Vom 10.6. – 13.6.25 fanden die MINTmit-Aktionstage als Gemeinschaftsaktion des MINTmit-Netzwerkes in Mittelhessen statt. Das Schülerlabor PiA bot zwei Aktionstage zum Thema Schwimmen und Sinken für die Klassen 5 und 6 an. Weiterhin wurden zwei Aktionstage zum Thema Radioaktivität und Nebelkammer für die Klassen 9 und 10 angeboten. Für diese Aktionstage wurde das reguläre Programm des Schülerlabors durch Experimente mit Nebelkammern in Zusammenarbeit mit dem II. Physikalische Institut erweitert und ergänzt.

Das Engagement und die Motivation der besuchenden Klassen und Lehrkräften machte die Aktionstage für alle Akteure zu einem tollen Erlebnis.

Am Sonntag den 25.05.25 fand zum wiederholten Male die Straße der Experimente in der Wiesenstraße statt. In der Zeit von 10 – 18 Uhr konnten Besucher*innen an 39 Zelten verschiedenartige Experimente ausprobieren. Trotz des unbeständigen Wetters, das dann doch in großen Teilen besser war als erwartet, nahmen viele Besucher*innen das große Angebot wahr.  Das Schülerlabor PiA war erneut in einem Zelt vertreten. Die Auswahl der Experimente umfasste Flaschentaucher und Balancierroboter zum Ausprobieren. Das Schwimmverhalten verschiedenartiger Gegenstände konnte bei einem weiteren Experiment vorhergesagt und getestet werden. Große Freude bereiteten den jungen und älteren Besucher*innen die Wasserspringschale und die Chladni-Platten. Durch geschicktes Reiben der Griffe der Wasserspringschale sprang des Wasser immer wieder in die Höhe. Beim Anstreichen der Chladni-Platten haben die Besucher*innen vielfältige schöne Muster auf den Platten hergestellt. Eine Schrift, die erst durch einen darüber gehaltenen Glasstab lesbar war, faszinierte vor allem die jungen Besucher*innen.

Weil die Bewegungskraft ja da hin zeigt

Wie die Darstellung von Pfeilen in der Mechanik irritieren und helfen kann

Die Lernschwierigkeiten von Schüler/inne/n in der Mechanik sind vielfach dokumentiert sowie Unterrichtsansätze entworfen, mit denen diesen Schwierigkeiten begegnet werden kann. Noch wenig im Blick ist, dass die Art der grafischen Darstellung von Bewegungszuständen und wirkenden Kräften beim Verständnis helfen oder aber auch hinderlich sein kann. Im Rahmen eines Forschungsprojekts zum Lernen des ersten und zweiten Newtonschen Axioms haben wir eine mögliche Darstellungsweise von Pfeilen zur Repräsentation von Bewegungszuständen und Kräften entworfen, um dokumentierten Lernschwierigkeiten zu begegnen. Anliegen des Beitrags ist es, Lehrkräfte für die Lernschwierigkeiten und den scheinbar unsystematischen Umgang mit Pfeilen in der Mechanik zu sensibilisieren.

Aufschnaiter, C. v., Vorholzer, A., Eitel, A., Endres, T., Lieck, D. S. N., Wahby, N., & Renkl, A. (2025). Weil die Bewegungskraft ja da hin zeigt. Wie die Darstellung Pfeilen in der Mechanik irritieren und helfen kann. MNU Journal, 3, 243-250.

Der diesjährige Girls‘Day fand am 03.04.25 statt. Erneut haben das Institut für Didaktik der Physik mit Dr. Kathrin Steckenmesser-Sander und das Institut für Informatik mit Prof. Dr. Matthias Wendlandt gemeinsam die Organisation und Durchführung des Tages übernommen, unterstützt durch Dr. Verena Petermann, Marcel Knapp und Priscilla Raucci.

Die 17 teilnehmenden Mädchen im Alter von 11 bis 15 Jahren haben begeistert Roboter programmiert, physikbezogene Experimente bearbeitet und kurzen Vorträgen zu Robotern im Alltag, der Forschung in der Physikdidaktik und zum Thema künstlicher Intelligenz gelauscht. Aus beiden Fachdisziplinen hat sich jeweils eine Wissenschaftlerin vorgestellt. Die Mädchen zeigten sich überrascht, über die vielfältigen Tätigkeiten, die Ihnen vorgestellt wurden. Über den gesamten Tag hinweg konnten sich die Mädchen mit den Wissenschaftler*innen und vor allem auch untereinander austauschen.

