 Zeitschrift
für Didaktik der NaturwissenschaftenBiologie, Chemie, Physik - Jahrgang 7, 2001
Dietmar Höttecke Die Vorstellungen von Schülern und Schülerinnen von der "Natur der Naturwissenschaften"Artikel im pdf-Format (8,2 MB) Zusammenfassung: In diesem Artikel wird der Forschungsstand zu Schülervorstellungen über die "Natur der Naturwissenschaften" dargestellt und diskutiert. Es zeigt sich, dass die Vorstellungen über reale, naturwissenschaftliche Forschungsprozesse, ihre Akteure, Mechanismen und Bedingungen unzureichend sind. Außerdem wird der epistemologische Status naturwissen-schaftlicher Wissensbestände falsch eingeschätzt. Abstract: The aim of this article is to give a review of research on students’ conceptions of the nature of science. It will be shown that students hold insufficient conceptions of scientific practice, scientists, mechanisms and conditions of scientific research. Moreover, the epistemological status of scientific knowledge is misjudged by many students.
Fritz Kubli Narrative Aspekte im naturwissenschaftlichen Unterricht Artikel im pdf-Format (3,4 MB) Zusammenfassung: Bis vor kurzem wurde die Erzähltheorie oder Narratologie nicht oder nur am Rande zur Beurteilung und Förderung der Qualität von Unterricht herangezogen, obschon narrative Elemente in diesem eine wichtige Rolle spielen. Die Dialogtheorie des russischen Erzähltheoretikers Michail Bachtin (1895-1975) und weitere Analysen von "Geschichten" erlauben es, die Einfluss-nahme der Lehrenden auf die geistige Welt der Lernenden besser wahrzunehmen und zu umschreiben. Abstract: Until recently, narrative theory has not been used to analyse and discuss the quality of science teaching, although it has been shown that narrative elements are essential for its success. The analysis of "dialogism", a theory developed by the Russian linguist and epistemologist Mikhail Bakhtin (1895-1975), and other theories of story-telling can help to discuss and understand the roles and functions of teachers in the teaching process, and to improve science teaching.
Martina Nieswandt Von Alltagsvorstellungen zu wissenschaftlichen Konzepten: Artikel im pdf-Format (9,0 MB) Zusammenfassung: Ausgehend von Forschungen zur Rolle von Alltagsvorstellungen
im natur-wissenschaftlichen Unterricht wurden individuelle Lernprozesse
während der Aneignung von Konzepten zur Stoffumbildung im einführenden
Chemieunterricht des Gymnasiums untersucht. Diese Vorstellungen wurden
in drei verschiedenen konzeptuellen Themenbereichen "Eigenschaftsänder-ungen
der Stoffe", "Mischungen und Entmischungen der Stoffe"
und "Verbrennungen" zusammen-gefasst. Gefragt wurde, ob
sich die Alltagsvorstellungen der Lernenden zu Stoffumbildungen im
Verlauf des Chemieunterrichts im allgemeinen verändern oder ob
die Jugendlichen ihre Alltags-vorstellungen in den drei verschiedenen
konzeptuellen Themenbereichen unabhängig voneinander verändern. Abstract: The purpose of this study is to explore students’
conceptual change of their pre-instructional knowledge about changes
of substances in an introductory chemistry course. Students’
everyday conceptions about changes of substances are differentiated
into three conceptual topic areas: Properties of substances, mixing
and separating, and combustion. The research concentrates on the following
question: Does students’ scientific understanding of changes
of substances globalise or do students change their everyday conceptions
independently among the three conceptual topic areas?
Jürgen Petri und Hans Niedderer Kognitive Schichtenstrukturen nach einer UE Atomphysik (Sek II) Artikel im pdf-Format (7,3 MB) Zusammenfassung: Mehrere Lernstudien in Bereich der Naturwissenschaften
beschreiben den kognitiven Endzustand der Schüler für Konzepte
wie z.B. das Teilchenmodell der Materie, Atom-modelle oder die chemische
Bindung mit einer sogenannten kognitiven Schichtenstruktur (cognitive
layers, manifold conceptions, multiple frameworks). Die Hypothese
einer Schichtenstruktur unter-stellt, dass Schüler für eine
gegebene Problemstellung signifikant unterschiedliche "rivalisierende"
Erklärungsmuster bzw. Vorstellungen aktivieren können, ohne
dass dafür eine wesentliche Variation des Kontextes bzw. der
Situation erforderlich ist. Abstract: Several learming studies in the field of Science
Education describe the final state of students’ concepts like
e.g. the particle model of matter, the atomic model or chemical bonding
as a multilayered cognitive conceptual structure (manifold conceptions,
multiple frameworks). The hypothesis of a multilayered cognitive structure
assumes that students - e.g. when asked to explain a specific problem
- are able to activate significantly different and competeing understandings
of a single concept and that therefore no essential shift of context
is necessary.
