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Papers by Heiko Krabbe

Research paper thumbnail of FWM – Ein Test zur Erhebung von Wissen in Mechanik für Schülerinnen und Schüler der Mittelstufe

In Forschungsprojekten wird wiederholt Wissen in Mechanik – z. B. als Kontrollvariable – von Schü... more In Forschungsprojekten wird wiederholt Wissen in Mechanik – z. B. als Kontrollvariable – von Schülerinnen und Schülern der Mittelstufe erhoben. Dazu werden oft projektspezifische Tests entwickelt, die nicht in der Fachliteratur dokumentiert sind. Deshalb stellen wir einen Test zur ökonomischen Erhebung von Wissen aus Teilgebieten der Mechanik in der Mittelstufe vor, den FWM. Der aus 22 Items im Multiple-Choice Single-Select-Format bestehende Test kann in rund 20-25 Minuten bearbeitet werden. Wir stellen den Test sowie die Ergebnisse einer empirischen Erhebung mit 1532 Berliner Schülerinnen und Schülern aus der 8. und 9. Jahrgangsstufe vor. Die Ergebnisse zeigen, dass der Test in der Lage ist, Teilbereiche des heterogenen Konstrukts Wissen in Mechanik mit einer zufriedenstellenden Reliabilität zu erfassen. Eine Rasch-Analyse deutet zudem auf die Homogenität der Items hin. Mit diesem Beitrag möchten wir eine Skalendokumentation vorlegen und ein erprobtes Verfahren zur Erfassung von Wi...

Research paper thumbnail of Vergleich von Zugängen zur Mechanik in der Sekundarstufe I

PhyDid B - Didaktik der Physik - Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, Sep 22, 2020

Die Forschung zeigt, dass SchülerInnen große Lernschwierigkeiten beim Lernen des physikalischen K... more Die Forschung zeigt, dass SchülerInnen große Lernschwierigkeiten beim Lernen des physikalischen Kraftbegriffs haben. Auch nach dem Unterricht verfügen sie über kein angemessenes Verständnis (Schecker et al., 2018). Mit dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept nach Wiesner wurde ein alternativer Zugang entwickelt, der zweidimensionale Bewegungen unter Kraftstößen betrachtet und anstelle der Beschleunigung die Zusatzgeschwindigkeit verwendet. Das Mechanikkonzept nach Wiesner wurde in mehreren Studien im Vergleich zu nicht genauer spezifizierten "konventionellen" Unterricht erfolgreich evaluiert (Wodzinski, 1996; Tobias, 2010). Dabei wurden weitere Parameter (bspw. Medien) verändert, wodurch der Erfolg nicht allein der Elementarisierung zugeordnet werden kann. Eine Konsolidierungsstudie soll nun den Einfluss der Elementarisierung im Vergleich zu einem standardisierten Lehrgang untersuchen. Dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept (2D-Mechanikkurs) nach Wiesner wird ein Lehrgang mit eindimensionalen Bewegungen und mit konstanten Kräften gegenübergestellt (1D-Adaption), der alle anderen Parameter so gut wie möglich gleich hält. Im Schuljahr 19/20 unterrichtet eine Gruppe von Lehrkräften (N = 11) nach dem zweidimensionalen mit insgesamt 14 Klassen und eine andere Gruppe (N = 11) nach dem eindimensionalen Konzept mit 16 Klassen. Im Beitrag werden das Studiendesign und die beiden Lehrgänge erläutert sowie erste Ergebnisse vorgestellt.

Research paper thumbnail of Elementarisierung der Mechanik in der Sekundarstufe I

PhyDid A - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule, Jul 28, 2021

Dabei wurden weitere Parameter (bspw. Medien) verändert, wodurch der Erfolg nicht allein der Elem... more Dabei wurden weitere Parameter (bspw. Medien) verändert, wodurch der Erfolg nicht allein der Elementarisierung zugeordnet werden kann. Eine Konsolidierungsstudie soll nun den Einfluss der Elementarisierung im Vergleich zu einem standardisierten Lehrgang untersuchen. Dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept (2D-Mechanikkurs) nach Wiesner wird ein Lehrgang mit eindimensionalen Bewegungen und mit konstanten Kräften gegenübergestellt (1D-Adaption), der alle anderen Parameter so gut wie möglich gleich hält. Im Schuljahr 2019/20 unterrichtete eine Gruppe von Lehrkräften (N = 11) mit insgesamt 14 Klassen nach dem zweidimensionalen und eine andere Gruppe (N = 11) mit 16 Klassen nach dem eindimensionalen Konzept. Im Artikel werden das Studiendesign und die beiden Lehrgänge erläutert sowie Ergebnisse vorgestellt.

