Hier finden Sie einen Überblick über unsere Forschungsprojekte:

EPo-EKo: Elektrizitätslehre mit Potenzial - Elektrizitätslehre mit Kontexten
Im Rahmen dieses von der Deutschen Telekom Stiftung geförderten grenzüberschreitenden Konsortium bestehend aus den Universitäten Tübingen, Frankfurt, Darmstadt, Graz, Linz, Innsbruck und Wien wird das Ziel verfolgt, das Unterrichtsthema „einfache Stromkreise“ durch einen höheren Alltagsbezug interessanter und verständlicher zu gestalten. Im Rahmen des Design-Based-Research-Projekts wird u.a. ein kontext-orientiertes Unterrichtskonzept zu einfachen Stromkreisen entwickelt und empirisch evaluiert. Praxisrelevante Unterrichtsmaterialien des EPo-EKo-Projektes können auf der Internetseite www.einfache-elehre.de kostenfrei heruntergeladen werden. 

MINT-Studienbotschafter/innen: Authentische Einblicke in Studium & Forschung
Um Schüler/innen frühzeitig und authentisch über die Chancen und Möglichkeiten eines Studiums im MINT-Bereich zu informieren und bestehende stereotype Vorstellungen abzubauen, schafft das Projekt „MINT-Studienbotschafter/innen“ aktiv Berührungspunkte zwischen Schule und Universität. Engagierte junge MINT-Studierende besuchen seit 2014 Gymnasien im südlichen Baden-Württemberg und haben bereits mehr als 5800 Schüler/innen erreicht. Derzeit ist das Programm in ein Promotionsprojekt eingebettet, das durch die Unterstützung der Gips-Schüle-Stiftung und in Kooperation mit dem Rektorat der Eberhard Karls Universität Tübingen umgesetzt wird. Dieses Promotionsprojekt fokussiert sich auf die empirische Begleitforschung zur Veränderung der stereotypen Wahrnehmungen von Schülerinnen und Schülern in Bezug auf MINT-Studierende und -Wissenschaftler/innen.

ComeMINT-Netzwerk. fortbilden durch vernetzen – vernetzen durch fortbilden
Ein Arbeitsschwerpunkt des vom BMBF geförderten ComeMINT-Netzwerkes im Fach Physik besteht in der Entwicklung und Evaluation eines adaptiven Förder- und Fortbildungskonzepts bzgl. des fachdidaktisch begründeten Einsatzes digitaler Medien im Physikunterricht, das sowohl digitale Selbstlernmodule als auch Präsenzfortbildungen vorsieht. Neben digital bereitgestellten Selbstlernmodulen in einem Massive Open Online Course (MOOC) werden anknüpfende Präsenzfortbildungen durchgeführt, in denen die jeweiligen digitalen Medien gemeinsam erprobt und Einsatzerfahrungen ausgetauscht werden können. Gemeinsam entwickelte Unterrichtsmaterialien können anschließend im eigenen Unterricht eingesetzt und die Erfahrungen zum Einsatz des jeweiligen digitalen Mediums in einem nachbereitenden (Online-)Treffen reflektiert werden. Die Online Fortbildungsmodule stehen ab dem 1.11.2024 jeder interessierten Person über die kostenfreie Lernplattform imoox.at zur Verfügung. Die Anmeldung geschieht hier. 

MINT-ProNeD – Professionelle Netzwerke zur Förderung adaptiver, prozessbezogener, digital-gestützter Innovationen im MINT-Bereich
MINT-ProNeD ist ein vom BMBF gefördertes Verbundprojekt des bundesweiten Kompetenzverbundes lernen:digital, der die Digitalisierung im Schulkontext adressiert. An dem Verbundprojekt MINT-ProNeD sind MINT-Didaktiken verschiedener Hochschulstandorte aus Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz beteiligt, die an der Entwicklung und Erprobung von Professionalisierungsangeboten für die Lehrkräfteweiterbildung arbeiten. Die Zielsetzung des Projektes ist es, den Dialog zwischen Wissenschaft und Praxis zu stärken. Der inhaltliche Fokus liegt auf der Förderung prozessbezogener Schülerkompetenzen in digital gestützten, adaptiven Lernumgebungen. Dazu werden innerhalb von drei Netzwerken Fortbildungen, Unterrichtskonzepte- und Materialien sowie Cutting-Edge Technologien entwickelt und erprobt. Die Physikdidaktik der Uni Tübingen beteiligt sich im Rahmen von MINT-ProNeD an der Entwicklung und Durchführung von forschungsbasierten Lehrkräftefortbildungen zu digital gestütztem, adaptivem Unterricht. Außerdem werden in Kooperation mit Lehrkräften in Professionellen Lerngemeinschaften (PLGen) digitale Unterrichtsmaterialien entwickelt und im Unterricht erprobt.

