ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der NaturwissenschaftZeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften
Biologie, Chemie, Physik  -  Jahrgang 8, 2002

 

Jahrgang 8, 2002 zurück Register
Inhalt
Seite
Aufsätze
ERICH STARAUSCHEK Ergebnisse einer Evaluationsstudie zum Physikunterricht nach dem Karlsruher Physikkurs 7
ULRIKE SONNEFELD
ULRICH KATTMANN
Lebensräume helfen ordnen: Schülerinnen und Schüler klassifizieren Wirbeltiere 23
MICHAEL KOMOREK
LARS WENDORFF
REINDERS DUIT
Expertenbefragung zum Bildungswert der nichtlinearen Physik 33
MANFRED HESSE Eine neue Methode zur Überprüfung von Artenkenntnissen bei Schülern
Frühblüher: Benennen – Selbsteinschätzen – Wiedererkennen
53
CORNELIA SOMMER Wie Grundschüler sich die Erde im Weltall vorstellen –
eine Untersuchung von Schülervorstellungen
69
UWE MAIER Eine qualitative Interviewstudie zum Einfluss des Lehrerverhaltens auf Lernemotionen von Schülern im naturwissenschaftlichen Unterricht 85
GEORG PFLIGERSDORFFER Wie Schüler die Spielsimulation „Fish Banks“ erleben.
Zwischen komplexer Dynamik und einem ökologisch sozialen Dilemma
103
ROLAND BERGER Einfluss kontextorientierten Physikunterrichts auf Interesse
und Leistung in der Sekundarstufe II
119
DIRK KRÜGER Entwicklungsorientierte Evaluation im
computergestützten Gentechnikunterricht
133
SASCHA SCHANZE
MICHAEL KOMOREK
11. Bundesweites Doktorandentreffen der GDCP
Lübeck-Travemünde, 25.-27. Oktober 2002
151

 

Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 8, 2002, S. 7-21 ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaft

Erich Starauschek

Ergebnisse einer Evaluationsstudie zum Physikunterricht nach dem Karlsruher Physikkurs

Artikel im pdf-Format (6,3 MB)

Zusammenfassung: Im Karlsruher Physikkurs wird durchgängig eine neue Sachstruktur der Physik unterrichtet. Die neue Sachstruktur bringt eine einheitliche Begriffsbildung und eine redundante Fachsprache mit sich. Die Lernumgebung und andere Unterrichtsvariablen wurden nicht verändert. Aus der konstruktivistischen Perspektive verspricht dieser Ansatz keine Aussichten zur Verbesserung des Physikunterrichts. Es lassen sich jedoch empirisch gesicherte Hinweise finden, die für positive Veränderungen des Unterrichts sprechen. Das Schulbuch zum Karlsruher Kurs wird von den Schülern genutzt und als verständlich eingeschätzt. Die Karlsruher Mädchen weisen ein höheres Selbstkonzept in Physik als traditionell unterrichtete Mädchen auf. In der Wärmelehre ist der Unterricht nach dem Karlsruher Kurs geeignet, bei den Schülern Konzeptwechselprozesse einzuleiten. Diese und andere Befunde lassen sich mit der Idee des Physikunterrichts als "gelingendes Sprachspiel" zusammenfassend interpretieren.

Abstract: The Karlsruhe Physics Course is an alternative approach for physics teaching in the school. Physics is restructured and a new language of physics emerges. The learning environment and other classroom factors are left unmodified. An empirical investigation with treatment-controlgroup-design in German secondary schools reveals relevant statistical effects. German students do not use their textbooks in traditional physics education. Whereas the textbook of the Karlsruhe Physics Course is frequently used by the students. They also emphasize the high understandability of this textbook. Girls taught according the Karlsruhe Physics Course show a better self-efficacy than girls in traditional physics courses. In the field of basic thermodynamics the Karlsruhe Physics Course frequently initiates processes of conceptual change. Traditional physics instruction does not. The facts can be summarized in the vision of physics education as a language game that works.

