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Leibniz Institute for Science and Mathematics Education, Kiel

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  • 1
    facet.materialart.
    Unknown
    Fachportal Pädagogik. DIPF
    In:  Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften 22 (2016) 1, S. 215-229
    Publication Date: 2017-02-03
    Description: Energie ist ein abstraktes Konzept, das in den Naturwissenschaften eine zentrale Rolle spielt. Zahlreiche Studien zeigen, dass Lernende große Probleme mit dem Verständnis von Energie haben. Deshalb ist fachlich korrektes und potenziell lernförderlich gestaltetes Unterrichtsmaterial zum Thema Energie besonders wichtig. Um die Darstellung von Energie in Medien für den Biologieunterricht inhaltlich und formal zu beschreiben, wurde unter Rückgriff sowohl auf die Repräsentationsforschung als auch auf die Vorstellungsforschung zum Energiekonzept ein Kategoriensystem entwickelt. Anhand dieses Kategoriensystems wurden exemplarisch die energiebezogenen Texte, Abbildungen und Aufgaben in den stoffwechsel- und ökologiebezogenen Kapiteln einer Schulbuchreihe der Sekundarstufe I und II (drei Schulbücher und ein Arbeitsbuch) untersucht. Die Ergebnisse zeigen unter anderem, dass Energieformen und -umwandlungen in den untersuchten Biologieschulbüchern häufig, Energieerhaltung und -entwertung hingegen sehr selten thematisiert werden. Die Abbildungen weisen potenziell lernförderliche Eigenschaften auf. Die Aufgaben könnten durch eine größere Variation in den Anforderungen verbessert werden. Abschließend werden sich aus den Ergebnissen ergebende Forschungsdesiderata aufgezeigt.
    Description: Energy is an abstract concept which plays a crucial role in science. Numerous studies have shown that students have significant problems understanding energy. Hence, correct and suitable teaching material is especially important. A coding scheme was compiled on the basis of theoretical frameworks of both research on energy conceptions and cognitive psychology to describe the representation of energy in teaching material for biology with regard to content and design. Based on this coding scheme the energy-related texts, pictures and tasks in the metabolism- and ecology-related chapters of a textbook series for lower and upper secondary levels (three textbooks and a workbook) were studied as examples. The results show that whereas forms and transformation of energy are frequently addressed, degradation and conservation are rarely addressed. Pictures in the textbook series were found to employ design features considered beneficial for learning. Tasks could be improved by using a higher variation in the requirements. Based on the results we identify research desiderata.
    Keywords: Biologieunterricht ; Energie ; Konzept ; Schulbuchforschung ; Kategorisierung ; Repräsentation ; Unterrichtsmedien ; Unterrichtsinhalt ; Schulbuch ; Inhaltsanalyse ; Deutschland ; Erziehung, Schul- und Bildungswesen ; Fachdidaktik/mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer ; Biology lessons ; Teaching of Biology ; Energy ; Fundamental concepts ; Textbook research ; Educational Media ; Educational technology ; Media teaching aids ; Contents of teaching ; Teaching content ; Text book ; Textbook ; Content analysis ; Germany ; Education ; Teaching Didactics/Teaching Maths and Sciences
    Language: German
    Type: Zeitschriftenartikel
    Format: application/pdf
    Location Call Number Expected Availability
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  • 2
    facet.materialart.