Research paper thumbnail of Language in Physics Instruction

Research paper thumbnail of Methodical Basics of Empirical Research

Research paper thumbnail of Lernprozessorientierte Gestaltung von Physikunterricht. Materialien zur Lehrerfortbildung

Die Einführung des Ganztags und die damit einhergehende veränderte Taktung des Unterrichts bergen... more Die Einführung des Ganztags und die damit einhergehende veränderte Taktung des Unterrichts bergen Herausforderungen für bestehende Unterrichtschoreographien. So ermöglicht das Doppelstundenkonzept, Lernprozesse von Schülern durch Transfer und Vernetzung von Inhalten abzuschließen, doch geschieht dies nicht automatisch. Erst durch eine intensive Fortbildung der Lehrkräfte zur lernprozessorientierten Gestaltung kann eine verbesserte Nutzung der verlängerten Taktung erreicht werden, die sich nachweislich positiv auf die Lernleistung der Schülerinnen und Schüler auswirkt. Der Praxisband [...] fasst die Ergebnisse einer Lehrerfortbildung im Schuljahr 2011/12 zusammen, deren Schwerpunkt auf der Implementation der Basismodelle (nach Oser und Baeriswyl) in den Physikunterricht lag. Die Inhalte der Fortbildung und das Fortbildungskonzept werden prototypisch dargestellt, sodass sie für die eigenständige oder kollegiale Unterrichtsentwicklung adaptierbar werden. (Orig.)

Research paper thumbnail of Sprache im Physikunterricht

Research paper thumbnail of Instructional Design

Research paper thumbnail of SchriFT II: DESCRIBING, EXPLAINING AND JUSTIFYING: HOW TO SUPPORT WRITING LAB REPORTS IN PHYSICS CLASSES

Theoretical Background of the Design and Enactment Language is an important part of scientific li... more Theoretical Background of the Design and Enactment Language is an important part of scientific literacy (Wellington & Osborn, 2001; Yore, Bisanz & Hand, 2003). Educational policies worldwide demand to convey communication competencies within science classrooms (e.g. Achieve, 2013; KMK, 2004). International studies showed that writing in science classes can enhance students‘ content knowledge (Keys, 1994; Storch, 2005) and that supporting writing activities yields positive effects on students‘ conceptual understanding (Gleason, 1999). In contrast, only benefits for the language skills but not for content learning have been proved in German speaking countries, yet. This might be due to the fact that international writing to learn approaches like the Science Writing Heuristic (Akkus, Gunel & Hand, 2007) focus on discourse and text structure, whereas in German speaking countries the focus is on linguistic means of expression. Therefore, this study compares in German physics classes of g...

Research paper thumbnail of Teacher wait-times in physics instruction of different duration (45 VS. 60/90 minutes)

In recent times, some schools in Germany change the traditional 45-minutes lesson duration to 60 ... more In recent times, some schools in Germany change the traditional 45-minutes lesson duration to 60 or 90 minutes. Little is known about the impact on the quality of instruction. Teachers’ wait-time after asking questions is related to the cognitive activation of pupils. This exploratory study pursues the question whether a prolongation of lesson duration changes the average wait-time of four individual physics teachers. The finding is that the teachers under investigation show slightly longer wait-times than other teachers reported in literature, and that wait-time improvement does not happen automatically with lesson prolongation. In conclusion, teacher wait-time seems more likely to be a stable characteristic of the individual teacher. Wait-time improvement seemingly does not happen automatically with lesson prolongation, but probably needs sensitization and additional training.

Research paper thumbnail of BESCHREIBEN, ERKLÄREN und BEGRÜNDEN im Versuchsprotokoll: Erste Ergebnisse des SchriFT-II-Projektes im Fach Physik - Einblicke in das Studiendesign und die Intervention

Das interdisziplinare BMBF-Verbundprojekt „Schreiben im Fachunterricht der Sekundarstufe 1 unter ... more Das interdisziplinare BMBF-Verbundprojekt „Schreiben im Fachunterricht der Sekundarstufe 1 unter Einbeziehung des Turkischen, SchriFT II“ (2017–2020) der Universitat Duisburg-Essen und der Ruhr-Universitat Bochum erforscht, inwiefern gezieltes Einuben der sprachlich-kognitiven Handlungen BESCHREIBEN, ERKLAREN und BEGRUNDEN in fachspezifischen Textsorten eine facherubergreifende Koordination der Sprachforderung in den Fachern Geschichte, Physik, Politik und Technik mit dem Deutsch- und turkischem Herkunftssprachunterricht ermoglicht. Im Teilprojekt der Physik wird auf Basis des „Genre-Cycles“ (Rose & Martin, 2012) am Beispiel des Versuchsprotokolls untersucht, inwiefern die Forderung von Textprozeduren (Feilke, 2014) zum BESCHREIBEN, ERKLAREN und BEGRUNDEN das fachliche Verstandnis fordern und zu einer facherubergreifenden Sprachentwicklung beitragen konnen. Es gibt zwei Interventionsgruppen, eine zu den fachspezifischen Handlungsmustern, die andere zu den sprachlichen Ausdrucksmitte...

