Fakultät für Mathematik, Naturwissenschaften und Technik
Refine
Year of publication
Document Type
- Doctoral Thesis (20)
- Book (2)
- Report (2)
- Working Paper (2)
- Article (1)
- Bachelor Thesis (1)
Is part of the Bibliography
- no (28)
Keywords
- Mathematikunterricht (5)
- Bildung für nachhaltige Entwicklung (3)
- Lehrerbildung (3)
- Nachhaltigkeit (3)
- Bildungsforschung (2)
- Biologieunterricht (2)
- Differenzierung (2)
- Fachdidaktik (2)
- Forschungsmethode (2)
- Heterogenität (2)
Die vorgelegte Dissertationsschrift entwickelt ein Konzept zu einer responsiv-transformatorischen Didaktik im Ethikunterricht, das auf philosophischen Ansätzen der Phänomenologie und des Poststrukturalismus basiert. Ziel ist es, Schüler*innen zu einer intensiven Auseinandersetzung mit eigenen und fremden Wertvorstellungen zu befähigen und dabei individuelle Erfahrungen, Standpunkte und Urteile zum Ausgangspunkt eines ethischen Lernprozesses zu machen.
Dabei soll ein Unterrichtssetting gestaltet werden, das nicht allein abstrakte Theorien oder normative Ansprüche vermittelt, sondern Methoden etabliert, die geeignet sind, auch die lebensweltlichen Erfahrungshorizonte der Lernenden in den Mittelpunkt zu stellen und durch die Konfrontation mit anderen, fremden Werthaltungen ein emanzipatorisches Potential zu entwickeln.
Systemisches Denken wird von der UNESCO als eine der acht Schlüsselkompetenzen aufgeführt, die für die Lösung komplexer Nachhaltigkeitsthemen im Kontext einer Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) benötigt werden. Verschiedenste Studien haben gezeigt, dass systemisches Denken auf allen Ebenen der Schulbildung gefördert werden kann.Bisherige Studien haben sich vor allem darauf konzentriert, wie systemisches Denken bei Schülerinnen und Schülern, z.B. durch entsprechende Unterrichtskonzepte, direkt gefördert werden kann. Um systemisches Denken zeitnah in der Schule etablieren zu können, ist es jedoch unabdingbar, die bestehende Lehrerschaft durch entsprechende Fortbildungen in die Lage zu versetzen, systemisches Denken in der Schule erfolgreich selbst zu fördern.
Die vorliegende Forschungsarbeit konzentriert sich daher auf Biologielehrerinnen und Biologielehrer und ihre Fähigkeit, systemisches Denken bei Schülerinnen und Schülern der Klassenstufe 9 im Biologieunterricht erfolgreich zu fördern.
Ausgehend von der Hypothese, dass das fachliche und fachdidaktische Wissen von Lehrkräften von zentraler Bedeutung für den Unterrichtserfolg ist, wurde untersucht, wie sich unterschiedliche Anteile fachlichen und fachdidaktischen Wissens in einer Fortbildung auf die Fähigkeit von Lehrkräften auswirken, systemisches Denken bei Schülerinnen und Schülern zu fördern. Zu diesem Zweck wurde eine quasi-experimentelle Interventionsstudie mit einem Prä- und Posttest-Kontrollgruppen-Design durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen auf der Ebene der Lehrkräfte, dass das fachliche und fachdidaktische Wissen der Lehrkräfte zur Förderung systemischen Denkens von Schülerinnen und Schülern signifikant verbessert werden konnte.
Darüber hinaus hat sich die Teilnahme an der Lehrerfortbildung auch auf der Ebene der Schülerinnen und Schüler ausgewirkt, denn sie wurden in der Folge in ihrem systemischen Denken gefördert. Des Weiteren deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Vermittlung entsprechenden fachdidaktischen Wissens in einer ehrkräftefortbildung zur Förderung systemischen Denkens mindestens eine ebenso wichtige Rolle spielt wie die Vermittlung des fachlichen Wissens.
