Kann Physikunterricht „sinnvoll“ sein? Nur wenn Schüler wissen, warum es „Sinn“ hat, etwas zu lernen, können allgemeine Lerngegenstände und individuelle Lernprozesse ein gelingendes Ganzes ergeben. Andreas Gedaschkos Untersuchung zur Wahrnehmung, Konstruktion und Verarbeitung des offenen Experimentierens durch SchülerInnen eines Hamburger Gymnasiums zeigt am Beispiel einer Unterrichtseinheit zum Winkelheber auf, wie offenes Experimentieren im Physikunterricht dazu beitragen kann, „Sinn“ zu konstruieren.
Aktualisiert: 2023-07-01
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Kann Physikunterricht „sinnvoll“ sein? Nur wenn Schüler wissen, warum es „Sinn“ hat, etwas zu lernen, können allgemeine Lerngegenstände und individuelle Lernprozesse ein gelingendes Ganzes ergeben. Andreas Gedaschkos Untersuchung zur Wahrnehmung, Konstruktion und Verarbeitung des offenen Experimentierens durch SchülerInnen eines Hamburger Gymnasiums zeigt am Beispiel einer Unterrichtseinheit zum Winkelheber auf, wie offenes Experimentieren im Physikunterricht dazu beitragen kann, „Sinn“ zu konstruieren.
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Kann Physikunterricht „sinnvoll“ sein? Nur wenn Schüler wissen, warum es „Sinn“ hat, etwas zu lernen, können allgemeine Lerngegenstände und individuelle Lernprozesse ein gelingendes Ganzes ergeben. Andreas Gedaschkos Untersuchung zur Wahrnehmung, Konstruktion und Verarbeitung des offenen Experimentierens durch SchülerInnen eines Hamburger Gymnasiums zeigt am Beispiel einer Unterrichtseinheit zum Winkelheber auf, wie offenes Experimentieren im Physikunterricht dazu beitragen kann, „Sinn“ zu konstruieren.
Aktualisiert: 2023-07-01
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Kann Physikunterricht „sinnvoll“ sein? Nur wenn Schüler wissen, warum es „Sinn“ hat, etwas zu lernen, können allgemeine Lerngegenstände und individuelle Lernprozesse ein gelingendes Ganzes ergeben. Andreas Gedaschkos Untersuchung zur Wahrnehmung, Konstruktion und Verarbeitung des offenen Experimentierens durch SchülerInnen eines Hamburger Gymnasiums zeigt am Beispiel einer Unterrichtseinheit zum Winkelheber auf, wie offenes Experimentieren im Physikunterricht dazu beitragen kann, „Sinn“ zu konstruieren.
Aktualisiert: 2023-07-01
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Kann Physikunterricht „sinnvoll“ sein? Nur wenn Schüler wissen, warum es „Sinn“ hat, etwas zu lernen, können allgemeine Lerngegenstände und individuelle Lernprozesse ein gelingendes Ganzes ergeben. Andreas Gedaschkos Untersuchung zur Wahrnehmung, Konstruktion und Verarbeitung des offenen Experimentierens durch SchülerInnen eines Hamburger Gymnasiums zeigt am Beispiel einer Unterrichtseinheit zum Winkelheber auf, wie offenes Experimentieren im Physikunterricht dazu beitragen kann, „Sinn“ zu konstruieren.
Aktualisiert: 2023-07-01
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Das Experiment nimmt eine bedeutende Rolle im naturwissenschaftlichen Unterricht ein, mit der vielschichtige Anforderungen einhergehen. Diesen Anforderungen vermag das Experiment in der unterrichtlichen Praxis insbesondere hinsichtlich der präexperimentellen Phasen jedoch nur unzureichend gerecht zu werden.
Offene Arbeitsformen ermöglichen es Lernenden, eigenen Lernwegen und Lösungsansätzen nachzugehen. Eine methodische Öffnung des Experimentierprozesses bietet Lernenden die Möglichkeit, von eigenen Fragen und Ideen ausgehend Experimente zur Überprüfung eigener Hypothesen zu planen, durchzuführen und auszuwerten.
Im Rahmen des Projekts wurde eine Schülerlaboreinheit entwickelt, die es Schülerinnen und Schülern ermöglicht, zu einem curricular innovativen Thema möglichst offen zu experimentieren. Ausgehend von drei Problemstellungen zur Stoffklasse der Cyclodextrine und deren Wirt-Gast-Chemie experimentieren Lernende der EF und Q1 eigenständig. Dabei dient ein Experimentierzyklus als strukturierende Unterstützung. Zudem erhalten die Kleingruppen von Lernenden Tipps durch ihre Betreuungspersonen. Eine intensive Begleitung ermöglicht es den Betreuenden, individuell und situativ prozessbezogene, laborpraktische und inhaltsbezogene Tipps sowie Tipps zur Dokumentation zu geben.