Research paper thumbnail of Erfolgreich den ganzen Tag lernen: Das Ganztagsgymnasium in NRW

Das Projekt „Ganz In“ der Universitatsallianz Ruhr hat 31 Gymnasien auf ihrem Weg von der Halbtag... more Das Projekt „Ganz In“ der Universitatsallianz Ruhr hat 31 Gymnasien auf ihrem Weg von der Halbtags- zur Ganztagsschule in einer Gesamtprojektlaufzeit von knapp zehn Jahren inhaltlich und strukturell unterstutzt sowie wissenschaftlich begleitet.

Research paper thumbnail of Convergent Validity: Concept Maps and Competence Test for Students' Diagnosis in Physics

In almost every lesson teachers diagnose their students concerning knowledge and activities, but ... more In almost every lesson teachers diagnose their students concerning knowledge and activities, but most of them do so without appropriate diagnostic instruments. With the use of concept maps, the present study aims to offer physics teachers a suitable diagnostic instrument with an adequate analysis form for an instant use in their lessons. In a preliminary step, we first pinpointed what kind of knowledge concept maps measure. Therefore a sample of 79 ninth-grade German secondary school students drew concept maps under the instruction of two different task formats and afterwards filled out a competence test. For both task formats the concept maps were evaluated with the same scoring system and were tested for convergent validation against the competence test on the physics topic of energy. The results show a positive correlation between these two instruments and figure differences between the different task formats.

Research paper thumbnail of Eine interdisziplinäre Studie zum fachintegrierten sprachlichen Lernen: Schreiben im Fachunterricht der Sekundarstufe I unter Einbeziehung des Türkischen

Die an SchriFT beteiligten Facher entwickeln fachspezifische Zugange zu Konzepten der Sprachbildu... more Die an SchriFT beteiligten Facher entwickeln fachspezifische Zugange zu Konzepten der Sprachbildung. Darauf aufbauend konnen sie ausloten, welche Schnittstellen sich eignen, um Schuler*innen sprach- und fachubergreifend bei einem vernetzten Kognitionsaufbau zu unterstutzen.

Research paper thumbnail of Materialsammlung zum externen Seminar der Laborhelferausbildung

Das vorliegende Dokument stellt eine Materialsammlung zur Laborhelferausbildung dar. Mit der modu... more Das vorliegende Dokument stellt eine Materialsammlung zur Laborhelferausbildung dar. Mit der modular angelegten Ausbildung sollen Schuler dazu befahigt werden, Lehrkraften bei schulerorientierten auserunterrichtlichen Angeboten im Bereich der Naturwissenschaften wertvolle Unterstutzung geben zu konnen. Die Materialien wurden fur das universitare Modul der Laborhelferausbildung genutzt. Sie sind im Rahmen des Projekts Ganz In und einer Promotion von Thomas Schlake an der Universitat Duisburg-Essen in Kooperation mit Prof. Dr. Hartig (Universitat Duisburg-Essen), Prof. Dr. Krabbe (Ruhr-Universitat Bochum) und Prof. Dr. Fischer (Universitat Duisburg-Essen) entstanden. In den folgenden Kapiteln wird die Laborhelferausbildung beschrieben und der theoretische Hintergrund der Materialien skizziert, Druckvorlagen befinden sich im Anhang.

Research paper thumbnail of Sprache im Physikunterricht

Physikdidaktik | Grundlagen, 2020

Research paper thumbnail of Science Teachers’ Use of a Concept Map Marking Guide as a Formative Assessment Tool for the Concept of Energy

Educational Assessment, 2017

In this study, we investigated the value of a concept map marking guide as an alternative formati... more In this study, we investigated the value of a concept map marking guide as an alternative formative assessment tool for science teachers to adopt for the topic of energy. Eight high school science teachers marked students' concept maps using an itemized holistic marking guide. Their marking was compared with the researchers' marking and the scores of a multiple-choice diagnostic test. Statistical analysis revealed that teachers evaluated students' concept maps consistently, but the concept map scores were only mildly correlated with the multiple-choice test scores. We explored what each assessment method revealed in terms of students' understanding with one student's performance as a showcase. Teachers' views on using the marking guide of concept maps as an assessment tool were also included. We discuss the value of the concept map marking guide as a formative assessment tool for science teachers to create and modify in order to encourage students' conceptual learning.

