Didactique de Sciences Physiques

Membres

Le groupe de recherche en Didactique de Sciences Physiques est dirigé par Andreas Müller Il est actuellement composé des membres suivants :

HETTMANSPERGER Rosa Doctorante ( U Landau, Allemagne)
MÜLLER Andreas PO
SCHEID Jochen Doctorant ( U Landau, Allemagne)
VOGT Patrick Post-Doc ( U Landau, Allemagne)
WEISS Laura Chargée d’enseignement IUFE
ERGUN Mustafa Prof. visitant turque (U Samsum)

Domaines de recherche

1. Authentisches/Kontext-orientiertes Lernen im Physikunterricht:

Ein Hauptarbeitsfeld besteht in der empirischen Untersuchung und Weiterentwicklung fachdidaktischer Ansätze zum „authentischen Lernen“, in enger Kooperation mit Kognitions- und Unterrichtspsychologie. Authentizität (i.S. der Lernpsychologie) meint dabei solche Inhalte und Gestaltungsformen, mit denen physikalischer Lernstoff durch die Schüler selbst in engem Bezug zu ihrer Person und ihrem Alltag wahrgenommen wird (in der Fachdidaktik läuft eine ganz eng verwandte Ausrichtung eher unter dem Begriff `Kontextorientierung´).

2. Alltagsphysik, Freihandexperimente:

Dies betrifft die Entwicklung von Lehrmaterial und -formen, in denen - schülernah und zu¬gleich fachlich interessant - physikalisches Geschehen als Teil der Lebenswirklichkeit sichtbar wird; eingeschlossen sind insbesondere Freihand-Experimente und naturwissenschaftliche Alltagsphänomene, einschließlich fächerübergreifender Aspekte.

3. Aufgabenorientieres Lehren und Lernen („Aufgabenkultur“)

Die oben beschriebenen Untersuchungen zu authentischen Lernaufgaben fügen sich in einen allgemeineren Rahmen ein, nämlich Untersuchung und Weiterentwicklung der sog. „Aufgabenkultur“ im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht. Dies zielt ab auf die wichtige Rolle von Aufgaben für die Unterrichtsentwicklung und -qualität, insofern sie dieser als Leitlinie dienen können und wesentliche Schritte des Lernweges betreffen:

-von Lernaufgaben ("worked examples"), einem instruktionspsychologisch nachweislich höchst wirksamen Ansatz,  -über Übungs- und Anwendungsaufgaben mit wachsender Selbsttätigkeit und Selbstständigkeit, wie sie von Klassikern der Didaktik (von Pestalozzi bis zur Reformpädagogik) und ebenso (fast ausnahmslos) von der modernen Pädagogischen Psychologie gefordert werden, 

-bis hin zur Lern/Leistungsdiagnose und -überprüfung (und der Transparenz der Leistungsanforderungen) mit Hilfe von Prüfungs- und Testaufgaben, die die Grundlage der heute geforderten Überprüfung des Unterrrichtserfolges und eines wissenschaftlich begründeten Kompetenzbegriffs bilden.

Ein in diesem Sinne verstandenes aufgabenorientiertes Lernen schält sich (zumindest in den Naturwissenschaften) gewissermaßen als Rückgrat der Umsetzung von Bildungsstandards heraus und ist deshalb in den in letzten Jahren zu einem Leitthema für die Arbeiten in meiner Arbeitsgruppe geworden, das unter verschiedenen, u.E. wichtigen Aspekten des naturwissenschaftlichen Unterrichtes angegangen wird. Beispiele:

-Fermiaufgaben (Denken in Größenordnungen)

-Fächerübergreifender Unterricht 

-Lernen aus Fehlern 

Analyse des études PISA (et de son acception de culture scientifique operationalisée par le type des questions et problèmes posés), entre autre visant sur : conséquences pour l’enseignement des sciences au secondaire obligatoire en Suisse romande; « authenticité » des contenus scientifiques dans la perception des élèves; L. Weiss

4. Das Lernen durch und über Experimente

ist ein weiterer zentraler Teil meiner Forschungsaktivitäten. Es ist eine Selbstverständlichkeit, daß Experimente zum Kern der Naturwissenschaften und deren Didaktik gehören, aber es ist empirisch erstaunlich wenig darüber bekannt, was und wieviel Schüler wirklich durch (und über) Experimente lernen, und die wenigen vorhandenen Ergebnisse weisen auf Effekte hin, die viel kleiner sind, als man erwarten würde. Aus diesem Grund möchte ich mich in den nächsten Jahren verstärkt folgenden Fragen zuwenden:

ist ein weiterer zentraler Teil meiner Forschungsaktivitäten. Es ist eine Selbstverständlichkeit, daß Experimente zum Kern der Naturwissenschaften und deren Didaktik gehören, aber es ist empirisch erstaunlich wenig darüber bekannt, was und wieviel Schüler wirklich durch (und über) Experimente lernen, und die wenigen vorhandenen Ergebnisse weisen auf Effekte hin, die viel kleiner sind, als man erwarten würde. Aus diesem Grund möchte ich mich in den nächsten Jahren verstärkt folgenden Fragen zuwenden:

-Rolle und Wirkung von Hands-on Charakter (oder Authentizität) von Experimenten im og. Sinne (direkte, motivierenden und gedanklich stimulierende Erfahrung von Physik), in natürlicher Fortsetzung der oben beschriebenen Untersuchungen.

