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| | Laboratory for Solid State Physics Solid State Dynamics and Education Andreas Lichtenberger, Clemens Wagner, Andreas Vaterlaus 16. Schweizerischer Tag für Physik und Unterricht Andreas Lichtenberger 1 FA Projekt, Ergebnisse der ETH Studie 20/11/15

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| | Laboratory for Solid State Physics Solid State Dynamics and Education

AndreasLichtenberger,ClemensWagner,AndreasVaterlaus16.SchweizerischerTagfürPhysikundUnterricht

AndreasLichtenberger 1

FAProjekt,ErgebnissederETHStudie

20/11/15

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| | Laboratory for Solid State Physics Solid State Dynamics and Education AndreasLichtenberger 2

MoLvaLon

101991

8

6

Con

cept

ual S

core

4

2

00 2 4

Conventional Score6 8 10

H

Figure 3 — Eric Mazur

EricMazur:“ConfessionsofaConvertedLecturer“

GuteNotenkeinVerständnis

03/09/15

Unterrichterfolgreich

Unterrichtwirkungslos

PhysikKonzeptei.O.MathemaLkProbleme

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Ziele

KonzeptwissenverbessernKinemaLk

SNFPROJEKT:FosteringConceptKnowledgebyFormaLveAssessmentin

HighSchoolTeachingofPhysics

03/09/15

ErfolgreicheUnterrichtsmethodeimplemen@eren

FormaLvesAssessment

FormaLveAssessment:Effectsize0.4–0.8V.J.ShuteRev.Edu.Res.2008

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FormaLvesAssessment(BlackandWiliam,2008)

LernzieleundErfolgskriterienbekanntgeben.

LernakLvitätendesignen,welchedasLernensichtbarmachen.

Feedbackgeben,dasdieSuSweiterbringt.

SuSdazuanregen,voneinanderzulernen.

DenSuSVerantwortungfürdaseigeneLernenübergeben.

1

2

3

4

5

03/09/15

DenLPFeedbackgeben,umeigenenUnterrichtanzupassen.6

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Konzepte

C3:AddiLonvonGeschwindigkeiten(2D)

C6:BeschleunigungalsVektor(1D)

C5:BeschleunigungalsRate

C4:OrtsänderungalsFläche

C1:GeschwindigkeitalsRate

C2:GeschwindigkeitalsVektor(1D)

C7:GeschwindigkeitsänderungalsFläche

20/11/15

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FormaLvesAssessment(BlackandWiliam,2008)

LernzieleundErfolgskriterienbekanntgeben.

LernakLvitätendesignen,welchedasLernensichtbarmachen.

Feedbackgeben,dasdieSuSweiterbringt.

SuSdazuanregen,voneinanderzulernen.

DenSuSVerantwortungfürdaseigeneLernenübergeben.

1

2

3

4

5

03/09/15

DenLPFeedbackgeben,umeigenenUnterrichtanzupassen.6

DefiniLonderKinemaLkKonzepte(undMisskonzepte)

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Unterricht14LekLonen

FA:UnserModell

03/09/15

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Unterricht8LekLonen

FA:UnserModell

Unterricht4LekLonen

FORMATIVEAKTIVITÄTENKonzeptwissenfördern,Misskonzepteverlernen

MöglicheAk@vitäten

§  POE-Experiments§  ClickerSessionsmitKonzeptFragen§  Hands-onExperimente§  Lerntagebücher§  …

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Unterricht8LekLonen

FA:UnserModell

Unterricht4LekLonen

ClickerSession

ClickerSession

FORMATIVEAKTIVITÄTENKonzeptwissenfördern,Misskonzepteverlernen

ClickerSession:

PeerInstrucLonImplementaLonProcess(Lasry,Mazur&Watkins,2008)

§  PräsentaLonderClickerFrage§  IndividuelleLösung=>1.VoLng,Histogramm§  GruppenDiskussion=>2.VoLng,Histogramm§  Klassendiskussion