Diese Dissertation widmet sich der chemiedidaktischen Aufbereitung des Themas Katalyse unter Berücksichtigung der Anwendungsfelder 3D-Druck und Eisenreduktion. Ziel dieser Arbeit ist es, zentrale katalytische Prozesse durch schultaugliche Experimente im Unterricht erfahrbar zu machen und so aktuelle gesellschaftliche sowie fachlich relevante Themen in den Chemieunterricht zu integrieren. Im Rahmen der didaktischen Rekonstruktion wurden wissenschaftliche Grundlagen und fachdidaktische Perspektiven zu diesen Themen beleuchtet. Am Beispiel des baden-württembergischen Bildungsplans wurde die curriculare Verankerung der Themen analysiert. Der curricularen Innovationsforschung folgend wurden die Inhalte des Bildungsplans auf Aktualität untersucht und erneuert, wobei der Fokus auf der Bildung zur Nachhaltigen Entwicklung lag. Beginnend mit den grundlegenden Phänomenen der Katalyse am Beispiel des katalytischen Zerfalls von Wasserstoffperoxid durch Molybdat-Ionen, wird die Definition der Katalyse verdeutlicht. Neue Experimente zum Nachweis der Reaktionsprodukte Sauerstoff und erstmals bei dieser Reaktion auch Wasser werden vorgestellt. Zur Vertiefung des Themas wurde die Synthese von Polymilchsäure (PLA) als dem meistverwendeten Filament im 3D-Druck didaktisch aufbereitet. Die Modifikation von PLA durch verschiedene Additive ermöglicht eine praxisnahe Demonstration makromolekularer Chemie. Die Anwendung des 3D-Drucks im Chemieunterricht wird weiter durch 3D-Druck-Objekte und der radikalischen Polymerisation aufgezeigt. Die Eisenreduktion, ein wesentlicher Prozess in der Stahlproduktion und einer der größten industriellen CO2-Emittenten, wurde im Kontext nachhaltigerer Verfahren beleuchtet. Hier wurden Experimente zur Eisenreduktion mit türkisem Wasserstoff entwickelt, die nochmals auf die Bedeutung katalytischer Prozesse für eine ressourcenschonende Industrie aufmerksam machen. Durch die Kombination aus fachwissenschaftlicher Recherche, didaktischer Reflexion und experimenteller Aufbereitung wurde eine Serie von Experimenten zu den Themen Katalyse, 3D-Druck und Eisenreduktion entwickelt, die sich direkt in den Chemieunterricht integrieren lassen. Die Arbeit liefert so einen Beitrag zur curricularen Innovationsforschung und bietet Lehrkräften erprobte, anwendbare Konzepte, um aktuelle und zukunftsrelevante Themen didaktisch fundiert zu vermitteln.
Diese Arbeit eröffnet Einblicke in das spezifische Design von fachdidaktischen Erklärvideos, um die Kluft zwischen Theorie und Praxis in der Lehrkräftefortbildung zu überwinden. Vorgestellt werden Gestaltungsprinzipien auf didaktischer, lernpsychologischer, filmisch-visueller und verarbeitungstechnischer Gestaltungsebene, die speziell für die videobasierte Lehrerfortbildung in der Sekundarstufe 1 eingesetzt wurden. Für die Entwicklung der Videoinhalte wurden sowohl praxisorientierte als auch theoretisch fundierte, didaktische Wissensfacetten für die Unterrichtsplanung für Lehrpersonen, die einen differenzierenden Mathematikunterricht mit offenen Aufgaben gestalten möchten, gezeigt. Die gesamte Konzeption wird erklärt am Beispiel der Mathematikaufgabe „Schokolade gerecht aufteilen“. Entwickelt wurden dazu vier Videos mit unterschiedlichen Perspektiven: Blickwinkel der Lernenden, Sicht der Lehrperson, Materialperspektive und Blick auf den Lerngegenstand). Die Videos wurden anschließend in den Bereichen inhaltliche Relevanz, Übertragbarkeit, Nützlichkeit und Lernzuwachs evaluiert - jeweils aus der subjektiven Perspektive von Lehrpersonen.
Die Analysen zeigen, dass spezifische Gestaltungselemente wie Dauer, Geschwindigkeit, Verständlichkeit, Authentizität, Theorie-Praxis-Verbindung, Videostruktur und Visualisierungsdesign positive Wirkungen auf Lehrpersonen haben. Diese Elemente haben möglicherweise Einfluss auf die hohe Akzeptanz der theoriebezogenen Wissenselemente.
