Kumulatives Lehren und Lernen im Lehramtsstudium Physik. Theorie und Evaluation eines Lehrkonzepts
Tilmann Steinmetz
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Tilmann Steinmetz, Kumulatives Lehren und Lernen im Lehramtsstudium Physik. Theorie und Evaluation eines Lehrkonzepts (2021), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832585174
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Beschreibung / Abstract
Physikalische Fachveranstaltungen bereiten Lehramtsstudierende nicht immer gezielt auf die spezifischen Anforderungen des Schulunterrichts vor. Deshalb wurde im hier vorgestellten Forschungsprojekt ein Lehrkonzept entwickelt, das professionsorientiertes Physiklernen unterstützen soll. Gemäß den Merkmalen des kumulativen Lernens werden schulrelevante Grundkonzepte (z. ,B. das Kraftkonzept) wiederholt aufgegriffen, während die konkreten Inhalte an Komplexität zunehmen. Das Lehrkonzept wurde als Intervention in zwei Vorlesungen zu den Themenfeldern Mechanik und Elektrodynamik sowie einem physikalischen Praktikum umgesetzt; N ,= ,22 Studierende (Haupt- und Realschullehramt Physik) nahmen teil.
Die Wirksamkeit der Intervention wurde mit einer Mixed-Methods Studie evaluiert. Eine Teilstudie mit quasi-experimentellem Design untersuchte den Fachwissenszuwachs. Eine zweite Teilstudie untersuchte mit qualitativen Interviews den von den Studierenden gewählten Lernzugang, d. ,h. ob sie eher oberflächlich auswendig lernen oder ein tiefes Verständnis anstreben. Die Ergebnisse zeigen, dass der schulnahe Fachwissenserwerb bei der Interventionsgruppe größer ist als bei der Kontrollgruppe (N ,= ,665 Lehramtsstudierende von verschiedenen Hochschulstandorten). Zudem konnte belegt werden, dass die Art des Lernzugangs mit der Höhe des Fachwissenserwerbs korreliert. Somit erweist sich das Lehrkonzept als wirksamer Ansatz für professionsorientiertes Physiklernen, sofern es gelingt bei den Studierenden einen vertieften Lernzugang zu induzieren.
Die Wirksamkeit der Intervention wurde mit einer Mixed-Methods Studie evaluiert. Eine Teilstudie mit quasi-experimentellem Design untersuchte den Fachwissenszuwachs. Eine zweite Teilstudie untersuchte mit qualitativen Interviews den von den Studierenden gewählten Lernzugang, d. ,h. ob sie eher oberflächlich auswendig lernen oder ein tiefes Verständnis anstreben. Die Ergebnisse zeigen, dass der schulnahe Fachwissenserwerb bei der Interventionsgruppe größer ist als bei der Kontrollgruppe (N ,= ,665 Lehramtsstudierende von verschiedenen Hochschulstandorten). Zudem konnte belegt werden, dass die Art des Lernzugangs mit der Höhe des Fachwissenserwerbs korreliert. Somit erweist sich das Lehrkonzept als wirksamer Ansatz für professionsorientiertes Physiklernen, sofern es gelingt bei den Studierenden einen vertieften Lernzugang zu induzieren.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung: kumulatives Lernen als Ansatz für ein professionsorientiertes fachliches Lehramtsstudium
- 2 Ebenen der Wirksamkeitsforschung in der Lehramtsausbildung
- 3 Professionswissen von Physiklehrkräften
- 3.1 Facetten des Professionswissens von Physiklehrkräften als Voraussetzung für Kompetenz
- 3.2 Pädagogisch-Psychologisches Wissen
- 3.3 Fachdidaktisches Wissen
- 3.4 Physikalisches Fachwissen
- 4 Physikalischer Fachwissenserwerb im Lehramtsstudium
- 5 Relevanzwahrnehmung von Lehramtsstudierenden im Studium
- 6 Merkmale der naturwissenschaftlichen Lehramtsausbildung
- 7 Begründung für die Entwicklung eines kumulativen Lehr- und Lernmodells
- 7.1 Der kumulative Lehransatz für eine fachlich professionsorientierte Lehramtsausbildung
- 7.2 Bisherige kumulative Lehransätze
- 8 Psychologische Grundlagen zum kumulativen Lernen
- 8.1 Zum Wissensbegriff
- 8.2 Annäherung an den Begriff des kumulativen Lernens
- 8.3 Lernsequenzen nach Gagné
- 8.4 Meaningful learning nach Ausubel
- 8.5 Generatives Lernen nach Wittrock
- 8.6 Kumulatives Lernen nach Lee
- 8.7 Synthese der lernpsychologischen Lernmodelle
- 9 Das Modell Kumulatives Lehren und Lernen im Lehramtsstudium Physik