-Funktion kognitiver Repräsentationen bei der Durchführung von Experimenten: Auf der einen Seite umfaßt das Hintergrundverständnis (inkl. Theorie)) für ein Experiment regelmäßig verschiedene Darstellungsformen oder „Repräsentationen“ (wie die Kognitionspsychologie sagt), u.a. symbolischer (Formalismus), graphischer (Kurven, Diagramme), quantitativer (zahlenmäßige Vorhersagen, Größenordnungen) und sprachlicher Art (Erklärung aller anderen Formen, Formulierung der Ideen dahinter). Auf der anderen Seite müssen für die erfolgreiche Durchführung eines Experimentes alle diese Repräsentationen gewärtig sein, und zusätzlich die operative (oder „enaktive“) Repräsentation, was konkret in dem Experiment zu tun ist. Gut belegte Ergebnisse aus Lernpsychologie und Fachdidaktik besagen, daß die Wechselwirkung und Integration verschiedener Repräsentationen ein schwieriger, fehleranfälliger Prozess ist, der durch didaktische Maßnahmen unterstützt werden muß.

5. Recherches sur la formation des enseignants :

-Development des outils didactiques pour la recherche et la formation à partir d’analyse de leçons filmées; L. Weiss en collaboration avec A. Monnier. 

-Recherche sur l’identité professionnelle et la professionnalisation d’enseignants secondaires en formation initiale, ; L. Weiss en collaboration avec S. Pellanda Dieci et A. Monnier..

-Recherche sur l’identité professionnelle et la professionnalisation d’enseignants secondaires en formation initiale, ; L. Weiss en collaboration avec S. Pellanda Dieci et A. Monnier..

-Fachdidaktische Lern- und Übungsaufgaben in der Lehrerbildung; A. Müller (Dissertation M. Germ, s. Paragraph „Thèses“): cf. aussi 3.

6. Médiation Scientifique, soutien et création des liens des sciences avec le public général et scolaire

(Public Awareness of Science): Ce domaine appartient à mes taches au sein de la Faculté des Sciences. Il vise à améliorer l’interêt, la compréhension et la perception des publics généraux et scolaires pour les sciences, leur permettre d’entrer dans un contact et échange avec le monde scientifique, et susciter des vocations parmi les jeunes pour des études et des carrières en scientifiques. (A. Müller)

Projets de recherche et de development

DFG-Graduiertenkolleg `Unterrichtsprozesse´ (U Landau):

Interdisziplinäres Graduiertenkolleg unter Beteiligung von Psychologie, Empirischer Pädagogik und Fachdidaktiken. Ziel des Graduiertenkollegs „Unterrichtsprozesse“ ist die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses in interdisziplinären Projekten einer sowohl prozess- als auch ergebnisorientierten Unterrichts- bzw. Lehr-Lern-Forschung unter Beteiligung von Psychologie, empirischer Pädagogik und Fachdidaktiken. Zur Förderung einer stärkeren wechselseitigen Durchdringung von Theorie und Praxis wird ein spezifisches Rekrutierungsmodell realisiert. Dieses sieht vor, dass praxiserfahrene und an Forschung interessierte Lehrer/innen mit Universitätsabsolvent/innen aus den Bereichen Psychologie und empirische Pädagogik in gemeinsamen Projekten kooperieren. Durch die Verbindung von fachspezifischen und unterrichtspraktischen Kenntnissen von Lehrer/inne/n mit guten forschungsmethodischen Kenntnissen von Psycholog/inn/en und empirischen Pädagog/inn/en sollen Synergieeffekte erzielt und spezielle Expertise in der „Übersetzung“ zwischen Theorie und Praxis des Unterrichts erworben werden. Untersucht werden fächerübergreifende Aspekte und fachspezifische Aspekte des Unterrichts. Die prozess- und ergebnisorientierte Analyse von Unterricht erfolgt dabei nicht nur aus der Perspektive des kognitiven Lernens, sondern bezieht auch motivationale und emotionale sowie persönlichkeitspsychologische Bedingungen und Ergebnisse des Lernens im Unterricht mit ein.