Die Förderung von Mädchen in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik, den MINT-Fächern, ist von großer Bedeutung, um ihnen eine berufliche Perspektive in diesem Bereich zu ermöglichen und Geschlechterungleichheiten abzubauen. Trotz erheblicher Bemühungen besteht eine anhaltende Geschlechterkluft in der MINT-Bildung und -Arbeitswelt. Ein Grund hierfür wird in Unterschieden der Selbstwahrnehmung gesehen. Bei objektiv gleichen Leistungen schätzen Schülerinnen ihre Fähigkeiten im MINT-Bereich in Bezug auf zukünftige Erfolge, die Selbstwirksamkeitserwartung, geringer ein als Schüler. Daraus resultiert eine Nicht-Wahl von Fächern und Berufen in diesen Bereichen.
Serious Games – digitale Spiele, die speziell für Bildungs- und Lernzwecke entwickelt werden – könnten das Potenzial haben, die Selbstwirksamkeitserwartung der Schülerinnen zu erhöhen und ermöglichen eine individuelle Unterstützung, was auch für das Lernen förderlich ist. Durch die interaktive und spielerische Natur von Serious Games kann das sogenannte Flow-Erleben ermöglicht werden, einen Zustand völliger Vertiefung und konzentrierter Hingabe an eine Aktivität. Dieses Flow-Erleben kann dazu beitragen, die Selbstwirksamkeitserwartung der Schülerinnen zu stärken, indem es ihnen ermöglicht, ihre Fähigkeiten in einem unterstützenden und engagierten Umfeld zu erkunden und zu entwickeln.
Diese Annahme bildet den Kern dieser Arbeit, welche die Auswirkungen eines Serious Games im Bereich der Elektrizitätslehre auf das Flow-Erleben, das Lernen und die Selbstwirksamkeitserwartung von Schüler:innen untersucht. Insgesamt nahmen363 Schüler:innen (310 vollständige Fragebögen) an einem Pre-Post-Design mit Kontrollgruppe teil. Die Ergebnisse zeigen, dass das Serious Game in geringer Effektstärke mehr Flow-Erleben ermöglicht als die konventionellen Unterrichtsmaterialien der Kontrollgruppe. Innerhalb der Experimental- und der Kontrollgruppe zeigten sich geschlechtsspezifische Unterschiede: In beiden Gruppen erlebten die Schüler mehr Flow als die Schülerinnen. Das Flow-Erleben war in beiden Gruppen ein Prädiktor für die Selbstwirksamkeitserwartung nach der Intervention, nur in der Kontrollgruppe konnte das Flow-Erleben auch das Fachwissen vorhersagen. Die Studie zeigt auch, dass das Fachwissen vor der Intervention für die Lernwirksamkeit des Spiels nicht von Bedeutung ist.
Die Ergebnisse zeigen Hinweise darauf, dass hohes Flow-Erleben und hohe Selbstwirksamkeitserwartung gemeinsam auftreten, da sie durch ähnliche Komponenten der Settings hervorgerufen werden. Damit könnte die Selbstwirksamkeitserwartung durch geeignete Unterrichtsszenarien verbessert werden, die sowohl die Theorie der Selbstwirksamkeitserwartung als auch Elemente des Flow-Erlebens berücksichtigen. Eine positive Lernumgebung, die die Interessen und Bedürfnisse der Mädchen berücksichtigt, könnte einen wesentlichen Beitrag zur Förderung von Mädchen im MINT-Bereich leisten, um die Geschlechterkluft in der MINT-Bildung und -Arbeitswelt zu überbrücken.
Arbeitsbedingte Belastungen und Beanspruchungen bei Beschäftigten in haushaltsnahen Dienstleistungen
(2024)
Die Beschäftigung in haushaltsnahen Dienstleistungen und damit einhergehende Belastungen, Ressourcen und Beanspruchungen sind ein wissenschaftlich kaum untersuchtes Feld. Über die Beschäftigtengruppe, ihre soziodemografischen Merkmale und ihre Motivation ist wenig bekannt, ebenso wenig darüber, unter welchen Bedingungen Haushaltshilfen in Privathaushalten arbeiten. Im Rahmen eines empirischen Vorgehens wurden die genannten Desiderate im Rahmen dieser Arbeit untersucht. Im ersten Schritt wurden Interviews mit rechtskonform und nicht rechtskonform Beschäftigten in haushaltsnahen Dienstleistungen (n=17) geführt und mithilfe der Framework Analyse ausgewertet. Im zweiten Schritt wurde eine quantitative Onlinebefragung unter rechtskonform Beschäftigten durchgeführt (n=229), welche deskriptiv und inferenzstatistisch ausgewertet wurde.