 

Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 8, 2002, S. 23-31 ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaft

Ulrike Sonnefeld und Ulrich Kattmann

Lebensräume helfen ordnen: Schülerinnen und Schüler klassifizieren Wirbeltiere

Artikel im pdf-Format (3,7 MB)

Zusammenfassung: Den Ausgangspunkt der vorliegenden Studie bildet die Untersuchung zum "Elementaren Ordnen" (Kattmann & Schmitt, 1996; Kattmann, 2001). Nach den Ergebnissen dieser Untersuchung sind die Lernschwierigkeiten, die Schülerinnen und Schüler mit der biologischen Taxonomie haben, darauf zurückzuführen, dass die Lernenden für das Klassifizieren der Tiere in große Gruppen eigene Kriterien verwenden, die nicht denen der biologischen Taxonomie entsprechen. Die Schülerinnen und Schüler orientieren sich bei der Wahl ihrer Kriterien überwiegend am Lebensraum und der Fortbewegung der Tiere ("elementares Ordnen"). In der vorliegenden Studie wurde den Schülerinnen und Schülern Gelegenheit gegeben, ihre persönlichen Taxonomien anhand der Betrachtung von Präparaten einer größeren Anzahl von Wirbeltieren zu bilden sowie diese in Gruppenarbeit weiter zu entwickeln und sich im Klassengespräch auf angemessene Kriterien des Ordnens zu einigen. Die Ergebnisse bestätigen die Kriterien des elementaren Ordnens und widerlegen Annahmen, dass die persönlichen Kriterien des Klassifizierens durch die kognitive Repräsentation der Präparate entscheidend beeinflusst werden könnten.

Abstract: Starting point of the study presented here is the work of Kattmann & Schmitt (1996; cf. Kattmann, 2001) on students’ conceptions of the classification of animals. The results of this study back the assumption that the difficulties of students in learning the biological classification of animals arise from using personal criteria, which are incongruent with biological ones. Students orient their personal taxonomies mainly towards habitats and modes of movement ("elementary ordering"). In the present study the students were offered the opportunity to form their personal taxonomy individually by looking at a set of conserved specimens of vertebrates and developing them further in group work, followed by finding a consensus on adequate criteria of classification in classroom discussions. The results of this teaching experiment are in accordance with the interpretation of "elementary ordering" of animals as the underlying implicit theory of classification which was proposed in the former study. But they contradict assumptions that the cognitive representations induced by presentation of conserved specimens may significantly influence the criteria of the students.



Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 8, 2002, S. 33-51 ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaft

Michael Komorek, Lars Wendorff und Reinders Duit

Expertenbefragung zum Bildungswert der nichtlinearen Physik

Artikel im pdf-Format (8,9 MB)

Zusammenfassung: Empirische Untersuchungen zum Bildungswert zentraler Konzepte der nichtlinearen Physik fehlen bislang. Anhand eines Fragebogens sind ausgewiesene Experten aus den Naturwissenschaften, den Fachdidaktiken, der Erziehungswissenschaft und der Schulpraxis nach der Relevanz dieses Zweigs moderner Naturwissenschaft für die Gesellschaft und den Einzelnen bei seiner Orientierung in der Wissensgesellschaft sowie nach der Bedeutung der nichtlinearen Physik für verschiedene Ansätze von Bildung befragt worden (Wendorff, 2001). Die Ergebnisse der Befragung liefern eine Gewichtung und Bewertung des spezifischen Beitrags der nichtlinearen Physik zur modernen naturwissenschaftlichen Allgemeinbildung; sie unterstützen zudem die didaktische Rekonstruktion der Physik nichtlinearer Systeme.

Abstract: Empirical investigations on the relevance of basic ideas of nonlinear physics and their contribution to currently discussed aims of science education were still lacking. This deficiency was approached by a survey carried out among persons involved in research on nonlinear physics and in educational research in this field as well as teachers. They were questioned about the relevance of nonlinear physics for the society and for the individual orientation in the knowledge based society (Wendorff, 2001). The results of this survey mainly provide an assessment of the specific contribution of nonlinear physics to modern science education as well as to scientific literacy and contribute to the process of educational reconstruction of nonlinear physics.

Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 8, 2002, S. 53-67 ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaft

Manfred Hesse

Eine neue Methode zur Überprüfung von Artenkenntnissen bei Schülern
Frühblüher: Benennen – Selbsteinschätzen – Wiedererkennen

Artikel im pdf-Format (5,9 MB)

