Kategorie: Fachdidaktik (Naturwissenschaften)

Projektdetails

Hochschule
Pädagogische Hochschule Oberösterreich
Sprache
Projektleitung gesamt
Aschauer, Wolfgang; Mag. Dipl.-Ing. Dr.
Projektleitung intern
Aschauer, Wolfgang; Mag. Dipl.-Ing. Dr. Prof.
Interne Projektmitarbeiter/innen
Externe Projektmitarbeiter/innen
Kooperationspartner
Laufzeit
2017 – 2019
Beschreibung
Michael Faradays Vorstellung von einem mit Kraftlinien bzw. Feldlinien erfüllten Raum revolutionierte die Interpretation der Wechselwirkung zwischen Ladungen bzw. stromdurchflossenen Leitern und initiierte gleichzeitig die Entwicklung der Feldtheorie. James Clerk Maxwell konnte, aufbauend auf diesem Konzept, die Grundgesetze der Elektrodynamik in sich konsistent und quantitativ formulieren. Die nach ihm benannten Maxwell-Gleichungen stellen einen Meilenstein in der klassischen Physik dar. Heutzutage stellt der Feldbegriff in der modernen Physik ein zentrales Konzept dar.
Internationale und eigene Studien zeigen allerdings, dass Lernende nur sehr vage Vorstellungen über den Feldbegriff aufweisen und den ontologischen sowie den epistemologischen Status des Feldbegriffs nicht kennen (Bar & Zinn, 1997; Furio & Guisasola, 1998; Pocovi & Finley, 2002; Saarelainen et al., 2007; Aschauer & Hopf, 2014). Evaluierte Unterrichtsvorschläge, die diesem Umstand entgegenwirken, finden sich in der Fachliteratur nicht.
Ziel des Forschungsprojekts ist es daher, eine Unterrichtssequenz zur Einführung des Feldbegriffs am Beispiel elektrischer und magnetischer Felder für die Sekundarstufe I zu konzipieren und zu evaluieren. Zentrales Element der Unterrichtssequenz ist eine neu entwickelte Analogie, mit der der sehr abstrakte Feldbegriff anschaulich eingeführt werden kann und der ontologische bzw. epistemologische Status des Feldbegriffs offensichtlich wird.
Das Forschungsprojekt folgt der Prämisse des Design-Based Research (Design-Based Research Collective, 2003; Barab & Squire, 2004). Nicht nur die Konzeption einer praxistauglichen Einführungssequenz steht im Vordergrund. Nach Möglichkeit sollen auch im Rahmen der Evaluation Ergebnisse erzielt werden, die wiederum in Form lokaler Theorien (Prediger & Link, 2012) einen Beitrag zur Grundlagenforschung leisten. Bei der empirischen Überprüfung der Intervention wird die Methode der Akzeptanzbefragung (Jung, 1992) eingesetzt. Dabei lassen sich einerseits lernförderliche bzw. lernhemmende Elemente identifizieren. Anderseits kann aber auch Wissen über die Lern- und Lehrprozesse im entsprechenden Inhaltsbereich generiert werden, das zur Theoriebildung beiträgt.
Beschreibung (engl.)
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Bericht

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Pädagogische Hochschule Oberösterreich
Sprache
Projektleitung gesamt
Aschauer, Wolfgang; Mag. Dipl.-Ing. Dr.
Projektleitung intern
Aschauer, Wolfgang; Mag. Dipl.-Ing. Dr. Prof.
Interne Projektmitarbeiter/innen
Externe Projektmitarbeiter/innen
Kooperationspartner
Laufzeit
2017 – 2019
Beschreibung
Viele Studienergebnisse zeigen, dass die Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II über elektrische und magnetische Felder stark von physikalischen Konzepten abweichen. Allerdings findet man empirisch erprobte Unterrichtsansätze nur vereinzelt. Daher wurde eine
Unterrichtssequenz zur Einführung der Felder konzipiert und in einem Laborsetting und im Klassenverband evaluiert.
Auf Grund der Ergebnisse der Feldtestung muss dieser Prototyp überarbeitet werden und neuerlich untersucht werden.
Als zweiter Schritt soll die Unterrichtssequenz ausgebaut werden, sodass nicht nur die Einführung der Felder thematisiert wird, sondern auch zusätzliche Inhalte über den Elektromagnetismus integriert werden.
Beschreibung (engl.)
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Bericht