Die Erhebungen brachten übereinstimmend zum Vorschein, dass die Beschäftigten im Bereich haushaltsnaher Dienstleistungen durchschnittlich höheren Alters sind und in der Regel weiblich, ihre Lebenslagen, Biographien und Bildungshintergründe sind dagegen heterogen und lassen nur schwerlich von der „typischen“ Haushaltshilfe sprechen. Ferner zeigte sich in den Leitfadeninterviews, dass finanzielle Aspekte, Flexibilität in der Arbeits(zeit)gestaltung und Sinnhaftigkeit bedeutsame Motivatoren für die Aufnahme einer solchen Tätigkeit sind. Als Belastungsfaktoren ließen sich vor allem Alleinarbeit, der Umgang mit fremdem Eigentum und die damit einhergehende Verantwortung, sowie fehlende Wertschätzung und Anerkennung der Arbeit von Haushaltshilfen identifizieren. Erkennbar wurde zudem das unbedingte Bestreben, das von den Auftraggeber*innen entgegengebrachte Vertrauen nicht zu enttäuschen.
Die Ergebnisse der quantitativen Datenerhebung konnten einige der in den Interviews identifizierten Faktoren bestätigen und lieferten weiterführend Erkenntnisse zu den Wirkungszusammenhängen von arbeitsbezogener Belastung und Erschöpfung einerseits, und Ressourcen und Engagement der Beschäftigten anderer-seits. Die Untersuchung, welche in ihrer theoretischen Konstruktion auf dem Job-Demands-Ressources Modell fußt, zeigte, dass nicht allein das Ausmaß an Belastung für das Ausmaß an Erschöpfung verantwortlich ist, sondern Ressourcen ebenfalls eine bedeutsame Rolle dabei einnehmen. Analog dazu war festzustellen, dass auch hinsichtlich der Prognose von arbeitsbezogenem Engagement nicht nur die Ressourcenausstattung, sondern auch das Ausmaß an Belastung von Bedeutung ist. Ferner zeigte sich übereinstimmend in beiden Erhebungen, dass die Beachtung formaler Rahmenbedingungen sowie die Sicherstellung der Anforderungen zugunsten von Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit von Auftraggeber*innen in höchst unterschiedlichem Maße praktiziert werden. Deutlich wurde, dass die konkrete Arbeitssituation von Haushaltshilfen in hohem Maße vom jeweiligen Auf-traggeber*innenhaushalt abhängt.
Aus den gewonnenen Erkenntnissen lassen sich vielfältige Anforderungen an bzw. Herausforderungen für institutionelle und politische Akteure, aber auch Auftraggeber*innen von Haushaltshilfen ableiten. Als bedeutsamster Faktor erscheint dabei die generelle Aufwertung und Wertschätzung der Tätigkeit von Haushaltshilfen.
Das Handbuch in der deutschen Übersetzung bezieht sich auf das Projekt Fashion DIET (Sustainable Fashion Curriculum at Textile Universities in Europe – Development, Implementation and Evaluation of a Teaching Module for Educators), ein von der EU gefördertes Projekt im Rahmen der Key Action „Strategic Partnerships“ des Erasmus+ Programms. Von September 2020 bis August 2023 sind in dem internationalen Projekt unter der Federführung der Pädagogischen Hochschule Freiburg Lehr- und Lernarrangements entwickelt worden. Partnerhochschulen sind die Hochschule Reutlingen in Deutschland, die Technische Universität Gheorghe Asachi in Iaşi, Rumänien, und die Trakische Universität in Stara Zagora, Bulgarien. Aufgrund der verheerenden ökologischen und sozialen Auswirkungen der Textilindustrie und der in den letzten Jahrzehnten vom Konzept der Fast Fashion dominierten Modeindustrie ist es von großer Bedeutung, die Ziele der nachhaltigen Entwicklung (SDGs) der Vereinten Nationen in die gesamte textile Wertschöpfungskette zu integrieren, d. h. in die Phasen der Produktion, des Konsums und der Entsorgung, um sie nachhaltig und positiv für Menschen und Ökosysteme zu gestalten. Die anstehende Transformation der Textil- und Modeindustrie in Richtung Nachhaltigkeit erfordert daher eine kontinuierliche Umsetzung des Leitprinzips Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) in der Aus- und Weiterbildung. Das Projekt Fashion DIET zielte darauf ab, den Prozess der Umsetzung von BNE in den nationalen Bildungssystemen zu fördern. Das Hauptziel war die Entwicklung eines BNE-Weiterbildungsmoduls im Kontext von Mode und Textilien für Hochschulen, da Lehrende und Lernende in Zukunft stärker international kooperieren müssen, um das Leitbild BNE dauerhaft auf internationaler Ebene zu etablieren. Darüber hinaus sind daraus abgeleitete Lehr- und Lernmaterialien für berufliche und weiterführende Schulen entwickelt und als Open Educational Resources (OER) über die Datenbank Glocal Campus zur Verfügung gestellt worden.
