Michael Komorek
 
Elementarisierung und Lernprozesse im Bereich des deterministischen Chaos

Kiel: IPN, 1998. 404 S.
ISBN 3-89088-126-2
18,- €

Das Forschungsprogramm der Nichtlinearen Dynamik, das Selbstorganisation und Chaostheorie einschließt, modelliert und analysiert Ordnungen und zeitlich-räumliche Strukturbildungen in so unterschiedlichen Gebieten wie Physik, Chemie, Geowissenschaften sowie Biologie, Medizin, und Soziologie. In der Physik ist die Theorie des deterministischen Chaos der am weitesten entwickelte Ansatz, mit dem man die Komplementarität von Zufall und Notwendigkeit zu systematisieren versucht. Seitdem sich die Schule für diese neuen Denkansätze nach und nach öffnet, gibt es seit etwa 10 Jahren auch Bemühungen von fachdidaktischer Seite. Systematische empirische Untersuchungen darüber, wie Schülerinnen und Schüler die neuen Konzepte der Chaostheorie lernen können, fehlten allerdings bisher weitgehend. An dieser Stelle setzt der vorliegende Band an.
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Inhalt
 
Vorwort

1    Einführung und Übersicht über die Arbeit

2    Didaktische Rekonstruktion unter konstruktivistischer Perspektive

2.1    Zur konstruktivistischen Sicht vom Wissenserwerb
2.2    Die konstruktivistische Perspektive in der naturwissenschaftsdidaktischen Lern-Lehr-Forschung
2.3    Ein Modell der didaktischen Rekonstruktion
2.4    Zum Begriff der Elementarisierung
2.5    Analogien im Lernprozeß
3    Begriffe der Chaostheorie und ihrer Elementarisierung
3.1     Historische Entwicklungen
3.2     Grundbegriffe des deterministischen Chaos
3.2.1  Dynamische Instabilität
3.2.2  Zur Bedeutung der dynamischen Instabilität
3.2.3  Strukturale Stabilität
3.2.4  Zur Bedeutung der strukturalen Stabilität
3.2.5  Blickrichtungen der Chaosforschung
3.3     Deterministisches Chaos - Chaotischer Determinismus
3.4     Chaostheorie - ein Pradigmenwechsel?
4     Ziele des Unterrichts über Chaostheorie
4.1    Bildungsziele
4.2    Determninistisches Chaos und Ziele des Physikunterrichts
5     Vorstudien
5.1     Zum Stand der Literatur über die Vermittlung der Chaostheorie
5.2     Pilotuntersuchungen
5.2.1  Zum Aufbau und zur Physik des Magnetpendels
5.2.2  Erste Pilotuntersuchung: Vorstellungen zum Verhalten eines Magnetpendels
5.2.3  Zweite Pilotuntersuchung: Interviews über chaotische Systeme
5.2.4  Ein Unterrichtskonzept zur eingeschränkten Vorhersagbarkeit
5.3     Pilotstudien im Prozeß der didaktischen Rekonstruktion
6     Lernprozeßuntersuchung
6.1     Forschungsfragen und Hypothesengenerierung
6.2     Untersuchungsmethoden
6.3     Aufbau der Untersuchung, Beschreibung der Interviews und Fragebögen
6.4     Zur Auswertung der Interviews und Fragebögen
6.4.1  Gütekriterien
6.4.2  Auswertung des teching experiment - Kategorisierungen
7     Ergebnisse der Lernprozeßuntersuchung
7.1     Analyseverfahren
7.2     Phasen der Datenaufbereitung
7.2.1  Transskriptionsphase
7.2.2  Phase der Datenreduktion
7.3     Festlegung der Analyserichtung
7.4     Fallbeschreibung: Lehr-Lern-Prozeß mit Sabine
7.5     Vergleichende ANalyse
7.5.1  Auswerteschwerpunkt: Entwicklung von Kausalitätskriterien
7.5.3  Auswerteschwerpunkt: Entwicklung des Begriffs "labiles Gleichgewicht"
7.5.4  Auswerteschwerpunkt: Entwicklung der Begriffe "chaotisches Verhalten" und "chaotisches System"
7.5.5  Auswerteschwerpunkt: Entwicklung der Beziehung zwischen den Konstrukten "Gesetzmäßigkeit" und "Vorhersagbarkeit"
7.5.6  Ergebnise der vergleichenden Analyse
8     Diskussion und Ausblick
8.1    Von der Analyse der Sachstruktur zu empirischen Untersuchungen und zurück
8.2    Interpretation der Lernprozesse
8.3    Methodenkritik
8.4    Bedeutung der Ergebnisse im Prozeß der didaktischen Rekonstruktion
Literatur


 
 
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