Aktualisiert: 2023-07-02
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Unterrichtskonzeptionen für den Physikunterricht
Schlüsselwort: Fachdidaktik Physik
Unterrichtskonzeptionen für den Physikunterricht
Charakteristika analogiebasierten Denkens – Vergleich von Lernprozessen in Basis- und Zielbereich
Der Einsatz von Analogien spielt eine wichtige Rolle im naturwissenschaftlichen Unterricht. Im allgemeinen werden Lernende dabei angeregt, ihr Wissen über die kausalen Beziehungen in einem vertrauten Inhaltsbereich (dem Basisbereich) zu nutzen, um einen neuen, unbekannten Inhaltsbereich (den Zielbereich) zu erschließen. In dieser Arbeit werden die zu Grunde liegenden kognitiven Prozesse analogiebasierten Lernens untersucht. Hierbei wird die zentrale Fragestellung verfolgt, inwiefern sich analogiebasierte Lernprozesse gegenüber solchen unterscheiden, in denen nicht auf analoge Vorerfahrungen zurückgegriffen werden kann. Dieser Frage wird anhand einer analogieorientierten Unterrichtseinheit zur elektrischen Stromkreislehre (Zielbereich) nachgegangen. Als Basisbereich wurde eine spezielle Wasseranalogie genutzt.
Für die Analysen werden Bedeutungsentwicklungsprozesse sowohl im Basis- als auch im Zielbereich untersucht und vergleichend gegenübergestellt. Unter anderem zeigt sich, dass die primär betrachtete Schülerin analoge Fragestellungen im Zielbereich systematischer, inhaltlich reichhaltiger und schneller bearbeitet als im Basisbereich.
Die gewonnenen Ergebnisse werden in einem zweiten empirischen Teil mittels der Strukturabbildungstheorie nach Gentner weitergehend interpretiert. In dieser Theorie wird der Prozess analogen Denkens als eine Sequenz von vier zu durchlaufenden Schritten modelliert (Aktivieren des Basisbereichs, Postulieren von "local matches ", Zusammenfügen zum "global match ", "candidate inferences "). Es wird gezeigt, dass sich diese Schritte in den Daten im wesentlichen identifizieren lassen, woran Hypothesen bezüglich der Chronologie analogiebasierten Erschließens von Lernkontexten geknüpft werden.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Unterrichtskonzeptionen für den Physikunterricht
Unterrichtskonzeptionen für den Physikunterricht
Zur Kommunikation von Hauptschülerinnen und Hauptschülern in einem handlungsorientierten und fächerübergreifenden Unterricht mit physikalischen und technischen Inhalten
Ausgehend von Überlegungen zu den Lernvoraussetzungen von Hauptschülerinnen und Hauptschülern und mit dem daraus abgeleiteten Anspruch, eine handlungsorientierte Lernumgebung zu gestalten, wurde eine Unterrichtseinheit für das Fach Physik entwickelt, die fächerübergreifend in Richtung Technikunterricht ist. Im Verlauf dieser "Omega-Projekt" genannten Unterrichtseinheit, die zehn Doppelstunden umfasst, wird von den Schülerinnen und Schülern ein vielseitiges elektrisches Gerät - die "Omega-Box" -- selbst gebaut und für physikalische Experimente eingesetzt.
Für eine gezielte Verbesserung von Lernangeboten im Physikunterricht an Hauptschulen sind detaillierte Einblicke in das Kommunikationsverhalten dieser Lernenden notwendig, wobei aus fachdidaktischer Perspektive der Verwendung von Fachbegriffen eine herausragende Rolle zukommt. Deshalb wurde der Unterricht im "Omega-Projekt" für eine Schülerarbeitsgruppe videodokumentiert, transkribiert und kategorienbasiert analysiert.
