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Leibniz Institute for Science and Mathematics Education, Kiel

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  • 1
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    Fachportal Pädagogik. DIPF
    In:  Nickolaus, Reinhold [Hrsg.]: Mathematisch-naturwissenschaftliche Kompetenzen in der beruflichen Erstausbildung. Stand der Forschung und Desiderata. Stuttgart : Steiner 2013, S. 113-137. - (Zeitschrift für Berufs- und Wirtschaftspädagogik. Beiheft; 26)
    Publication Date: 2015-07-14
    Description: Die Berufsausbildung soll Auszubildende mit den für die Ausübung ihres Berufes notwendigen Kompetenzen ausstatten. In ähnlicher Weise soll die allgemeinbildende Schule Schülerinnen und Schülern grundlegende Kompetenzen für weiteres Lernen z. B. im Rahmen der Berufsausbildung vermitteln. Dass der allgemeinbildenden Schule dies im Bereich mathematischer und naturwissenschaftlicher Kompetenzen gelingt, wird gerade auch auf Basis der Befunde nationaler und internationaler Vergleichsstudien wie TIMSS oder PISA bezweifelt. Allerdings liegen bisher keine empirischen Untersuchungen vor, die detaillierte Erkenntnisse über die Entwicklung beruflicher Kompetenzen auf der Grundlage schulisch erworbener mathematischer und naturwissenschaftlicher Kompetenzen bieten. Ausgehend von einer Gegenüberstellung der im Bereich der schulischen und beruflichen Bildung verwendeten Kompetenzdefinitionen werden in diesem Beitrag aktuelle Erkenntnisse zur Struktur mathematischer und naturwissenschaftlicher Kompetenzen im allgemeinbildenden Bereich und entsprechenden Berufsausbildungen zusammengetragen. Darauf aufbauend wird ein Rahmenmodell für die Untersuchung der Entwicklung allgemeiner Kompetenz in Mathematik und den Naturwissenschaften sowie beruflicher Kompetenz im Verlauf der beruflichen Ausbildung begründet. (DIPF/Orig.)
    Keywords: Grundbildung ; Kompetenz ; Forschung ; Mathematik ; Naturwissenschaften ; Berufsausbildung ; Gewerblich-technischer Beruf ; Kaufmännischer Beruf ; Kompetenzentwicklung ; Erziehung, Schul- und Bildungswesen ; Berufs- und Wirtschaftspädagogik ; Fachdidaktik/mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer ; Basic education ; Competency ; Research ; Mathematics ; Natural sciences ; Vocational education and training ; Vocational training ; Occupation in a trade or technical field ; Commercial occupation ; Occupation in the field of commerce ; Skill development ; Education ; Vocational Education and Training ; Teaching Didactics/Teaching Maths and Sciences
    Language: German
    Type: Buchkapitel / Sammelwerksbeitrag
    Format: application/pdf
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  • 2
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    Fachportal Pädagogik. DIPF
    In:  Nickolaus, Reinhold [Hrsg.]: Mathematisch-naturwissenschaftliche Kompetenzen in der beruflichen Erstausbildung. Stand der Forschung und Desiderata. Stuttgart : Steiner 2013, S. 161-181. - (Zeitschrift für Berufs- und Wirtschaftspädagogik. Beiheft; 26)
    Publication Date: 2015-07-14
    Description: Die Ergebnisse internationaler und nationaler Vergleichsstudien legen nahe, dass ein beträchtlicher Teil von Schülerinnen und Schülern die allgemeinbildende Schule mit unzureichenden mathematischen und naturwissenschaftlichen Kompetenzen verlässt. Empirisch ist bisher aber nur ungenügend geklärt, inwieweit allgemeinbildende Kompetenzen, wie sie in internationalen und nationalen Vergleichsstudien - zuletzt in der Überprüfung der Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss in Mathematik und den Naturwissenschaften - erfasst werden, überhaupt prädiktiv für die berufliche Kompetenzentwicklung sind. Aufbauend auf einem Modell, dass zwischen allgemeinen, allgemeinen berufsfeldbezogenen und beruflichen Kompetenzen unterscheidet, wird in dem vorliegenden Beitrag ausgehend von den vorliegenden Instrumenten zur Erfassung allgemeinbildender mathematischer und naturwissenschaftlicher Kompetenzen diskutiert, inwieweit diese geeignet sind, die Kompetenzentwicklung im Verlauf der beruflichen Ausbildung abzubilden. Zudem werden mögliche Ansätze für eine breitere Erfassung der in der beruflichen Ausbildung vermittelten Kompetenzen identifiziert und beispielhaft illustriert. (DIPF/Orig.)
