Flipped Classroom mit LearningBits – Didaktik der Physik (NewNormal/INKULT)

Logo der naturwissenschaftlichen Fakultät der FAU
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Kurzbeschreibung:

Das Modul “Einführung in die Didaktik der Physik” wurde im Flipped Classroom-Ansatz umgestaltet, um Studierende auf ihre Rolle als Lehrkräfte vorzubereiten. Digitale Learning Bits vermitteln theoretische Grundlagen, während Präsenzsitzungen das Microteaching zur praktischen Anwendung ermöglichen. Die Kombination aus digitalen und analogen Elementen fördert selbstgesteuertes Lernen und den Transfer in die Praxis.

Zielgruppen: Staatsexamen

Ausgangssituation

In der Vergangenheit wurde die Einführung in die Didaktik der Physik (DDP-1) im Lehramt Physik als traditionelle Vorlesung mit mündlicher Prüfung angeboten. Allerdings sollen Studierende in der Physikdidaktik nicht nur theoretisches Wissen erwerben, da dieses allein nicht ausreicht, um den Physikunterricht kompetent zu planen, durchzuführen und zu reflektieren. Es ist sinnvoll anzunehmen, dass Handlungskompetenzen im Berufsfeldpraktikum (und Referendariat)erworben werden. Doch ähnlich wie beim Erlernen einer Sprache im Ausland durch komplexe Kommunikationssituationen, ist es effektiv, die Planung, Durchführung und Reflexion von Physikunterricht direkt in anspruchsvollen Unterrichtssituationen zu trainieren. Wie beim Fremdspracherwerb benötigt man zu Beginn Anleitung, um Sprachkompetenzen zu erlangen. Ebenso muss die Vorbereitung und Entwicklung von Unterrichtserfahrung im Physikstudium gefördert werden. Dies erfordert das Aufbrechen traditioneller Lehrformate.

Ziele

Die Konzeption des Moduls DDP-1 im Rahmen eines Flipped Classroom-Ansatzes verfolgt das Ziel, Situationen zu schaffen, die mehrere Aspekte umfassen. Zum einen soll das unterrichtliche Handeln in komplexen Situationen im Praktikum oder Referendariat vorbereitet und angebahnt werden, um zukünftige Lehrkräfte optimal auf ihre Rolle im Unterricht vorzubereiten. Zum anderen bietet das Modul Gelegenheit zur Reflektion vergangener Erfahrungen, um daraus zu lernen und sich weiterzuentwickeln. Dies beinhaltet auch das Erkennen und Verstehen von Fehlern, um diese in Zukunft zu vermeiden und den eigenen Unterricht kontinuierlich zu verbessern.

Um diese Ziele zu erreichen, werden im Modul DDP-1 innovative Lehrmethoden und Werkzeuge aus dem digitalen und analogen Format kombiniert. Die Vorbereitung physikdidaktischer Grundlagen erfolgt mithilfe von Learning Bits, die den Studierenden im digitalen Format zur Verfügung gestellt werden. Dadurch können sie eigenständig und flexibel die theoretischen Grundlagen erarbeiten und sich auf die Präsenzsitzungen vorbereiten.

In den analogen Präsenzsitzungen des Moduls kommt die Methode des Microteachings zum Einsatz. Diese ermöglicht den Studierenden, ihre Handlungskompetenzen zur Planung, Durchführung und Reflexion von Physikunterricht gezielt zu fördern. Durch praktische Übungen und die Zusammenarbeit mit anderen Studierenden erhalten sie die Möglichkeit, ihre didaktischen Fähigkeiten zu trainieren und sich aktiv mit den Herausforderungen des Unterrichts auseinanderzusetzen.

Die Verzahnung von digitalen und analogen Elementen im Modul DDP-1 dient dem Zweck, die Studierenden beim selbstverantwortlichen Lernen zu begleiten und den Transfer von theoretischem Wissen in die Praxis des Physikunterrichts optimal zu ermöglichen. Dieser Ansatz richtet sich speziell an Studierende des Lehramts mit dem Fach Physik, um sie bestmöglich auf ihre zukünftige Rolle als Lehrkräfte vorzubereiten.

Konzepte, Umsetzung, Methoden

Die enge Verzahnung von Wissensaneignung und -anwendung wird sichergestellt durch verschiedene Maßnahmen. Zum einen erfolgt die Vermittlung theoretischer Grundlagen in den LearningBits, die als interaktive und adaptiv gestaltete digitale Lernmedien konzipiert und im Rahmen eines Onlinekurses umgesetzt werden. Dadurch haben die Studierenden die Möglichkeit, sich selbstständig auf die Präsenzsitzungen vorzubereiten und die Lerninhalte zu erarbeiten.

