Forschung
der Fachdidaktik Chemie
Schwerpunkte
Begleitende Forschung zur videobasierten reflexiven Lehr- und Lernbegleitung von Studierenden in Anlehnung an die Kultusministerkonferenz (KMK) Standards für die Lehrerbildung. Schwerpunkt ist die Entwicklung und Erprobung von Tools, die die Entwicklung lehrerspezifischer Kompetenzen (wie z.B. Urteilsfähigkeit durch Beobachtungs- und Bewertungskompetenz, Reflexionsfähigkeit und Kommunikationsfähigkeit) begleiten. Die reflexive Lehr- und Lernbegleitung erfolgt mittels online Fragebögen, Videosequenzen und e-Portfolio.
- Dabei bilden Differenzierungs- und Individualisierungsmaßnahmen für die Orientierungsstufe und die Sekundarstufe I mit Unterstützung digitaler Medien einen Schwerpunkt. So kann das Programm „HyperDocSystems“ mehrere Kanäle von Lernenden angesprochen werden, indem man zur Inhaltsinteraktion verschiedene Darstellungen in verschiedenen Formen (Text, Bilder, Video, Hörsequenzen oder Simulationen von ausgewählten Experimenten) anbietet. Die Lernenden können so ihre individuelle „Form“ auswählen, da die Nutzung der digitalen Medien es ermöglicht, schnell zwischen verschiedenen Darstellungsformen zum gleichen Inhalt zu wechseln.
Mehr zum Programm HyperDocSystems: Die Idee
Partizipative fachdidaktische Transfer-Aktionsforschung
Im Rahmen der Promotion von Norman Rollwa werden Gelingensbedingungen für einen erfolgreichen Wissenschaftstransfer bis in die Gesellschaft erforscht. Seine Arbeit stellt damit einen großen Beitrag im Gesamtforschungsvorhaben dar. Verschiedene Schülerlabore und Bürger:innen-Events bspw. im Rahmend des OD Pfalz-Projektes stellen relevante Transferaktivitäten dar, welche besonders im Bereich der Partizpipation einen wichtigen Input liefern. Die Zusammenhänge sind in der folgenden Abbildung dargestellt.
Aktuelle Projekte
Unified Education (U.EDU)
Mit dem Projekt „Unified Education (U.EDU): Medienbildung entlang der Lehrerbildungskette II“ fokussiert die TU Kaiserslautern die Weiterentwicklung der Lehrerausbildung durch ein auf alle Phasen zielendes Professionalisierungskonzept zum Lehren und Lernen mit digitalen Medien. Dabei arbeitet das Projekt fachbereichsübergreifend, auch mit externen Kooperationspartnern, an unterschiedlichen Themen bezüglich der Digitalisierung des Schulunterrichts.
Im Teilprojekt HeLFF (Heterogene Lerngruppen Fordern und Fördern – mit digitalen Medien) der Fachdidaktik Chemie geht es um die Entwicklung und Erprobung einer browserbasierten Software, um volldigitale Arbeitsblätter zu erstellen und zu verwalten.
Differenzierungs- und Individualisierungsmaßnahmen stellen insbesondere Lehrkräfte der Orientierungsstufe und der Sekundarstufe I vor enorme Herausforderungen. Zudem gibt es derzeit wenig erprobte Materialien für heterogene Lerngruppen auf die die Lehrenden zurückgreifen können. Daher ist vorgesehen, in einem ersten Schritt praxistaugliche analoge Unterrichtsmaterialien zu entwickeln und in der Praxis zu erproben. So können auf digitale Arbeitsblätter beispielsweise mehrere Kanäle zur Inhaltsinteraktion verwendet und Darstellungen in verschiedenen Formen (Text, Bilder, Video, Hörsequenzen oder Simulationen von ausgewählten Experimenten) angeboten werden. Die Lernenden können ihre individuelle „Form“ auswählen, da die Nutzung der digitalen Medien es ermöglicht, schnell zwischen verschiedenen Darstellungsformen zum gleichen Inhalt zu wechseln.
Das Vorhaben "U.EDU: Unified Education - Medienbildung entlang der Lehrerbildungskette" wird im Rahmen der gemeinsamen "Qualitätsoffensive Lehrerbildung" von Bund und Ländern aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert.
TUK SmartLabs
Interdisziplinäres Lehren und Lernen mit digitalen Medien durch Vernetzen der MINT-Lehr-Lern-Labore.
Mit dem Projekt „Die Zukunft des MINT-Lernens“ soll naturwissenschaftlicher Unterricht mit moderner Technologie pädagogisch und didaktisch sinnvoll gestaltet werden. Dabei steht die Entwicklung von innovativen Lernumgebungen mithilfe digitaler Medien im Vordergrund. Im Projekt sind dabei, neben der TU Kaiserslautern, noch vier weitere Universitäten (Humboldt-Universität zu Berlin, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Universität Koblenz-Landau und Universität Würzburg) beteiligt. An der TUK selbst wird das Projekt zusammen mit Partnern aus den FBs Biologie, Bioverfahrenstechnik, Chemie, Physik, Mathematik, Raum- und Umweltplanung und dem ZfL umgesetzt.
Die Fachdidaktik Chemie erarbeitet dabei mit der Bioverfahrenstechnik zusammen Lernlabore und Unterrichtsreihen, in denen selbstgesteuert mit Unterstützung von digitalen Medien gearbeitet werden kann. So entdecken in einem Beispiel die Schülerinnen und Schüler den Einfluss von Schwermetallen auf Enzyme. In einem anderen Lernszenario werden die Grundlagen der Binärrechnung spielerisch anhand von selbstgebastelten „Androiden“ vermittelt.
