Forschungsprofil

Die Arbeitsgruppe Biologiedidaktik der Professur für Fachdidaktik Life Sciences hat ihre Forschungsschwerpunkte in den Bereichen

  • Digitales Lehren und lernwirksame Nutzung von digitalen Medien in Schule und Hochschule mit Bezug zu den Unterrichtsfächern Biologie und Chemie
  • Digitale Modellierung und Visualisierung von naturwissenschaflichen Prozessen im Biologie- und Chemieunterricht
  • Experimentieren zur Molekularbiologie und Biotechnologie im Biologieunterricht der Sekundarstufe II (Fokus Lehrerfortbildung und Schülerforschung)
  • Lehren und Lernen von naturwissenschaftlicher Fachsprache mit multiplen externen Repräsentationen im Biologie- und Chemieunterricht
  • Fächerübergreifende Naturwissenschaftsdidaktik und Erwerb naturwissenschaftsdidaktischer Kompetenzen von Lehramtsstudierenden

Bei der Untersuchung ausgewählter Fragestellungen in den genannten Bereichen kommen quantifizierende Methoden der klassischen und probabilistischen Testtheorie zum Einsatz. Hier arbeiten wir mit ausgewiesenen Psychometrikern zusammen. Je nach Fragestellung kann eine Ergänzung durch qualitative Untersuchungen (z.B. Leitfadeninterviews, Lautes Denken bei Problemlöseaufgaben) sinnvoll sein, um die Varianz in den kognitiven Prozessen beim Kompetenzerwerb fallbasiert aufzuklären.

Unsere Forschungsprojekte sollen einen Beitrag zu Aufklärung von Lernprozessen bei Schüler*innen, Lehramtsstudierenden und Lehrkräften in den naturwissschaftlichen Unterrichtsfächern und ihrer Didaktik leisten und somit Ansatzpunkte für die Gestaltung wirksamer Lehr-Lernumgebungen dieser Unterrichtsfächer in Schule und Hochschule liefern.

Übersicht der aktuellen Projekte

Forschungs- und Entwicklungsprojekte

Coming soon:
KI CP@TUM: TUM KI Competence Program -
Professionelle Lerngemeinschaften zur Systematisierung KI-spezifischer Studienangebote an der TUM

  • Förderung: BMBF
  • Projektlaufzeit: Dezember 2021 - November 2025
  • Projektleitung: Prof. Dr. Claudia Nerdel
  • Kooperationspartner an der TUM: Prof. Dr.-Ing. Matthias Althoff, Prof. Dr.-Ing. Klaus Diepold, Prof. Dr. Stephan Günnemann, Prof. Dr. Dirk Heckmann, Prof. Dr. Daniel Rixen
  • Projektkoordination FDLS: N.N.
  • Wiss. Mitarbeitende FDLS: N.N.
  • Informationen zum Teilprojekt der SOT, Department Educational Sciences

DigitUS - Digitalisierung von Unterricht in der Schule

  • Förderung: BMBF
  • Projektlaufzeit: April 2019 – März 2023
  • Projektleitung: Prof. Frank Fischer (LMU), Prof. Claudia Nerdel (stellv. Projektleitung)
  • Kooperationspartner: Prof. Maria Bannert (TUM), Prof. Birgit Neuhaus (LMU), Prof. Stefan Ufer (LMU), Prof. Cornelia Gräsel (Uni Wuppertal), Prof. Martin Lindner (Uni Halle), Dr. Karin Oechslein (ISB)
  • Verbundkoordinator: Dr. Karsten Stegmann (LMU)
  • Mitarbeiter/-innen FDLS: Melanie Ripsam
  • Informationen zum Teilprojekt FDLS

TUM-DigiLLab

  • Förderung: Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst
  • Förderzeitraum: Okt. 2018 - Dez. 2020 (Betrieb fortlaufend)
  • Projektleitung: Prof. Claudia Nerdel
  • Co-Leitung: Prof. Maria Bannert, Prof. Eveline Wittman
  • Mitarbeiter/-innen: Dr. Arne Bewersdorff (Koordination), Bert Krohn (technischer Support)
  • Homepage des TUM-DigiLLabs

Teach@TUM 4.0

Teach@TUM, Arbeitsbereich 2: Curriculumentwicklung – Kompetenzorientierung und Kooperation