    Unknown
    Fachportal Pädagogik. DIPF
    In:  International journal of environmental and science education 11 (2016) 14, S. 6774-6795
    Publication Date: 2017-02-10
    Description: Evolutionary theory constitutes the main concept in biology. There is hardly any other concept that is more complex, and causes more difficulties in learning and teaching. One instructional approach in optimizing the learning of complex topics is to use worked examples combined with self-explanation prompts that fit to the prior knowledge (knowledge adjusted prompts). The effectiveness of this instructional combination is indicated within typical expert-novice comparisons (e.g. Lind & Sandmann 2008). However, how learning occurs in the majority group in classroom (i.e. the learners that are neither experts nor novices) has not been investigated in detail until now. Therefore, this study focuses on the learners with average prior knowledge. The aim of our study was to identify how these learners can be supported with prompts when learning with worked examples. We analyzed how different types of prompts (at novice and/or expert level) that elicit self-explanations that are typical for learners with low prior knowledge respectively high prior knowledge affect knowledge acquisition in evolution. Knowing what type of prompt is most effective for the learners with average knowledge we compared the benefits of this instructional combination between the three knowledge levels: novices, averages, and experts. Results show that for learners with average knowledge, all types of prompts were equally effective. The Matthew effect was not reliable between the knowledge levels. (IPN)
    Keywords: Evolutionstheorie ; Evolutionsbiologie ; Biologieunterricht ; Anleitung ; Beispiel ; Vorwissen ; Expertenwissen ; Einflussfaktor ; Lernen ; Wissenserwerb ; Empirische Untersuchung ; Erziehung, Schul- und Bildungswesen ; Fachdidaktik/mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer ; Evolutionary theory ; Biology lessons ; Teaching of Biology ; Expert knowledge ; Learning ; Acquisition of knowledge ; Empirical study ; Education ; Teaching Didactics/Teaching Maths and Sciences
    Language: English
    Type: Zeitschriftenartikel
    Format: application/pdf
    Location Call Number Expected Availability
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  • 3
    Keywords: Einstellung (Psy) ; Bildungsstandards ; Lehrer ; Lehrertyp ; Lehrerausbildung ; Lehrerfortbildung ; Erkenntnisprozess ; Individuelles Lernen ; Kumulatives Lernen ; Motivation ; Wissenserwerb ; Aufgabendidaktik ; Experiment ; Forschendes Lernen ; Unterrichtsgestaltung ; Fachdidaktik ; Biologieunterricht ; Professionalisierung ; Alltagsvorstellung ; Kommunikationsstruktur ; Kompetenzentwicklung ; Leistungsdiagnostik ; Tagungsbericht
    Description / Table of Contents: Kompetenzentwicklung und Lehrerprofessionalisierung im Fach Biologie sind zwei zentrale Themenbereiche aktueller fachdidaktischer Forschung. Empirisch abgesicherte Kompetenzstruktur- und Kompetenzentwicklungsmodelle liefern die wissenschaftliche Basis für standardorientierten Biologieunterricht, kumulatives Lernen und individuelle Förderung. Die Ausrichtung des Biologieunterrichts auf die Bildungsstandards stellt neue Anforderungen an die Biologielehrkräfte. Kompetenzen in der Leistungsdiagnostik und der anschließenden gezielten Förderung von Lernenden in Bezug auf das Erreichen der Bildungsstandards erhalten verstärkt Bedeutung. Die Fachgruppe Biologiedidaktik im VBiO widmet ihre Jahrestagung 2007 diesen Schwerpunkten. In sechs wissenschaftlichen Symposien sowie Multimedia- und Posterpräsentationen werden aktuelle Forschungsergebnisse aus der Biologiedidaktik präsentiert und diskutiert. (Herausgeberreferat).
    Type of Medium: Book
    Pages: 298 S.
    ISBN: 978-3-9806803-9-8
    Language: German
    FIS Link: 800054
    Location Call Number Expected Availability
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  • 4
    Keywords: Vergleich ; Schuljahr 11 ; Schuljahr 12 ; Schuljahr 13 ; Sekundarstufe II ; Arbeitsblatt ; Unterrichtsmaterial ; Biologie ; Biologieunterricht ; Evolution ; Genetik ; Mikrobiologie ; Protein ; Zellorganell ; Naturwissenschaften ; Naturwissenschaftlicher Unterricht
    In: Unterricht Biologie, Bd. 24 (2000) H. 260, S. 36-41, 0341-5260
    Description / Table of Contents: Heute ist es nahezu unumstritten, dass die Plastiden und Mitochondrien von ehemals freilebenden Procaryoten abstammen. Die Feststellung, dass diese Zellorganellen eine eigene DNA besitzen, ist Anlass, nach Unterschieden und Gemeinsamkeiten zwischen Prokaryoten, Eukaryoten und diesen Zellorganellen zu suchen. am Beispiel des CPN10-Gens im Spinat erarbeiten die Schüler, dass gegenseitige Abhängigkeit schließlich zur Übernahme von Genen des Symbionten in das Wirtsgenom führten. (Orig.).
    Type of Medium: Article
    Pages: Abbildungen
    ISSN: 0341-5260
    Language: German
    Note: Literaturangaben , Tabellen
    FIS Link: 564830
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  • 5
    Keywords: Sekundarstufe II ; Experiment ; Unterrichtseinheit ; Unterrichtsgestaltung ; Unterrichtsorganisation ; Unterrichtsmaterial ; Bakterium ; Biologie ; Biologieunterricht ; Gentechnologie ; Mikroorganismus ; Naturwissenschaften ; Naturwissenschaftlicher Unterricht ; Abfallbeseitigung ; Recycling ; Entsorgung ; Verfahren
    In: Unterricht Biologie, Bd. 23 (1999) H. 247, S. 41-45, 0341-5260
    Description / Table of Contents: Synthetisierte Verbindungen, die in der Natur nicht vorkommen, können von Mikroorganismen im Allgemeinen nicht zersetzt werden. Zukünftig sollen daher gentechnisch veränderte "Multitalente" bei der Entsorgung von Xenobiotika helfen. Ein Konjugationsversuch bietet einen Einblick in gentechnische Methoden und gleichzeitig Anlass, mögliche Risiken, die mit der Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen verbunden sein können, kritisch zu reflektieren. (Orig.).