Das Vorhaben Die Zukunft des MINT-Lernens wird von der Deutschen Telekom Stiftung gefördert.
Lehrerfortbildungen zu digitalen Medien
Mit dem Strategiepapier „Bildung in der digitalen Welt“ fordert die Kultusministerkonferenz (KMK), dass die Vermittlung von Medienkompetenz als integrativer Bestandteil aller Fachcurricula umgesetzt wird. Lehrkräfte stehen damit vor der Herausforderung, im Lehrplan verankerte Fachinhalte gleichzeitig mit Medienbildung als Querschnittsthema des Fachunterrichts zu berücksichtigen. Erforderlich sind demnach Unterstützungsangebote für angehende und praktizierende Lehrkräfte, in denen die Möglichkeiten zur Einbettung digitaler Medien in den Fachunterricht unter Berücksichtigung des Fachcurriculums vorgestellt werden. Mit dem Ziel, ein fachspezifisches Unterstützungsangebot für Chemielehrkräfte anzubieten, nimmt die Forschungsarbeit die Konzeption und Evaluation von Workshops zur Einbindung digitaler Medien in den Chemieunterricht in den Fokus.
Das Vorhaben wird vom Verbundprojekt Offene Digitalisierungsalianz Pfalz gefördert.
Abgeschlossene Projekte
Selbst- und Fremdbewertung von Lehramtsstudium - Erstellen von Vortragsprofilen mit Hilfe von mobilen Endgeräten
Für eine qualitätsbewusste Kompetenzentwicklung werden den Studierenden in der Fachdidaktik Chemie frühzeitig Materialien, Instrumente und Trainingsmöglichkeiten zur Verfügung gestellt, um ihre Reflexions-, Urteils- und Kommunikationsfähigkeit zu trainieren.
Angeknüpft an die Kompetenzentwicklungswerkzeuge (Kom-Ent-Tools) wurden die Beobachtungs- und Bewertungsbögen (BBB) weiterentwickelt. Seit 2013 liegen diese in elektronischer Form vor, sodass die Studierenden sowie Dozierenden den Beobachtungs- und Bewertungsbogen 2.0 (BBB 2.0) mit Hilfe eines mobilen Endgerätes bearbeiten könnten. Hierfür wurde speziell eine Software entwickelt, welche direkt nach Beendigung der Eingabe die Bewertung eines Vortrages oder einer Unterrichtseinheit das "Vortragsprofil" der zu bewertenden Person erstellt wird. Diese Profil kann somit direkt im Anschluss zur Reflexion des Studierenden genutzt werden.
Zusätzlich zur Livereflektion erhalten die Studierenden ihre jeweiligen Videosequenzen und ihre "Feedbackprofile" in elektronischer Form für ihr Entwicklungsportfolio. Die Materialien und Instrumente bieten den Studierenden die Möglichkeit, ihren Entwicklungsprozess hinsichtlich ihrer Reflexions-, Urteils- und Kommunikationsfähigkeit zu verfolgen und zu reflektieren.
Um den Studierenden eine optimale Rückmeldung über die Entwicklung ihrer Kompetenzen zu geben, will die Fachdidaktik Chemie sich nicht nur auf ein "zwei Perspektiven Feedback"(Rückmeldung der Studierenden und Dozierenden) beschränken. Da das spätere Umfeld der Lehramtsstudierenden die Schule und somit die Lehrkräfte und die Schülerinnen und Schüler sein wird, sollten die Studierenden so viele Möglichkeiten wie möglich erhalten auch von den Lehrkräften an Schulen sowie von Schülerinnen und Schülern eine Rückmeldung zu erhalten. Im Wintersemester 14/15 begleitete Frau Engelhardt zum ersten Mal die Studierenden in die vertiefenden Schulpraktika und setzte die entwickelte "BBB 2.0 Schüler" zum ersten Mal ein. Somit haben die Studierenden im WS14/15 zum ersten Mal die Möglichkeit gehabt, sich eine Rückmeldung der Schülerinnen und Schülern einzuholen.
Lehrassistenz
Ein zentrales Forschungsgebiet und Ausbildungselement der Fachdidaktik Chemie ist die „Lehrassistenz“. Diese ermöglicht schon während dem Studium ein individuelles „Lehrertraining“. Master (Ma)-Studierende können in praxisnahen „Lehrübungen“ ihr Fachwissen, ihr fachdidaktisches und pädagogisches Wissen einsetzen und weiterzuentwickeln. Daher ist eine optimale Strukturierung von Übungsgruppen von zentraler Bedeutung für schulpraktische Lehrveranstaltungen. Durch vertikale Verzahnung von Lehrmodulen aus Ba- und Ma-Studiengängen Kleingruppen werden praxisnahe Situationen geschaffen, die dies ermöglichen. Dazu muss die „Lerngruppe so gestaltet sein, dass insbesondere die klare Staffelung zwischen Lernenden und Lehrenden in kognitiver und pädagogischer Kompetenz nachgebildet wird, wie sie für den Schulunterricht typisch ist. In einer solchen Gruppe agieren die Studierenden in unterschiedlichen Funktionen. Die Ma-Studierenden übernehmen als Lehrassistentinnen und Lehrassistenten die Rolle der Lehrpersonen und die Bachelor-Studierenden die Rolle der Lernenden. Solche Lehr- und Lerngruppen erscheinen uns geeignet, auch im universitären Umfeld eine realitätsnahe Unterrichtssituation zu schaffen, in der unverstellte Interaktionen zwischen Lernenden und Lehrenden ablaufen und unterrichtsbezogene Basiskompetenzen ganz natürlich trainiert werden.