Aus Fehlern wird man klug
Susanne Heinicke
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Susanne Heinicke, Aus Fehlern wird man klug (2012), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832596873
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Beschreibung / Abstract
Moderne wissenschaftliche Erkenntnis stützt sich auf Daten. Ohne den Einbezug der Belastbarkeit solcher Daten ist ihre verlässliche Interpretation allerdings nicht möglich. Die Betrachtung dieser durch die Unsicherheit der Daten gegebenen Grenzen unseres Wissens wird in der physikalischen Ausbildung anhand der konventionellen -- Fehlerrechnung -- in mathematische Rechenroutinen verpackt. Sie stellen aus Sicht der Lernenden ohne Zweifel eine der unbeliebtesten Themen der physikalischen Ausbildung dar. Im Rahmen des Modells der genetisch-didaktischen Rekonstruktion geht die vorliegende Arbeit dieser Thematik aus dreierlei Perspektiven auf den Grund: Sie untersucht erstens die Vorstellungen und Schwierigkeiten deutscher Studierender über die Thematik. Zweitens unterzieht sie die konventionelle Fehlerrechnung einer kritischen Analyse und stellt ihr mit dem ISO-Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement eine Alternative gegenüber. Die aufgezeigten fachlichen Inadäquatheiten der konventionellen Methode lassen sich drittens nur anhand der Klärung ihrer historischen Genese verstehen. Darüber hinaus zeigt die historische Klärung auf, dass die Vermittlung eine umfassendere probabilistische Betrachtung erfordert als es grundständige Vorlesungen und Praktika aktuell vorsehen. Anhand der ineinandergreifenden Ergebnisse der drei analytischen Bereiche werden Forderungen an eine optimierte Lernumgebung abgeleitet.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung und Begründung des Forschungsthemas
- 2 Clearing the ground: was heißt hier eigentlich „Fehler“?
- 2.1 FEHLER – eine Begriffssuche
- 2.2 FEHLER – der Versuch ihrer mathematischen Zähmung
- 2.3 FEHLER – ein multidisziplinäres Forschungsfeld
- 2.4 Positionierung der vorliegenden Arbeit
- 3 Methodologie und methodisches Vorgehen
- 3.1 Zentrale Aspekte der vorliegenden Studie
- 3.2 Das Modell der Didaktischen Rekonstruktion
- 3.3 Methodologische Positionierung und Adaption des Modells
- 3.4 Methodische Positionierung
- 4 Analyse der Fachperspektiven (Fachliche Klärung)
- 4.1 Konzeption und Inhalt der fachlichen Klärung
- 4.2 Begriffliche Klärung
- 4.3 Inhaltliche Klärung
- 4.4 Darstellung und kontextuelle Einbindung in der Lehrliteratur
- 4.5 Zusammenfassung der fachlichen Klärung und Fazit aus didaktischer Sicht
- 5 Historische Klärung
- 5.1 Einordnung, Stand der Forschung und Positionierung
- 5.2 Historischer Überblick
- 5.3 Die klassische griechische Naturphilosophie
- 5.4 Der Beginn der „modernen Naturwissenschaft“: Das 17. Jahrhundert
- 5.5 Der Beginn der präzisen Messung: das 18. Jahrhundert
- 5.6 Die Zähmung der Zufälligkeit: das 19. Jahrhundert
- 5.7 Die Gauss-Laplace†™sche Synthese
- 5.8 Zusammengefasste Darstellung der weiteren Entwicklung der THEORIA ERRORUM
- 5.9 Zusammenfassung der historischen Klärung und Fazit aus didaktischer Sicht
- 5.10 Kritik der Methode der historischen Klärung
- 6 Empirische Klärung der Lernendenvorstellungen
- 6.1 Hintergrund der empirischen Klärung
- 6.2 Stand der Forschung
- 6.3 Beschreibung und Begründung der Sondierungsstudie
- 6.4 Ergebnisse der Sondierungsstudie
- 6.5 Beschreibung und Begründung der Vertiefungsstudie
- 6.6 Ergebnisse der Vertiefungsstudie
- 6.7 Zusammenfassung der Ergebnisse und Fazit aus didaktischer Sicht
- 6.8 Kritik der Methoden der empirischen Klärung der Lernendenvorstellungen
- 7 Zusammenfassung der bisherigen Ergebnisse unter der Perspektive der didaktischen Strukturierung
- 7.1 Die fachlichen Inhalte
- 7.2 Die dreifache Entkopplung: informationsbezogen, kognitionsbezogen, arbeitsteilungsbezogen
- 7.3 Die abstrahierten grundlegenden Beschreibungen
- 7.4 Rahmen der Lernumgebung
- 7.5 Zusammenfassung der Forderungen für die didaktische Strukturierung
- 7.6 Kritik und Reformen des Physikalischen Praktikums
- 8 Folgerungen und Beispiele für eine Didaktische Strukturierung
- 8.1 Lernumfeld
- 8.2 Inhalt
- 8.3 Experimenteller Kontext
- 9 Zusammenfassung und Fazit
- 9.1 Überblick über die Resultate dieser Arbeit
- 9.2 Zentrale Ergebnisse dieser Arbeit
- 9.3 Vorschlag zur didaktischen Aufbereitung des Gegenstandes
- 9.4 Resümee und Ausblick