Birgit Kalläne und Karl Schilke Hier und anderswo Artikel im pdf-Format (5,9 MB) "Allerdings ist es so, daß für viele Menschen
Heimat eine Entdeckung der Fremde ist. Solange man an seinem Ort lebt,
solange man in Übereinstimmung lebt mit den Nachbarn, mit den
Kindern, mit der Familie, wird Heimat überhaupt nicht zum Problem.
Problemhaft wird Heimat erst dann, wenn man von ihr separiert ist,
von der konkreten Heimat."
Zusammenfassung: Die Polarität zwischen "hier und anderswo" oder "Heimat und Fremde" hat sich zu einer schulischen Aufgabe entwickelt. Sie wird einleitend skizziert. Dieser Aufgabe entsprechend wird nach dem Ist-Zustand in den Lehrplänen aller Bundesländer gefragt. Hierfür werden speziell die Lehrpläne des (Heimat- und) Sachunterrichts der 3. und 4. Klasse analysiert. Dazu benötigt man Kategorien, die aus den Dokumenten gewonnen werden. In den Ergebnissen der Analyse zeigt sich zum einen, dass in allen 16 Lehrplänen der Schwerpunkt im "hier" zu finden ist. Zum anderen lassen sich drei Gruppen von Lehrplänen voneinander unterscheiden, je nachdem wie intensiv das Thema "anderswo" erarbeitet werden soll. Die Ergebnisse, das zeigt die Diskussion, sind einschlägig für künftige Material- und Lehrplanentwicklungen und für Grundschullehrkräfte. Abstract: The polarity between "here and elsewhere" or "home and abroad" has developed into a school lesson. The following gives an introductory sketch of the situation. Commensurate with this task, the current situation in the state syllabi is sought. For this purpose the syllabi for general studies in grades 3 and 4 have been analyzed. In order to do so, categories derived from the documents are necessary. The analyses show that "here" is the focal point in all 16 syllabi. "Elsewhere" can be divided into three groups of syllabi according to how intensive it is to be treated. The results, as shown in the discussion, are relevant for future development of materials and syllabi as well as for elementary school teachers.
Jens Wilbers und Reinders Duit Heuristische Analogien und Post-festum-Analogien Artikel im pdf-Format (10,4 MB) Zusammenfassung: Analogien werden gemeinhin als wirksames Mittel zur Unterstützung von Lernprozessen gesehen (Vosniadou & Ortony, 1989). Dennoch zeigen verschiedene Studien, dass Analogien immer wieder auch zu Problemen im Lernprozess führen (Glynn, Duit, & Thiele, 1996). Die Studie von der hier berichtet wird, ist Teil eines Rahmenprojektes zur didaktischen Rekonstruktion der Chaostheorie (Duit, Komorek, & Wilbers, 1997). Eine Abfolge von Lernprozessstudien mit Gymnasialschülern der Jahrgangsstufe 10 zeigen deutlich die Möglichkeiten, die durch die Nutzung von Analogien bei der Vermittlung der eingeschränkten Vorhersagbarkeit chaotischer Systeme eröffnet werden. Sie legen allerdings auch eine Reihe von Schwierigkeiten bei der Nutzung von Analogien offen. Der vorliegende Artikel nimmt Bezug auf Ergebnisse dieser Studie, die auf der Mikroanalyse analogiebasierter Lernprozesse basiert. Abstract: Analogies are commonly considered a powerful means
of enhancing conceptual change, i.e. to guide students from their
pre-instructional conceptions to science concepts (Vosniadou &
Ortony, 1989). However, many studies have shown that analogies may
also deeply mislead students’ learning processes (Glynn, Duit,
& Thiele, 1996). The study presented here is part of a larger
project on investigating students’ learning processes in the
domain of limited predictability of chaotic systems (Duit, Komorek,
& Wilbers, 1997b). Preceding studies on teaching this issue to
grade 10 students clearly exhibited the potential power of the analogies
used in the instructional module underlying our studies. They fostered
construction of understanding during instruction and reconstruction
of understanding in interviews carried out some 10 months after instruction
(Duit & Komorek, 1997). A closer examination however revealed
some pitfalls of analogy use. In a micro-analysis it became apparent
that students had severe difficulties in making use of presented analogies
in order to understand the chaotic behaviour of a magnetic pendulum.