In diesem Jahr am 06. März 2025 fand die 10. MINT-Nacht in Gießen statt. Teams oder einzelne Schüler*innen aus fünf mittelhessischen Schulen bereiteten Präsentationen zu ausgewählten Themen aus der Mathematik, Informatik, den Naturwissenschaften und Technik vor. Diese präsentierten die Schüler*innen einer unabhängigen Jury aus Hochschule, Wirtschaft und Presse, die diese Präsentationen anschließend bewerteten.

Dr. Kathrin Steckenmesser-Sander aus dem Institut für Didaktik der Physik war in diesem Jahr erneut in der Jury und durfte beeindruckenden Vorträgen lauschen und diese am Ende mit prämieren.

Der mittelhessische Regional-Wettbewerb fand in diesem Jahr am 08.02.25 in Marburg statt. Das Erwin-Piscator-Haus bot für den erfolgreichen Wettbewerb einen tollen örtlichen Rahmen. Zum diesjährigen Thema „Submerged – Erforschung der Ozeane“ haben sich die Jugendlichen im Alter von 10 bis 16 Jahren bei „Challenge“ und im Alter von 6 bis 9 Jahren bei „Explore“ vorbereitet. Am Wettbewerbstag konnten die 22 Challenge und 6 Explore Teams durchweg in vielfältiger Weise glänzen. Sowohl beim Robot-Game als auch in den Forschungs- und Roboterdesign-Präsentationen zeigten alle Gruppen ihr Können und vor allem auch den gemeinsamen Teamgeist. Gratulation geht für den 1. Platz an das Team "Die 3 von der OUS"! Platz 2 ging an "Masch Misch - Born2brick" und den 3. Platz belegten die "Bluetooth Brothers". Alle drei haben sich für die nächste Wettbewerbsstufe qualifiziert.

Das Institut für die Didaktik der Physik hat sich mit Julius Weckler in der Jury und Dr. Kathrin Steckenmesser-Sander in der vollständigen Jury-Organisation und der Moderation des Tages beteiligt.

Artikel im Journal of Research of Science Teaching zu Überzeugungen von Lehrkräften veröffentlicht

Abstract des Artikels:

Science teachers’ beliefs about teaching and learning are a vital component of teachers’ professional competence and are often assumed to impact classroom practice. To date, these beliefs have been predominantly investigated regarding teaching and learning in general or for a particular science subject (e.g., physics). It remains to be determined whether these beliefs are similar across different goals within a subject. The study reported addresses this question by investigating and comparing beliefs about teaching and learning regarding two prominent main goals of science education: content goals that refer to scientific phenomena, laws, theories, and disciplinary core ideas and procedural goals that refer to scientific procedures and practices. To that end, data from 170 German teachers were collected in 2019 and 2020 with an online questionnaire. After modeling the data and assessing the quality of measurement via Rasch analysis techniques, subsequent t-tests were employed to compare beliefs. Results reveal that science teachers’ beliefs vary between both main goals. For instance, teachers believe that achieving procedural goals requires primarily doing science with lesser relevance of discussing and elaborating with students explicitly the rules and strategies for engaging appropriately in scientific practices (e.g., control of variables strategy). In contrast, teachers believe that for achieving content goals, explicit instruction about corresponding conceptual knowledge is of higher relevance. Furthermore, the analysis reveals differences in teachers’ beliefs about their own abilities. Teachers typically believe they are more able to teach and deal with content goals compared to procedural goals. The differences reported may help to understand research on teachers’ classroom practice and can inform teacher training and professional development.

Petermann, V., Vorholzer, A., & von Aufschnaiter, C. (2024). Science teachers' beliefs about teaching and learning related to content and procedural goals. Journal of Research in Science Teaching, 1-26. https://doi.org/10.1002/tea.22003

Am 27.01.2024 fand die „First Lego League Challenge“ in Wetzlar statt.

Dr. Kathrin Steckenmesser-Sander vom IDP Institut für Didaktik der Physik der JLU Gießen unterstützte in der Organisation des Wettbewerbs und übernahm zusammen mit Manuel Heinrich (Regionalmanagement Mittelhessen) die Moderation des Wettbewerbs. Erstmals wurde die Veranstaltung in diesem Jahr durch den Verein „Schüler:innen Forschungszentrum Mittelhessen“ mit Sitz in Marburg durchgeführt.