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FA:UnserModell

ClickerSession

ClickerSession

MONITORINGTOOLSelbst-Monitoring:AufzeichnungdesLernprozesses

03/09/15

FORMATIVEAKTIVITÄTENKonzeptwissenfördern,Misskonzepteverlernen

Unterricht8LekLonen

Unterricht4LekLonen

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FA:UnserModell

1

2

3

Level

1 2 3 4 5 6 Frage

KonzeptC5:GeschwindigkeitalsRate

Lern-Verlauf

03/09/15

MONITORINGTOOLSelbst-Monitoring:AufzeichnungdesLernprozesses

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FA:UnserModell

ClickerSession

ClickerSession

MONITORINGTOOLSelbst-Monitoring:AufzeichnungdesLernprozesses

03/09/15

FORMATIVEAKTIVITÄTENKonzeptwissenfördern,Misskonzepteverlernen

Unterricht8LekLonen

Unterricht4LekLonen

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Unterricht2LekLonen

FA:UnserModell

Unterricht4LekLonen

ClickerSession

ClickerSession

ReflekLveLekLon

DiagnosLcTest

Unterricht4LekLonen

DIAGNOSTISCHESTOOLObjekLvesFeedback:VorhandeneKonzepte/Misskonzepte

03/09/15

FORMATIVEAKTIVITÄTENKonzeptwissenfördern,Misskonzepteverlernen

MONITORINGTOOLSelbst-Monitoring:AufzeichnungdesLernprozesses

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FA:UnserModell

ReflekLveLekLonDiagnosLcTest

DIAGNOSTISCHESTOOLObjekLvesFeedback:VorhandeneKonzepte/Misskonzepte

Lehrperson

Schülerin/Schüler

Feedback

Feedback Entscheidet,woraner/siearbeitenwill

FEEDBACK(ZUM(DIAGNOSTIC(TEST

SuSJCode: 302106

Nickname: Mel

0.00(

0.20(

0.40(

0.60(

0.80(

1.00(C1(

C2(

C3(

C4(

0.00(

0.10(

0.20(

0.30(

0.40(

0.50(

0.60(

0.70(

0.80(

0.90(

1.00(

M1A(M1B(M1C(M1D(M1E(M1X(M2A(M2X(M3A(M3B(M3X(M4X(0.00(

0.10(

0.20(

0.30(

0.40(

0.50(

0.60(

0.70(

0.80(

0.90(

1.00(

Total(

03/09/15

StelltLern-Materialienbereit

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Unterricht2LekLonen

FA:UnserModell

Unterricht4LekLonen

ClickerSession

ClickerSession

ReflekLveLekLon

DiagnosLcTest

Unterricht4LekLonen

DIAGNOSTISCHESTOOLObjekLvesFeedback:VorhandeneKonzepte/Misskonzepte

03/09/15

FORMATIVEAKTIVITÄTENKonzeptwissenfördern,Misskonzepteverlernen

MONITORINGTOOLSelbst-Monitoring:AufzeichnungdesLernprozesses

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FormaLvesAssessment(BlackandWiliam,2008)

LernzieleundErfolgskriterienbekanntgeben.

LernakLvitätendesignen,welchedasLernensichtbarmachen.

Feedbackgeben,dasdieSuSweiterbringt.

SuSdazuanregen,voneinanderzulernen.

DenSuSVerantwortungfürdaseigeneLernenübergeben.

1

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3

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03/09/15

DenLPFeedbackgeben,umeigenenUnterrichtanzupassen.6

DefiniLonderKinemaLkKonzepte(undMisskonzepte)

ClickerSession

ReflekLveLekLon

DiagnosLscherTest

ClickerSession(Gruppendiskussion)

DiagnosLscherTestClickerSession

MonitoringTool

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§  Thema:KinemaLk§  Umfang:14LekLonen(à45min)§  Stufe:Gymnasium,10.Schuljahr