    Keywords: Grundbildung ; Kompetenz ; Forschung ; Diagnostik ; Mathematik ; Naturwissenschaften ; Berufsausbildung ; Feststellung ; Erziehung, Schul- und Bildungswesen ; Berufs- und Wirtschaftspädagogik ; Fachdidaktik/mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer ; Basic education ; Competency ; Research ; Diagnostic ; Mathematics ; Natural sciences ; Vocational education and training ; Vocational training ; Education ; Vocational Education and Training ; Teaching Didactics/Teaching Maths and Sciences
    Language: German
    Type: Buchkapitel / Sammelwerksbeitrag
    Format: application/pdf
    Location Call Number Expected Availability
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  • 3
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    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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  • 4
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    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
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  • 5
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    Fachportal Pädagogik. DIPF
    In:  Empirical research in vocational education and training 8 (2016) 3, 20 S.
    Publication Date: 2017-02-14
    Description: Background: Laboratory assistants in biology and medicine play a central role in the operation of laboratories in hospitals, research institutes, and industries. Their daily work routine is characterized by dealing with molecular structures/chemical substances (i.e. biochemistry) as well as cell cultures (i.e. cell biology). In both these fields of biochemistry and cell biology, laboratory assistants rely on knowledge about three laboratory tasks: responsible action, data management, and laboratory techniques. Focusing on these laboratory tasks, we developed a test instrument measuring the professional knowledge of prospective laboratory assistants (acronym: PROKLAS) about biochemistry and cell biology. Results: Confirmatory factor analysis (CFA) indicates that the test developed allows us to measure the professional knowledge of laboratory assistants in biochemistry and cell biology as two empirically separable constructs among laboratory assistants. CFA with covariates widely confirms the validity of PROKLAS in its respective subscales. Firstly, VET-related covariates predicted biochemistry and cell biology scores of students considerably better compared to the covariates related to general secondary school. Secondly, general biological knowledge predicted biochemistry and cell biology scores of PROKLAS. Finally, VET students’ self-efficacy in laboratory tasks and their opportunities to learn laboratory tasks are positively correlated to achievement in PROKLAS. However, we found a similar relationship for self-efficacy in English too. (IPN/Orig.)