    Type of Medium: Article
    Pages: Abbildungen
    ISSN: 0341-5260
    Language: German
    Note: Literaturangaben , Tabellen
    FIS Link: 528477
    Location Call Number Expected Availability
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  • 6
    Keywords: Vorstellung (Psy) ; Schüler ; Didaktik ; Fachdidaktik ; Biologieunterricht ; Fachtagung ; Lebenswirklichkeit ; Tagungsbericht ; Wirklichkeitsbezug
    Description / Table of Contents: Das Thema Biologieunterricht und Lebenswirklichkeit wird zunächst allgemein aus der Sicht der Biologiedidaktik, der Pädagogik und der Psychologie erörtert. Schließlich wird die Frage behandelt, wie Dimensionen der Lebenswirklichkeit im Biologieunterricht berücksichtigt werden können. Dabei werden Fragen des Zusammenhangs von Ökologie und Ökonomie, Evolution und Weltanschauung, Neurobiologie und Lernpsychologie sowie Gentechnik/Ethik und Lebenswirklichkeit behandelt. Eine wichtige Rolle spielen in diesen Zusammenhängen auch Untersuchungen von Schülervorstellungen; denn Schülervorstellungen entstehen in aller Regel außerhalb der Schule, werden aber im Unterricht wirksam. (Autorenreferat).
    Type of Medium: Book
    Pages: 429 S.
    ISBN: 3-89088-104-1
    Series Statement: IPN 150
    Language: German
    FIS Link: 530149
    Location Call Number Expected Availability
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  • 7
    Keywords: Sekundarstufe II ; Unterrichtseinheit ; Unterrichtsgestaltung ; Unterrichtsorganisation ; Unterrichtsprozess ; Unterrichtsmaterial ; Biologie ; Biologieunterricht ; Genetik ; Gentechnologie ; Maus ; Tierversuch ; Naturwissenschaften ; Naturwissenschaftlicher Unterricht ; Ethik
    In: Praxis der Naturwissenschaften - Biologie in der Schule, Bd. 50 (2001) H. 6, S. 7-14, 1617-5697
    Description / Table of Contents: Knock-Out-Mäuse sind Versuchstiere, bei denen ein einzelnes Gen gezielt durch eine Genmanipulation ausgeschaltet wurde. Forschung und Industrie haben großes Interesse an solchen Tieren entwickelt, da an ihren Defekten die Rolle eines spezifischen Gens für den Gesamtorganismus studiert werden kann. Sie eignen sich oft außerdem als Tiermodelle von menschlichen Krankheiten, welche zur Erprobung neuer Therapien eingesetzt werden können. In diesem Beitrag wird Unterrichtsmaterial zum generellen Einstieg in das Thema sowie zum Ablauf der experimentellen Erzeugung von Knock-Out-Mäusen angeboten. Speziell wird die molekulargenetische Analyse mit Hilfe des Southern-Blots thematisiert. Weiterhin werden Aufgaben zur ethischen Problematisierung des Themas gestellt. (Orig.).
    Type of Medium: Article
    Pages: Abbildungen
    ISSN: 1617-5697
    Language: German
    Note: Literaturangaben
    FIS Link: 588839
    Location Call Number Expected Availability
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  • 8
    Keywords: Sekundarstufe II ; Kerncurriculum ; Unterrichtsinhalt ; Unterrichtsziel ; Unterrichtsmaterial ; Biologieunterricht ; Naturwissenschaftlicher Unterricht
    In: Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht, Bd. 57 (2004) H. 3, S. 166-173, 0025-5866
    Description / Table of Contents: Die Formulierung von Kerncurricula und Standards für Schule und Unterricht sind zentrale Elemente innerhalb der Qualitätssicherung im Bereich der Bildung. Solche Kerncurricula beschreiben u. a. die spezifischen Konzepte und Methoden (wissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen) eines Faches, anhand derer allgemeine und spezifische Kompetenzen vermittelt und überprüft werden sollen. Im Beitrag werden Auszüge aus einem Kerncurriculum Biologie für die gymnasiale Oberstufe vorgestellt, das die Autorengruppe im Auftrag der Kultusministerkonferenz erarbeitet hat. (Orig.).