The study presented here draws on these findings. The focus is on
investigating the micro-structure of analogical reasoning in open
inquiry settings.
Helmut Fischler Verfahren zur Erfassung von Lehrer-Vorstellungen zum Lehren und Lernen in den Naturwissenschaften Artikel im pdf-Format (7,1 MB) Zusammenfassung: Die Erfassung der Vorstellungen von Lehrern über das Lehren und Lernen in den Naturwissenschaften wird zunehmend ein wichtiger Bestandteil von fachdidaktischen Forschungsprojekten, in denen die Bedingungen des Lernens analysiert werden. Diese Entwicklung spiegelt die wieder aktualisierte Erkenntnis wider, dass Lehr- und Lernprozesse ganz erheblich von den Entscheidungen der Lehrer im Unterricht beeinflusst werden. Die Lehrervorstellungen bilden die Basis für diese Entscheidungen, daher ist ihre Kenntnis wichtig für alle Untersuchungen, in denen es um die Analyse von Lernprozessen in üblichen Unterrichtskontexten geht. Im folgenden Artikel werden forschungsmethodische Aspekte erörtert und Beispiele aus Forschungsprojekten für verschiedene Formen der Erfassung von Lehrervorstellungen wiedergegeben. Abstract: Identifying teachers’ conceptions of teaching and learning science is becoming more and more an essential part of research projects in which the conditions of learning are analysed. Teachers’ conceptions are affecting their acting in classrooms, therefore it is important to know about these conceptions when processes of teaching and learning in classroom situations are investigated. In the following article, methodological aspects and different processes for identifying teachers’ conceptions are described.
Elke Sumfleth und Thomas Kummer Lernen mit Hypertexten zur Einführung in einen Themenbereich
- Beispiel Seife Artikel im pdf-Format (12,8 MB) Zusammenfassung: Für einen effektiven Einsatz von Hypertextsystemen im Schulunterricht sind Erkenntnisse über zielgruppenabhängige Parameter, die die Eignung von Lernumgebungen bestimmen, zu berücksichtigen. Als ein entscheidender Faktor wird der Grad der Vernetztheit diskutiert. Es stellt sich die Frage, ob nicht-lineare Hypertextsysteme auch bei Lernern mit niedrigem Vorwissen den Wissensaufbau und damit den Lernerfolg unterstützen können. Auf der Suche nach einer Antwort sind für den Chemieunterricht eine lineare und eine nicht-lineare Lernumgebung identischen Inhalts zum Thema Seife entwickelt worden. Der Wissenserwerb mit Hypertextsystemen wird durch spezifische Aufgabenstellungen, ein schlüssiges Design der Lernumgebung und Kurz-Coachings unterstützt. Der Lernerfolg wird mit unterschiedlichen Testinstrumentarien (Leistungstest, Lautes Denken, Fragebögen und Own-Word-Mapping-Verfahren mit anschließendem Verknüpfungstest) erhoben. Es kann gezeigt werden, dass auch bei Lernenden mit niedrigem Vorwissen der Lernerfolg mit einer nicht-linearen Lernumgebung signifikant besser ausfallen kann als mit einer linearen Lernumgebung. Abstract: The effective use of hypertext systems at school
is influenced by target group specific parameters which determine
the appropriateness of learning environments. The degree of internal
linkage is discussed as a decisive factor. The study investigates
if non-linear hypertext systems support the construction of knowledge
and the related learning outcome of learners with a lower pre-knowledge.