    Keywords: Erhebungsinstrument ; Kompetenzmessung ; Fachwissen ; Biologielaborant ; Biochemie ; Zellbiologie ; Laborarbeit ; Laborberuf ; Verantwortungsbewusstsein ; Datenverwaltung ; Berufsbildung ; Erziehung, Schul- und Bildungswesen ; Erwachsenenbildung / Weiterbildung ; Fachdidaktik/mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer ; Mail surveys ; Competency measurement ; Skills measurement ; Skills measurements ; Specialized knowledge ; Biochemistry ; Laboratory work ; Vocational Education ; Education ; Adult Education / Further Education ; Teaching Didactics/Teaching Maths and Sciences
    Language: English
    Type: Zeitschriftenartikel
    Format: application/pdf
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  • 6
    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
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  • 7
    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
    Location Call Number Expected Availability
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  • 8
    Keywords: Lernerfolg ; Lernen ; Motivation ; Wissenserwerb ; Didaktik ; Computerunterstützter Unterricht ; Museumspädagogik ; Biodiversität ; Naturkundemuseum
    In: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, Bd. 12 (2006) S. 7-22, 659 K, 0949-1147
    In: 2197-988X
    Description / Table of Contents: Die Studie behandelt motivierende und lernförderliche Wirkungen eines computergestützten Informationssystems zur Biodiversität, das als Ergänzung der Exponate in einem Naturkundemuseum eingesetzt wird. - Im Gegensatz zum häufigen Einsatz von Computerprogrammen in Museen liegen zu dessen Wirkungen kaum empirische Studien vor. An der Prä-Posttest-Fragebogenstudie mit Lernphase im Museum nahmen 148 Gymnasialschülerinnen und -schüler im Alter von 11 bis 15 Jahren teil. In Zweiergruppen lösten die Teilnehmer mit Hilfe des Computers und der Ausstellungsobjekte Arbeitsaufträge zum Thema Biodiversität. Dabei bestand bei einigen Aufgaben die freie Wahl des Informationsmediums. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Passung von Fähigkeiten und Anforderung (nach der Flow-Theorie von Csikszentmihalyi) für die Tätigkeiten am Computer und in der Ausstellung. Beide Medientypen wurden auf Selbstbestimmungsskalen von Deci und Ryan positiv beurteilt. Die Ausstellung erzeugte mehr Interesse und Vergnügen. Dagegen wurde der Computer für Recherchezwecke häufiger ausgewählt. Mit beiden Medien wurden mittelhohe Lernerfolge erzielt, die Effektstärken fielen beim Faktenwissen höher aus als beim konzeptuellen Wissen. Insgesamt wird deutlich, dass das Thema Biodiversität den Untersuchungsteilnehmern durch die gezielte Mediennutzung nahegebracht werden konnte. Das computergestützte Informationssystem kann als wirkungsvolle Ergänzung der Museumsobjekte angesehen werden. (Autorenreferat).
    Type of Medium: Article
    ISSN: 0949-1147 , 2197-988X
    Language: German
    FIS Link: 752620
    Location Call Number Expected Availability
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  • 9
    Keywords: Medieneinsatz ; Lernerfolg ; Lernen ; Lernprozess ; Lernmethode ; Computersimulation ; Computerunterstützter Unterricht ; Selbstgesteuertes Lernen
    In: Unterrichtswissenschaft, Bd. 34 (2006) H. 4, S. 358-377, 0340-4099
    Description / Table of Contents: In einem Literaturüberblick wird die Effektivität von Maßnahmen der instruktionalen Unterstützung für das Lernen mit Computersimulationen dargestellt. Computersimulationen veranschaulichen anderweitig schwer vermittelbare Sachverhalte in einer hochgradig realistischen Lernumgebung. Lernende können sowohl deklaratives als auch prozedurales Wissen erwerben. Interaktivität und Kontrollmöglichkeiten über die Computersimulation motivieren Benutzer zum selbstgesteuerten Lernen. Die Vorteile von Computersimulationen werden jedoch von Problemen geschmälert, die Lernende auf kognitiver und metakognitiver Ebene zeigen. Entdeckendes Lernen mit Computersimulationen führt i.d.R. nicht zu den gewünschten Lernerfolgen. Vielmehr benötigen Lernende für den erfolgreichen Wissenserwerb mit Computersimulationen instruktionale Unterstützung. Zur interpretativen Unterstützung erweisen sich Arbeitsaufträge und ausgearbeitete Lösungsbeispiele als geeignet. Als experimentelle Unterstützung sind permanent verfügbare Hintergrundinformationen, Führung und abzugebende Begründungen hilfreich. Zur reflektierenden Unterstützung sind differenzierte Rückmeldungen des Lernsystems und die Betrachtung der eigenen Vorgehensweise dienlich. Die Ergebnisse des Literaturüberblicks werden auf der Grundlage der kognitiven Belastungstheorie diskutiert. (DIPF/Orig.).
    Type of Medium: Article
    ISSN: 0340-4099
    Language: German
    Note: Literaturangaben
    FIS Link: 770425
    Location Call Number Expected Availability
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  • 10
    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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