Die Auswertung ergibt z.B., dass 85 % der Schüleräußerungen unterrichtsbezogen sind. Die Auswertung des Datenmaterials zeigt des Weiteren, dass beim Bauen des Geräts häufiger kommuniziert wird und mehr Fachbegriffe verwendet werden als beim Einsatz des Geräts für physikalische Experimente. In diesen Experimentiersituationen ist dann allerdings eine Steigerung des Komplexitätsniveaus in den Bedeutungsentwicklungen der Lernenden zu beobachten. Schließlich konnte an exemplarischen Szenen nachgewiesen werden, dass zentrale Forderungen an handlungsorientierten Unterricht, die in engem Zusammenhang mit der Habermas'schen Theorie des Kommunikativen Handelns stehen, erfüllt sind. Durch die Variation des Begriffs der "Handlungsorientierung" in Anlehnung an u.a. Gudjons und Wöll ist die Forderung nach der Akzeptanz von Unterrichtsinhalten an die Stelle der Forderung nach Mitbestimmung als Unterrichtsmerkmal getreten.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Charakteristika analogiebasierten Denkens – Vergleich von Lernprozessen in Basis- und Zielbereich
Der Einsatz von Analogien spielt eine wichtige Rolle im naturwissenschaftlichen Unterricht. Im allgemeinen werden Lernende dabei angeregt, ihr Wissen über die kausalen Beziehungen in einem vertrauten Inhaltsbereich (dem Basisbereich) zu nutzen, um einen neuen, unbekannten Inhaltsbereich (den Zielbereich) zu erschließen. In dieser Arbeit werden die zu Grunde liegenden kognitiven Prozesse analogiebasierten Lernens untersucht. Hierbei wird die zentrale Fragestellung verfolgt, inwiefern sich analogiebasierte Lernprozesse gegenüber solchen unterscheiden, in denen nicht auf analoge Vorerfahrungen zurückgegriffen werden kann. Dieser Frage wird anhand einer analogieorientierten Unterrichtseinheit zur elektrischen Stromkreislehre (Zielbereich) nachgegangen. Als Basisbereich wurde eine spezielle Wasseranalogie genutzt.
Für die Analysen werden Bedeutungsentwicklungsprozesse sowohl im Basis- als auch im Zielbereich untersucht und vergleichend gegenübergestellt. Unter anderem zeigt sich, dass die primär betrachtete Schülerin analoge Fragestellungen im Zielbereich systematischer, inhaltlich reichhaltiger und schneller bearbeitet als im Basisbereich.
Die gewonnenen Ergebnisse werden in einem zweiten empirischen Teil mittels der Strukturabbildungstheorie nach Gentner weitergehend interpretiert. In dieser Theorie wird der Prozess analogen Denkens als eine Sequenz von vier zu durchlaufenden Schritten modelliert (Aktivieren des Basisbereichs, Postulieren von "local matches ", Zusammenfügen zum "global match ", "candidate inferences "). Es wird gezeigt, dass sich diese Schritte in den Daten im wesentlichen identifizieren lassen, woran Hypothesen bezüglich der Chronologie analogiebasierten Erschließens von Lernkontexten geknüpft werden.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Spezifika der Verhaltensmuster fortgeschrittener Studierender der Physik
Ein Großteil fachdidaktischer Arbeiten befasst sich mit Lernenden, die am Anfang ihrer Ausbildung stehen:
Schüler und Schülerinnen bzw. Studierende im Grundstudium sind die klassischen Teilnehmer an empirischen didaktischen Untersuchungen.
Hingegen wird bei Studien im Bereich der Expertiseforschung zumeist in einem Extremgruppendesign geforscht: So wird beispielsweise das Spielverhalten von Schachnovizen und spezialisierten Profis (Großmeistern) verglichen. D.h. die Probanden bearbeiten domänenspezifische Anforderungen entweder erstmals oder hochroutiniert.
Diese Arbeit soll einen Beitrag zur Schließung der Erkenntnislücke zwischen Anfängern und Experten liefern:
Im Rahmen einer empirischen Laborstudie werden die Bedeutungsentwicklungsprozesse von Studierenden im Hauptstudium Physik (Diplom) analysiert.
Acht Zweiergruppen setzen sich in fünf Doppelstunden mit Aufgaben und Experimentiermaterial zur Elektrostatik und zur elementaren Elektrodynamik auseinander. Das Material und die Inhaltsbereiche der Lernumgebung sind dem physikalischen Grundpraktikum entliehen.
Die Handlungen und Sprechhandlungen der Studierenden werden komplett videodokumentiert und in ausgewählten Ausschnitten transkriptbasiert analysiert.
Besondere Berücksichtigung bei dieser Analyse finden
* die zeitliche Struktur der Bearbeitungsprozesse,
* die Komplexität der Äußerungen,
* die inhaltlichen Verknüpfungen zwischen unterschiedlichen Inhaltselementen
* und das strategische Vorgehen bei der Bearbeitung der Aufgaben.
Es zeigt sich, dass sich die Bandbreiten und damit auch die besonderen Fähigkeiten oder Schwächen der Studierenden weniger in den Produkten als vielmehr in den Prozessen der Auseinandersetzung mit der Lernumgebung wiederfinden.
In diesem Aspekt liegen auch die wesentlichen Ansatzpunkte zur Verbesserung der Lehre: Bei der Aufgabengestaltung sollten auch die möglichen (und tatsächlichen) Wege zur Bestimmung des Ergebnisses in den Fokus rücken, nicht nur das Ergebnis selber.
Aktualisiert: 2019-12-12
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