In der vorliegenden Arbeit wird gemäß Design-Based Research die schrittweise Entwicklung und Erprobung des Schülerlaborangebots dargestellt. Auf Basis der Analyse der Umsetzung und konkreten Ausgestaltung der Experimentiersituationen lassen sich die offenen Experimentiersituationen im Schülerlabor charakterisieren. Ausgehend davon werden Folgerungen zur Realisierung geöffneter Experimentiersituationen in anderen Kontexten abgeleitet.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Naturwissenschaftliche Grundbildung im Sinne der Scientific Literacy umfasst das Erlernen inhaltlicher Konzepte sowie naturwissenschaftlicher Denk-, Arbeitsu- und Handlungsweisen. Auch in der Sachunterrichtsdidaktik werden entsprechende Ziele formuliert. Fachdidaktische und entwicklungspsychologische Forschungsergebnisse zeigen, dass Grundschulkinder systematische Strategien der Hypothesenprüfung (Variablenisolation und -kontrolle) erlernen können. Dabei scheint die Unterstützungsmaßnahme des Modeling besonders geeignet.
In einem Prä-Post-Follow-up-Design mit Baseline wurden unter Kontrolle der Lernvoraussetzungen die Auswirkungen einer Förderung des Verständnisses der Variablenkontrolle im Kontext Magnetismus durch Modeling im Vergleich zu einem am Offenen Experimentieren orientierten Lernsetting auf (1) eigenständiges Bewerten und Entwickeln von Experimenten, (2) Transferfähigkeit, (3) Entwicklung, Durchführung und Bewertung eigener Experimente, (4) Qualität bzgl. des erreichten Niveaus der Experimente und (5) motivationale Schülermerkmale geprüft. Zur differenzierten Erfassung kamen ein Paper-Pencil-Test und ein videographiertes Interview zum Einsatz.
Es konnte gezeigt werden, dass (1) beide Gruppen von der Intervention profitierten, die Daten einer Baseline jedoch auf einen Testwiederholungseffekt hindeuteten. Einflüsse der Intervention auf die anderen Bereiche konnten nachgewiesen werden. Eine Förderung durch Modeling wirkte sich auf alle vier genannten Bereiche (2)-(5) positiv aus.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Der typische Physikunterricht in der Sekundarstufe I ist stark durch die Lehrkraft vorstrukturiert, den Schülerinnen und Schülern werden kaum Möglichkeiten gegeben selbständig Experimente zu planen oder eigene Fragestellungen zu verfolgen. Eine Öffnung des Unterrichts könnte hier Abhilfe schaffen, doch die bisherigen Ergebnisse dazu sind sehr uneinheitlich und lassen sich aufgrund sehr unterschiedlicher Studiendesigns nur schwer miteinander vergleichen. Gleichzeitig hat auch der Einzug Neuer Medien im Physikunterricht bisher kaum stattgefunden. Es werden nur selten Simulationen im Bereich des Experimentierens verwendet. Dabei konnte bereits in mehreren Studien gezeigt werden, dass Simulationen genauso effektiv sind wie das reale Experiment. Im Rahmen dieser Studie wurden die Einflüsse zweier unterschiedlicher Öffnungsgrade auf Leistung und Motivation der Schülerinnen und Schüler untersucht. Gleichzeitig wurden die Auswirkungen von realem und virtuellem Experimentiermaterial innerhalb der unterschiedlichen Öffnungsgrade betrachtet. Die Ergebnisse ergaben zwar keine signifikanten Unterschiede im Lernerfolg, dafür kristallisierten sich deutliche Vorteile der Offenheit aus. So spielte beispielsweise die bisherige Leistung im Fach beim höheren Öffnungsgrad kaum eine Rolle. Weiterhin beeinflusste das verwendete Experimentiermaterial den Lernerfolg unterschiedlich, und zwar in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad. Im Bereich der Motivation zeigten sich teilweise unerwartete aber auch interessante Ergebnisse.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Bei der Vermittlung, Beurteilung und Förderung von Kompetenzen der Erkenntnisgewinnung kommt der selbständigen Durchführung von naturwissenschaftlichen Untersuchungen eine besondere Rolle zu. Lernstand und Lernerfolg in diesem Kompetenzbereich werden jedoch in Leistungstests, Vergleichs- und Klassenarbeiten vorrangig über schriftliche Aufgaben erhoben. Der Frage, welchen Beitrag ein anwendungsbezogenes Aufgabendesign für die Diagnose von wissenschaftsmethodischen Kompetenzen leistet, soll in der vorliegenden Studie nachgegangen werden. Das zentrale Forschungsziel beinhaltet die Identifikation und Beschreibung von jenen praktischen Fähigkeiten, die zur Durchführung eines Experimentes benötigt werden. Zu diesem Zweck wurden beim Experimentieren von Schülergruppen des 7. und 9. Jahrganges die Handlungen im Einzelnen und Handlungsprozesse im Ganzen audiovisuell dokumentiert. Im Rahmen einer inhaltsanalytischen Auswertung konnte ein Beurteilungsinstrument zum Experimentierprozess generiert und hinsichtlich der Zuverlässigkeit überprüft werden. Es bietet Bezugspunkte für eine handlungsbezogene Diagnose von Schülerleistung und inhaltliche Erklärungsansätze zur Differenz zwischen praktischer und schriftlicher Leistung. Weiterführend konnten über quantifizierende inhaltsanalytische Techniken drei Typen von Handlungsverläufen im Erkenntnisprozess identifiziert werden. Der Einsatz von Experimentieraufgaben nach dem hier entwickelten Aufgabendesign bildet auf der Ebene der formativen und summativen Diagnose eine Ergänzung zu den traditionellen schriftlichen Aufgaben.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Das Experiment nimmt eine bedeutende Rolle im naturwissenschaftlichen Unterricht ein, mit der vielschichtige Anforderungen einhergehen. Diesen Anforderungen vermag das Experiment in der unterrichtlichen Praxis insbesondere hinsichtlich der präexperimentellen Phasen jedoch nur unzureichend gerecht zu werden.