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Hochschule
Pädagogische Hochschule Oberösterreich
Sprache
Projektleitung gesamt
Aschauer, Wolfgang; Mag. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat.
Projektleitung intern
Interne Projektmitarbeiter/innen
Kloimböck, Christian; Mag. Dipl.-Ing. Dr.
Externe Projektmitarbeiter/innen
Kooperationspartner
Laufzeit
2015 – 2017
Beschreibung
Problemaufriss:
Felder ganz allgemein und elektrische bzw. magnetische Felder im speziellen sind grundlegende Konzepte in der modernen Physik. In der Schule stellen sie einen zent-ralen Bestandteil des Physikunterrichts dar. Zahlreiche internationale Studien (Bilal & Erol 2009, Borges et al. 1998, Demirci 2006, Furió et al. 2003, Furió & Guisasola 1998, Guisasola et al. 2004, Pocovi & Finley 2002, Pocovi 2007) zeigen jedoch, dass Schülerinnen und Schüler sowie Studentinnen und Studenten gravierende Fehlvorstel-lungen über elektrische und magnetische Felder aufweisen. Dies belegen auch eigene Forschungsergebnisse (Aschauer & Hopf 2014). In der Literatur findet man allerdings nur wenige empirisch erprobte Unterrichtsansätze. Daher wurde im ersten Schritt eine Unterrichtssequenz zur Einführung der Felder in einem Laborsetting konzipiert und evaluiert (Aschauer & Hopf 2015). Die Untersuchung der Praxistauglichkeit in einer Feldstudie ist aber noch ausständig, da noch kein geeignetes Testinstrument vorliegt.
Ziele:
Entwicklung eines Fragebogens für die formative und summative Evaluation von Un-terricht über Felder, der so ausgereift ist, dass das Instrument auch für die empirische fachdidaktische Forschung verwendbar ist.
Untersuchung der Praxistauglichkeit des entwickelten Einführungsunterrichts.
Empirische Untersuchung über die Konzepte, die die Lernenden im Rahmen des Ein-führungsunterrichts entwickeln.

Methoden:
Expertenvalidierung, Präpilotierung der Testitems, Itemanalysen

Lit:
Aschauer, W. & Hopf, M. (2014). Konzepte über elektrische und magnetische Felder in der Sekundarstufe II. In: Bern-holt, S. (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Bildung zwischen Science- und Fachunterricht. Kiel: IPN, 627-629.

Aschauer, W. & Hopf, M. (2015). Einführung elektrischer und magnetischer Felder in der Sekundarstufe II. In: Bernholt, S. (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Kiel: IPN, 435-437.

Bilal, E.; Erol, M. (2009): Investigating Students´Conceptions of Some Electricity Concepts. In: Latin-American
Journal of Physics Education 3 (2), S. 193–201

Borges, A. Tarciso; Tecnico, Colegio; Gilbert, John K. (1998): Models of magnetism. In: International Journal of
Science Education 20 (3), S. 361–378

Demirci, N. (2006): Students´Conceptual Knowledge about Electricity and Magnetism and Its Implications: An
Example of Turkish University. In: Science Education International 17 (1), S. 49-64

Furió, Carlos; Guisasola, J. (1998): Difficulties in learning the concept of electric field. In: Sci. Ed. 82, S. 511–526

Furió, Carlos; Guisasola, J.; Almudi, J. M.; Ceberio, M. (2003): Learning the electric field concept as oriented
research activity. In: Sci. Ed. 87 (5), S. 640–662

Guisasola, Jenaro; Almudi, Jose M.; Zubimendi, Jose L. (2004): Difficulties in learning the introductory magnetic
field theory in the first years of university. In: Sci. Ed. 88 (3), S. 443–464

Pocoví, M. Cecilia (2007): The effects of a history-based instructional material on the students‘ understanding
of field lines. In: J. Res. Sci. Teach. 44 (1), S. 107–132

Pocovi, M. Cecilia; Finley, Fred (2002): Lines of Force: Faraday’s and Students‘ Views. In: Sci & Educ 11 (5), S. 459–474