100 Schüler*innen im Alter von 9 -  16 Jahren traten in insgesamt 10 Teams an und wurden am Ende des Tages von den Jurymitgliedern in den vier Kategorien Forschung, Roboter-Design, Grundwerte (Zusammenarbeit im Team, Konfliktlösung) und Robot-Game bewertet. Hierbei agierte Julius Weckler (wissenschaftlicher Mitarbeiter, IDP) als Jurymitglied in der Kategorie Roboter-Design.

https://www.mittelhessen.de/lokales/lahn-dill-kreis/wetzlar/die-first-lego-league-challenge-ist-erstmals-in-wetzlar-3262126

https://www.giessener-allgemeine.de/giessen/schueler-beweisen-faehigkeiten-beim-roboterbau-92820698.html

Kompetenzen der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung wie beispielsweise das kritische Beurteilen naturwissenschaftlicher Untersuchungen und daraus gewonnener Erkenntnisse sind zentrale Ziele des naturwissenschaftlichen Unterrichts. Daher ist es ein bedeutendes Anliegen der fachdidaktischen Aus- und Fortbildung von Lehrkräften, diese auch bei der Förderung solcher Kompetenzen ihrer Schüler*innen gezielt zu unterstützen. Vor diesem Hintergrund leiten Dr. Verena Petermann und Kolleg*innen des Leibniz-Instituts für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN) in Kiel in dem Beitrag basierend auf dem Stand der Forschung Empfehlungen für die Inhalte und die Gestaltung solcher fachdidaktischen Lernangebote für Lehrkräfte ab. Diese Empfehlungen werden auch mit praxiserprobten Beispielen illustriert, die dem Beitrag in Form von Online-Materialien beigefügt sind.

Sannert, R., Petermann, V., Lieberei, T., Welter, V. & Krell, M. (2024). Erkenntnisgewinnungskompetenzen im naturwissenschaftlichen Unterricht fördern. Empfehlungen und Praxisbeispiele für fachdidaktische Lernangebote in der Lehrkräftebildung. In N. Graulich, J. Arnold, S. Sorge & M. Kubsch (Hrsg.), Lehrkräftebildung von morgen - Beiträge der Naturwissenschaftsdidaktiken zur Förderung überfachlicher Kompetenzen (S. 281-290). https://doi.org/10.31244/9783830997962.30

• Ausgehend von der Diskussion um die Zentralität von Reflexionen in der Lehrkräftebildung wird die Vielschichtigkeit des Konstrukts Reflexion kritisch beleuchtet. Es wird darin einerseits ausgeführt, welche möglichen Konsequenzen die oft fehlende Trennschärfe des Reflexionsbegriffs haben kann. Ein Augenmerk wird dabei auch auf Bereitschaft zur Reflexion gelegt, z. B. in der Frage, ob es nicht sinnvoll ist, Reflexionen in bestimmten Situationen absichtsvoll zu vermeiden. Andererseits wird aufgezeigt, dass dem Reflektieren im Professionalisierungsprozess eine doppelte Funktion zukommt: Lernen von Reflexion und Lernen durch Reflexion; das Reflektieren ist also sowohl ein Mittel zur Erreichung spezifischer Professionalisierungsziele als auch ein eigenständiges Professionalisierungsziel. Im Beitrag wird zudem an verschiedenen Stellen auf die Herausforderungen eingegangen, die sich aus den jeweiligen Überlegungen für Forschung und Lehre ergeben.

  https://publishup.uni-potsdam.de/frontdoor/index/index/docId/61895

Der von Claudia von Claudia von Aufschnaiter verfasste Beitrag trägt den Titel „Qualitätsoffensive Lehrerbildung: Eine „Zeitenwende“ in der Lehrkräftebildung an Universitäten?“ und ist in der Zeitschrift SEMINAR, 2023(2) veröffentlicht (S. 72-87).

Die Qualitätsoffensive Lehrerbildung wurde 2014 ins Leben gerufen, um sowohl die Strukturentwicklung in der Lehrkräftebildung an Hochschulen zu unterstützen als auch inhaltliche Weiterentwicklung anzuregen. In den ca. 9 Jahren der Laufzeit der Qualitätsoffensive wurden eine große Zahl an Projekten initiiert und erfolgreich bearbeitet, die nationale und internationale Sichtbarkeit der Lehrkräftebildung hat sich merklich erhöht. Gleichzeitig lassen sich Desiderate ausmachen, deren Bearbeitung wünschenswert gewesen wäre und die auf bestehende sowie zukünftige Herausforderungen in der Lehrkräftebildung verweisen. Im Beitrag wird versucht, einen Einblick in Erträge und mögliche weiterführende Fragen zu geben, die in der gemeinsamen Arbeit aller Phasen der Lehrkräftebildung von Relevanz sein könnten.