Research paper thumbnail of Empirische Forschung in der Physikdidaktik

Springer-Lehrbuch, 2014

ABSTRACT Nach den KMK-Standards für die Lehrerbildung sind die Bildungswissenschaften der umfasse... more ABSTRACT Nach den KMK-Standards für die Lehrerbildung sind die Bildungswissenschaften der umfassende Begriff für die Fächer Pädagogik, Psychologie, Politikwissenschaften, Soziologie, Philosophie und Fachdidaktiken (KMK, 2004). Diese Zuordnung kann, trotz der kontroversen Diskussion in den Fächern (siehe Kiper, 2009), als eine Orientierung zur Einordnung des Forschungsfeldes der Fachdidaktiken benutzt werden. Die Untersuchungsmethoden der Fachdidaktiken stammen häufig aus diesen Fächern. Eine weitere Orientierung gelingt durch die Zielbestimmung fachdidaktischer Forschung. Um Lehrerinnen und Lehrern Hilfen für effektive Unterrichtsführung geben zu können, um für Politiker brauchbare Hinweise zu entwickeln, welche Maßnahmen zur Systemsteuerung sinnvoll sind und welche nicht, um Unterrichtsforscherinnen und forschern Anhaltspunkte für neue Forschungsfragen und theoretische Weiterentwicklungen zu geben und, nicht zuletzt, um die curricularen Inhalte der Lehrerausbildung an den Universitäten begründen zu können, benötigen wir Forschungsergebnisse, denen wir trauen können. Die empirische fachdidaktische Forschung versucht deshalb in einem Interaktionsprozess zwischen der Entwicklung theoretischer Modelle und empirischer Untersuchungen glaubwürdige Aussagen über Effekte unterrichtlicher Maßnahmen zu machen. Da es bei empirischer Forschung immer darum geht, die Passung zwischen Theorie und Forschungsergebnissen zu optimieren, können prinzipiell keine definitiven Aussagen produziert werden. Die Ergebnisse sind immer als Hinweise zu verstehen, wie z.B. für Lehrerinnen und Lehrer die Wahrscheinlichkeit des Erfolgs der unterrichtlichen Aktivitäten erhöht werden kann.

Research paper thumbnail of Charakterisierung und Strukturierung von Kontexten im naturwissenschaftlichen Unterricht – Vorschlag einer theoretischen Modellierung

Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 2014

Aufgaben vor. Auf Basis der gegenwärtigen Forschungslage wird zunächst der zugrundeliegende Konte... more Aufgaben vor. Auf Basis der gegenwärtigen Forschungslage wird zunächst der zugrundeliegende Kontextbegriff definiert und anschließend das vorgeschlagene Bezugssystem für eine Strukturierung von Kontextmerkmalen abgeleitet.

Research paper thumbnail of Diagnostik und Leistungsbeurteilung im Unterricht

Physikdidaktik | Grundlagen, 2020

Soll das Lernen von Schulerinnen und Schulern moglichst optimal unterstutzt werden, ist es wichti... more Soll das Lernen von Schulerinnen und Schulern moglichst optimal unterstutzt werden, ist es wichtig, sie an ihrem aktuellen Lernstand abzuholen und schrittweise weiterzufuhren. Diagnostik und darin auch die Leistungsbeurteilung sind Verfahren zur Erfassung aktuell vorliegender Kompetenzen, sie bilden den Ausgangspunkt fur eine angepasste Forderung. Diagnostik ist aber auch ein Zugang, das Denken, Handeln und Lernen von Schulerinnen und Schulern besser zu verstehen und zu erkennen, warum aus fachwissenschaftlicher Sicht falsche Uberlegungen aus Sicht der Lernenden oft plausibel sind. Im Kapitel wird sowohl fur die Lernphasen im Unterricht als auch fur die Leistungsphasen, z. B. am Ende einer Unterrichtseinheit, erlautert, wie eine gute Diagnostik angelegt werden kann. Es werden dazu zentrale Komponenten beschrieben und der Ertrag fachdidaktischer Theorie und Empirie fur eine differenzierte Diagnostik erlautert. Anhand vieler Beispiele werden die Uberlegungen nicht nur auf den unterrichtlichen Alltag bezogen, sondern auch eine Verbindung zwischen Diagnostik und Leistungsbeurteilung hergestellt. Fur letztere wird ein Schwerpunkt darauf gelegt, wie eine Lehrkraft schriftliche Klassenarbeiten und Klausuren unter diagnostischer Perspektive anlegt, auswertet und benotet.

