Technologiebezogene Professionalisierung angehender Physiklehrkräfte - Entwicklung und Evaluation eines Lehrkonzepts in der Astrophysik mit digitalen Medien

Langendorf, Ronja

dc.contributor.advisor	Schneider, Susanne Prof. Dr.
dc.contributor.author	Langendorf, Ronja
dc.date.accessioned	2022-09-09T12:38:36Z
dc.date.available	2022-09-16T00:50:24Z
dc.date.issued	2022-09-09
dc.identifier.uri	http://resolver.sub.uni-goettingen.de/purl?ediss-11858/14237
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-9439
dc.language.iso	deu	de
dc.subject.ddc	530	de
dc.title	Technologiebezogene Professionalisierung angehender Physiklehrkräfte - Entwicklung und Evaluation eines Lehrkonzepts in der Astrophysik mit digitalen Medien	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Technology-based professionalization of future physics teachers - Development and evaluation of a teaching concept in astrophysics with digital media	de
dc.contributor.referee	Schneider, Susanne Prof. Dr.
dc.date.examination	2022-07-13	de
dc.subject.gok	Physik (PPN621336750)	de
dc.description.abstractger	Die vorliegende Arbeit diskutiert die Entwicklung und empirische Evaluation einer universitären Lehrveranstaltung in Form einer Astrophysik-Übung, bei der das Lehren und Lernen mit digitalen Medien im Fokus steht. Gerahmt durch Design-Based Research wurde innerhalb von zwei Forschungszyklen ein innovatives Lehrkonzept zur Förderung der fachspezifischen digitalen Kompetenzen angehender Physiklehrkräfte designt und mit 32 Lehramtsstudierenden erprobt. Hiermit wird den curricularen Forderungen nachgegangen, Lehramtsstudierende gezielt auf den lernförderlichen Einsatz von digitalen Medien im Klassenzimmer vorzubereiten, damit diese den Anforderungen eines modernen Physikunterrichts im Zeit- alter der Digitalisierung gerecht werden können. Das Konzept setzt theoriebasierte Gestaltungsempfehlungen zur Professionalisierung praktisch um, indem z.B. das technologische Wissen mit einem astrophysikalischen Inhalt verknüpft und um eine didaktische Perspektive ergänzt wird. Zudem wird ein authentischer Praxisbezug durch den Besuch eines Lehr-Lern- Labors hergestellt. Die Wirksamkeit wurde theoriegeleitet in einem Multi-Method-Ansatz untersucht. Mit einer TPACK-Selbsteinschätzung wurde ein Zuwachs der digitalen Kompetenzen der Lehramtsstudierenden festgestellt. Sie waren zudem positiv gegenüber dem Lernen mit digitalen Medien eingestellt. Anhand von Interviews wurden im ersten Forschungszyklus zwölf wesentliche Stärken (z.B. Praxiserfahrungen) und zwei wesentliche Schwächen (z.B. Klausurvorbereitung) der Lehrveranstaltung identifiziert – letztere bildeten die Grundlage für das Re-Design im zweiten Zyklus. Darüber hinaus wurden bei der Erprobung der Astrophysik-Übung seitens der Studierenden Schwierigkeiten im Umgang mit dem Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD) beobachtet. Das HRD ist ein zentrales und gehaltvolles Werkzeug der stellaren Physik und ein Fachinhalt der Lehrveranstaltung, der in besonderem Maße für digitalgestützte Lehr-Lern-Umgebungen geeignet ist. In der Literatur wird von unterschiedlichen Lernschwierigkeiten beim Verstehen des HRDs berichtet, jedoch fehlt es bislang an einer detaillierten Untersuchung dessen, wie Lernende mit diesem Diagramm umgehen. Die vorliegende Arbeit stellt eine Studie mit 35 Physikstudierenden vor, deren Blickbewegung beim Problemlösen mit dem HRD analysiert wurde. In Interviews berichteten sie diesbezüglich von Lernschwierigkeiten (z.B. Achsenskalierung) und Strategien (z.B. genaue Achsenbetrachtung). Aus den Studienergebnissen können Empfehlungen zur Entwicklung von (digitalgestützten) Lehr-Lern-Umgebungen zum HRD abgeleitet werden, die im Rahmen dieser Arbeit zur Optimierung der entwickelten Lehrveranstaltung beitragen. Insgesamt liefert die vorliegende Arbeit ein gelungenes Beispiel für die technologiebezogene Professionalisierung angehender Physiklehrkräfte in der Astrophysik, das auch auf andere Fachinhalte und naturwissenschaftliche Disziplinen übertragen werden kann.	de
dc.description.abstracteng	This thesis discusses the development and empirical evaluation of a university course in the form of an astrophysics tutorial that focuses on teaching and learning with digital media. Framed by design-based research, an innovative teaching concept for the promotion of subject-specific digital competencies of future physics teachers was designed and tested with 32 student teachers within two research cycles. This concept meets the curricular requirements of preparing student teachers for the use of digital media in the classroom in a way that promotes learning, so that they can meet the requirements of modern physics teaching in the age of digitalization. The concept practically implements theory-based design recommendations for professionalization by, for example, linking technological knowledge with astrophysical content and adding a didactic perspective. In addition, an authentic practical reference is established by visiting a teaching-learning laboratory. The effectiveness was investigated in a theory-based multi-method approach. A TPACK self-assessment was used to determine an increase in the digital competencies of the student teachers. Based on interviews, twelve major strengths (e.g., practical experiences) and two major weaknesses (e.g., exam preparation) of the course were identified in the first research cycle - the latter formed the basis for the re-design in the second cycle. In addition, difficulties in dealing with the Hertzsprung-Russell Diagram (HRD) were observed by the students during the piloting of the astrophysics tutorial. The HRD is a central and substantial tool in stellar physics and part of the course that is particularly suitable for digital-based teaching-learning environments. Various learning difficulties in understanding the HRD have been reported in the literature, but a detailed study of how learners interact with this diagram has been lacking. This thesis presents a study of 35 physics students whose eye movement during problem solving with the HRD was analyzed. In interviews, they reported learning difficulties (e.g., axis scaling) and strategies (e.g., accurate axis viewing) in this regard. From the study results, recommendations for the development of (digitally supported) teaching-learning environments for the HRD can be derived, which contribute to the optimization of the developed tutorial in the context of this work. Overall, the present work provides a successful example of technology-based professionalization of prospective physics teachers in astrophysics, which can also be transferred to other subject content and scientific disciplines.	de
dc.contributor.coReferee	Dreizler, Stefan Prof. Dr.
dc.subject.ger	TPACK	de
dc.subject.ger	digitale Medien	de
dc.subject.ger	Professionalisierung	de
dc.subject.ger	Astrophysik	de
dc.subject.ger	Hertzsprung-Russell-Diagramm	de
dc.subject.eng	TPACK	de
dc.subject.eng	digital media	de
dc.subject.eng	professionalization	de
dc.subject.eng	astrophysics	de
dc.subject.eng	Hertzsprung-Russell Diagram	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-ediss-14237-3
dc.affiliation.institute	Fakultät für Physik	de
dc.description.embargoed	2022-09-16	de
dc.identifier.ppn	1816394238
dc.notes.confirmationsent	Confirmation sent 2022-09-09T12:45:01	de

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