Zielsetzung

Für die Durchführung von qualitativ hochwertigem Unterricht benötigen Lehrkräfte hohes fachliches, hohes fachdidaktisches und hohes pädagogisches Wissen. Insbesondere im Lehramtsstudium Physik existieren diesbezüglich bislang jedoch kaum Studien mit einer umfangreichen und differenzierten Messung dieser Wissensbereiche, so dass Ansatzpunkte zur Verbesserung der Ausbildungsqualität bei Lehrkräften und damit der Unterrichtsqualität nur schwer gewonnen werden können. Vor diesem Hintergrund wurde im Forschungsverbund ProfiLe-P ein Rahmenmodell und entsprechende Testinstrumente entwickelt, welche die Wissensfacetten überprüfbar machen sollen, die Lehramtsstudierende im Fach Physik am Ende ihres Studiums erworben haben sollten, um differenzierte Hinweise zur Ausbildungsgestaltung zu gewinnen.

Projektbeschreibung

Konkret wurde in einem ersten Schritt ein Rahmenmodell, das Eigenschaften und Zusammenhänge von physikalischem Fachwissen (Universität Duisburg-Essen), fachdidaktischem Wissen (Universität Paderborn) sowie die Fähigkeit zum Erklären von Physik in konkreten Vermittlungssituationen (Universität Bremen) als Teildimensionen des Professionswissens angehender Physiklehrerinnen und -lehrer sowie von Übungsleitern der Physik operationalisiert und überprüfbar macht, entwickelt. Ausgehend vom theoretischen Modell wurden in drei Teilprojekten Testinstrumente zur Erfassung des fachlichen und fachdidaktischen Wissens (jeweils schriftliche Tests) sowie zur Erfassung der Fähigkeit zum Erklären von Physik (videobasierte Kodierung von Lehr-Lern-Rollenspielen) entwickelt. Quasi-längsschnittlich erhobene Daten, die an unterschiedlichen Universitäten erhoben wurden, dienten der empirischen Validierung des Kompetenzmodells. Die Stichprobe umfasste Studierende für das Lehramt an Gymnasien/Gesamtschulen und Haupt-/Real-/Gesamtschulen sowie Leiter von Übungsgruppen in der universitären Fachausbildung, wobei unterschiedliche Kohorten längsschnittlich und quasi-längsschnittlich befragt wurden. Als Vergleichsgruppe wurden Studierende des Vollfachs Physik und Studierende des Lehramts Mathematik (nur Fachwissen) einbezogen.

Ergebnisse

Das entwickelte Rahmenmodell differenziert die untersuchten Bereiche des Professionswissens als Aspekte der professionellen Kompetenz weiter aus (Abb. 1), wobei zur Instrumentenentwicklung Schwerpunkte bzgl. des fachlichen Inhaltsbereichs (Mechanik), als auch bzgl. vermuteter Zusammenhänge zur Fähigkeit zum Erklären in konkreten Vermittlungsszenarien gesetzt wurden.

Abb. 1 „Rahmenmodell vermuteter Zusammenhänge zwischen verschiedenen Bereichen professioneller Kompetenz von angehenden Physiklehrkräften“

Die entwickelten Testinstrumente zur Erfassung der betrachteten Konstrukte wurden sowohl inhaltlich (Expertenbefragungen), als auch empirisch validiert (Analyse der Konstruktvalidität). Sie können zur Erfassung des universitär erwerbbaren Professionswissens im Rahmen typischer universitärer Lehrformate eingesetzt werden (Dauer: 60-90 Minuten). Zur Erfassung der Performanz beim Erklären wurden Szenarien entwickelt, in der Befragte in einer standardisierten Rollenspielsituation einer Schülerin bzw. einem Schüler ein Phänomen aus dem Themenbereich Mechanik erklären sollen. Diese Erklärungen werden videografiert und für eine detaillierte Performanzmessung standardisiert ausgewertet. Dazu wurde ein ökonomisches Verfahren basierend auf einem Modell guter Erklärungen entwickelt, inhaltlich validiert (Expertenbefragung) und erprobt. Die entwickelten Szenarien eignen sich zur Erfassung der Erklärperformanz (angehender) Physiklehrkräfte mit entsprechend geschulten Personen (Dauer: 20-30 Minuten pro Person). Detailliertere Ergebnisse bzgl. der Instrumentenentwicklung können den Darstellungen der Teilprojekte und den zugeordneten Publikationen entnommen werden.