Research paper thumbnail of FWM – Ein Test zur Erhebung von Wissen in Mechanik für Schülerinnen und Schüler der Mittelstufe

In Forschungsprojekten wird wiederholt Wissen in Mechanik – z. B. als Kontrollvariable – von Schü... more In Forschungsprojekten wird wiederholt Wissen in Mechanik – z. B. als Kontrollvariable – von Schülerinnen und Schülern der Mittelstufe erhoben. Dazu werden oft projektspezifische Tests entwickelt, die nicht in der Fachliteratur dokumentiert sind. Deshalb stellen wir einen Test zur ökonomischen Erhebung von Wissen aus Teilgebieten der Mechanik in der Mittelstufe vor, den FWM. Der aus 22 Items im Multiple-Choice Single-Select-Format bestehende Test kann in rund 20-25 Minuten bearbeitet werden. Wir stellen den Test sowie die Ergebnisse einer empirischen Erhebung mit 1532 Berliner Schülerinnen und Schülern aus der 8. und 9. Jahrgangsstufe vor. Die Ergebnisse zeigen, dass der Test in der Lage ist, Teilbereiche des heterogenen Konstrukts Wissen in Mechanik mit einer zufriedenstellenden Reliabilität zu erfassen. Eine Rasch-Analyse deutet zudem auf die Homogenität der Items hin. Mit diesem Beitrag möchten wir eine Skalendokumentation vorlegen und ein erprobtes Verfahren zur Erfassung von Wi...

Research paper thumbnail of Vergleich von Zugängen zur Mechanik in der Sekundarstufe I

PhyDid B - Didaktik der Physik - Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, Sep 22, 2020

Die Forschung zeigt, dass SchülerInnen große Lernschwierigkeiten beim Lernen des physikalischen K... more Die Forschung zeigt, dass SchülerInnen große Lernschwierigkeiten beim Lernen des physikalischen Kraftbegriffs haben. Auch nach dem Unterricht verfügen sie über kein angemessenes Verständnis (Schecker et al., 2018). Mit dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept nach Wiesner wurde ein alternativer Zugang entwickelt, der zweidimensionale Bewegungen unter Kraftstößen betrachtet und anstelle der Beschleunigung die Zusatzgeschwindigkeit verwendet. Das Mechanikkonzept nach Wiesner wurde in mehreren Studien im Vergleich zu nicht genauer spezifizierten "konventionellen" Unterricht erfolgreich evaluiert (Wodzinski, 1996; Tobias, 2010). Dabei wurden weitere Parameter (bspw. Medien) verändert, wodurch der Erfolg nicht allein der Elementarisierung zugeordnet werden kann. Eine Konsolidierungsstudie soll nun den Einfluss der Elementarisierung im Vergleich zu einem standardisierten Lehrgang untersuchen. Dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept (2D-Mechanikkurs) nach Wiesner wird ein Lehrgang mit eindimensionalen Bewegungen und mit konstanten Kräften gegenübergestellt (1D-Adaption), der alle anderen Parameter so gut wie möglich gleich hält. Im Schuljahr 19/20 unterrichtet eine Gruppe von Lehrkräften (N = 11) nach dem zweidimensionalen mit insgesamt 14 Klassen und eine andere Gruppe (N = 11) nach dem eindimensionalen Konzept mit 16 Klassen. Im Beitrag werden das Studiendesign und die beiden Lehrgänge erläutert sowie erste Ergebnisse vorgestellt.

Research paper thumbnail of Elementarisierung der Mechanik in der Sekundarstufe I

PhyDid A - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule, Jul 28, 2021

Dabei wurden weitere Parameter (bspw. Medien) verändert, wodurch der Erfolg nicht allein der Elem... more Dabei wurden weitere Parameter (bspw. Medien) verändert, wodurch der Erfolg nicht allein der Elementarisierung zugeordnet werden kann. Eine Konsolidierungsstudie soll nun den Einfluss der Elementarisierung im Vergleich zu einem standardisierten Lehrgang untersuchen. Dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept (2D-Mechanikkurs) nach Wiesner wird ein Lehrgang mit eindimensionalen Bewegungen und mit konstanten Kräften gegenübergestellt (1D-Adaption), der alle anderen Parameter so gut wie möglich gleich hält. Im Schuljahr 2019/20 unterrichtete eine Gruppe von Lehrkräften (N = 11) mit insgesamt 14 Klassen nach dem zweidimensionalen und eine andere Gruppe (N = 11) mit 16 Klassen nach dem eindimensionalen Konzept. Im Artikel werden das Studiendesign und die beiden Lehrgänge erläutert sowie Ergebnisse vorgestellt.

