In der vorliegenden Arbeit wurde die Lernwirksamkeit der Öffnungsgrade forschenden Lernens mit zusätzlicher Unterstützung durch lernbegleitende Rückmeldungen zur Förderung der Variablenkontrollstrategie beim Planen von Experimenten untersucht. Hierzu wurden Interventionen zum Thema Metalle für das Fach Chemie in der 8. Jahrgangsstufe an Gymnasien entwickelt.
In einer ersten Studie (N ,= ,234) wurden die Lernwirksamkeit lernbegleitender Rückmeldeformen beim geführten forschenden Lernen sowie die vermittelnde Funktion der wahrgenommenen Unterstützung analysiert. Dazu wurden die lösungsprozessbezogene Rückmeldung, die lernstandbezogene Rückmeldung und die Selbsteinschätzung als Rückmeldung kontrastiert.
In einer zweiten Studie (ph{N ,= ,333) wurden die Lernwirksamkeit der Öffnungsgrade forschenden Lernens mit lösungsprozessbezogenen Rückmeldungen sowie die vermittelnde Funktion des wahrgenommenen Cognitive Load und der wahrgenommenen Unterstützung untersucht. Es wurden das geführte, das stärker geöffnete und das offene forschende Lernen kontrastiert.
Im Hinblick auf die Variablenkontrollstrategie beim Planen von Experimenten zeigen die Ergebnisse die höchste Lernwirksamkeit für das geführte forschende Lernen mit zusätzlicher Unterstützung durch lösungsprozessbezogene Rückmeldungen.
Aktualisiert: 2023-05-15
> findR *
Die Förderung experimenteller Kompetenzen stellt ein zentrales Bildungsziel des naturwissenschaftlichen Unterrichts dar. Die Plattform FLexKom (Fördern und Lernen experimenteller Kompetenzen) soll Lehrenden in der Schulpraxis hierzu Unterstützungsangebote geben. Dafür wurden Module so entwickelt, dass sie eine spezifische Förderung konkreter experimenteller Teilkompetenzen (z. B. Variablenkontrollstrategie (VKS) anwenden) ermöglichen. Die Module können in unterschiedlicher Weise eingesetzt werden, z. B. in Kombination mehrerer Module zu einem Lernzirkel. Zwei beispielhafte Lernzirkel wurden in der Studie untersucht. Einer rückt verschiedene Teilkompetenzen in den Vordergrund, wobei sich alle Module im selben physikalischen Inhaltsfeld bewegen. Der zweite dient der Förderung einer Teilkompetenz (hier der VKS) in mehreren Inhaltsfeldern. Unter Nutzung des Design-Based Research Ansatzes wurde mit 15 Schulklassen (Klasse 7--9) die Wirksamkeit der entwickelten Lernzirkel untersucht.
Vom Prä- zum Post-Test wurde für explizit geförderte Teilkompetenzen ein signifikanter Lernzuwachs mit großer Effektstärke beobachtet. Für nicht explizit geförderte Teilkompetenzen zeigten sich keine oder nur geringe Verbesserungen. Für die VKS konnten deutliche Steigerungen auch bei als schwierig angesehenen Teilfähigkeiten nachgewiesen werden. Im Vergleich wurde ein Erwerb experimenteller Kompetenzen bei leistungsstärkeren und leistungsschwächeren Lernenden gleichermaßen festgestellt.
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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In der Debatte um Bildungsziele nimmt in der Naturwissenschaftsdidaktik die Vermittlung eines Verständnisses von Nature of Science und experimenteller Kompetenzen einen hohen Stellenwert ein. Dies spiegelt sich allerdings nur unzureichend in der Schwerpunktsetzung vieler Curricula wider.
Mithilfe eines Schüler*innen-Labors, das am Fachbereich Physik der TU Darmstadt explizit dazu konzipiert wurde, Nature of Science und experimentelle Kompetenzen zu adressieren, wird in der vorliegenden Arbeit untersucht, inwiefern diese Vorstellungen und Kompetenzen durch den einmaligen Besuch eines solchen außerschulischen Lernortes verbessert werden können und inwiefern sich dieser Effekt ggf. vom Einfluss des Regelunterrichts abhebt.
