Forschungsaktivitäten

Professionswissen von Chemiereferendaren in Nordrhein-Westfalen (ProwiC-R)

Unter Verwendung der im Rahmen des ProwiN-Projektes konzipierten Tests wird die Entwicklung des Professionswissens von angehenden Lehrkräften im Fach Chemie untersucht. Ein wesentliches Ziel dieser repräsentativen Längsschnittstudie ist der Vergleich von Referendarinnen und Referendaren, deren Ausbildung zwei Jahre dauert, mit der ab November 2011 beginnenden Kohorte, die ein 1,5-jähriges Referendariat absolviert, um Informationen bezüglich der Auswirkungen der Verkürzung des Vorbereitungsdienstes in Nordrhein-Westfalen zu erhalten. Dazu werden das Fachwissen, das pädagogische und das fachdidaktische Wissen der Lehramtsanwärterinnen und -anwärter über drei Messzeitpunkte anhand von Paper-Pencil-Tests erhoben. Die generierten Daten werden durch Interviews und Videographie einzelner Unterrichtsstunden einer Teilstichprobe ergänzt, um dezidierte Aussagen zur Entwicklung des Professionswissens machen zu können.

Kommunikationsmuster im Chemieunterricht

Um Zusammenhänge zwischen dem Professionswissen von Lehrkräften, verschiedenen Aspekten ihres unterrichtlichen Handelns und leistungs- und motivationsbezogenen Variablen auf Schülerseite zu untersuchen, werden die Kommunikationsmuster der Lehrenden und Lernenden als Teil unterrichtlicher Prozesse erforscht. Dazu werden Unterrichtsvideos im Fach Chemie im Hinblick auf Lehrer-Schüler-Interaktionen sowohl auf der Oberflächen- als auch Tiefenstrukturebene analysiert. Das dem entsprechenden Kodiermanual zugrunde liegende Kategoriensystem wird derzeit unter Bezugnahme auf das inhaltsanalytische Beobachtungsverfahren nach Bos & Tarnai entwickelt. Erste Analysen von Chemieunterricht der 7. und 10. Klasse an Hauptschulen und Gymnasien in Nordrhein-Westfalen deuten darauf hin, dass sich die Kommunikationsmuster in beiden Klassenstufen hinsichtlich der Länge und Intention der Lehrenden (z. B. im Einfordern von Erklärungen) unterscheiden.

Professionswissen in den Naturwissenschaften (ProwiN und ProwiN-Video)

Ziel dieses Teils des BMBF-Projekts ist, das Professionswissen von Chemielehrerinnen und -lehrern zu untersuchen. In Kooperation mit weiteren Arbeitsgruppen der Universität Duisburg-Essen (Physik), der LMU München (Biologie) und der Ruhruniversität Bochum (Psychologie) werden seit Juli 2008 ein valides Modell für die drei Dimensionen des Professionswissens (Fachwissen, fachdidaktisches und pädagogisches Wissen) von Lehrpersonen der naturwissenschaftlichen Fächer und entsprechende Testinstrumente konzipiert und evaluiert. Das eng an die COACTIV-Studie angelehnte Modell und die entwickelten Testinstrumente werden anschließend in einem zweiten Schritt im Rahmen einer Videostudie genutzt, um Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Dimensionen des Professionswissens und dem Lehrerhandeln im Unterricht zu untersuchen sowie differenzierte Vorhersagen über die Wirkung des Professionswissens auf den Lernzuwachs und die aktuelle Motivation von Schülerinnen und Schülern ableiten zu können. Die Ergebnisse des entwickelten Multiple-Choice-Professionswissenstests deuten darauf hin, dass das für das Fach Chemie konzipierte Messinstrument valide und reliabel ist und dass Fachwissen und fachdidaktisches Wissen voneinander getrennte Konstrukte darstellen. Im Rahmen der zweiten dreijährigen Projektphase, die Mitte 2012 begonnen hat, werden zwei Dissertationen angefertigt. Mit der ersten Dissertation werden primär die Sachstruktur und der Umgang mit Experimenten/Modellen in den Bereichen Erkenntnisgewinnung & Fachwissen untersucht. Die zweite Dissertation befasst sich mit der Erforschung von Fachsprache und Schülerfehlern im Bereich Kommunikation. Erste Ergebnisse dieser Videostudie werden Anfang 2014 erwartet.

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Lehrerprofessionswissen, Lehrerhandeln und Schülerleistung – eine Vergleichsstudie zwischen Physik- und Chemieunterricht im Themenbereich Wasser und Aggregatzustände (PLUS-C)

Im Rahmen des DFG-Projektes wird – in Anlehnung an die Forschergruppenstudie „PLUS“ (Professionswissen von Lehrkräften, naturwissenschaftlicher Unterricht und Zielerreichung im Übergang von der Primar- zur Sekundarstufe) – das Professionswissen von Chemielehrerinnen und -lehrern und dessen Auswirkungen auf das Unterrichtshandeln und die Schülerleistung erforscht. Im Mittelpunkt steht dabei der Vergleich zwischen der Situation im Fach Physik (6. Klasse) mit der im Fach Chemie (7. Klasse). Im Längsschnitt werden dieselben Schülerinnen und Schüler, die im Schuljahr 2008/2009 die Physikstichprobe im PLUS-Projekt bildeten, im folgenden Jahr im Chemieunterricht zur gleichen Thematik (Wasser und Aggregatzustände) untersucht. Die Leistung der betreffenden Gymnasialklassen wird mit dem fachdidaktischen und fachlichen Wissen ihrer Chemielehrerinnen und -lehrer in Beziehung gesetzt. Mit der Verwendung der aus der Physikstudie adaptierten Testinstrumente wird die seltene Chance wahrgenommen, mit relativ geringem Aufwand vergleichbare Daten für beide Fächer zu erhalten.

Effektivität von Aufgaben im Chemieunterricht der Sekundarstufe I

Im Rahmen des abgeschlossenen Dissertationsprojektes wurde mit Hilfe eines quasiexperimentellen Pre-/Post-Testdesigns der Frage nachgegangen, ob die Aufgabenverwendung die Lernleistung und die Einstellung der Lernenden im direkten Vergleich zu einer von der gleichen Lehrkraft auf herkömmliche Weise unterrichteten Parallelklasse steigern kann. Während in der Interventionsgruppe Aufgaben selbstständig auf Arbeitsblättern bearbeitet wurden, lernten die Schülerinnen und Schüler der Parallelklasse von ihrem Lehrer unterstützt im Plenum. Ergänzend wurde nach dem sogenannten gekreuzten Parallelklassendesign vorgegangen, um eventuelle Unterschiede zwischen der jeweiligen Interventions- und Kontrollgruppe ausgleichen zu können. Dazu wurden zwei Unterrichtseinheiten nacheinander durchgeführt, sodass jeweils beide Parallelklassen abwechselnd Interventions- und Kontrollgruppe waren. An Vor- und Hauptuntersuchung nahmen 251 bzw. 351 Schülerinnen und Schüler der 9. Klasse an nordrhein-westfälischen Gymnasien teil. Es konnte u. a. gezeigt werden, dass der Einsatz von Aufgaben zu einem signifikant höheren Lernerfolg und positiveren Einstellungen führt als herkömmlicher Unterricht.