Research paper thumbnail of Language in Physics Instruction

Research paper thumbnail of Methodical Basics of Empirical Research

Research paper thumbnail of Lernprozessorientierte Gestaltung von Physikunterricht. Materialien zur Lehrerfortbildung

Die Einführung des Ganztags und die damit einhergehende veränderte Taktung des Unterrichts bergen... more Die Einführung des Ganztags und die damit einhergehende veränderte Taktung des Unterrichts bergen Herausforderungen für bestehende Unterrichtschoreographien. So ermöglicht das Doppelstundenkonzept, Lernprozesse von Schülern durch Transfer und Vernetzung von Inhalten abzuschließen, doch geschieht dies nicht automatisch. Erst durch eine intensive Fortbildung der Lehrkräfte zur lernprozessorientierten Gestaltung kann eine verbesserte Nutzung der verlängerten Taktung erreicht werden, die sich nachweislich positiv auf die Lernleistung der Schülerinnen und Schüler auswirkt. Der Praxisband [...] fasst die Ergebnisse einer Lehrerfortbildung im Schuljahr 2011/12 zusammen, deren Schwerpunkt auf der Implementation der Basismodelle (nach Oser und Baeriswyl) in den Physikunterricht lag. Die Inhalte der Fortbildung und das Fortbildungskonzept werden prototypisch dargestellt, sodass sie für die eigenständige oder kollegiale Unterrichtsentwicklung adaptierbar werden. (Orig.)

Research paper thumbnail of Sprache im Physikunterricht

Research paper thumbnail of Instructional Design

Research paper thumbnail of SchriFT II: DESCRIBING, EXPLAINING AND JUSTIFYING: HOW TO SUPPORT WRITING LAB REPORTS IN PHYSICS CLASSES

Theoretical Background of the Design and Enactment Language is an important part of scientific li... more Theoretical Background of the Design and Enactment Language is an important part of scientific literacy (Wellington & Osborn, 2001; Yore, Bisanz & Hand, 2003). Educational policies worldwide demand to convey communication competencies within science classrooms (e.g. Achieve, 2013; KMK, 2004). International studies showed that writing in science classes can enhance students‘ content knowledge (Keys, 1994; Storch, 2005) and that supporting writing activities yields positive effects on students‘ conceptual understanding (Gleason, 1999). In contrast, only benefits for the language skills but not for content learning have been proved in German speaking countries, yet. This might be due to the fact that international writing to learn approaches like the Science Writing Heuristic (Akkus, Gunel & Hand, 2007) focus on discourse and text structure, whereas in German speaking countries the focus is on linguistic means of expression. Therefore, this study compares in German physics classes of g...

Research paper thumbnail of Teacher wait-times in physics instruction of different duration (45 VS. 60/90 minutes)

In recent times, some schools in Germany change the traditional 45-minutes lesson duration to 60 ... more In recent times, some schools in Germany change the traditional 45-minutes lesson duration to 60 or 90 minutes. Little is known about the impact on the quality of instruction. Teachers’ wait-time after asking questions is related to the cognitive activation of pupils. This exploratory study pursues the question whether a prolongation of lesson duration changes the average wait-time of four individual physics teachers. The finding is that the teachers under investigation show slightly longer wait-times than other teachers reported in literature, and that wait-time improvement does not happen automatically with lesson prolongation. In conclusion, teacher wait-time seems more likely to be a stable characteristic of the individual teacher. Wait-time improvement seemingly does not happen automatically with lesson prolongation, but probably needs sensitization and additional training.

Research paper thumbnail of BESCHREIBEN, ERKLÄREN und BEGRÜNDEN im Versuchsprotokoll: Erste Ergebnisse des SchriFT-II-Projektes im Fach Physik - Einblicke in das Studiendesign und die Intervention

Das interdisziplinare BMBF-Verbundprojekt „Schreiben im Fachunterricht der Sekundarstufe 1 unter ... more Das interdisziplinare BMBF-Verbundprojekt „Schreiben im Fachunterricht der Sekundarstufe 1 unter Einbeziehung des Turkischen, SchriFT II“ (2017–2020) der Universitat Duisburg-Essen und der Ruhr-Universitat Bochum erforscht, inwiefern gezieltes Einuben der sprachlich-kognitiven Handlungen BESCHREIBEN, ERKLAREN und BEGRUNDEN in fachspezifischen Textsorten eine facherubergreifende Koordination der Sprachforderung in den Fachern Geschichte, Physik, Politik und Technik mit dem Deutsch- und turkischem Herkunftssprachunterricht ermoglicht. Im Teilprojekt der Physik wird auf Basis des „Genre-Cycles“ (Rose & Martin, 2012) am Beispiel des Versuchsprotokolls untersucht, inwiefern die Forderung von Textprozeduren (Feilke, 2014) zum BESCHREIBEN, ERKLAREN und BEGRUNDEN das fachliche Verstandnis fordern und zu einer facherubergreifenden Sprachentwicklung beitragen konnen. Es gibt zwei Interventionsgruppen, eine zu den fachspezifischen Handlungsmustern, die andere zu den sprachlichen Ausdrucksmitte...