Download des Beitrags unter: https://www.wbv.de/shop/Qualitaetsoffensive-Lehrerbildung-Eine-Zeitenwende-in-der-Lehrkraeftebildung-an-Universitaeten-SEM2302W007

Die von Frau Dr. Verena Petermann zu „Überzeugungen von Lehrkräften zum Lehren und Lernen von Fachinhalten und Fachmethoden und deren Beziehung zu unterrichtsnahem Handeln“ (https://doi.org/10.30819/5545) verfasste Dissertation wurde von der Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik am 12.09.2023 mit dem Preis für den wissenschaftlichen Nachwuchs ausgezeichnet.

Die theoretisch fundierte und methodisch differenzierte Arbeit wurde von einer Jury unter mehreren eingereichten Arbeiten für den Preis ausgewählt. Die Arbeit wurde von Prof. Dr. Andreas Vorholzer (jetzt Technische Universität München) betreut.

Dr. Verena Petermann konnte nach der Auszeichnung im Rahmen der Jahrestagung in Hamburg ihre Arbeit in einem 45-minütigen Vortrag der Gesellschaft präsentieren.

Das Institut freut sich sehr und gratuliert der Preisträgerin!

Dr. Verena Petermann hat im Rahmen der Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik am 11.09.2023 einen Workshop zu „Validität – ein zentrales Gütekriterium naturwissenschaftsdidaktischer Forschung“ für den wissenschaftlichen Nachwuchs angeboten

Angehende Lehrkräfte werden in Praxisphasen maßgeblich von schulischen Mentor:innen betreut. Hierbei wird häufig mindestens implizit angenommen, dass Mentor:innen auch vor dem Hintergrund vielfältiger anderer Verpflichtungen diese Aufgabe aus eigenem Antrieb übernehmen. In der im Beitrag beschriebenen Studie untersuchten Stephanie Brombach, Dr. Verena Petermann und Prof. Dr. Claudia von Aufschnaiter im Rahmen der Gießener Offensive Lehrerbildung, was Lehrkräfte zur Übernahme der Aufgabe ‚Mentor:in sein‘ motiviert. Während die eigene persönliche Weiterentwicklung durch den kommunikativen Austausch zu anderen in der Ausbildung beteiligten Personen für viele Lehrkräfte eine zentrale Rolle spielt, scheint das Voranbringen der eigenen Karriere sowie die Anpassung an die Erwartungen von Kolleg:innen und Schulleitungen nur für wenige Mentor:innen bedeutsam zu sein.

Brombach, S., Petermann, V. & von Aufschnaiter, C. (2023). Mentor:in sein: Motivationale Ziele von Lehrkräften für die Aufgabenübernahme als Mentor:in. heiEDUCATION Journal, 10, 133-156. https://doi.org/10.17885/heiup.heied.2023.10.24841

Dr. Verena Petermann und Prof. Dr. Andreas Vorholzer beschreiben in dem Beitrag, wie Lehrkräfte Unterrichtsstunden anlegen, in denen primär Kompetenzen der Erkenntnisgewinnung gefördert werden sollen (z. B. zum Planen naturwissenschaftlicher Untersuchungen). Im Fokus steht hierbei die Umsetzung expliziter Thematisierung fachmethodischer Konzepte (z. B. Variablenkontrollstrategie), denn diese ist in Kombination mit dem Einbinden von Lernenden in fachmethodisches Arbeiten ein wirksamer Ansatz zur Förderung von Kompetenzen der Erkenntnisgewinnung. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass die explizite Thematisierung fachmethodischer Konzepte kaum ein wesentlicher Bestandteil der geplanten Unterrichtsstunden ist. So wurden solche Konzepte typischerweise kaum erläutert, schriftlich gesichert oder in Aufgaben explizit adressiert. Gleichzeitig ist in den geplanten Stunden aber viel Potenzial für eine stärkere Ausrichtung auf fachmethodische Konzepte vorhanden, da Lehrkräfte oft umfangreiche Gelegenheiten für Lernende zum fachmethodischen Arbeiten sowie Rückmeldung für deren fachmethodische Überlegungen bieten.