Beschreibung (engl.)
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Hochschule
Pädagogische Hochschule Oberösterreich
Sprache
Projektleitung gesamt
Hirschenhauser, Katharina Maria; Mag. Dr. Prof.
Neuböck-Hubinger, Brigitte; Mag. BEd Prof.
Projektleitung intern
Hirschenhauser, Katharina Maria; HS-Prof. Mag. Dr. Prof.
Neuböck-Hubinger, Brigitte; Mag. BEd Prof.
Interne Projektmitarbeiter/innen
Externe Projektmitarbeiter/innen
Kooperationspartner
Laufzeit
2018 – 2019
Beschreibung
Das Programm „Sparkling Science“ hat in den letzten zehn Jahren eine Fülle von Kooperationen zwischen Wissenschaft und Schule angeregt. Im vorliegenden Projekt hinterfragen wir kritisch, welchen Mehrwert die Teilnahme an einem solchen Projektangebot explizit für die Bildungsseite darstellen kann. Gleichzeitig bieten die Kooperationen im Rahmen des Programms „Sparkling Science“ auch Lehramtsstudierenden wertvolle Gelegenheiten, pädagogisches Professionswissen zu generieren und Lerninhalte sowie inklusive Aspekte des Lernens in neuen Zusammenhängen zu erkennen.
Beschreibung (engl.)
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Hochschule
Pädagogische Hochschule Oberösterreich
Sprache
Projektleitung gesamt
Haim, Kurt; HS-Prof. Mag. Dr.
Projektleitung intern
Aschauer, Wolfgang; Mag. Dipl.-Ing. Dr. Prof.
Interne Projektmitarbeiter/innen
Kloimböck, Christian; Mag. Dipl.-Ing. Dr.
Pammer, Bogdan; MSc.
Müller, Isabella; Mag. Dr.
Mader, Ines; Mag.
Templ, Jakob; BEd
Strasser, Joachim; Mag. Prof.
Externe Projektmitarbeiter/innen
Kooperationspartner
Laufzeit
2020 – 2030
Beschreibung
Die School of Creative Solutions ist ein Initiative, bei der es um die Förderung des kreativen Problemlösepotentials von Jugendlichen geht.
Dabei werden Schulklassen beim Finden sowie Umsetzen von kreativen Ideen zu Problemen, die im Kontext der „Sustainable Development Goals“ stehen, unterstützt.
Beschreibung (engl.)
The School of Creative Solutions is an initiative aimed at promoting the creative problem-solving potential of young people.
School classes are supported in finding and implementing creative ideas for problems in the context of Sustainable Development Goals.
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Hochschule
Pädagogische Hochschule Oberösterreich
Sprache
Projektleitung gesamt
Aschauer, Wolfgang; Mag. Dipl.-Ing. Dr. Prof.
Projektleitung intern
Aschauer, Wolfgang; Mag. Dipl.-Ing. Dr. Prof.
Interne Projektmitarbeiter/innen
Haim, Kurt; HS-Prof. Mag. Dr.
Externe Projektmitarbeiter/innen
Beaty, Roger;
Green, Adam;
Kooperationspartner
Laufzeit
2023 – 2024
Beschreibung
In vielen nationalen wie auch internationalen Lehrplänen sind die sogenannten 21st Century Skills, die beispielsweise Kreativität und Problemlösefähigkeit beinhalten, verankert. Für die Förderung des divergenten Denkens und der kreativen Problemlösefähigkeit wurde speziell für die MINT-Fächer das flex-based learning (fbl) Programm entwickelt. Um die Effektivität des Programms untersuchen zu können, wurde ein kreativer Problemlösetest (DPAS) entwickelt und validiert. Im Rahmen der Validierungsstudie an österreichischen Schulen, konnte das Potential des Programms, die kreative Problemlösekompetenz zu fördern, empirisch belegt werden. Studien über das fbl-Programm und die Validierung des DPAS-Tests außerhalb Österreichs wurden noch nicht durchgeführt. Im Rahmen dieser Pilotstudie soll daher an ausgewählten Schulen in den USA die Effektivität des fbl-Programms untersucht werden. Dabei wird die Fähigkeit des kreativen Problemlösens der Schülerinnen und Schüler jeweils am Beginn und am Ende des Schuljahres mittels des DPAS-Tests erhoben. Parallel dazu werden die Kooperationspartner der Penn State und Georgetown University die kreative Denkfähigkeit der Schüler:innen mittels neuropsychologischer bildgebender Verfahren (funktioneller Magnetresonanztomographie und funktioneller Nahinfrarot-Spektroskopie) untersuchen.
Beschreibung (engl.)
In many national and international curricula, the so-called 21st Century Skills, which include, for example, creativity and problem-solving skills, are anchored. The flex-based learning (fbl) program was developed specifically for STEM subjects to promote divergent thinking and creative problem-solving skills. In order to be able to examine the effectiveness of the program, a creative problem solving test (DPAS) was developed and validated. In the validation study at Austrian schools, the potential of the program to promote creative problem-solving skills was empirically proven. Studies on the fbl program and the validation of the DPAS test outside Austria have not yet been conducted. This pilot study will therefore examine the effectiveness of the fbl program at selected schools in the USA. The DPAS test will be used to assess the students‘ creative problem-solving skills at the beginning and end of the school year. Along with this, collaborating partners at Penn State and Georgetown University will use neuropsychological imaging techniques (functional magnetic resonance imaging and functional near-infrared spectroscopy) to examine the creative thinking abilities of the students.
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Hochschule
Pädagogische Hochschule Niederösterreich
Sprache
Projektleitung gesamt
Schabauer, Wilma; Mag. Prof.
Projektleitung intern
Schabauer, Wilma; Mag.
Interne Projektmitarbeiter/innen
Externe Projektmitarbeiter/innen
Kooperationspartner
Laufzeit
2018 – 2021
Beschreibung
Wie sehr beeinflussen erworbenes Wissen (aus dem Bereich Technik), Technikwissen, sowie Selbstwirksamkeitserwartungen die Studierenden des Primarstufenlehramts Österreichs sich mit unterrichtsrelevanten mechanisch-technischen Grundlagen im Sachunterricht auseinanderzusetzen.
Beschreibung (engl.)
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Projektdetails