Research paper thumbnail of Erfolgreich den ganzen Tag lernen: Das Ganztagsgymnasium in NRW

Das Projekt „Ganz In“ der Universitatsallianz Ruhr hat 31 Gymnasien auf ihrem Weg von der Halbtag... more Das Projekt „Ganz In“ der Universitatsallianz Ruhr hat 31 Gymnasien auf ihrem Weg von der Halbtags- zur Ganztagsschule in einer Gesamtprojektlaufzeit von knapp zehn Jahren inhaltlich und strukturell unterstutzt sowie wissenschaftlich begleitet.

Research paper thumbnail of Convergent Validity: Concept Maps and Competence Test for Students' Diagnosis in Physics

In almost every lesson teachers diagnose their students concerning knowledge and activities, but ... more In almost every lesson teachers diagnose their students concerning knowledge and activities, but most of them do so without appropriate diagnostic instruments. With the use of concept maps, the present study aims to offer physics teachers a suitable diagnostic instrument with an adequate analysis form for an instant use in their lessons. In a preliminary step, we first pinpointed what kind of knowledge concept maps measure. Therefore a sample of 79 ninth-grade German secondary school students drew concept maps under the instruction of two different task formats and afterwards filled out a competence test. For both task formats the concept maps were evaluated with the same scoring system and were tested for convergent validation against the competence test on the physics topic of energy. The results show a positive correlation between these two instruments and figure differences between the different task formats.

Research paper thumbnail of Eine interdisziplinäre Studie zum fachintegrierten sprachlichen Lernen: Schreiben im Fachunterricht der Sekundarstufe I unter Einbeziehung des Türkischen

Die an SchriFT beteiligten Facher entwickeln fachspezifische Zugange zu Konzepten der Sprachbildu... more Die an SchriFT beteiligten Facher entwickeln fachspezifische Zugange zu Konzepten der Sprachbildung. Darauf aufbauend konnen sie ausloten, welche Schnittstellen sich eignen, um Schuler*innen sprach- und fachubergreifend bei einem vernetzten Kognitionsaufbau zu unterstutzen.

Research paper thumbnail of Materialsammlung zum externen Seminar der Laborhelferausbildung

Das vorliegende Dokument stellt eine Materialsammlung zur Laborhelferausbildung dar. Mit der modu... more Das vorliegende Dokument stellt eine Materialsammlung zur Laborhelferausbildung dar. Mit der modular angelegten Ausbildung sollen Schuler dazu befahigt werden, Lehrkraften bei schulerorientierten auserunterrichtlichen Angeboten im Bereich der Naturwissenschaften wertvolle Unterstutzung geben zu konnen. Die Materialien wurden fur das universitare Modul der Laborhelferausbildung genutzt. Sie sind im Rahmen des Projekts Ganz In und einer Promotion von Thomas Schlake an der Universitat Duisburg-Essen in Kooperation mit Prof. Dr. Hartig (Universitat Duisburg-Essen), Prof. Dr. Krabbe (Ruhr-Universitat Bochum) und Prof. Dr. Fischer (Universitat Duisburg-Essen) entstanden. In den folgenden Kapiteln wird die Laborhelferausbildung beschrieben und der theoretische Hintergrund der Materialien skizziert, Druckvorlagen befinden sich im Anhang.

Research paper thumbnail of Sprache im Physikunterricht

Physikdidaktik | Grundlagen, 2020

Research paper thumbnail of Science Teachers’ Use of a Concept Map Marking Guide as a Formative Assessment Tool for the Concept of Energy

Educational Assessment, 2017

In this study, we investigated the value of a concept map marking guide as an alternative formati... more In this study, we investigated the value of a concept map marking guide as an alternative formative assessment tool for science teachers to adopt for the topic of energy. Eight high school science teachers marked students' concept maps using an itemized holistic marking guide. Their marking was compared with the researchers' marking and the scores of a multiple-choice diagnostic test. Statistical analysis revealed that teachers evaluated students' concept maps consistently, but the concept map scores were only mildly correlated with the multiple-choice test scores. We explored what each assessment method revealed in terms of students' understanding with one student's performance as a showcase. Teachers' views on using the marking guide of concept maps as an assessment tool were also included. We discuss the value of the concept map marking guide as a formative assessment tool for science teachers to create and modify in order to encourage students' conceptual learning.