  • Förderung: BMBF
  • Projektlaufzeit: Januar 2019 – Dezember 2023
  • Arbeitsbereichsleitung: Prof. Claudia Nerdel
  • Co-Leitung: Prof. Jenna Koenen
  • Mitarbeiter/-innen: Dr. Patricia Schöppner (Koordination), Stefan Witzke, Dominik Diermann, Verena Zehender
  • Schwerpunkte Biologiedidaktik: (1) Konzeption des Studiengangs „Lehramt an Gymnasien - Naturwissenschaftliche Bildung“ mit der Fächerkombination Biologie und Informatik; (2) Innovative Kooperationsstrukturen & interdiziplinäre Netzwerke zur Förderung kompetenzorientierter Lehrer*innenbildung; (3) Forschendes Lernen mit Enzymen
  • Homepage des Arbeitsbereichs von Teach@TUM

Lehrerfortbildung Molekularbiologie mit begleitender Evaluation
Amgen Biotech Experience - ABE Programm in Deutschland

  • Förderung: Amgen Foundation
  • Kooperation: Schülerforschungszentrum Berchtesgadener Land
  • Projektlaufzeit: Jan. 2017 – Juni 2023
  • Mitarbeiter/-innen: Dr. Patricia Schöppner (Koordination), Sara Großbruchhaus
  • Nähere Informationen zum Projekt

Begleitforschung zum Schülerforschungszentrum Berchtesgadener Land

Werner Siemens-Stifung Schülerforschungszentrum

  • Förderung: Werner Siemens-Stiftung
  • Weitere Projektleitung: Prof. T. Brück, Industrielle Biokatalyse, TUM
  • Projektlaufzeit: Jan. 2018 – Dez. 2021
  • Mitarbeiter/-innen: Julia Stich, Marion Ringel
  • Nähere Informationen zum Projekt

Promotionsprojekte

Untersuchungen zur digitalen Strukturmodellierung auf Grundlage der Orbitaltheorie

  • Förderung: BMBF Teach@TUM/ TUM Eigenmittel/ Verband der Chemischen Industrie (VCI)
  • Projektlaufzeit: seit April 20218
  • Wiss. Mitarbeiter: Stefan Witzke
  • Nähere Informationen zum Projekt

Wirksamkeit von Augmented Reality (AR) zur Förderung des Stoff-Teilchen-Konzept-Verständnisses in der Lehrerbildung und -fortbildung

Digitale Medien zur Unterstützung naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen in heterogenen Klassen

  • Interventionsstudie mit Biologielehrkräften
  • Förderung: TUM Eigenmittel
  • Laufzeit: Seit Feb. 2018
  • Wiss. Mitarbeiterin: Patrizia Weidenhiller
  • Nähere Informationen zum Projekt

Untersuchung des digitalen Professionswissen von Studierenden im Fachbereich Gesundheits- und Pflegewissenschaften

Mathematische Modellierungen mit simulationsbasierten Lernumgeungen

Wirksamkeit digitaler und Präsenzformate in der Lernumgebung Labor

Implementation kontextorientierter Versuche der Biotechnologie in die Schulpraxis

 

 

Lehrprojekte

Einführung in die Künstliche Intelligenz im Rahmen des Seminars Technologie in der Fachdidaktik: Biologie

  • Förderung: Joachim Herz Stiftung, Junior Fellowship im Programm Kolleg Didaktik: Digital
  • Projektlaufzeit: November 2021 - Oktober 2023
  • Antragsteller und Mitarbeiter: Arne Bewersdorff
  • Nähere Informationen zum Projekt

DigiModErN – Digitales Modellieren zur Erkenntnisgewinnung in den Naturwissenschaften

  • Förderung: Joachim Herz Stiftung
  • Projektlaufzeit: Januar 2020 – Januar 2022
  • Projektleitung: Prof. Dr. Claudia Nerdel
  • Junior Fellows: Patrizia Weidenhiller & Stefan Witzke
  • Nähere Informationen zum Projekt

 

Auszeichnungen

Senior Fellowship Kolleg Didaktik:digital

Nähere Informationen zum Program bei der Joachim Herz Stiftung finden Sie hier.

Informationen zu den abgeschlossenen Forschungsprojekten  finden Sie hier.