Module und Lernzirkel der Plattform FLexKom zur Förderung experimenteller Kompetenzen in der Schulpraxis. Verlauf und Ergebnisse einer Design-Based Research Studie
Simon Goertz
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Simon Goertz, Module und Lernzirkel der Plattform FLexKom zur Förderung experimenteller Kompetenzen in der Schulpraxis. Verlauf und Ergebnisse einer Design-Based Research Studie (2022), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832584405
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Descripción / Abstract
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.
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.
Índice
- BEGINN
- 1 Einleitung
- I Theoretische Grundlagen
- 2 Allgemeine lerntheoretische Grundlagen
- 2.1 Konstruktivismus
- 2.2 Lehr-Lern-Prozesse in Bezug auf einen Conceptual Change
- 3 Experimentieren im Physikunterricht
- 3.1 Einordnung des Begriffs experimentelle Kompetenz
- 3.2 Kompetenzmodelle zu experimentellen Kompetenzen
- 3.3 Allgemeine Einordnung in ausgewählte Lehrpläne
- 3.4 Experimente im Physikunterricht
- 3.5 Empirische Befunde zum Experimentieren aus der Perspektive der Lernenden
- 3.6 Empirische Befunde zum Experimentieren aus der Lehrendenperspektive
- 4 Grundlagen der schulpraktischen Umsetzung
- 4.1 Strukturen im Unterrichtsablauf
- 4.2 Lernzirkel als unterrichtsdidaktische Methode
- 4.3 Design-Based Research
- 5 Die Plattform FLexKom
- 5.1 Das FLexKom-Kompetenzmodell
- 5.2 Konzept der Plattform
- 5.3 Lernzirkel der Plattform FLexKom
- 5.4 Evaluation des Konzepts der Plattform in der Entwicklungsphase
- 6 Zusammenfassung Teil I
- II Entwicklung von Modulen und Lernzirkeln zur Förderung experimenteller Kompetenzen
- 7 Didaktische Vorüberlegungen zur Entwicklung von Modulen
- 7.1 Identifikation von Lernzielen
- 7.2 Erfassung relevanter Schülervorstellungen
- 7.3 Gamification
- 7.4 Nutzung digitaler Medien
- 7.5 Gestaltung der Arbeitsblätter
- 7.6 Gestaltung der Lehrerhandreichungen
- 8 Überblick über entwickelte FLexKom-Module
- 9 Modulbeispiel Messen, Messen, Multimeter
- 9.1 Erfassung von Schülervorstellungen zum Einbau von Multimetern
- 9.2 Lernziele und Einordnung in Kernlehrpläne
- 9.3 Entwicklung des Moduls
- 10 Modulbeispiel Widerstand zwecklos
- 10.1 Lernziele und Einordnung in Kernlehrpläne
- 10.2 Entwicklung des Moduls
- 11 Kurzbeschreibung weiterer ausgewählter Module
- 11.1 Modul Qual der Wahl
- 11.2 Modul Schaltung steck dich
- 11.3 Module in der Einsatzform FLexcape Game
- 12 Einsatz von Modulen in Lernzirkeln
- 12.1 FLexKom Typ-A Lernzirkel
- 12.2 FLexKom Typ-B Lernzirkel
- 13 Zusammenfassung Teil II
- III Evaluation des Konzepts der Plattform und der beiden ausgewählten Lernzirkel
- 14 Forschungsfragen und Hypothesen
- 15 Design der Studie
- 15.1 Konzeption und Ablauf der Studie
- 15.2 Aufbau der Intervention
- 16 Entwicklung und Adaptierung von Testinstrumenten
- 16.1 Messung experimenteller Kompetenzen
- 16.2 MeK-LSA - Simulationstest
- 16.3 Items zur Variablenkontrollstrategie
- 16.4 Passung der Testinstrumente zur Intervention
- 16.5 Ergänzende Fragebögen in der Pilotierungsphase
- 16.6 Ergänzende Fragebögen in der Hauptstudie
- 16.7 Erhebung der Lehrendenperspektive
- 17 Auswertungsmethoden
- 17.1 Methoden zum Umgang mit fehlenden Daten
- 17.2 Statistische Kenngrößen
- 17.3 Faktorenanalysen und Strukturgleichungsmodelle
- 17.4 Varianzanalysen
- 17.5 Interviewanalyse
- 18 Pilotierung des Typ-A Lernzirkels und der ersten Testinstrumente
- 18.1 Beschreibung der Stichprobe
- 18.2 Ergebnisse der Pilotierung
- 18.3 Diskussion der Ergebnisse
- 19 Pilotierung des Typ-B Lernzirkels
- 19.1 Beschreibung der Stichprobe
- 19.2 Ergebnisse der Pilotierung
- 19.3 Diskussion der Ergebnisse
- 20 Hauptstudie zur Evaluation des Typ-A und Typ-B Lernzirkels
- 20.1 Beschreibung der Stichprobe der Schülerinnen und Schüler
- 20.2 Lehrendenbefragung zu den Voraussetzungen in den Klassen
- 20.3 Auswertung zu den Testinstrumenten
- 20.4 Wahrnehmung der Modulinhalte durch die Schülerinnen und Schüler und weitere Wirkungen der Lernzirkel
- 20.5 Diskussion der Ergebnisse im Hinblick auf die Forschungsfragen
- 21 Evaluation des Konzepts der Plattform
- 21.1 Befragung der Lehrkräfte im Rahmen der Studie
- 21.2 Zentrale Ergebnisse zu den Forschungsfragen
- 22 Zusammenfassende Bewertung des Studienprojektes
- 22.1 Zentrale Erkenntnisse des Studienprojektes
- 22.2 Kritische Reflexion der Studie
- 22.3 Weiterentwicklung und Ausblick
- 23 Zusammenfassung Teil III
- 24 Zusammenfassung des gesamten Studienprojekts
- Literaturverzeichnis
- A Anhang
- B Eidesstattliche Erklärung