Petermann, V. & Vorholzer, A. (2023). Teachers’ use of explicit instruction when planning lessons to foster students’ scientific inquiry competencies. In G.S. Carvalho, A.S. Afonso & Z. Anastácio (Hrsg.), Contributions from science education research: Vol. 13. Fostering scientific citizenship in an uncertain world. Selected papers from the ESERA 2021 conference (S. 219-234). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-32225-9_14

Die Institute für Informatik und für Didaktik der Physik haben am 27.04.2023 zum zweiten Mal einen gemeinsamen Girls‘ Day veranstaltet. Ziel des fächerübergreifenden Angebotes war es, einen Einblick in Forschungstätigkeiten zu gewähren und in den direkten Austausch mit Wissenschaftler*innen aus den Bereichen der Informatik und Physikdidaktik zu treten. Insgesamt haben 18 Schülerinnen aus den Klassenstufen 5 bis 8 an dem vielfältig ausgestalteten Angebot unter der Leitung von PD Dr. Matthias Wendlandt (Informatik) und Dr. Kathrin Steckenmesser-Sander (Physikdidaktik) teilgenommen.

Den ersten Teil des Tages haben die Schülerinnen im Institut für Didaktik der Physik verbracht. Nach einer ersten gemeinsamen Kennenlernrunde stellte Frau Dr. Verena Petermann ihren bisherigen wissenschaftlichen Weg vom Lehramtsstudium in die Promotion, zur Postdoktorandin und darüber hinaus vor. „Die vielfältigen Aufgaben in der Wissenschaft und die Förderung von Studierenden in der Physiklehramtsausbildung macht mir sehr viel Freude.“ antwortete Frau Petermann auf die Frage, was sie an ihrer jetzigen Tätigkeit besonders mag. Die Schülerinnen zeigten sich an den Tätigkeiten sehr interessiert und stellten Frau Petermann zahlreiche Fragen.

Im Anschluss daran durften die Schülerinnen einem kurzen Vortrag über Roboter lauschen. Zu Beginn behandelte der Vortrag verschiedene Robotertypen, danach wurde das autonome Fahren und damit zusammenhängende Chancen und Schwierigkeiten gemeinsam mit den Schülerinnen besprochen. Auch die Ursprünge der Entstehung von Robotern wurden kurz thematisiert. Die Schülerinnen zeigten ihr Interesse durch zahlreiche Zwischenfragen. In zwei sich an den Vortrag anschließenden Arbeitsphasen konnten die Schülerinnen die Programmierung von Lego-EV3-Robotern erkunden – ein Handlungsfeld, das in der Schnittstelle zwischen den Fachdisziplinen Informatik und Physik liegt. Darüber hinaus hatten sie die Möglichkeit, mehrere Schülerexperimente durchzuführen, die gleichzeitig den Ausgangspunkt für eine Vorstellung typischer Forschungstätigkeiten von Physikdidaktiker*innen boten.

Spaziergänge über verschiedene Campusteile und eine Busfahrt zum Institut für Informatik vermittelte den Schülerinnen einen Eindruck über die Weitläufigkeit des Geländes der Justus-Liebig-Universität Gießen. Um die Perspektivenvielfalt wissenschaftlicher Tätigkeiten in den Horizont der Schülerinnen zu rücken, stellte eine weitere Wissenschaftlerin, Dr. Bianca Truthe (Informatik), ihren Werdegang und Inhalte ihrer Promotion vor. „Das große Interesse an Wettbewerben und die große Eigeninitiative, über die Frau Truthe berichtete, begeisterte die Schülerinnen.“, so Frau Steckenmesser-Sander. Die Schülerinnen stellten Frau Truthe zahlreiche Fragen zu aktuellen Tätigkeiten, vorgenommenen Auslandssemestern und Bewerbungsverfahren. Nach einem gemeinsamen Mittagessen wurde den Schülerinnen eine interaktiv gestaltete 30-minütige Informatik Vorlesung zum Thema künstliche Intelligenz angeboten, damit sie eine Vorstellung zu einem typischen Lehrformat an der Universität entwickeln. „Ich war sehr überrascht, wie viele Fragen die Schülerinnen zum Thema künstliche Intelligenz gestellt haben und wie viel Vorwissen einige Schülerinnen mitbrachten.“ resümiert Herr Wendlandt.

Der Girls’ Day endete mit der Vergabe von Urkunden für die Teilnehmerinnen und einer Feedback-Runde. Die Schülerinnen zeigten sich durchweg begeistert, dass sie so viel eigenständig durchführen durften, und bedankten sich für die interessanten und vielfältigen Einblicke in die Forschungstätigkeiten beider Institute.