Research paper thumbnail of Empirische Forschung in der Physikdidaktik

Springer-Lehrbuch, 2014

ABSTRACT Nach den KMK-Standards für die Lehrerbildung sind die Bildungswissenschaften der umfasse... more ABSTRACT Nach den KMK-Standards für die Lehrerbildung sind die Bildungswissenschaften der umfassende Begriff für die Fächer Pädagogik, Psychologie, Politikwissenschaften, Soziologie, Philosophie und Fachdidaktiken (KMK, 2004). Diese Zuordnung kann, trotz der kontroversen Diskussion in den Fächern (siehe Kiper, 2009), als eine Orientierung zur Einordnung des Forschungsfeldes der Fachdidaktiken benutzt werden. Die Untersuchungsmethoden der Fachdidaktiken stammen häufig aus diesen Fächern. Eine weitere Orientierung gelingt durch die Zielbestimmung fachdidaktischer Forschung. Um Lehrerinnen und Lehrern Hilfen für effektive Unterrichtsführung geben zu können, um für Politiker brauchbare Hinweise zu entwickeln, welche Maßnahmen zur Systemsteuerung sinnvoll sind und welche nicht, um Unterrichtsforscherinnen und forschern Anhaltspunkte für neue Forschungsfragen und theoretische Weiterentwicklungen zu geben und, nicht zuletzt, um die curricularen Inhalte der Lehrerausbildung an den Universitäten begründen zu können, benötigen wir Forschungsergebnisse, denen wir trauen können. Die empirische fachdidaktische Forschung versucht deshalb in einem Interaktionsprozess zwischen der Entwicklung theoretischer Modelle und empirischer Untersuchungen glaubwürdige Aussagen über Effekte unterrichtlicher Maßnahmen zu machen. Da es bei empirischer Forschung immer darum geht, die Passung zwischen Theorie und Forschungsergebnissen zu optimieren, können prinzipiell keine definitiven Aussagen produziert werden. Die Ergebnisse sind immer als Hinweise zu verstehen, wie z.B. für Lehrerinnen und Lehrer die Wahrscheinlichkeit des Erfolgs der unterrichtlichen Aktivitäten erhöht werden kann.

Research paper thumbnail of Charakterisierung und Strukturierung von Kontexten im naturwissenschaftlichen Unterricht – Vorschlag einer theoretischen Modellierung

Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 2014

Aufgaben vor. Auf Basis der gegenwärtigen Forschungslage wird zunächst der zugrundeliegende Konte... more Aufgaben vor. Auf Basis der gegenwärtigen Forschungslage wird zunächst der zugrundeliegende Kontextbegriff definiert und anschließend das vorgeschlagene Bezugssystem für eine Strukturierung von Kontextmerkmalen abgeleitet.

Research paper thumbnail of Diagnostik und Leistungsbeurteilung im Unterricht

Physikdidaktik | Grundlagen, 2020

Soll das Lernen von Schulerinnen und Schulern moglichst optimal unterstutzt werden, ist es wichti... more Soll das Lernen von Schulerinnen und Schulern moglichst optimal unterstutzt werden, ist es wichtig, sie an ihrem aktuellen Lernstand abzuholen und schrittweise weiterzufuhren. Diagnostik und darin auch die Leistungsbeurteilung sind Verfahren zur Erfassung aktuell vorliegender Kompetenzen, sie bilden den Ausgangspunkt fur eine angepasste Forderung. Diagnostik ist aber auch ein Zugang, das Denken, Handeln und Lernen von Schulerinnen und Schulern besser zu verstehen und zu erkennen, warum aus fachwissenschaftlicher Sicht falsche Uberlegungen aus Sicht der Lernenden oft plausibel sind. Im Kapitel wird sowohl fur die Lernphasen im Unterricht als auch fur die Leistungsphasen, z. B. am Ende einer Unterrichtseinheit, erlautert, wie eine gute Diagnostik angelegt werden kann. Es werden dazu zentrale Komponenten beschrieben und der Ertrag fachdidaktischer Theorie und Empirie fur eine differenzierte Diagnostik erlautert. Anhand vieler Beispiele werden die Uberlegungen nicht nur auf den unterrichtlichen Alltag bezogen, sondern auch eine Verbindung zwischen Diagnostik und Leistungsbeurteilung hergestellt. Fur letztere wird ein Schwerpunkt darauf gelegt, wie eine Lehrkraft schriftliche Klassenarbeiten und Klausuren unter diagnostischer Perspektive anlegt, auswertet und benotet.