- 9.1 Wiederholtes Aufgreifen von physikalischen Grundkonzepten
- 9.2 Berücksichtigung von Alltagsvorstellungen
- 9.3 Kontinuierliches und variantenreiches Üben
- 10 Evaluationsdesign
- 10.1 Evaluationsgegenstand und Ablauf der Intervention
- 10.2 Interventionsziele
- 10.3 Voruntersuchungen zum Fachwissenserwerb führen zu einer Weiterentwicklung des Evaluationsdesigns
- 10.4 Evaluationskriterien
- 10.5 Design der Evaluationsstudie: Drei Teilstudien
- 11 Stichproben
- 12 Deskriptive Daten zu den Lehrveranstaltungen
- 13 Dokumentation der Mechanikvorlesung
- 13.1 Methode der Dokumentation
- 13.2 Oberflächenstruktur der Mechanikvorlesung
- 13.3 Umsetzung der kumulativen Prinzipien in der Mechanikvorlesung
- 13.4 Ein exemplarisches Beispiel einer Mechanikvorlesung
- 14 Dokumentation des physikalischen Praktikums Schulorientiertes Experimentieren
- 15 Dokumentation der Elektrodynamikvorlesung
- 16 Erste Teilstudie: Vergleichsstudie zum physikalischen Fachwissenserwerb
- 16.1 Ablauf der Vergleichsstudie und Stichproben
- 16.2 Das Testinstrument von ProfileP+
- 16.3 Ergebnisse der Vergleichsstudie
- 16.4 Zusammenfassung der Ergebnisse der Vergleichsstudie
- 16.5 Diskussion der Ergebnisse der Vergleichsstudie
- 17 Zweite Teilstudie: Fallstudien zum Kraftkonzept
- 17.1 Ablauf der zweiten Teilstudie und Stichproben
- 17.2 Beschreibung des Testinstruments
- 17.3 Entwicklung des Kategoriensystems und Beispielkodierung
- 17.4 Ergebnisse der zweiten Teilstudie
- 17.5 Diskussion der Ergebnisse der Kraftkonzeptstudie
- 18 Dritte Teilstudiestudie: Interviewstudie zum Lernzugang und zur Relevanzwahrnehmung
- 18.1 Theoretischer Rahmen und Stand der Forschung zum Lernzugang und Lernkonzept
- 18.2 Design und Stichproben der dritten Teilstudie
- 18.3 Erhebungsmethode
- 18.4 Auswertungsmethode
- 18.5 Entwicklung des Kategoriensystems Lernzugang
- 18.6 Ergebnis der Kodierung „Lernzugang“
- 18.7 Entwicklung des Kategoriensystems „Lernkonzept“
- 18.8 Ergebnis der Kodierung „Lernkonzept“
- 18.9 Entwicklung des Kategoriensystems „Relevanzwahrnehmung“
- 18.10 Ergebnis der Kodierung „Relevanzwahrnehmung“
- 18.11 Synthese der Interviewstudie
- 18.12 Fallanalysen zum Zusammenhang von Lernzugang, Lernkonzept und Relevanzwahrnehmung
- 18.13 Explorative Fallstudien aus den Vergleichsstichproben
- 18.14 Zusammenfassung und Diskussion zur Interviewstudie
- 19 Between-Methods-Triangulation: Zusammenhang zwischen Fachwissenserwerb und Lerntyp
- 19.1 Bildung von Extremgruppen zum Fachwissen
- 19.2 Zusammenhang zwischen Fachwissenserwerb und Lerntyp
- 20 Gütekriterien und Grenzen der Evaluation
- 20.1 Grenzen der Evaluation aufgrund kleiner Stichprobengrößen
- 20.2 Testgütekriterien des Instruments der ersten Teilstudie
- 20.3 Testgütekriterien des Instruments der zweiten Teilstudie
- 20.4 Gütekriterien der Interviewstudie
- 21 Zusammenfassung und Diskussion der Evaluationsergebnisse
- 22 Bewertung der Evaluationsergebnisse
- 22.1 Empfehlungen für eine mögliche Fortführung der kumulativen Lehrprinzipien
- 22.2 Weiterführende Überlegungen
- 22.3 Schlussbemerkung
- A Dokumentation der Veranstaltungen
- A.1 Dokumentation des zeitlichen Ablaufs der Mechanikvorlesung
- A.2 Inhaltliche Dokumentation der Mechanikvorlesung
- A.3 Anleitungen zu den Experimenten der Veranstaltung „Schulorientiertes Experimentieren“
- B Daten zur ersten Teilstudie (Vergleichsstudie)
- B.1 Verteilungen der Testleistungen
- B.2 Prüfung der Normalverteilung
- B.3 Nicht-parametrische Tests
- B.4 Daten zur Time on Task bei verschiedenen Hochschulstandorten
- C Zweite Teilstudie
- C.1 Testinstrument der Kraftkonzeptstudie
- C.2 Kodierleitfaden zum Testinstrument
- C.3 Kodierungen der Rohdaten aus der zweiten Teilstudie
- C.4 Rohdaten
- D Daten-Triangulation der ersten beiden Teilstudien
- E Dritte Teilstudie (Interviewstudie)
- E.1 Leitfaden
- E.2 Transkriptionsregeln
- E.3 Kodierleitfaden
- E.4 Interviewtranskripte
- E.5 Kodierungen
- F Fragebogen zur Erhebung demografischer Daten
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Literatur