Zusammenfassung: Die Auswertung der empirisch erhobenen Daten hat ergeben, dass bei einem Großteil der Schüler die Sicherheit des Wissens: "diese Pflanze kenne ich" fehlt. Aus der richtigen Benennung einer vorgelegten Pflanze durch Schüler kann man nicht ableiten, dass diese Schüler eine konkrete "Arten"kenntnis (oder auch nur eine konkrete Kenntnis des Namens) besäßen. Fehlerhafte Zuordnungen eines Namens rühren oftmals her von der isolierten Bewertung einzelner - oft besonders auffälliger - Merkmale einer Pflanze (insbesondere von Blütenfarbe, Blattform usf.). Bei zahlenmässig häufigen Verwechslungen sind bestimmte Assoziationen als Grund hierfür festzustellen. Aus dem beobachteten Beantwortungsverhalten kann man folgern, dass bei allen früheren Untersuchungen zur sog. Artenkenntnis (also zum "Nennen von Pflanzennamen", zum "Kennen von Pflanzen", zum "Wiedererkennen" u.ä.) erhebliche Unterschiede in den Ergebnissen auf Grund der Fragestellung auftraten und eine tatsächliche, exakte "Arten"kenntnis nicht nachgewiesen wurde.


Abstract: Empirical evidence was found that a large part of secondary school students are not certain in their knowledge when they say "I know this plant". When they call a plant by its correct name it does not necessarily indicate that they really recognize the species (or even that they are acquainted with their name). Wrong assignments of names are often the result of solely considering one isolated but striking feature of the plant (particularly colour of the petals or shape of the leaf). Frequent mistakes are caused by specific associations. The way students responded to the questionnaire and identified the plants leads to the conclusion, that the considerable divergences in the results of all former studies about the socalled knowledge of species (i.e. knowing names of plants, knowing plants, recognizing plants etc.) are primarily related to differences in the method of questioning. Thus, these studies did not provide evidence for a real and exact knowledge of the species.


Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 8, 2002, S. 69-84 ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaft

Cornelia Sommer

Wie Grundschüler sich die Erde im Weltall vorstellen –
eine Untersuchung von Schülervorstellungen

Artikel im pdf-Format (6,8 MB)

Zusammenfassung: In dieser Studie wurden die Vorstellungen von deutschen Grundschülerinnen und Grundschülern zu der Gestalt (Form) und der Anziehungskraft (Gravitation) der Erde untersucht. Dazu wurden 79 Kinder aus 2., 3. und 4. Grundschulklassen mit Hilfe von teilstrukturierten Interviews befragt. Die Kinder konnten ihre Vorstellungen mündlich darstellen, zeichnen und an Styropormodellen demonstrieren. Es ließen sich verschiedene Vorstellungstypen identifizieren, die von der Erde als einer flachen Ebene über eine Hohlkugel, in deren Innerem die Menschen leben bis zu einer im wesentlichen mit dem wissenschaftlichen Modell übereinstimmenden Vorstellung von der Erde als einer Kugel, auf der die Menschen in jeder Position senkrecht zur Erdmitte ausgerichtet sind, reichen. Die meisten Kinder hatten Vorstellungen, die dem wissenschaftlichen Modell der Erwachsenen sehr nahe sind. Altersunterschiede ließen sich nicht feststellen. Die Ergebnisse werden im Vergleich zu internationalen Studien seit den siebziger Jahren
diskutiert. Die damals identifizierten Modell-Vorstellungen konnten wiedergefunden werden. Im
Unterschied zu den Schülern aus den siebziger Jahren zeigte sich jedoch, dass heute wesentlich mehr Grundschüler schon wissenschaftlich richtige Vorstellungen von der Erde und ihrer Anziehungskraft haben. Als Grund für diese Veränderung wird die Tatsache diskutiert, dass sich Grundschüler/innen heute früher und intensiver mit Erde und Weltraum beschäftigen, und zwar mit Hilfe des Computers, anhand von Fernsehsendungen und mit Büchern. Dies legen die Ergebnisse einer ergänzenden Fragebogenerhebung im Rahmen dieser Untersuchung nahe. Zusätzlich wurde der Einfluss von Computerspielen getestet, die das Weltall als „Spielhintergrund“ nutzen. Diese Form der spielerischen Beschäftigung mit dem Thema wirkte sich positiv auf die Vorstellungen der Kinder aus.


Abstract: The conceptions of German elementary school students concerning the earth’s form and gravitation were investigated in this study. 79 children in 2nd, 3rd and 4th grade classes were questioned using partially structured interviews. The children were able to present their conceptions orally, in drawings and using styrofoam models. Various types of conceptions could be identified, from the earth as a flat surface to an empty ball where people live inside to a fairly scientific model of the earth as a ball where people are always in a perpendicular position with regard to the middle of the earth. Most of the children had conceptions very close to the adults’ scientific model. Differences in age could not be determined. The results will be discussed in comparison to international studies conducted during the 1970’s. The conceptions of models identified then were re-discovered. Contrary to the students in the 1970’s, more of today’s elementary school students have the correct concept of the earth and its gravitation. The reason for this change is seen in the fact that today’s elementary school students are confronted earlier and more intensively with the earth and space, due to computers, television programs and books. The results of a supplementary questionnaire within the framework of this study support this idea. The influence of computer games that use space as the „game background“ was also tested. This form of hands-on activity with the topic had a positive influence on the children’s conceptions.


Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 8, 2002, S. 85-102 ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaft

Uwe Maier

Eine qualitative Interviewstudie zum Einfluss des Lehrerverhaltens auf
Lernemotionen von Schülern im naturwissenschaftlichen Unterricht

Artikel im pdf-Format (7,4 MB)

Zusammenfassung: Neuere Studien bestätigen den Einfluss von positiven Lernemotionen auf die Lernleistung in naturwissenschaftlichen Fächern. Die Befunde zu emotionsförderlichem Lehrerverhalten beschränken sich dabei im Wesentlichen auf das kognitiv-emotionale Konstrukt Interesse. Die vorliegende Arbeit verfolgt aus diesem Grund das Ziel, die unterrichtlichen Ursachen von Lernemotionen zu erfassen. Dazu wurden 55 Schülerinterviews zum Verhalten von Physik- und BiologielehrerInnen in konkreten und emotional relevanten Unterrichtssituationen der Klassenstufen 7, 8 und 9 durchgeführt. Die umfangreichen Angaben der Schülerinnen und Schüler wurden mit Hilfe der Qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet und entsprechenden Bereichen des Lehrerverhaltens zugeordnet. Die Ergebnisse zeigen, dass vor allem methodische Aspekte der Unterrichtsgestaltung von den Schülern für ihre situativen Lernemotionen verantwortlich gemacht werden. Daraus lassen sich entsprechende Konsequenzen für den naturwissenschaftlichen Unterricht ziehen.


Abstract: New research findings emphasize the impact of students emotional experiences during lessons on their academic achievement in science education. Knowledge about teacher behavior influencing positive emotions of students is scarce, not very detailed and limited to studies with the cognitiv-emotional variable 'interest'. The objective of this qualitative study was to gain information about aspects of teacher behavior that are responsible for academic emotions. For this purpose 55 half-standardized interviews were conducted with students of 7th, 8th and 9th grade in physics and biology classrooms. The collected data were analyzed with the method of Qualitative Content Analysis. Results show that first of all instructional aspects are very important in respect to positive academic emotions. The great variaty of categories indicates several possibilities to improve science education.


Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 8, 2002, S. 103-118 ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaft

Georg Pfligersdorffer

Wie Schüler die Spielsimulation „Fish Banks“ erleben.
Zwischen komplexer Dynamik und einem ökologisch sozialen Dilemma

Artikel im pdf-Format (6,6 MB)

Zusammenfassung: Mit der computerunterstützten Spielsimulation "fish banks" (Meadows 1993) können Schüler neue Lernerfahrungen besonders im Hinblick auf das Verhalten in ökologisch-sozialen Dilemmasituationen sowie im Umgang mit komplexen dynamischen Systemen gewinnen. Erst das Begreifen solcher Phänomene lässt die Ursachen von Umweltproblemen erkennen und die inadäquaten Reaktionen des Menschen durchschauen. Die Bedeutung der Simulation liegt darin, den Schülern die Mechanismen solcher Systeme im spielerischen Umgang vor Augen zu führen.Nach der Darstellung der theoretischen Grundlagen ökologisch-sozialer Dilemmata und der Schwierigkeiten im Umgang mit komplexen dynamischen Systemen wird über den Einsatz von "fish banks" im Schulunterricht berichtet. In der Evaluation wird deutlich, dass Schüler die Spielsimulation mehrheitlich als ein Modell realer Prozesse begreifen und zahlreiche Lernerfahrungen im intendierten Sinne machen.

Abstract: The computer-assisted gamesimulation "fish banks" (Meadows 1993) enables pupils to gain new experiences with acting in a situation of an ecological-social dilemma and dealing with complex dynamic systems. Only through studying such phenomena the causes for environmental problems and the often inadequate human reaction are being understood. The simulation now reveals the mechanisms which underlies these systems to the pupils in a comfortable, playing way. After presentation of the theoretical concepts concerning ecological-social dilemmata and the difficulties in dealing with complex dynamic systems, a concrete example about using "fish banks" in school is being reported. The evaluation shows that the majority of pupils understands the simulation as a model for real-life processes and take a lot of learning effects in the intended way.

