Auswirkungen unterschiedlicher experimenteller Repräsentationen auf den Kenntnisstand bei Grundschulkindern
Wolfgang Becker
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Wolfgang Becker, Auswirkungen unterschiedlicher experimenteller Repräsentationen auf den Kenntnisstand bei Grundschulkindern (2021), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832586003
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Beschreibung / Abstract
Der Sachunterricht versteht sich als propädeutisches Unterrichtsfach, das eine naturwissenschaftliche Grundbildung ermöglicht und fördert, sowie ein Grundverständnis für mathematisch-naturwissenschaftliche Zusammenhänge anbahnt. Das Experimentieren im Sachunterricht nimmt dabei eine bedeutende Stellung ein, die so weit fortgeschritten ist, dass sich darüber eigene Forschungsschwerpunkte -- Laborieren, Explorieren und Experimentieren -- herausgebildet haben.
Die vorliegende Arbeit untersucht die Frage, welche Repräsentationsform innerhalb des Forschungsfeldes Experimentieren eine hohe Wirksamkeit auf den Lernzuwachs ausübt. Hierbei wurde das Themenfeld elektrischer Strom und Glühlampe als Lerninhalt in visueller, virtueller und manueller Repräsentationsform des Experimentierens in randomisierten Lerngruppen bearbeitet. Die Inhalte waren dabei kongruent, so dass ein identischer Leistungstest in einem Pre-Post-Design eine Aussage über den Wissenszuwachs ermöglicht hat. Die Auswertung des Testinstrumentariums erfolgte über T-Tests und Varianzanalysen mit Messwiederholung.
Es konnte gezeigt werden, dass das manuelle Experimentieren den höchsten Lernzuwachs bewirkte. Dabei hatten Faktoren wie das Geschlecht und das selbsteingeschätzte Vorwissen zum Themenkomplex elektrischer Strom und Glühlampe der Kinder keinen signifikanten Effekt. Einzig das generelle Leistungsvermögen der Schülerinnen und Schüler an sich, welches durch die Zeugnisnoten in Deutsch und Mathematik erhoben wurde, spiegelt sich in den Testergebnissen wider.
Die vorliegende Arbeit untersucht die Frage, welche Repräsentationsform innerhalb des Forschungsfeldes Experimentieren eine hohe Wirksamkeit auf den Lernzuwachs ausübt. Hierbei wurde das Themenfeld elektrischer Strom und Glühlampe als Lerninhalt in visueller, virtueller und manueller Repräsentationsform des Experimentierens in randomisierten Lerngruppen bearbeitet. Die Inhalte waren dabei kongruent, so dass ein identischer Leistungstest in einem Pre-Post-Design eine Aussage über den Wissenszuwachs ermöglicht hat. Die Auswertung des Testinstrumentariums erfolgte über T-Tests und Varianzanalysen mit Messwiederholung.
Es konnte gezeigt werden, dass das manuelle Experimentieren den höchsten Lernzuwachs bewirkte. Dabei hatten Faktoren wie das Geschlecht und das selbsteingeschätzte Vorwissen zum Themenkomplex elektrischer Strom und Glühlampe der Kinder keinen signifikanten Effekt. Einzig das generelle Leistungsvermögen der Schülerinnen und Schüler an sich, welches durch die Zeugnisnoten in Deutsch und Mathematik erhoben wurde, spiegelt sich in den Testergebnissen wider.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 DANK
- 2 EINLEITUNG
- 3 MOTIVATION
- 4 THEORETISCHE RAHMUNG
- 4.1 Lernen in der Primarstufe
- 4.2 Mediengebrauch in der Grundschule
- 4.3 Medienwirkung und Wirkzusammenhänge
- 4.4 Aspekte des naturwissenschaftlichen Sachunterrichts
- 4.5 Leistungsmessung in der Grundschule
- 5 FORSCHUNGSFRAGEN UND HYPOTHESEN
- 6 METHODISCHES VORGEHEN
- 6.1 Forschungsdesign
- 6.2 Darstellung der Studie
- 6.3 Pre-Post-Design
- 7 LEISTUNGSMESSUNG UND KOMPETENZMODELL
- 7.1 Leistung als latentes Konstrukt
- 7.2 Operationalisierungen zur Messung der Latenz
- 7.3 Das Kompetenzmodell als Verortung des Leistungsstandes
- 7.4 Begründung für ein dreistufiges Kompetenzmodell
- 7.5 Entwicklung und Adaption des Kompetenzmodells
- 7.6 Das adaptierte Modell
- 8 BESCHREIBUNG DER INTERVENTION
- 8.1 Virtuelle Experimentierrepräsentation (Software)
- 8.2 Visuelle Experimentierrepräsentation (Video)
- 8.3 Manuelle Experimentierrepräsentation (Konkretes Experimentiermaterial)
- 8.4 Variablen im Untersuchungsdesign
- 9 ENTWICKLUNG DES TESTINSTRUMENTS
- 9.1 Operationalisierungen zur Messung des Wissenszuwaches nach der Intervention
- 9.2 Entwicklung des Messwerkzeugs
- 9.3 Definition der Kompetenzstufen / Kompetenzschwellen
- 9.4 Expertenvalidierung
- 10 ANALYSE UND DARSTELLUNG DER LEHRINHALTE
- 10.1 Elektrische Glühlampe
- 10.2 Elektrische Ladung
- 10.3 Elektrischer Stromkreis
- 10.4 Transferaufgaben
- 11 BESCHREIBUNG DER STICHPROBE
- 11.1 Erhebung des Pretests
- 11.2 Auswertung des Pretests
- 12 INFORMATIONEN ZUR ERHEBUNG DES LERNGEWINNS
- 12.1 Beschreibung der Testdurchführung
- 12.2 Methodik der Auswertung
- 12.3 Voraussetzungen zur Varianzanalyse
- 12.4 Varianzanalyse mit Messwiederholung
- 12.5 Angaben zu Effektstärken
- 13 ERGEBNISSE DER EMPIRISCHEN UNTERSUCHUNG
- 13.1 Raschanalyse
- 13.2 Analysen mit Verfahren der klassischen Testtheorie
- 13.3 Festlegung der Gesamtstichprobe
- 14 ERGEBNISSE DES POST-TESTS UND TESTUNG DER HYPOTHESEN
- 14.1.1 Einfluss der Repräsentationsform
- 14.2 Einflüsse der Covariablen
- 14.3 Differenzielle Effekte aufgrund der Kombination von Einflussfaktoren
- 15 BEWERTUNG DER HYPOTHESEN
- 16 REFLEXION
- 16.1 Zusammenfassung der Ergebnisse
- 16.2 Deutungen
- 16.3 Limitationen und Ausblick
- 17 LITERATURVERZEICHNIS
- ANHANG