Dazu wurden die Vorstellungen und Kompetenzen von etwa 150 Schüler*innen der Sekundarstufe I in einer Kontrollgruppe, die lediglich den Regelunterricht erfahren hat, zu Beginn und am Ende eines Schuljahres erfasst. Bei der Interventionsgruppe, bestehend aus etwa 100 Schüler*innen, kommen zusätzlich zu diesen beiden Messzeitpunkten zwei weitere, kurz vor und nach dem Besuch des Schüler*innen-Labors, hinzu. Dabei zeigt sich zum einen, dass die erfassten Facetten von Nature of Science und experimenteller Kompetenzen im Regelunterricht kaum gefördert werden. Zum anderen scheinen Schüler*innen-Labore das Potential zu besitzen, diese überfachlichen Denk- und Arbeitsweisen nachhaltig positiv zu beeinflussen.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Die Förderung experimenteller Kompetenzen stellt ein zentrales Bildungsziel des naturwissenschaftlichen Unterrichts dar. Die Plattform FLexKom (Fördern und Lernen experimenteller Kompetenzen) soll Lehrenden in der Schulpraxis hierzu Unterstützungsangebote geben. Dafür wurden Module so entwickelt, dass sie eine spezifische Förderung konkreter experimenteller Teilkompetenzen (z. B. Variablenkontrollstrategie (VKS) anwenden) ermöglichen. Die Module können in unterschiedlicher Weise eingesetzt werden, z. B. in Kombination mehrerer Module zu einem Lernzirkel. Zwei beispielhafte Lernzirkel wurden in der Studie untersucht. Einer rückt verschiedene Teilkompetenzen in den Vordergrund, wobei sich alle Module im selben physikalischen Inhaltsfeld bewegen. Der zweite dient der Förderung einer Teilkompetenz (hier der VKS) in mehreren Inhaltsfeldern. Unter Nutzung des Design-Based Research Ansatzes wurde mit 15 Schulklassen (Klasse 7--9) die Wirksamkeit der entwickelten Lernzirkel untersucht.
Vom Prä- zum Post-Test wurde für explizit geförderte Teilkompetenzen ein signifikanter Lernzuwachs mit großer Effektstärke beobachtet. Für nicht explizit geförderte Teilkompetenzen zeigten sich keine oder nur geringe Verbesserungen. Für die VKS konnten deutliche Steigerungen auch bei als schwierig angesehenen Teilfähigkeiten nachgewiesen werden. Im Vergleich wurde ein Erwerb experimenteller Kompetenzen bei leistungsstärkeren und leistungsschwächeren Lernenden gleichermaßen festgestellt.
Aktualisiert: 2023-04-17
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In der Debatte um Bildungsziele nimmt in der Naturwissenschaftsdidaktik die Vermittlung eines Verständnisses von Nature of Science und experimenteller Kompetenzen einen hohen Stellenwert ein. Dies spiegelt sich allerdings nur unzureichend in der Schwerpunktsetzung vieler Curricula wider.
Mithilfe eines Schüler*innen-Labors, das am Fachbereich Physik der TU Darmstadt explizit dazu konzipiert wurde, Nature of Science und experimentelle Kompetenzen zu adressieren, wird in der vorliegenden Arbeit untersucht, inwiefern diese Vorstellungen und Kompetenzen durch den einmaligen Besuch eines solchen außerschulischen Lernortes verbessert werden können und inwiefern sich dieser Effekt ggf. vom Einfluss des Regelunterrichts abhebt.
Dazu wurden die Vorstellungen und Kompetenzen von etwa 150 Schüler*innen der Sekundarstufe I in einer Kontrollgruppe, die lediglich den Regelunterricht erfahren hat, zu Beginn und am Ende eines Schuljahres erfasst. Bei der Interventionsgruppe, bestehend aus etwa 100 Schüler*innen, kommen zusätzlich zu diesen beiden Messzeitpunkten zwei weitere, kurz vor und nach dem Besuch des Schüler*innen-Labors, hinzu. Dabei zeigt sich zum einen, dass die erfassten Facetten von Nature of Science und experimenteller Kompetenzen im Regelunterricht kaum gefördert werden. Zum anderen scheinen Schüler*innen-Labore das Potential zu besitzen, diese überfachlichen Denk- und Arbeitsweisen nachhaltig positiv zu beeinflussen.
Aktualisiert: 2023-04-17
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In der vorliegenden Arbeit wurde die Lernwirksamkeit der Öffnungsgrade forschenden Lernens mit zusätzlicher Unterstützung durch lernbegleitende Rückmeldungen zur Förderung der Variablenkontrollstrategie beim Planen von Experimenten untersucht. Hierzu wurden Interventionen zum Thema Metalle für das Fach Chemie in der 8. Jahrgangsstufe an Gymnasien entwickelt.
In einer ersten Studie (N ,= ,234) wurden die Lernwirksamkeit lernbegleitender Rückmeldeformen beim geführten forschenden Lernen sowie die vermittelnde Funktion der wahrgenommenen Unterstützung analysiert. Dazu wurden die lösungsprozessbezogene Rückmeldung, die lernstandbezogene Rückmeldung und die Selbsteinschätzung als Rückmeldung kontrastiert.
In einer zweiten Studie (ph{N ,= ,333) wurden die Lernwirksamkeit der Öffnungsgrade forschenden Lernens mit lösungsprozessbezogenen Rückmeldungen sowie die vermittelnde Funktion des wahrgenommenen Cognitive Load und der wahrgenommenen Unterstützung untersucht. Es wurden das geführte, das stärker geöffnete und das offene forschende Lernen kontrastiert.
Im Hinblick auf die Variablenkontrollstrategie beim Planen von Experimenten zeigen die Ergebnisse die höchste Lernwirksamkeit für das geführte forschende Lernen mit zusätzlicher Unterstützung durch lösungsprozessbezogene Rückmeldungen.
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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