AndreasLichtenberger 17

DasFAProjekt

TT-Gruppe

TradiLonalTeaching

FA-Gruppe

FormaLveAssessment

9LP216SuS

10LP182SuS

Vergleichsstudie

03/09/15

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Hypothesen

TT-Gruppe

TradiLonalTeaching

FA-Gruppe

FormaLveAssessment

FT-Gruppe

FrequentTesLng

Hypothese1:ZunahmeimKonzeptwissen

Hypothese2:KeineUnterschiedeinkonvenLonellerPrüfung

03/09/15

9LP216SuS

10LP205SuS

10LP182SuS

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ClickerSession

ReflekLveLekLon

DiagnosLcTest

Unterricht4LekLonen

DasFAProjekt

ClickerSession

Unterricht14LekLonen

FormaLveAssessmentGruppe(FA-Gruppe)

FrequentTesLngGruppe(FT-Gruppe)

TradiLonalTeachingGruppe(TT-Gruppe)

Unterricht4LekLonen

KonzeptFragen

DiagnosLcTest

Unterricht5LekLonen

Unterricht2LekLonen

KonzeptFragen

Pre-test

Post-tests

Follow-up-test

Pre-test

Post-tests

Follow-up-test

Pre-test

Post-tests

Follow-up-test

03/09/15

(9LP,216SuS)

(10LP,182SuS)

(10LP,205SuS)

Unterricht4LekLonen

Unterricht2LekLonen

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DatenSammlungLehrpersonen

PedagogicalContentKnowledge

Unterrichtsmaterial&DokumentaLon

PersönlicheDaten

Lernende

MoLvaLonPost-Test

KinemaLkPost-Test

PersönlicheDaten

KogniLveFähigkeiten

ClickerSessions(inkl.Audio) DiagnosLcTest MonitoringTool

MoLvaLonPre-Test

KinemaLkPre-Test

KinemaLkFollow-up-Test

KonvenLonellePrüfung

20/11/15

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DatenSammlungLehrpersonen

PedagogicalContentKnowledge

Unterrichtsmaterial&DokumentaLon

PersönlicheDaten

Lernende

MoLvaLonPost-Test

KinemaLkPost-Test

PersönlicheDaten

KogniLveFähigkeiten

ClickerSessions(inkl.Audio) DiagnosLcTest

KonvenLonellePrüfung

MonitoringTool

MoLvaLonPre-Test

KinemaLkPre-Test

KinemaLkFollow-up-Test

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DatenSammlungLehrpersonen

PedagogicalContentKnowledge

Unterrichtsmaterial&DokumentaLon

PersönlicheDaten

Lernende

MoLvaLonPost-Test

KinemaLkPost-Test

PersönlicheDaten

KogniLveFähigkeiten

KonvenLonellePrüfung

MonitoringTool

MoLvaLonPre-Test

KinemaLkPre-Test

KinemaLkFollow-up-Test

20/11/15

ClickerSessions(inkl.Audio) DiagnosLcTest

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*F(1,385)=12.6,p<.001Effectsize:0.4

**F(1,396)=48.9,p<.001Effectsize:0.8

***

[N=561][N=603]

[N=603]

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!g = Posttest −Pretest

Maximum−Pretest

(Gery,1972)

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C1:valsRateC2:vRichtung(1D)C3:vAddiLon(2D)C4:∆salsFlächeC5:aalsRateC6:aRichtungC7:∆valsFläche

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Hake,1998ginteracLve=0.48gStandard=0.23

HighGain:FA22,FT10,TT8

NoGain:FA4,FT12,TT16

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Hake,1998ginteracLve=0.48gStandard=0.23

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TTvs.FA:Mann-Whitneyp=0.358

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§  Vergleichsstudiemit29LPund623SuS:§  DieFA-GruppeerzieltimKinemaLkKonzepwestbessereResultatealsdieFT-undTT-Gruppen(PostundFollow-up).

§  DieUnterschiedeinderkonvenLonellenPrüfungsindnurgering.

AndreasLichtenberger 33

Zusammenfassung

20/11/15