Projet financé par la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Durée : 01.09.2009 –28.02.2014. Montant reçu pour du groupe (projets coopératifs) : € 400 000.-. Montant total du projet : €2 800 000. Membre du groupe réquérant principal, dirécteur et codirécteur des deux projets : A. Müller

Forschungsinitiative des Landes Rheinland-Pfalz, Schwerpunkt Bildungsforschung

Kooperative Forschungsprojekte und Nachwuchsförderung im Bereich der empirischen Bildungsforschung. Ziel des Schwerpunkts ist die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses durch hochwertige Dissertationen im Rahmen aufeinander bezogener Forschungsprojekte im Bereich der Unterrichts- bzw. Lehr-Lern-Forschung. Das zu Grunde liegende Konzept gliedert sich ein in Bemühungen um eine Neuorientierung der Bildungswissenschaften : Durch eine stärkere wechselseitige Durchdringung von Theorie und Praxis in der bildungswissenschaftlichen Forschung soll das Spannungsverhältnis zwischen relativer Forschungsferne der Lehrerbildung an traditionellen Pädagogischen Hochschulen und der relativen Praxisferne der Lehrerbildung an Universitäten überwunden werden.

Projet financé par le Ministère d’éducation de Rheinland-Pfalz. Durée : 01.08.2008 –31.12.2011. Montant reçu pour du groupe (projets coopératifs) : € 54 000.-. Montant total du projet : € 430 000. Membre du groupe réquérant principal : A. Müller

Wilfried-Kuhn-Stiftung für Physikdidaktik:

Die Förderung kann an ein Vorgänger-Programm zur Lehrerbildung in den Naturwissenschaften anknüpfen („LeNa“, gefördert durch die Deutsche Wissenschaft und die Stiftung Mercator). Dessen erfolgreiche Arbeit soll mit der neuen Stiftung fortgesetzt und ausgebaut werden, Hauptziele sind dabei: 

Verwirklichung einer Lehrerbildung „aus einem Guss“: von der Fachwissenschaft und Fachdi-daktik über Pädagogik/Psychologie bis zur schulpraktischen Ausbildung 

Stärkung der Forschungsorientierung in Fachdidaktik und Lehrerbildung 

Nachwuchsförderung in den genannten Gebieten

Die einzelnen Fördermaßnahmen (z.B. Habilitation von P. Vogt, s.u.) weren in Kooperation mit deutschen Hochschulen durchgeführt.

Projet financé par la Fondation Wilfried Kuhn. Durée : selons les besoins, dépuis 01.07.2011 Montant reçu : € 270 000. Réquérant principal : A. Müller

Promouvoir la démarche d’investigation et de résolution de problèmes dans l’enseignement des mathématiques et des sciences - PRIMAS

Ce projet vise à renouveler l’enseignement des mathématiques et des sciences, en promouvant des actions visant à regrouper des initiatives isolées ou locales développant la démarche d’investigation et de résolution de problèmes. Le projet consiste à faire un travail de recensement des matériaux existants et dans un deuxième temps à construire des scénarios de formations initiale et continue pour inscrire de façon pérenne dans un projet de développement professionnel une réelle pratique de ce mode d’enseignement dans les pratiques des enseignants de mathématiques et de sciences.

Projet financé par l’Union Européenne (projet FP7 –science in society –244380 / PRIMAS projet n°2). Durée : 01.01.2010 – 31.12.2013. Requérant principal : Jean-Luc Dorier ; participation : A. Grundisch, L. Weiss, A. Müller

Stellarium Gornergrat

Il s’agit d’une station d’observation astronomique pour les écoles et le public, utilisable par telecommande et sur place. Elle est située dans la coupole sud du Gornergrat. Le but premier est d’être à la disposition des élèves et des enseignants, des visiteurs du site du Gornergrat et du public en général pour des travaux d’observations astronomiques et des programmes pédagogiques visant à la sensibilisation à la démarche scientifique et à la connaissance de notre Univers. Les moyens et les outils d’observations sont choisis et adaptés à cette mission avec l’ambition de proposer un éveil au monde de la recherche scientifique pour tous, par la conduite d’observations réelles dans le cadre émerveillant que fournit l’observation du ciel depuis un site privilègié. Le pilotage à distance est un élément essentiel dans le design de l’ensemble car il rendra utilisable le Stellarium pour un vaste public.

Demande de financement auprès le FNS, programme « Agora » (décision en cours) durée demandée 01.02.2012 – 01.02.2014, montant demandé : CHF € 198 000. Requérant principal : Didier Queloz, participation: Andreas Mueller, N.N.

Physiscope, ScienScope

Le PhysiScope est une initiative du pole de recherche MaNEP (Materials with Novel Electronic Properties), en collaboration avec la Section de physique de l'Université de Genève. Il vise à accueillir des élèves à l’université dans un cadre dédié à la découverte des sciences et de la démarche scientifique. Le ScienSCope est un élargissement intégrant les autres sciences et les mathématiques qui est en stade de projet.

Président (Physiscope): Christoph Renner ; participation dans la planification didactique : Andreas Mueller

top