Forschungsprojekte

 

ProfiLe-P-Transfer – Transfervorhaben zu „Professions-kompetenz im Lehramtsstudium Physik“ (ProfiLe-P)

In den vorherigen Förderphasen wurden Modelle und Instrumente zur Erfassung handlungsnaher Fähigkeiten (Planung von Physikunterricht, Reflektieren von Physikunterricht, Erklären physikalischer Sachverhalte) sowie zu fachbezogenem Professionswissen (Fachwissen, fachdidaktisches Wissen) angehender Physiklehrkräfte entwickelt.

Ziel des Folgeprojekts ProfiLe-P-Transfer ist nun der nachhaltige Transfer der entwickelten Modelle und Instrumente in die Lehrpraxis sowie in die Studiengangsentwicklung der Ausbildung von Physiklehrkräften. Lehrende sollen mit diesen in universitären Begleitveranstaltungen der Praxissemester sowie zu Beginn des Referendariats Eingangsinformationen über ihre Lerngruppen bezüglich fachbezogenen Professionswissens sowie der erhobenen handlungsnahen Fähigkeiten erlangen können, sodass im Anschluss eine Adaption der Lehrveranstaltung an die Lernendenvoraussetzungen möglich ist. Dabei sollen Informationen über den Lernstand der Gruppe durch den Vergleich mit dem in den ersten Projektphasen aufgebauten Datenpool als Baseline gewonnen werden. Physiklehrerbildende Fachbereiche sollen Gestaltungswissen zur Weiterentwicklung von Studienphasen am jeweiligen Ausbildungsstandort generieren können (z.B. Praxisphasen, Studieneingangsphase). Dafür werden die Instrumente für eine Evaluation der Studienphasen durch Prä- und Posttests aufbereitet.

Ihr Einsatz und ihre Auswertung sollen im Laufe der Projektphase am jeweiligen Standort weitestgehend ohne die Entwicklergruppe ermöglicht werden, indem die Instrumente als Online-Versionen bereitgestellt werden.

Das Projekt ProfiLe-P-Transfer wird in Kooperation mit den Universitäten Bremen, Paderborn und Potsdam durchgeführt.

Teilprojekt am Standort Aachen

Der Standort Aachen wird primär die Aufbereitung des Tests zur Unterrichtsplanung sowie die Schließung und Digitalisierung des Tests zum fachdidaktischen Wissen bearbeiten. Dabei wird auch die digitale automatisierte Auswertung der Tests mit Stärke-Schwäche Profil implementiert, mit der die Tests individuelle Rückmeldungen zu Entwicklungsbedarfen geben können. Zudem werden die Rückmeldungen der Praxispartner zu den Testeinsätzen in allen Phasen der Entwicklung eingeholt und der Transfer mit dem Ziel der Evaluation von Studienphasen koordiniert.

Das Projekt wird im Rahmen der gemeinsamen „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ von Bund und Ländern aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert (FKZ: 01PK19005A ).

 

Digitale Medien im Technikunterricht

Im Rahmen des von Bund und Ländern finanzierten Förderprogrammes der Qualitätsoffensive Lehrerbildung haben sich alle zwölf lehrerbildenden Universitäten in Nordrhein-Westfalen zum Verbund “Communities of Practice NRW für eine innovative Lehrerbildung (ComeIn)“ zusammengeschlossen. Durch diese Zusammenarbeit, in Form von konkret fächerspezifisch gegliederten Gruppen, sollen in diesem Projekt digitalisierungsbezogene Kompetenzen von Lehrkräften in allen drei Ausbildungsphasen (Universität, Vorbereitungsdienst, Fortbildung) gefördert und entwickelt werden. Vor diesem Hintergrund wird ein Digitalisierungskonzept entwickelt und erprobt, welches zunächst im Rahmen eines Seminares in der Didaktik der Technik umgesetzt wird und sich mit dem didaktisch begründeten Einsatz von digitalen Medien befasst. Nach der Erprobung soll das Konzept perspektivisch im Rahmen einer Lehrerfortbildung umgesetzt werden.

Das Projekt wird im Rahmen der gemeinsamen „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ von Bund und Ländern aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert (FKZ: 01JA2033B).