Zusammenhänge zwischen den erfassten Variablen im Sinne des Rahmenmodells (Abb. 1) werden derzeit untersucht. Erste Analysen ergaben, dass fachliches und fachdidaktisches Wissen mit der Performanz in Erklärsituationen positiv zusammenhängen, wobei der Einfluss des fachlichen Wissens erwartungskonform über das fachdidaktische Wissen mediiert wird.

Die entwickelten Instrumente werden im Nachfolgeprojekt Profile-P+ (Link) weiteren Validierungen unterzogen und zur Untersuchung der Kompetenzentwicklung im Laufe des Physiklehramtsstudiums herangezogen.

Publikationen (Auswahl)

Gramzow, Y.; Riese, J. & Reinhold, P. (2013). Modellierung fachdidaktischen Wissens angehender Physiklehrkräfte. In Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 19, 31–49.

Kulgemeyer, C.; Borowski, A.; Fischer, H.; Gramzow, Y.; Reinhold, P.; Riese, J.; Schecker, H.; Tomczyszyn, E. & Walzer, M. (2012). ProfiLe-P – Professionswissen in der Lehramtsausbildung Physik. Vorstellung eines Forschungsprojekts. In Nordmeier, V. & Grötzebauch, H. (Hrsg.). PhyDid B - Didaktik der Physik - Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung 2012 in Mainz. Berlin.

Kulgemeyer, C. & Tomczyszyn, E. (2015). Physik erklären - Messung der Erklärensfähigkeit angehender Physiklehrkräfte in einer simulierten Unterrichtssituation. In Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 21, 111-126.

Riese; J.; Kulgemeyer, C.; Zander, S.; Borowski, A.; Fischer, H.; Gramzow, Y.; Reinhold, P.; Schecker, H. & Tomczyszyn, E. (2015). Modellierung und Messung des Professionswissens in der Lehramtsausbildung Physik. In Blömeke, S. & Zlatkin-Troitschanskaia, O. (Hrsg.): Kompetenzen von Studierenden: 61. Beiheft der Zeitschrift für Pädagogik (S. 55-79). Weinheim: Beltz.

Teilprojekte

DaWis: Fachdidaktisches Wissen von Lehramtsstudierenden und Übungsleitern im Fach Physik (P. Reinhold, J. Riese, Y. Gramzow)
DaWis - Universität Paderborn

EWis: Physik erklären – Erklärungswissen von Physikstudierenden (C. Kulgemeyer, H. Schecker, E. Tomczyszyn)
EWis - Universität Bremen

FaWis: Fachwissen im Studium zum Lehramt der Physik (H.E. Fischer, A. Borowski, M. Walzer)
FaWis - Universität Duisburg-Essen

Projektdaten

Projektleitung: Prof. Dr. Peter Reinhold (Universität Paderborn), Prof. Dr. Horst Schecker (Universität Bremen), Prof. Dr. Hans E. Fischer (Universität Duisburg-Essen)

ProfiLe-P wurde gefördert im Rahmen der Förderinitiative KoKoHs, einem Förderprogramm des BMBF. Weitere Projektinformationen sind auf der entsprechenden Projektseite einsehbar.

Förderkennzeichen-Teilprojekt Paderborn: 01PK11001A

Förderlaufzeit: 01.11.2011 – 30.04.2015