Offene Arbeitsformen ermöglichen es Lernenden, eigenen Lernwegen und Lösungsansätzen nachzugehen. Eine methodische Öffnung des Experimentierprozesses bietet Lernenden die Möglichkeit, von eigenen Fragen und Ideen ausgehend Experimente zur Überprüfung eigener Hypothesen zu planen, durchzuführen und auszuwerten.
Im Rahmen des Projekts wurde eine Schülerlaboreinheit entwickelt, die es Schülerinnen und Schülern ermöglicht, zu einem curricular innovativen Thema möglichst offen zu experimentieren. Ausgehend von drei Problemstellungen zur Stoffklasse der Cyclodextrine und deren Wirt-Gast-Chemie experimentieren Lernende der EF und Q1 eigenständig. Dabei dient ein Experimentierzyklus als strukturierende Unterstützung. Zudem erhalten die Kleingruppen von Lernenden Tipps durch ihre Betreuungspersonen. Eine intensive Begleitung ermöglicht es den Betreuenden, individuell und situativ prozessbezogene, laborpraktische und inhaltsbezogene Tipps sowie Tipps zur Dokumentation zu geben.
In der vorliegenden Arbeit wird gemäß Design-Based Research die schrittweise Entwicklung und Erprobung des Schülerlaborangebots dargestellt. Auf Basis der Analyse der Umsetzung und konkreten Ausgestaltung der Experimentiersituationen lassen sich die offenen Experimentiersituationen im Schülerlabor charakterisieren. Ausgehend davon werden Folgerungen zur Realisierung geöffneter Experimentiersituationen in anderen Kontexten abgeleitet.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Kann Physikunterricht „sinnvoll“ sein? Nur wenn Schüler wissen, warum es „Sinn“ hat, etwas zu lernen, können allgemeine Lerngegenstände und individuelle Lernprozesse ein gelingendes Ganzes ergeben. Andreas Gedaschkos Untersuchung zur Wahrnehmung, Konstruktion und Verarbeitung des offenen Experimentierens durch SchülerInnen eines Hamburger Gymnasiums zeigt am Beispiel einer Unterrichtseinheit zum Winkelheber auf, wie offenes Experimentieren im Physikunterricht dazu beitragen kann, „Sinn“ zu konstruieren.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Der typische Physikunterricht in der Sekundarstufe I ist stark durch die Lehrkraft vorstrukturiert, den Schülerinnen und Schülern werden kaum Möglichkeiten gegeben selbständig Experimente zu planen oder eigene Fragestellungen zu verfolgen. Eine Öffnung des Unterrichts könnte hier Abhilfe schaffen, doch die bisherigen Ergebnisse dazu sind sehr uneinheitlich und lassen sich aufgrund sehr unterschiedlicher Studiendesigns nur schwer miteinander vergleichen. Gleichzeitig hat auch der Einzug Neuer Medien im Physikunterricht bisher kaum stattgefunden. Es werden nur selten Simulationen im Bereich des Experimentierens verwendet. Dabei konnte bereits in mehreren Studien gezeigt werden, dass Simulationen genauso effektiv sind wie das reale Experiment. Im Rahmen dieser Studie wurden die Einflüsse zweier unterschiedlicher Öffnungsgrade auf Leistung und Motivation der Schülerinnen und Schüler untersucht. Gleichzeitig wurden die Auswirkungen von realem und virtuellem Experimentiermaterial innerhalb der unterschiedlichen Öffnungsgrade betrachtet. Die Ergebnisse ergaben zwar keine signifikanten Unterschiede im Lernerfolg, dafür kristallisierten sich deutliche Vorteile der Offenheit aus. So spielte beispielsweise die bisherige Leistung im Fach beim höheren Öffnungsgrad kaum eine Rolle. Weiterhin beeinflusste das verwendete Experimentiermaterial den Lernerfolg unterschiedlich, und zwar in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad. Im Bereich der Motivation zeigten sich teilweise unerwartete aber auch interessante Ergebnisse.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Naturwissenschaftliche Grundbildung im Sinne der Scientific Literacy umfasst das Erlernen inhaltlicher Konzepte sowie naturwissenschaftlicher Denk-, Arbeitsu- und Handlungsweisen. Auch in der Sachunterrichtsdidaktik werden entsprechende Ziele formuliert. Fachdidaktische und entwicklungspsychologische Forschungsergebnisse zeigen, dass Grundschulkinder systematische Strategien der Hypothesenprüfung (Variablenisolation und -kontrolle) erlernen können. Dabei scheint die Unterstützungsmaßnahme des Modeling besonders geeignet.