    Type of Medium: Article
    ISSN: 0025-5866
    Language: German
    Note: Tabellen , Literaturangaben
    FIS Link: 667461
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  • 9
    Article
    Article
    Bd. 34 (2010) H. 360, S. 2-9
    Keywords: Emergenz ; Identität ; Kompetenzerwerb ; Biologieunterricht ; Biologisches System ; Wattenmeer ; Autopoiese ; Dynamik ; Integrität ; Organisation ; Selbstorganisation ; Systemkompetenz ; Deutschland
    In: Unterricht Biologie, Bd. 34 (2010) H. 360, S. 2-9, 0341-5260
    Description / Table of Contents: "Der Bioplanet Erde kann als umfassendes biologisches System mit hierarchisch organisierten Teilsystemen unterschiedlicher Komplexität betrachtet werden." Kennzeichen der biologischen Systeme sind Identität und Organisation, Dynamik, Integrität und Emergenz. Darüber zeichnen sie sich durch Autopoiese (Selbsterschaffung) und Selbstorganisation aus. Die Autoren des Basisbeitrags des Themenheftes " Biologische Systeme" erläutern einerseits diese Eigenschaften biologischer Systeme und stellen andererseits den Bezug zum Biologieunterricht her, insbesondere hinsichtlich des Erwerbs von Schülerkompetenzen im Umgang mit dem Basiskonzept "System". Bezüglich der Systemorganisation ist die Fähigkeit erforderlich, ein System zu modellieren, in Bezug auf die Systemeigenschaften gilt es, zwischen Eigenschaften des Systems und denen seiner Elemente zu unterscheiden, dynamische Beziehungen zu erkennen sowie Folgen von Veränderungen im System vorherzusagen. Die Systemkompetenzen sollen langfristig und kumulativ entwickelt werden. Am Beispiel des Wattenmeeres zeigen die Verfasser in Kürze, wie biologische Systeme im Unterricht dargestellt werden können (teilw. Original).
    Type of Medium: Article
    Pages: Illustrationen , Abbildungen
    ISSN: 0341-5260
    Language: German
    Note: Tabelle , Literaturangaben , Internetadresse
    FIS Link: 921929
    Location Call Number Expected Availability
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  • 10
    Keywords: Empirische Untersuchung ; Testaufgabe ; Schuljahr 08 ; Schuljahr 09 ; Schuljahr 10 ; Gymnasium ; Prüfungsaufgabe ; Prüfungsleistung ; Aufgabendidaktik ; Fachdidaktik ; Biologieunterricht ; Anforderungsprofil ; Leistungsmessung ; Deutschland
    In: Berichte aus Institutionen der Didaktik der Biologie, (2009) H. 17, S. 1-17, 0942-976X
    In: 1868-7504
    Description / Table of Contents: Einblicke in die aktuelle Aufgabenkultur, speziell die Verwendung von Aufgaben in Prüfungsphasen, gibt es für den Biologieunterricht nur sehr wenige. Dieser Beitrag begründet die Notwendigkeit, an diesem Forschungsdefizit anzusetzen, und stellt eine Untersuchung vor, in deren Zentrum die Analyse von insgesamt 600 derzeit eingesetzten Testaufgaben stand. Als Analysekriterien wurden hier zum einen die Kennzeichnung formaler Aufgabentypen sowie auch die Bestimmung kognitiver Anforderungsniveaus herangezogen. Zusätzlich wurden die Lehrkräfte, die die untersuchten Aufgaben verwenden, schriftlich über ihre Prüfungsaufgabengestaltung befragt. Dabei wurde deutlich, dass Aufgaben, die eine Beantwortung in kurzer textlicher Form erfordern, bevorzugt werden, sowie dass sich ein hoher Anteil der gestellten Aufgaben auf den Anforderungsbereich des Wissens beschränkt. Darüber hinaus zeigte sich kein Zusammenhang zwischen den Ergebnissen der Aufgabenanalyse im Hinblick auf die abgeprüften kognitiven Anforderungsbereiche und den diesbezüglichen Selbsteinschätzungen der Lehrkräfte (Original übernommen).
    Type of Medium: Article
    Pages: Abbildung , grafische Darstellung
    ISSN: 0942-976X , 1868-7504
    Language: German
    Note: Literaturangaben , Anmerkung , Tabellen , Internetadressen
    FIS Link: 915777
    Location Call Number Expected Availability
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