 

Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 8, 2002, S. 119-132 ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaft

Roland Berger

Einfluss kontextorientierten Physikunterrichts auf Interesse
und Leistung in der Sekundarstufe II

Artikel im pdf-Format (5,7 MB)

Zusammenfassung: Im Rahmen der Studie wird untersucht, ob das Interesse an Physikunterricht der Sekundarstufe II durch Einbettung wichtiger physikalischer Inhalte in medizinische Kontexte im Vergleich zu herkömmlichem Unterricht verbessert werden kann. Neben den beiden Variablen "individuelles Interesse" und "Interessantheit" als Komponenten des Interessenkonstrukts der so genannten Person-Gegenstands-Theorie wird die schulische Leistung als dritte abhängige Variable betrachtet. Es wird gezeigt, dass der Zugang zu den Themen "Wellen" und "Röntgenstrahlung" in den Kontexten "Ultraschalldiagnostik" und "Röntgen- Computertomographie" ohne Abstriche am fachlichen Anspruch deutlich interessanter ist als im eher traditionellen Unterricht. Von dieser curricularen Maßnahme profitieren insbesondere diejenigen Schülerinnen, deren individuelles Interesse unterdurchschnittlich ist.

Abstract: The study asks, if a context-based approach to standard curriculum contents in upper secondary school in the field of physics education is likely to be more successful promoting interest than a more traditional approach. The interest-construct is based on the "person-object-theory of interest", involving the components "individual interest" and "interestingness". Further the achievement is investigated as a third dependend variable. In conclusion, the study shows that the interestingness of the contents "waves" and "X-rays" taught in the medical contexts "Diagnostic Medical Sonography" and "Computertomography" is improved compared to the traditional approach with comparable cognitive demands. Especially female students, who's individual interest ranges below average profit from the treatment.

 

Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 8, 2002, S. 133-150 ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaft

Dirk Krüger

Entwicklungsorientierte Evaluation im
computergestützten Gentechnikunterricht

Artikel im pdf-Format (7,5 MB)

Zusammenfassung: Die vorliegende Feldstudie mit 257 Schülern ermöglicht fundierte Aussagen hinsichtlich der Interessen, Erwartungen, des emotionalen Empfindens und Lernens von Schülern im computergestützten Gentechnikunterricht. Sie zeigt Qualitäten des didaktisch strukturierten "Lernprogramms Gentechnik" auf. Durch das hohe Interesse der Schüler am Computer wie auch am Thema verspricht der computergestützte Gentechnikunterricht Vermittlungserfolge. Die Schüler äußern eine hohe Erwartung an den computergestützten Unterricht, die bei den Jungen aus dem Interesse am Computer und bei den Mädchen aus dem Interesse am Inhalt resultiert. Dabei beeinflusst der Computereinsatz die Schüler emotional nicht. Es wird ein zufriedenstellender Vermittlungserfolg im gentechnischen Bereich der Methoden und eingeschränkt bei den Anwendungen nachgewiesen. Der mediale Zugang erleichtert leistungsschwächeren Schülern das Lernen nicht. Die Schüler bevorzugen das "Lernprogramm Gentechnik" wegen der besseren Struktur, der leichteren Verständlichkeit und der Möglichkeit, das Verständnis zu überprüfen.

Abstract: The present field study involving 257 students offers well-founded evidence on the interests, expectations, feelings and methods of learning of students in computer-based genetic engineering instruction. It demonstrates features of the systematically designed "Lernprogramm Gentechnik". As the students are very interested in computers as well as in the subject, teaching computer-based genetic engineering promises learning success. The students express high expectations of computer-based teaching, which in the case of the boys results from their interest in computers and the girls from their interest in the subject itself. The use of the computer does not affect the students emotionally. Satisfactory success in learning genetic engineering methods is demonstrated, with less success in its application. Access to the media does not facilitate learning for students of lower ability. The students prefer the "Lernprogramm Gentechnik", because of its improved structure, easier comprehensibility and the opportunity to verify their understanding.

 

Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 8, 2002, S. 151-152 ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaft

Sascha Schanze, Michael Komorek

11. Bundesweites Doktorandentreffen der GDCP
Lübeck-Travemünde, 25.-27. Oktober 2002

 

zurück ZfDN -  Hauptseite


ZfDN - Zeitschrift für Didaktik der NaturwissenschaftZeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften
Biologie, Chemie, Physik

Stand: 16.04.2003
Webmaster