In einem Prä-Post-Follow-up-Design mit Baseline wurden unter Kontrolle der Lernvoraussetzungen die Auswirkungen einer Förderung des Verständnisses der Variablenkontrolle im Kontext Magnetismus durch Modeling im Vergleich zu einem am Offenen Experimentieren orientierten Lernsetting auf (1) eigenständiges Bewerten und Entwickeln von Experimenten, (2) Transferfähigkeit, (3) Entwicklung, Durchführung und Bewertung eigener Experimente, (4) Qualität bzgl. des erreichten Niveaus der Experimente und (5) motivationale Schülermerkmale geprüft. Zur differenzierten Erfassung kamen ein Paper-Pencil-Test und ein videographiertes Interview zum Einsatz.
Es konnte gezeigt werden, dass (1) beide Gruppen von der Intervention profitierten, die Daten einer Baseline jedoch auf einen Testwiederholungseffekt hindeuteten. Einflüsse der Intervention auf die anderen Bereiche konnten nachgewiesen werden. Eine Förderung durch Modeling wirkte sich auf alle vier genannten Bereiche (2)-(5) positiv aus.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Kann Physikunterricht „sinnvoll“ sein? Nur wenn Schüler wissen, warum es „Sinn“ hat, etwas zu lernen, können allgemeine Lerngegenstände und individuelle Lernprozesse ein gelingendes Ganzes ergeben. Andreas Gedaschkos Untersuchung zur Wahrnehmung, Konstruktion und Verarbeitung des offenen Experimentierens durch SchülerInnen eines Hamburger Gymnasiums zeigt am Beispiel einer Unterrichtseinheit zum Winkelheber auf, wie offenes Experimentieren im Physikunterricht dazu beitragen kann, „Sinn“ zu konstruieren.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Bei der Vermittlung, Beurteilung und Förderung von Kompetenzen der Erkenntnisgewinnung kommt der selbständigen Durchführung von naturwissenschaftlichen Untersuchungen eine besondere Rolle zu. Lernstand und Lernerfolg in diesem Kompetenzbereich werden jedoch in Leistungstests, Vergleichs- und Klassenarbeiten vorrangig über schriftliche Aufgaben erhoben. Der Frage, welchen Beitrag ein anwendungsbezogenes Aufgabendesign für die Diagnose von wissenschaftsmethodischen Kompetenzen leistet, soll in der vorliegenden Studie nachgegangen werden. Das zentrale Forschungsziel beinhaltet die Identifikation und Beschreibung von jenen praktischen Fähigkeiten, die zur Durchführung eines Experimentes benötigt werden. Zu diesem Zweck wurden beim Experimentieren von Schülergruppen des 7. und 9. Jahrganges die Handlungen im Einzelnen und Handlungsprozesse im Ganzen audiovisuell dokumentiert. Im Rahmen einer inhaltsanalytischen Auswertung konnte ein Beurteilungsinstrument zum Experimentierprozess generiert und hinsichtlich der Zuverlässigkeit überprüft werden. Es bietet Bezugspunkte für eine handlungsbezogene Diagnose von Schülerleistung und inhaltliche Erklärungsansätze zur Differenz zwischen praktischer und schriftlicher Leistung. Weiterführend konnten über quantifizierende inhaltsanalytische Techniken drei Typen von Handlungsverläufen im Erkenntnisprozess identifiziert werden. Der Einsatz von Experimentieraufgaben nach dem hier entwickelten Aufgabendesign bildet auf der Ebene der formativen und summativen Diagnose eine Ergänzung zu den traditionellen schriftlichen Aufgaben.
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