Hochschule
Pädagogische Hochschule Niederösterreich
Sprache
Projektleitung gesamt
Krebs, Rita Elisabeth; Mag. Dr. BA Prof.
Projektleitung intern
Krebs, Rita Elisabeth; Mag. Dr. BA Prof.
Interne Projektmitarbeiter/innen
Externe Projektmitarbeiter/innen
Kooperationspartner
Laufzeit
2024 – 2025
Beschreibung
Das Forschungsprojekt zielt darauf ab, die Vorstellungen von Schüler:innen der Sekundarstufe im Hinblick auf Modelle und „Werkzeuge“ der Chemie zu erfassen, insbesondere im Kontext von Atommodellen, Molekülmodellen und Molekülbaukästen sowie des Periodensystems der Elemente (PSE). Des Weiteren wird durch die Einbeziehung von sehbeeinträchtigten Schüler:innen untersucht, ob und wie sich ihre Perspektiven und das Verstehen von denen sehender Schüler:innen unterscheiden.
Beschreibung (engl.)
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Bericht

Projektdetails

Hochschule
Pädagogische Hochschule Kärnten
Sprache
Projektleitung gesamt
Schmölzer, Bernhard; HS-Prof. Mag. Dr. / 201660 Pädagogische Hochschule Kärnten
Projektleitung intern
Interne Projektmitarbeiter/innen
Externe Projektmitarbeiter/innen
Kooperationspartner
Laufzeit
2018 – 2021
Beschreibung
Durch die Einführung der Bildungsstandards ist der Begriff der Kompetenz ins Zentrum fachwissenschaftlichen, fachdidaktischen und pädagogischen Denkens und Handelns gerückt. Während jedoch in Österreich für die Primarstufe in den Bereichen Deutsch und Mathematik Bildungsstandards bereits definiert sind, gibt es solche für den Sachunterricht und hier im speziellen im Erfahrungs- und Lernbereich Natur und Technik noch keine. Dies erschwert oft die Transition in die Sekundarstufe, da Wissen und Fertigkeiten der SchülerInnen nicht eindeutig vergleichbar sind. Ausgehend von bereits vorhandenen Kompetenzmodellen im Bereich des Sachunterrichts für die Primarstufe anderer Länder, den Erkenntnissen aus der Entwicklungspsychologie sowie basierend auf empirischen Erhebungen in Österreich, sollte ein österreichisches Modell für den naturkundlich-technischen Erfahrungs- und Lernbereich im Sachunterricht (Nawi4Primar) entwickelt werden. Nawi4Primar sollte als Grundlage für kompetenzorientierte Planung, Durchführung und Evaluation von naturkundlich-technischem Unterricht im Sachunterricht dienen.

Das oben beschriebene Projektvorhaben wurde während der Projektumsetzung insofern abgeändert, als das kein Kompetenzmodell für den Sachunterricht mit dem Fokus auf die Naturwissenschaften entwickelt wurde, sondern ein viel allgemeineres Lehr-Lern-Modell (LLM). Dieses LLM soll LehrerInnen in der Volksschule bei der Planung von naturwissenschaftlichen und/oder soziokulturellen Inhalten unterstützen und die Umsetzung im Unterricht erleichtern. Zudem könnte das LLM auch in der Sekundarstufe Anwendung finden. Eine erste Version des Lehr-Lern-Modells wurde im November 2020 als Publikation bei PraxisForschungLehrer*innenBildung. Zeitschrift für Schul- und Professionsentwicklung eingereicht.

Beschreibung (engl.)
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Bericht

Projektdetails

Hochschule
Pädagogische Hochschule Kärnten
Sprache
Projektleitung gesamt
Zwander, Helmut; Mag. Dr. OStR Prof.
Projektleitung intern
Interne Projektmitarbeiter/innen
Horn, Judith; Mag. Prof.
Externe Projektmitarbeiter/innen
Morak, Wolfgang; HOL
Kooperationspartner
Laufzeit
2008 – 2010
Beschreibung
Forschungsprojekt mit Schüler/innen der Sekundarstufe I zur Freisetzung von bedeutenden Pollenallergenen im Umfeld ihrer Schule (2009 und 2010 mit der HS Ferlach).
Beschreibung (engl.)
URL
Bericht