 

Entwicklung und Evaluation eines Theorie-Praxis-Seminars zum Einsatz digitaler Medien in Vorbereitung auf Praxisphasen

In diesem Projekt wird ein bestehendes physikdidaktisches Lehr-Lern-Seminar, in welchem die Studierendem in einem komplexreduzierten Rahmen erste Lehrversuche unternehmen, im Hinblick auf den Einsatz digitaler Medien weiterentwickelt und evaluiert. Auf der Basis von Theorieimpulsen zu fachdidaktischen Themen, grundlegenden Konzepten zum Medieneinsatz und zu für den Physikunterricht relevanten Medien entwickeln die Studierenden im Seminar Unterrichtseinheiten in Form von Lernzirkeln und unter Verwendung digitaler Medien. Der Einsatz und die Erprobung dieser Lernzirkel erfolgt im regulären Unterricht an Kooperationsschulen. Unter Einsatz von Audiographie, Beobachtungen der betreuenden Lehrkräfte und Feedback der Lernenden reflektieren die Studierenden ihre Umsetzung der Unterrichtseinheit sowie ihr Auftreten als Lehrkraft. Im Rahmen der Begleitforschung wird der Erwerb fachdidaktischer Kompetenzen zum Einsatz digitaler Medien im Physikunterricht untersucht. Dabei wird der fachdidaktische medienbezogene Kompetenzzuwachs der Lehramtsstudierenden im Seminar mit einem schriftlichen Testinstrument erfasst.

Das Projekt „Gemeinsam verschieden sein in einer digitalen Welt – Lehrerbildung an der RWTH Aachen (LeBiAC)“ wird im Rahmen der gemeinsamen „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ von Bund und Ländern aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert (FKZ: 01JA1813)

 

Professionskompetenz im Lehramtsstudium Physik - Profile P+

Die evidenzbasierte Weiterentwicklung von Studiengängen erfordert eine valide Messung der im Studium zu erwerbenden Kompetenzen. In diesem Sinne wird im Projekt Profile-P+ (Professionskompetenz im Lehramtsstudium Physik) zum einen die Entwicklung des professionellen Wissens von angehenden Physiklehrkräften längsschnittlich im Verlauf der ersten beiden Studienjahre des Bachelorstudiums untersucht. Zum anderen wird die Entwicklung des Professionswissens und der Fähigkeiten zur Bewältigung dreier Standardanforderungen für Physiklehrkräfte (Unterrichtsplanung, Unterrichtsreflexion, Erklären von Physik) im Längsschnitt im Verlauf eines Praxissemesters analysiert. Dazu wurden u.a. sog. Performanztests entwickelt, die unter standardisierten Rahmenbedingungen Handlungsanforderungen dieser drei Bereiche nachbilden. Zur Messung professionellen Wissens werden bereits erprobte Testinstrumente (vgl. Riese et al., 2015) genutzt, die mittels Studienerfolgsindikatoren zusätzlich auf ihre prognostische Validität hin untersucht werden. Erhebungen bei Physiklehramtsstudierenden an 11 Hochschulen in Deutschland und Österreich bilden die empirische Basis, so dass Entwicklungsverläufe in verschiedenen Studiengangstrukturen abgebildet und detaillierter als bisher analysiert werden können, um Gestaltungswissen für die evidenzbasierte Weiterentwicklung von Studiengängen im Bereich Physik zu generieren.

Das Projekt ProfiLe P+ wird in Kooperation mit den Universitäten Bremen, Paderborn und Potsdam durchgeführt.

 

Teilprojekt am Standort Aachen: Auswirkungen fachlicher und fachdidaktischer Kompetenz auf die Planung von Physikunterricht und Veränderung der Planungsfähigkeit in Praxisphasen

In diesem Teilprojekt von ProfiLe-P+ wird untersucht, wie sich im Studium erworbene Kompetenzen im Fach und in Fachdidaktik auf die Unterrichtsplanung im Fach Physik auswirken. Hierzu wird ein Testverfahren zur Erfassung derjenigen Fähigkeiten entwickelt, die für die Bewältigung der beruflichen Standardanforderung der Unterrichtsplanung relevant sind. Das Verfahren vereinigt die Vorteile einer großen Nähe zum freien beruflichen Handeln (ökologische Validität) mit den Vorteilen einer Messung unter standardisierten Rahmenbedingungen, so dass das Verfahren auch in Large-Scale-Erhebungen eingesetzt werden kann. Der längsschnittliche Einsatz des entwickelten Tests im Praxissemester soll klären, in welchem Ausmaß bei der Unterrichtsplanung universitär erworbene Kompetenzen als Ressourcen genutzt werden, wie sich die Planungsfähigkeit im Verlauf des Praxissemesters entwickelt und welche Lerngelegenheiten hierfür maßgeblich sind.