Entwicklung eines Testinstruments zu elektrischen Stromkreisen
In dem von der Vector-Stiftung geförderten Projekt der SIG “Konzeptverständnis und Digitalisierung in den MINT-Fächern” (KoDiMi) der Tübingen School of Education (TüSE), wird in Kooperation mit der Universität Linz und der TU Dresden ein neues Testinstrument zur Elektrizitätslehre entwickelt. Die Zielsetzung besteht darin, aufbauend auf bisheriger Vorstellungsforschung und bestehenden Testinstrumenten, auch für die Zielgruppe der Studierenden die reliable Erfassung des konzeptionellen Verständnisses bezüglich einfacher elektrischer Gleichstromkreise zu ermöglichen. Dabei sollen zum einen sowohl die physikalischen Konzepte als auch die alternativen Vorstellungen breiter und ausgewogener als bisher berücksichtigt werden.

Physik lernen mit KI in der Studieneingangsphase: Potenziale nutzen – Grenzen reflektieren
Der Studienstart im Fach Physik ist für viele Studierende mit hohen fachlichen und methodischen Anforderungen verbunden. Insbesondere der Grundkurs Physik verlangt ein deutlich höheres Maß an Abstraktion und Formalisierung als die Schulphysik. In diesem Projekt wird erprobt, wie KI-gestützte Lernangebote zur innovativen Weiterentwicklung der Studieneingangsphase beitragen können. Im Rahmen des Projektes soll deshalb das Potenzial von KI zur Unterstützung der Studierenden im Grundkurs Physik erprobt und systematisch evaluiert werden. Ziel ist es, das fachliche Verständnis der Studierenden durch individuelle Förderung zu vertiefen, zugleich einen reflektierten und lernförderlichen Umgang mit KI zu entwickeln und so den Studienerfolg in Physik nachhaltig zu steigern. Die gewonnenen Erfahrungen und Erkenntnisse sollen über den Fachbereich hinaus für die Weiterentwicklung KI-gestützter Lehrkonzepte nutzbar gemacht werden und Impulse für den Transfer in andere Studiengänge liefern.

TEIFUN: Technologiegestützte Innovationen in fachspezifischen Unterrichtssettings
Das interdisziplinäre Postdoc-Kolleg TEIFUN beschäftigt sich mit der Erforschung und praktischen Gestaltung technologiegestützter Innovationen im fachspezifischen Unterricht, insbesondere in den Bereichen Künstliche Intelligenz (KI) und Extended Reality (XR). Ziel ist es, innovative Bildungstechnologien so in den Schulunterricht zu integrieren, dass eine nachhaltige Verbesserung der Unterrichtsqualität erreicht wird. Das Kolleg zielt darauf ab, eine Brücke zwischen Grundlagen- und fachspezifischer Unterrichtsforschung zu schlagen, um der bisher vorherrschenden, fachlich wenig orientierten Laborforschung produktiv entgegenzuwirken. Durch die standortübergreifende Kooperation zwischen den beiden Schools of Education aus Tübingen und Stuttgart-Ludwigsburg werden die Expertise aus Lehrkräftebildung, Fachdidaktik und Computerwissenschaften gebündelt und zukunftsweisende Konzepte entwickelt. Am Standort Tübingen entwickeln wir im Rahmen von TEIFUN derzeit einen KI-basierten Tutor für den Physikunterricht in der Sekundarstufe. 

Empirischer Vergleich der Lernwirksamkeit unterschiedlicher Modelle des elektrischen Stromkreises
Elektrische Stromkreise werden im Physikunterricht häufig als abstraktes Thema wahrgenommen. Um das Verständnis der Lernenden zu fördern, greifen viele Lehrkräfte daher auf schulische Modelle wie das Fahrradkettenmodell, das Wasserkreislaufmodell oder das Elektronengasmodell zurück. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts, das in Kooperation mit LEAD durchgeführt wird, soll daher die Lernwirksamkeit unterschiedlicher Modelle und Analogien empirisch untersucht werden. Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse sind dabei nicht nur aus wissenschaftlicher Sicht von Interesse, sondern sollen Lehrkräfte und Seminarleiter dabei unterstützen, für konkrete Unterrichtssituationen und Lernziele geeignete Modelle und Analogien auszuwählen. Darüber hinaus sollen die Ergebnisse perspektivisch auch in die Gestaltung von Schulbüchern einfließen, um eine evidenzbasierte und lernwirksame Darstellung elektrischer Stromkreise zu fördern.

iVoltage: Investigation of Visualization with Multimedia Learning Technologies for Augmenting Electrical Experiments
Das Projekt iVOLTAGE erweitert Experimente zu Parallel- und Reihenschaltung im physikalischen Anfängerpraktikum mithilfe digitaler Medien (z.B. Tablets und Hololens) mit virtuellen Visualisierungen von Spannung und Stromstärke, um das Konzeptverständnis durch Lernen mit multiplen Repräsentationen bei gleichzeitiger Reduktion lernirrelevanter kognitiver Belastung zu fördern und empirisch zu untersuchen. Es handelt sich um ein Kooperationsprojekt der Eberhard Karls Universität Tübingen, der TU München und der Goethe-Universität Frankfurt. 

Entwicklung einer digitalen Lernplattform mit Unterrichtsmaterialien zur E-Lehre
Im Rahmen einer Promotion an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg beteiligt sich die AG Didaktik der Physik an der Entwicklung von Lernvideos zu einfachen Stromkreisen sowie deren empirischen Evaluation im Rahmen eines Flipped-Classroom-Ansatzes.