Anna Just, Prof. Dr. Andreas Vorholzer und Prof. Dr. Claudia von Aufschnaiter widmen sich im Beitrag zwei wichtigen Erkenntnissen der Schülervorstellungsforschung (a & b). Zum einen entwickeln sich Schülervorstellungen graduell, d. h. sie wandeln sich nicht schlagartig von falsch zu richtig, sondern entwickeln sich in Schritten zu einem angemessenen Verständnis (a). Dieser Fortschritt im Verständnis kann durch sogenannte Learning Progressions modelliert werden, die Schülervorstellungen nach dem Grad ihrer Angemessenheit anordnen. Zum anderen aktivieren Lernende häufig je nach Aufgabe oder Situation unterschiedliche Vorstellungen, obwohl die Aufgaben ähnliche Konzepte zur Lösung erfordern (b). Im Beitrag vereinen die Autoren beide Forschungsstränge und beschreiben, inwiefern die Aktivierung von Schülervorstellungen verschiedener Verständnisniveaus in der Mechanik mit der systematischen Variation von spezifischen konzeptuellen (Änderung des zugrundeliegenden Newtonschen Axioms, Änderung der Formulierungsrichtung) und kontextuellen (Änderung der Bewegungsebene, Änderung der Art des Objekts) Aufgabenmerkmalen zusammenhängt. Dafür wurden sogenannte Ordered Multiple-Choice Aufgaben eingesetzt, bei denen jede Antwortmöglichkeit dem Verständnisniveau einer Learning Progression zugewiesen wurde.

Unter anderem konnte gezeigt werden, dass sich die Effekte von Aufgabenmerkmalen je nach Verständnisniveau unterscheiden können. Beispielsweise scheinen je nach Art der Formulierungsrichtung mal mehr oder weniger wahrscheinlich Vorstellungen spezifischer Verständnisniveaus aktiviert zu werden: Lernenden scheint es bei Aufgaben, die nach der resultierenden Bewegung fragen (im Gegensatz zu Aufgaben die nach den wirkenden Kräften fragen) leichter zu fallen, die korrekte Vorstellung zu aktivieren, dass die resultierende Kraft proportional zur Beschleunigung eines Körpers ist (Niveau 4). Verglichen mit einem eher undifferenzierten Verständnis von Kraft und Bewegung (Niveau 1/2), scheint es im Gegensatz dazu jedoch bei Aufgaben, die nach der resultierenden Bewegung fragen, schwerer zu sein, die angemessenere Vorstellung zu aktivieren, dass Kraft proportional zur Geschwindigkeit des Körpers ist (Niveau 3). Die Ergebnisse können genutzt werden, um Aufgaben für Lernende gezielt auszuwählen und den Lernprozess passend zu unterstützen.

Link zum Beitrag: https://doi.org/10.3390/educsci13050444

Wie werden naturwissenschaftliche Untersuchungen im Unterricht eingebettet und werden sie genutzt, um neben fachinhaltlichen auch prozessbezogene Kompetenzen zu stärken? Diesen Fragen sind Dr. Verena Petermann und Kolleg*innen der TU München sowie der HU Berlin nachgegangen. Die Ergebnisse ihrer Analysen zeigen unter anderem, dass prozessbezogene Kompetenzen nur selten gezielt gefördert werden, gleichzeitig aber viel Potenzial für eine stärkere Fokussierung dieser Aspekte in typischen Unterrichtsstunden vorhanden ist.

Vorholzer, A., Petermann V., Weber, J., Upmeier zu Belzen, A. & Tiemann, R. (2022). Explicit instruction on procedural and epistemic knowledge – is it happening? A video-based exploration of classroom practice, Research in Science & Technological Education. https://doi.org/10.1080/02635143.2022.2153245

Pressebild v.l.n.r.:

Prof. Dr. Peter Klar - 1. Physikalisches Institut/Justus-Liebig-Universität

Manfred Wagner - Oberbürgermeister/Stadt Wetzlar

Dr. Tobias Klug - Goetheschule/Wetzlar

Prof. Dr. Claudia von Aufschnaiter - Institut der Didaktik der Physik/Justus-Liebig-Universität

Ralf Niggemann - Viseum Wetzlar/Wetzlar Network

Reinhold Herrmann - Viseum Wetzlar

Yvonne Schudy - Viseum Wetzlar

Hier gelangen Sie zur Pressemitteilung BMBF-Förderung für MINT-Bildung von Jugendlichen für das MINT Cluster Wetzlar (MCW)

