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Fakultät IIIBiologie

Forschung Prof. Dr. Armin Baur

Forschungsschwerpunkte

(1)  Die experimentelle Methode - Offenes und geöffnetes Experimentieren:

  • Problempunkte von Schülerinnen und Schülern beim offenen und geöffneten Experimentieren (methodische und manuelle Fehler, Fehlvorstellungen, schülerspezifische Vorgehensweisen) 
  • Diagnosewerkzeuge und Differenzierungsmethoden beim offenen und geöffneten Experimentieren
  • Professionsforschung Experimentieren

(2)  Umweltbildung - Bildung für nachhaltige Entwicklung:

  • Unterrichtsmethoden in der Umweltbildung/Bildung für nachhaltige Entwicklung
  • Entwicklung und Erprobung geeigneter Erhebungsmöglichkeiten zur Messung von Daten in der Umweltbildung/Bildung für nachhaltige Entwicklung

Laufende Forschungsprojekte

Spiel «ForscherlnO»

Das angestrebte Produkt des Projekts ist das Spiel «ForscherlnO», welches für Jugendliche im Alter von 10 bis 16 Jahren (Zielgruppe Sekundarstufe I) entwickelt werden soll. Mit diesem Spiel soll Jugendlichen der Einstieg in die naturwissenschaftliche und technische Untersuchung ermöglicht werden. Ausgangspunkt jeglicher Untersuchung ist eine Fragestellung (naturwissenschaftliche bzw. technische Fragestellung), die auf ein Phänomen ausgerichtet ist. Fragen zu stellen, fällt Jugendlichen häufig schwer. Genau hier setzt «ForscherlnO» an. Die Spieler:innen sollen über das Spiel Antworten auf die folgenden Fragen finden: Wie finde ich eigentlich eine "gute" Forschungsfrage? Was ist eine gute Forschungsfrage? (Welche Kriterien muss diese erfüllen?)

Leitende Organisation: Stiftung für Technologie, Innovation und Forschung Thüringen (Christina Heß)

Projektgruppe: Christina Heß (Schülerforschungszentrum Rudolstadt), Soraya Cornelius (Otto-Hahn Gymnasium Nagold), Günter Baumgarn (Stadtbibliothek Berlin Mitte), Michele Wegner (Stadtbibliothek Gütersloh GmbH), Prof. Dr. Armin Baur

Förderung durch: Deutsche Telekom Stiftung

Nutztiere – Bedeutung erkennen und Verantwortung entwickeln: Der Zoo als außerschulischer Lernort für einen inklusiven Sachunterricht

Die Naturentfremdung bei Kindern und Jugendlichen und die Entwicklung eines Naturbildes, bei ihnen, bei dem der Mensch sich der Natur fernhalten soll, stellen Herausforderungen für die Bildung dar. Auf der einen Seite ist der Schutzgedanke der Kinder und Jugendlichen sehr positiv zu sehen, jedoch die Meinung, dass wir die Natur nicht betreten – daher auch nicht bewirtschaften – sollen, widerspricht unseren Lebensnotwendigkeiten. Sind wir doch auf die Land-, Forstwirtschaft und auch auf Produkte von Nutztieren (z. B. Milch) angewiesen. Im Projekt wird eine Lehr-Lern-Sequenz zur Bedeutung von Nutztieren, der verantwortungsvollen Haltung und der Auswirkung eines verantwortungsbewussten Konsumverhaltens auf die Nutztierhaltung konzipiert. Die Lehr-Lern-Sequenz ist auf die Primarstufe ausgelegt und beinhaltet Unterricht am außerschulischen Lernort Zoo, um einen Tierkontakt (Sammeln von Primärerfahrungen) möglich zu machen. Didaktisch und methodisch ist die Sequenz an Prinzipien des Sachunterrichts ausgerichtet. Da inklusiver Unterricht als Standard gesehen wird, sind demgemäß inklusive Ansätze in der Lehr-Lern-Sequenz eingebunden. Die Lehr-Lern-Sequenz wird mit einer qualitativen Untersuchung im pre-post-follow up-Test Design auf die Wirksamkeit der Elemente (Bausteine) ‚Realbegegnung‘ und ‚Reflexion‘ der Sequenz auf die Variablen ‚Bewusstsein zu Nutztieren und Tierprodukten‘ und ‚ Wissen zu Nutztieren und Tierprodukten‘ untersucht.

Projektmitarbeiter: Prof. Dr. Friedrich Gervé, Prof. Dr. Markus Lang, Miriam Raab

Projekt der Pädagogischen Hochschule in Kooperation mit dem Zoo und der Zooschule Heidelberg

Förderung durch: Felix Wankel Stiftung

Differentiation in Inquiry-based Learning (Focus Experimentation)

