DIGITALE KOMPETENZ BEIM MODELLIEREN UND EXPERIMENTIEREN (DIMEX)

2021 - 2023

Experimentieren und Modellieren sind wesentliche Bestandteile der physikalischen Erkenntnisgewinnung und lassen sich dementsprechend im Kontext des forschenden Lernens im Unterricht wiederfinden. Allerdings fällt Schüler*innen die Entwicklung von Modellen anhand von Experimenten häufig schwer (Winkelmann et al., 2022). Das Potential, diese Schwierigkeiten zu überwinden, bietet der Ansatz der Augmented Reality (AR), bei der physikalische Phänomene (z.B. aus Realexperimenten) in einer digitalen Lernumgebung modelliert werden.

Im Projekt „diMEx“ wird ein Aus- bzw. Fortbildungskonzept für (angehende) Lehrkräfte entwickelt, in dessen Rahmen die Nutzung einer dynamischen Modellbildungssoftware im experimentierbasierten Physikunterricht vermittelt werden soll. Neben der Förderung der digitalen Kompetenz der Lehrkräfte stehen didaktische Ansätze zur Einbettung von Experiment und Modellierung in den eigenen Unterricht sowie die Reflexion über den Konstruktionsprozess von Modellen (Hüttemann, 1997; Winkelmann, 2019) im Mittelpunkt des Fort- und Ausbildungsangebotes.

Literatur:

Hüttemann, A. (1997). Idealisierungen und das Ziel der Physik: Eine Untersuchung zum Realismus, Empirismus und Konstruktivismus in der Wissenschaftstheorie. De Gruyter.
Winkelmann, J., Freese, M., & Strömmer, T. (2022). Schwierigkeitserzeugende Merkmale des Physikunterrichts – die Perspektive von Schüler*innen. Progress in Science Education. (5)2, 6-23.
Winkelmann, J. (2019). Idealisierungen und Modelle im Physikunterricht. In H. Grötzebauch & V. Nordmeier (Hrsg.), PhyDid B – Didaktik der Physik, Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung des Fachverbands Didaktik der Physik in Aachen 2019, S. 227-231.

Förderung:

Innerhalb des Verbundprojekts Digi_Gap wird "diMEx"im Rahmen der gemeinsamen „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ von Bund und Ländern aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert.

Förderbetrag: 241.579 Euro.

Ausgewählte Publikationen:

Freese, M., Teichrew, A., Winkelmann, J., Erb, R., Ullrich, M., & Tremmel, M. (2023). Measuring Teachers' Competencies for a Purposeful Use of Augmented Reality Experiments in Physics Lessons. Frontiers in Education. 8, https://doi.org/10.3389/feduc.2023.1180266
Freese, M., Teichrew, A., Winkelmann, J., Erb, R., Ullrich, M., & Tremmel, M. (2022). Lehrkräftefortbildung zu Augmented Reality-Experimenten im Physikunterricht. In H. Grötzebauch & S. Heinicke (Hrsg.), PhyDid B – Didaktik der Physik, Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung des Fachverbands Didaktik der Physik online 2022. S. 349-356.
Freese, M., Winkelmann, J., Ullrich, M., Teichrew, A., & Erb R. (2021). Einsatz von Augmented Reality phasenvernetzt und praxisorientiert vermittelt. In M. Kubsch, S. Sorge, J. Arnold & N. Graulich (Hrsg.), Praxishandbuch für die Lehre in den Didaktiken der Naturwissenschaften (S. 237-242 ). Münster: Waxmann.
Freese, M., Winkelmann, J., Ullrich, M., & Teichrew, A. (2021). Nutzung von und Einstellungen zu Augmented Reality im Physikunterricht. In S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch? Jahrestagung der GDCP in Aachen 2020 (online), LIT-Verlag Berlin, S. 390-393.
Winkelmann, J., Ullrich, M. & Freese, M. (2020). Physikalische Phänomene erforschen. Zeitgleiches Experimentieren und digitales Modellieren mit Hilfe von Augmented Reality. transfer Forschung – Schule (6). S. 225-227.

Beteiligte Personen:

Mareike Freese, Goethe-Universität Frankfurt, Institut für Didaktik der Physik
Junior-Prof. Dr. Jan Winkelmann, PH Schwäbisch Gmünd, Institut für Naturwissenschaften
Dr. Mark Ullrich, Goethe-Universität Frankfurt, Institut für Psychologie
Dr. Albert Teichrew, Goethe-Universität Frankfurt, Institut für Didaktik der Physik
Michael Tremmel, Goethe-Universität Frankfurt, Institut für Psychologie
Prof. Dr. Roger Erb, Goethe-Universität Frankfurt, Institut für Didaktik der Physik