Dr. Verena Petermann und Prof. Dr. Andreas Vorholzer beschreiben in dem Beitrag, inwiefern die Überzeugungen von Lehrkräften zum Lehren und Lernen von Fachmethoden mit von Lehrkräften geplanten Unterrichtsstunden zum Aufbau fachmethodischer Kompetenzen zusammenhängen. Im Fokus steht hierbei die Umsetzung expliziter Thematisierung fachmethodischer Konzepte (z. B. Variablenkontrollstrategie). Eine solche explizite Thematisierung ist in Kombination mit dem Einbinden von Lernenden in fachmethodisches Arbeiten ein wirksamer Ansatz zur Förderung fachmethodischer Kompetenzen (z. B. zum Planen naturwissenschaftlicher Untersuchungen). Es konnte gezeigt werden, dass Lehrkräfte beispielsweise häufig von der hohen Nützlichkeit expliziter Thematisierung fachmethodischer Konzepte überzeugt sind. Diese Überzeugungen werden aber nur z. T. konsistent umgesetzt. So ist die explizite Thematisierung fachmethodischer Konzepte kaum ein wesentlicher Bestandteil der geplanten Stunden. Die Überzeugungen zur Nützlichkeit expliziter Thematisierung scheinen eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung für deren Umsetzung zu sein.

Link zum Beitrag: https://www.mdpi.com/2227-7102/12/9/593

Ergebnisse aus dem Projekt: Zielspezifische Überzeugung von Naturwissenschaftslehrkräften 

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat die Förderung von sieben neuen Forschungsgruppen bekannt gegeben, darunter auch eine interdisziplinäre Forschungsgruppe unter Beteiligung von Wissenschaftler*innen der Justus-Liebig-Universität Gießen. Die Forschungsgruppe „Nachhaltiges Lernen: Kognitive Mechanismen und effektive Umsetzung im Unterricht“ befasst sich mit Fragen der langfristigen und flexiblen Nutzung von Wissen. In der Gruppe arbeiten Psycholog*innen und Fachdidaktiker*innen zusammen, darunter auch Prof. Dr. Alexander Eitel aus der pädagogischen Psychologie sowie Prof. Dr. Claudia v. Aufschnaiter und Prof. Dr. Andreas Vorholzer (ehemals Justus-Liebig-Universität Gießen, jetzt Technische Universität München) aus der Physikdidaktik. Sprecher der Forschungsgruppe ist Prof. Dr. Tobias Richter (Universität Würzburg).

Mehr Informationen zur Forschungsgruppe: https://www.uni-wuerzburg.de/aktuelles/pressemitteilungen/single/news/neue-forschungsgruppe-bewilligt-1/

Pressemitteilung der DFG: https://www.dfg.de/service/presse/pressemitteilungen/2022/pressemitteilung_nr_19/index.html

Die Institute für Informatik und für Didaktik der Physik haben am 28.04.2022 zum ersten Mal einen gemeinsamen Girls‘ Day veranstaltet.

Ziel des fächerübergreifenden Angebotes war es, einen Einblick in Forschungstätigkeiten zu gewähren und in den direkten Austausch mit Wissenschaftler*innen aus den Bereichen der Informatik und Physikdidaktik zu treten. Insgesamt haben 17 Schülerinnen aus den Klassenstufen 5 bis 10 an dem vielfältig ausgestalteten Angebot unter der Leitung von PD Dr. Matthias Wendlandt (Informatik) und Dr. Kathrin Steckenmesser-Sander (Physikdidaktik) teilgenommen.

In zwei Arbeitsphasen konnten die Schülerinnen die Programmierung von Lego-EV3-Robotern erkunden, ein Handlungsfeld, das in der Schnittstelle zwischen den Fachdisziplinen Informatik und Physik liegt. Darüber hinaus hatten sie die Möglichkeit, Schülerexperimente durchzuführen.

Frau Dr. Petermann (Physikdidaktik) stellte ihren bisherigen wissenschaftlichen Weg vom Lehramtsstudium in die Promotion und Frau Dr. Truthe (Informatik) stellte ihren Werdegang und Inhalte der Promotion vor.

Nach einem gemeinsamen Mittagessen wurde den Schülerinnen eine interaktiv gestaltete 30-minütige Informatik Vorlesung angeboten, damit sie eine Vorstellung zu einem typischen Lehrformat an der Universität entwickeln konnten.

Der Girls’ Day endete mit der Vergabe von Urkunden für die Teilnehmerinnen und einer Feedback-Runde.Die Schülerinnen zeigten sich durchweg begeistert, dass sie so viel eigenständig durchführen durften, und bedankten sich für die interessanten und vielfältigen Einblicke in die Forschungstätigkeiten beider Institute.