Die Anerkennung von heterogenen Lerngruppen ist in der Pädagogik unbestritten und wird als großes Potenzial angesehen. Prinzipiell entsteht die Heterogenität einer Lerngruppe durch individuelle Schüler/-innen. Zudem wirken auch Veränderungen im Schulsystem (Gesamt- und Gemeinschaftsschulen), Schüler/-innen mit unterschiedlichen Sprachkenntnissen (Migration) und das Angebot einer inklusiven Bildung auf die Heterogenität einer Lerngruppe ein. All diese Veränderungen haben die Notwendigkeit von Differenzierung (Binnendifferenzierung) und einer entsprechenden Ausbildung von Lehrkräften verstärkt. Schulbildung muss eine naturwissenschaftliche Grundbildung beinhalten, in der auch naturwissenschaftliche Erkenntnismethoden – wie das Experimentieren – von großer Bedeutung sind. Während es bereits viele Differenzierungskonzepte und Praxisbeispiele zum Erlernen von inhaltlichen Kompetenzen gibt, fehlen diese für prozedurale Kompetenzen (speziell für das Experimentieren). Diesem Bedarf widmet sich das Projekt: Die Projektpartner bringen ihre unterschiedlichen Expertisen ein, um ein Differenzierungskonzept (Leistungsdifferenzierung) zur Förderung prozeduraler Kompetenzen im Bereich inquiry-based learning (mit Schwerpunkt Experimentieren) zu entwickeln. Um das Differenzierungskonzept zu erstellen werden die konkreten Bedarfe in der Schulpraxis identifiziert. Hierfür werden nationale Analysen durchgeführt und deren Ergebnisse werden in einer transnationalen Analyse zusammengeführt. Da das Differenzierungskonzept von Projektmitarbeiter/-innen (Fachdidaktiker/-innen und Lehrer/-innen) aus unterschiedlichen europäischen Ländern (Zypern, Österreich, Finnland und Deutschland) entwickelt wird, wird eine spätere Anwendung für nahezu alle europäischen Länder ermöglicht. Die in das Projekt eingebundenen Schulen testen und evaluieren das Konzept und das zugehörige Lehr-Lern-Material. Das Differenzierungskonzept wird in einem Buch (Printversion und digital) verfügbar gemacht, in welchem auch Praxisbeispiele und Lehr-Lern-Materialien zur Verdeutlichung enthalten sind. Das Buch ist ausgelegt auf die Zielgruppen: Lehrer/-innen, Referendar/-innen und Lehramtsstudierende. Das Buch wird von den Projektpartnern auch als Grundlage zur Planung und Durchführung von Seminaren und Lehrkräftefortbildungen verwendet.

Weitere Informationen: differentiatinq.eu (Englisch) oder de.differentiatinq.eu (Deutsch)

Projektpartner: Ass.-Prof. Dr. Iris Schiffl (Universität Salzburg), Dr. Lisa Virtbauer (Universität Salzburg), Prof. Dr. Zacharias Zacharia (Universität Nicosia - Zypern), Dr. Pasi Nieminen (Universität Jyväskyla - Finnland), Dr. Antti Lehtinen (Universität Jyväskyla - Finnland), Kooperationsschulen: Gemeinschaftsschule Ludwigsburg, Vaajakummun koulu, Lykeio Aradippou, Bundesoberstufenrealgymnasium Straßwalchen, BRG Schloss Wagrain

Projektmitarbeiter: Dr. Susanne Rohrmann

Förderung durch: Europäische Union (Erasmus+)

Problempunkte von Schülerinnen und Schülern beim Experimentieren

Dem schülerinnen- und schülerselbstständigen, problemorientierten Experimentieren wird innerhalb der naturwissenschaftlichen Fachdidaktiken und der naturwissenschaftlichen Bildungsstandards eine gewichtige Bedeutung zugeschrieben. Damit einzelne Unterrichtsstunden und ein Curriculum zum Experimentieren gut aufgebaut werden können, ist eine Orientierung an Problempunkten (Fehler, Fehlvorstellungen und spezifischen Vorgehensweisen von Schülerinnen und Schülern) sinnvoll.
Im Forschungsprojekt wird Grundlagenforschung durchgeführt. Einzeln arbeitende Schülerinnen und Schüler werden beim selbstständigen Experimentieren von wissenschaftlichen Hilfskräften begleitet, die die Aufgabe haben, die Gedanken der Schülerinnen und Schüler über ständiges Nachfragen offen zu legen. Die Arbeit der Schülerinnen und Schüler wird über Videographie erfasst und mithilfe der Qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet.

 

Abgeschlossene Forschungsprojekte

'Entdeckendes Experimentieren' – Wirksamkeit einer Lehrerinnen- und Lehrerfortbildung im Format der Schulwerkstatt

Laufzeit: 01.12.2017-31.12.2020

Innerhalb der naturwissenschaftlichen Fachdidaktiken und der naturwissenschaftlichen Bildungsstandards wird den facheigenen Erkenntnismethoden eine bedeutende Stellung zugeschrieben. Schülerinnen und Schüler sollen Kompetenzen erwerben, um selbstständig über einfache naturwissenschaftliche Untersuchungen Antworten auf Fragestellungen zu finden. Das Experimentieren stellt hierbei eine sehr wichtige naturwissenschaftliche Erkenntnismethode dar. Damit Unterricht zum Experimentieren kompetenzaufbauend gestaltet werden kann, müssen Lehrkräfte über ein umfassendes Professionswissen zum Experimentieren verfügen. Dieses Professionswissen sollte über das Studium, die Ausbildung an den ‚Staatlichen Seminaren für Didaktik und Lehrerbildung‘ sowie über Fortbildungen aufgebaut und immer wieder erweitert werden.
Im Forschungsprojekt wurden zwei unterschiedliche schulinterne Formate einer Lehrkräftefortbildung zum Experimentieren (Entdeckendes Experimentieren) untersucht.

Weitere Informationen zur Fortbildung und zum Entdeckenden Experimentieren: www.entdeckendesexperimentieren.de

Projektpartner: Prof. Dr. Markus Emden, Didaktik der Naturwissenschafte, Pädagogische Hochschule Zürich

Projektmitarbeiter: Arne Bewersdorff

Förderung durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Entwicklung eines Rückmelde- und Diagnosetools zur Pädagogischen Diagnostik von Experimentierkompetenz

Laufzeit: 01.05.2017-30.04.2020

Aufbauend auf den wissenschaftlichen Erkenntnissen zu Fehlern beim und Fehlkonzepten zum Experimentieren wurde an der Entwicklung eines Diagnose- und Rückmeldetool zur Pädagogischen Diagnostik von Experimentierkompetenz gearbeitet.

Förderung durch: Deutsche Telekom Stiftung