 

Entwicklung und Evaluation eines Theorie-Praxis-Seminars zum Erwerb handlungsnaher fachdidaktischer Kompetenz zur Vorbereitung auf Praxisphasen

In diesem Projekt wird ein Lehr-Lern-Seminar für Lehramtsstudierende der Physik im Design-Based-Research-Ansatz entwickelt und evaluiert, wobei insbesondere der Umgang mit Schülervorstellungen in ausgewählten Gebieten der Physik trainiert wird. Dazu entwickeln Studierende Lernzirkel und bereiten diese für den Einsatz in (realen) Schülergruppen vor. Der Einsatz und die Erprobung der Lernzirkel im regulären Unterricht an Kooperationsschulen wird unter Einsatz von Audiographie und auf der Basis von Beobachtungsbögen, die von den anwesenden Lehrkräften bearbeitet werden, reflektiert und zur Weiterentwicklung sowohl der Lernzirkel als auch des Seminars genutzt. Im Rahmen der Begleitforschung wird eine Lernprozessanalyse im Hinblick auf den Erwerb und die Anwendung fachdidaktischer Kompetenzen durchgeführt. Dabei wird der tatsächliche Kompetenzzuwachs der Lehramtsstudierenden im Seminar längsschnittlich mit einem schriftlichen Testinstrument erfasst und mittels Einzelinterviews auf die tatsächliche Nutzung der zur Verfügung stehenden Lerngelegenheiten bezogen.

Das Projekt wird im Rahmen der gemeinsamen „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ von Bund und Ländern aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert (FKZ: 01JA1513).

 

Didaktische Rekonstruktion der Beschleunigerphysik und Entwicklung eines Lehr-Linearbeschleunigers

Aktuell sind keine Unterrichtseinheiten mit realen Lehrexperimenten zur Physik der Teilchenbeschleuniger verfügbar, so dass in der Regel auf bildliche Darstellungen oder Computersimulationen zurückgegriffen wird. Dies wird der Bedeutung von Beschleunigern kaum gerecht, wenn man den enormen Nutzten für die Medizin sowie die Forschung allgemein bedenkt. Vor diesem Hintergrund wird im Projekt eine Unterrichtsreihe zur Beschleunigerphysik mittels einer Didaktischen Rekonstruktion entwickelt, wozu zunächst eine Diagnose entsprechender Schülervorstellungen bei Oberstufenschülerinnen und –schülern vorgenommen wurde. Davon ausgehend erfolgt die eigentliche Rekonstruktion mittels einer „Höhenanalogie“ für Potentialdifferenzen. Auf experimenteller Ebene wird im Rahmen des Projekts u.a. ein Lehr-Linearbeschleuniger zum Experimentieren in Schülerlaboren und ausgewählten Schulen entwickelt, der bei nachgewiesenem Lehrerfolg auch für die Hochschullehre verfügbar gemacht werden soll.

 

Bedarfsspezifische Entwicklung eines Fachpraktikums für angehende Techniklehrkräfte

Ziel des Projekts ist die evidenzbasierte Entwicklung eines Fachpraktikums für Lehramtsstudierende im Unterrichtsfach Technik. Ausgehend von curricularen Analysen und Bedarfserhebungen bei Lehrkräften, Lehrerausbildern und Fachleitungen mittels Interviews sollen praktische Lerngelegenheiten mit hoher Bedeutsamkeit für den späteren Fachunterricht entwickelt werden. Die Evaluation des Praktikums soll in einem qualitativen Ansatz erfolgen, indem die Lernwirksamkeit mit der Analyse von schriftlichen Lernprodukten und die Akzeptanz mittels Einzelinterviews untersucht wird. Daraus resultierende Ergebnisse sollen für eine evidenzbasierte Weiterentwicklung des Fachpraktikums genutzt werden.