Anbei der Link zum Artikel im Gießener Anzeiger: https://www.giessener-anzeiger.de/stadt-giessen/experimente-und-campusbegehung-91541761.html

Die Telekom-Stiftung hat aus dem Projekt „Klasse(n)kisten“ unter der Leitung von Prof. Dr. Kornelia Möller eine Reihe von Lernmaterialien für die Grundschule und den Sekundarbereich verfügbar gemacht. Darunter befinden sich auch Materialien zum Magnetismus, an denen Prof. Dr. Claudia von Aufschnaiter (JLU Gießen) und Prof. Dr. Rita Wodzinski (Universität Kassel) mitgewirkt haben.

Alle Unterrichtsbeschreibungen, Aufgabenblätter und zusätzliche Handreichungen sind unter der folgenden Adresse abrufbar: https://www.telekom-stiftung.de/minteinander-materialien 

Gemeinsam mit dem Institut für Pädagogische Psychologie (Prof. Alexander Eitel & Prof. Joachim Stiensmeier-Pelster) untersucht das Institut für Didaktik der Physik (Prof. Vorholzer & Prof. von Aufschnaiter), wie Studierende eine digitale aufgabenbasierte Lernumgebung zum Thema „Mechanik“ bearbeiten. Das Projekt soll in einem ersten Schritt Erkenntnisse zu den bei der Bearbeitung ablaufenden Selbstregulationsprozessen, sowie den dabei auftreten Schwierigkeiten liefern. Anschließend sollen aus diesen Erkenntnissen spezifische Maßnahmen zur Unterstützung der selbstregulierten Bearbeitung entwickelt und deren Wirkung untersucht werden.

Ausführliche Informationen zum Projekt: https://www.uni-giessen.de/fbz/fb07/fachgebiete/physik/institute/didaktik/forschung-1/prozess%20der%20selbstregulation

Das Institut für Didaktik der Physik trauert um Herrn Prof. Dr. rer. nat. Gerd Peter Schwarz .

In der zweiten Folge des Podcasts Klasse(n)zimmer der Gießener Offensive Lehrerbildung (GOL) sprechen Lea Steinfeld und Malte Werner von der GOL mit Christian Hofmann (ehemals Studienseminar GHRF in Gießen, jetzt Hessische Lehrkräfteakademie) mit Prof. Dr. Claudia von Aufschnaiter (Institut für Didaktik der Physik) über das Thema Reflexion in der Lehrerbildung. Der Podcast kann unter "Klasse(n)arbeit" - Der Podcast für Lehrerbildung — Gießener Offensive Lehrerbildung 2.0 (uni-giessen.de) oder auch in entsprechenden Apps abgerufen werden.

Hinweise zum Weiterlesen:

Aufschnaiter, C. v., Fraij, A. & Kost, D. (2019). Reflexion und Reflexivität in der Lehrerbildung. Herausforderung Lehrer_innenbildung – Zeitschrift zur Konzeption, Gestaltung und Diskussion, 2, 144-159. https://doi.org/10.4119/UNIBI/hlz-144

Aufschnaiter, C. v., Hofmann, C., Geisler, M. & Kirschner, S. (2019). Möglichkeiten und Herausforderungen der Förderung von Reflexivität in der Lehrerbildung. SEMINAR, 25(1), 49-60.

Das Modell der Didaktischen Rekonstruktion ist seit mehr als 20 Jahren ein Rahmen und Impulsgeber für fachdidaktische Forschung und die Entwicklung von Unterricht. Die Zeitschrift Herausforderung Lehrer*innen hat diesem Modell ein Themenheft gewidmet. Im Beitrag von Prof. Dr. Andreas Vorholzer wird am Beispiel einer Interventionsstudie zur Förderung experimenteller Denk- und Arbeitsweisen im Physikunterricht beschrieben, wie die Untersuchungsaufgaben des Modells der Didaktischen Rekonstruktion auf einen prozessbezogenen Lerngegenstand bezogen werden können. Darüber hinaus wird wird aus methodischer Perspektive diskutiert, welche Erträge der Einsatz des Modells für Forschungsarbeiten liefern kann, in denen die Wirkung eines Lernangebots oder eines bestimmten Instruktionsmerkmals empirisch und unter möglichst kontrollierten Bedingungen untersucht werden soll.

Link zum Beitrag: https://doi.org/10.11576/hlz-2700