Im Forschungszentrum ReCCE (Research Center for Climate Change Education and Education for Sustainable Development) werden Voraussetzungen, Prozesse und Ergebnisse von Bildung für nachhaltige Entwicklung und Klimabildung in der formalen und non-formalen Bildung untersucht. In diesem Papier soll das Forschungsverständnis geklärt, wichtige Forschungsgegenstände skizziert und Qualitätskriterien für die empirische Arbeit bestimmt sowie eine Abgrenzung zu anderen pädagogischen Disziplinen vorgenommen werden.
Im Forschungszentrum ReCCE (Research Center for Climate Change Education and Education for Sustainable Development) werden Voraussetzungen, Prozesse und Ergebnisse von Bildung für nachhaltige Entwicklung und Klimabildung in der formalen und non-formalen Bildung untersucht. In diesem Papier soll das Forschungsverständnis geklärt, wichtige Forschungsgegenstände skizziert und Qualitätskriterien für die empirische Arbeit bestimmt sowie eine Abgrenzung zu anderen pädagogischen Diziplinen vorgenommen werden.
In dieser Arbeit werden die Effekte zweier Interventionen berichtet, die die Förderung von zwei wesentlichen Aspekten des Lernens bei Schülerinnen und Schülern bzw. Lehramtsstudierenden in naturwissenschaftlichen Kontexten untersuchen.
Insbesondere in den Naturwissenschaften werden bei Schülern oft Lernschwierigkeiten festgestellt, deren Ursache häufig Fehlvorstellungen sind. In einer Interventionsstudie im Kontrollgruppendesign wurde untersucht, wie sich eine Unterrichtseinheit, in der empirisch erhobene Schülervorstellungen intensiv berücksichtigt werden, auf die Zufriedenheit mit dem Gelernten und die Beschäftigung mit den eigenen Vorstellungen sowie den Lernerfolg und die Veränderung der Wissensstrukturen von Schülern der achten Klasse Realschule auswirkt. Mit Hilfe von Prä-, Post- und Follow-up-Tests wurden die psychometrischen Daten sowie die Schülervorstellungen erhoben und Concept Maps erstellt.
In der Auswertung zeigten sich keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Lernzufriedenheit zwischen Experimental- und Kontrollgruppe. Die Concept Maps wurden für jeweils eine Klasse ausgewertet und wiesen im Follow-up-Test in strukturellen Parametern hochsignifikante Unterschiede zwischen den Gruppen auf.
In der quasi-experimentellen Prä-Post-Follow-up-Studie „SysThema“ wurden die Effekte von Seminaren, die sich in der fachwissenschaftlichen und fachdidaktischen Ausrichtung unterscheiden, auf das systemische Denken von Lehramtsstudierenden untersucht. Hierfür wurde ein Messinstrument zur Erfassung systemischen Denkens bei Lehramtsstudierenden entwickelt, das in der Interventionsstudie SysThema mit dem Ziel eingesetzt wurde, die Effekte fachwissenschaftlich und fachdidaktisch unterschiedlich ausgerichteter Seminare auf die Fähigkeit systemischen Denkens bei Lehramtsstudierenden zu untersuchen. Die Kenndaten des Messinstruments zur Erfassung systemischen Denkens zeigen, dass es gelungen ist, wichtige Teilfähigkeiten systemischen Denkens in ökologischen Kontexten bei Lehramtsstudierenden mit einem objektiven, validen und zeitlich gut zu bearbeitenden (bis 60 Minuten) Messinstrument zu erfassen.
Die Testergebnisse nach der Intervention zeigen, dass systemisches Denken bei Lehramtsstudierenden der Biologie und Geographie sowohl in Lehrveranstaltungen mit fachwissenschaftlichen Inhalt als auch in Lehrveranstaltungen mit überwiegend fachdidaktischem Schwerpunkt gefördert werden kann.