Searching for an answer a linear and a non-linear learning environment
both dealing with the topic "soap" are developed for the
use in chemistry classes. The knowledge acquisition by hypertext systems
is supported by specific task settings, by a logical design of the
learning environment and by shortened coaching. The learning outcome
is assessed with different tests as there are performance tests, thinking
aloud, questionnaires, own word mapping. The results show that learners
with lower pre-knowledge profit from non-linear learning environments,
as well. The learning outcome is significantly higher than that one
achieved in linear learning environments.predictions explicitly.
Florian Sander, Horst Schecker und Hans Niedderer Wirkungen des Einsatzes grafikorientierter Modellbildung im physikalischen
Praktikum Artikel im pdf-Format (8,5 MB) Zusammenfassung: In traditionellen Laborübungen wird die theoretische Modellierung zugunsten von Mess-Handlungen vernachlässigt. In der vorliegenden Studie wird ein didaktischer Ansatz evaluiert, der die theoretische Beschreibung der untersuchten Vorgänge zum integralen Teil des Praktikums macht. Durch einen Verbund von Software-Werkzeugen zur Modellbildung (STELLA) und zur Messdatenverarbeitung sollen die Bezüge zwischen der theoretischen und der experimentellen Perspektive gefördert werden. Die Erprobung erfolgte im Rahmen des Grundstudiums der Experimentalphysik im Themenbereich Mechanik. Die Handlungen von Studierenden im Praktikum wurden auf Video aufgezeichnet. Als weitere Datenquelle für die Überprüfung der Wirksamkeit der Vorgehensweise dienen die Versuchsprotokolle der Studierenden. Die Auswertung der Daten zeigt, dass der Ansatz eine Auseinandersetzung mit den begrifflichen Grundlagen der Versuche im Praktikum fördert. Wechselwirkungen zwischen einer experimentellen und einer theorie- bzw. modellbezogenen Perspektive werden jedoch ebenso wie das Entwickeln eigenständiger theoretischer Beschreibungsansätze nur eingeschränkt angeregt. Um das Potenzial des Ansatzes auszuschöpfen, muss ein Vergleich zwischen Theorie und Experiment in der Versuchsanleitung und durch die Tutoren explizit gefordert werden. Abstract: This study investigates the effectiveness of labwork
with the integrated use of computer tools for data collection and
for model building (system dynamics approach; software STELLA). The
approach was trialed in a first year university physics course in
Newtonian mechanics. The main goal was to strengthen the links between
theorizing and experimenting. The data basis consists of videographs
of students’ actions in the lab and copies of their lab protocols.
The video-analysis shows that during model building phases the students
talked a lot more about lab-related physics than in their other lab
activities. This supports the assumption that the use of model building
software (STELLA) in the lab contributes to the objective "to
link theory to practice". Direct interplay between model construction
and experimenting, however, was not as intense as intended. In order
to fully exploit this learning potential, labguides and tutors have
to support the comparison between experimental data and model predictions
explicitly.
Stefan Fuß und Christoph von Rhöneck Einfluss sozialer Faktoren auf motivationale und emotionale Aspekte des Lernens im Fach Physik: Erziehungsverhalten der Eltern und pädagogisches Verhalten des Lehrers aus Schülersicht Artikel im pdf-Format (4,0 MB) Zusammenfassung: In diesem Artikel werden Ergebnisse einer Studie zum Einfluss des Elternverhaltens und des Lehrerverhaltens auf motivationale und emotionale Faktoren von Schülerinnen und Schülern und die Auswirkungen jener Faktoren auf die Physikleistungen im Unterricht vorgestellt und diskutiert. Das Verhalten der Eltern und des Lehrers steht in einem positiven Zusammenhang mit dem positiven Unterrichtserleben der Schülerinnen und Schüler. Ebenso beeinflusst das Verhalten der Eltern die intrinsische Motivation des Lernens im Fach Physik. Das positive Unterrichtserleben und die intrinsische Motivation stehen in einem positiven Zusammenhang mit den Physikleistungen. Abstract: In this article results of a study about the influence
of parental and teachers’ behaviour on motivational and emotional
factors of students and the effects of those factors on achievement
in physics will be presented and discussed. Parental and teachers’
behaviour is positively connected with the positive experience of
lessons by the students. Parental behaviour effects intrinsic motivation
of the students in the same way. Both, positive experience of lessons
and intrinsic motivation are positively connected with achievement
in physics.
Stand:
02.07.2002
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