Zum anderen wird die Anwendung des erlernten Wissens durch die Implementierung kleinerer Unterrichtssequenzen unter idealisierten Bedingungen mittels des Microteachings in den analogen Präsenzsitzungen ermöglicht. Hier haben die Studierenden die Gelegenheit, das Gelernte praktisch anzuwenden und ihre Handlungskompetenzen zur Planung, Durchführung und Reflexion von Physikunterricht zu entwickeln.

Die analogen Präsenzsitzungen dienen auch der vertiefenden Auseinandersetzung mit physikdidaktischen Grundlagen. Dies erfolgt durch Bearbeitung und Diskussion von Vorbereitungsaufgaben, bei denen insbesondere Fallbeispiele aus der Unterrichtspraxis analysiert und vor dem Hintergrund theoretischer Erkenntnisse reflektiert werden. Zudem werden vertiefende Diskussionsaufgaben gestellt, um die Kommunikation und den Austausch zwischen den Studierenden zu fördern. Die Methode des Microteachings ermöglicht den Studierenden zudem das Üben des Gebens von konstruktivem Feedback.

Die Präsenzsitzungen schließen jeweils mit einer Zusammenfassung mittels Classroom-Respond-Systemen ab, um ein formatives Assessment durchzuführen. Für weiterführende Fragen und Unterstützung steht den Studierenden im Anschluss ein Helpdesk zur Verfügung, der von einer studentischen Hilfskraft betreut wird.

Die Aufgaben der Hilfskräfte umfassen die Betreuung der Übung, den Support des Online-Helpdesks sowie das Design des Online-Kurses und die Produktion der Learning Bits. Dadurch tragen sie maßgeblich zur erfolgreichen Umsetzung des Moduls bei und unterstützen die Studierenden bei ihrem Lernprozess.

Zentrale Serviceangebote und genutzte Unterstützung

  • Didaktische Beratung
  • Finanzmittel für Hilfskräfte
  • Konzeptionelle Beratung

Erfahrungen

Die wichtigste Erkenntnis besteht darin, dass viele Studierende nicht unbedingt aktiv sein wollen und keine Verantwortung für ihr eigenes Lernen übernehmen möchten. Diese Zurückhaltung könnte darauf zurückzuführen sein, dass sie nicht in großem Umfang daran gewöhnt sind. Aus Sicht des Dozierenden würde das Format in Zukunft wieder so gestaltet werden, wobei möglicherweise eine stärkere Durchmischung von klassischen Lehrformaten und Flipped Classroom-Elementen gewagt werden könnte.

Bei der Nutzung des Formats im Flipped Classroom für Veranstaltungen zu physikdidaktischen Grundlagen liegt der Fokus auf der Entwicklung von Handlungskompetenzen, aus Sicht des Dozierenden. Im Flipped Classroom übernimmt der Dozierende die Rolle eines Moderators für Lern- und Austauschprozesse der Studierenden. Die Herausforderung besteht darin, die richtige Balance zwischen freier Diskussion und gezieltem Eingreifen bei fachdidaktischen Fragestellungen zu finden. Die Studierenden zeigen eine reflektierte und professionell-wissenschaftliche Haltung gegenüber dem Lerngegenstand, was für ihre zukünftige Tätigkeit als Lehrkräfte positiv ist. Die Erstellung der LearningBits und die Entwicklung von sinnvollen Diskussionsimpulsen erfordern einen großen Aufwand, so die Einschätzung der Projektbeteiligten.

Erfolgskriterien

Um den Erfolg eines Flipped Classroom-Ansatzes zu gewährleisten, sollten Lehrende von Anfang an gut definierte Designprinzipien aus der Literatur verwenden. Es wurde erkannt, wie wichtig es ist, eine klare Verbindung zwischen den Selbstlernmaterialien und den Aktivitäten in den Präsenzphasen herzustellen. Zudem sollten Lehrende Maßnahmen einplanen, um das Zeitmanagement und die Selbstregulation der Studierenden zu unterstützen, um die Wirksamkeit des Flipped Classroom-Konzepts zu optimieren.

Förderzeitraum

NewNormal | INKULT Wintersemester 2022/23

Fakultäten/Fachbereiche

Naturwissenschaftliche Fakultät

Lehrstuhl

Dr. Philipp Bitzenbauer, Akad. Rat, Professur für Didaktik der Physik

Lehrveranstaltungen
  • Seminar
  • Training
  • Übung
  • Vorlesung
Zielgruppe
  • Staatsexamen
Didaktische Aktivitäten
  • aktivieren/motivieren
  • betreuen
  • prüfen
  • verarbeiten/anwenden
  • vermitteln
Digitale Konzepte und Tools
  • Blended Learning Szenario
  • Constructive Alignment
  • Flipped Classroom
Projektverantwortliche

Dr. Philipp Bitzenbauer, Akad. Rat, Professur für Didaktik der Physik

Schlagworte

Onlinemodul

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