Handlungsregulation und Wissenserwerb in traditionellen und computergestützten Experimenten des physikalischen Praktikums:
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Berlin
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2000
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
EINLEITUNG...........................................................................................1
THEORETISCHER TEIL
1. ROLLE UND ZIELE NATURWISSENSCHAFTLICHER PRAKTIKA.............................3
1-1 Geschichtliche Aspekte..........................................................................................3
1-2 Ziele von Praktika..................................................................................................5
2. ZUR EFFEKTIVITÄT VON PRAKTIKA - STAND DER FORSCHUNG.........................9
2-1 Effektivität traditioneller Praktika........................................................................9
2-2 Ausrichtung von Praktika an Zielen....................................................................11
2-3 Der Einfluss konstruktivistischer Lerntheorien.................................................12
3. COMPUTEREINSATZ IM PRAKTIKUM........................................................15
3-1 Allgemeine Aspekte des Computereinsatzes.......................................................15
3-2 Computergestützte Messwerterfassung..............................................................17
3-3 Modellbildungssysteme und Simulationen.........................................................19
4. PHYSIKLERNEN IM PRAKTIKUM - VERBINDUNG VON THEORIE UND PRAXIS.........21
4-1 Lern- und kognitionspsyehologisehe Aspekte....................................................21
Lernen als Wissenskonstruktion 21
Kognitiver Konstruktivismus 22
Konzept- und objektbezogenes Handeln 23
4-2 Handlungstheoretische Aspekte.........................................................................24
Ebenen der Handlungsregulation 24
Freiheitsgrade des Handelns 25
Folgen fiir die Gestaltung von Arbeits- und Lernbedingungen 26
4-3 Fachdidaktische Aspekte.....................................................................................26
Physiklernen und Handeln 26
Inhaltliche Struktur des Hochschulpraktikums 28
Handeln und Lernen im physikalischen Praktikum 29
INHALTSVERZEICHNIS
EMPIRISCHER TEIL
5. ZIELE DER UNTERSUCHUNG.................................................................31
Fragestellungen 32
Aufbau des empirischen Teils der Arbeit 33
6. ANLAGE UND DESIGN DER UNTERSUCHUNG..............................................35
6-1 Rahmenbedingungen...........................................................................................35
6-2 Anlage der Untersuchung....................................................................................36
6-3 Untersuchungsdesign...........................................................................................37
6-5
ЊфоШеѕеп
..........................................................................................................40
6-6 Erhebungsmethoden............................................................................................41
Videoaufnahmen 41
Begriffsnetze 41
7. EXPERIMENTE UND ABLAUF DER UNTERSUCHUNG......................................45
7-1 Auswahl und Gestaltung der Versuche...............................................................45
Versuch
I
46
Versuch
II
48
7-2 Auswahl der Versuchspersonen..................................,......................................-49
7-3 Ablauf der Untersuchung....................................................................................50
7-4 Einführung der Computerprogramme................................................................51
7-5 Ergebnisse des Computer-Fragebogens.............................................................52
8. ANALYSE DER ViDEODATEN.................................................................53
8-1 Konzept der Analyse.............................................................................................53
Wahl des Kodierungszeitraums 54
Art der Ergebnisse 55
Rolle der Sprache 55
8-2 Kodierung der Tätigkeiten...................................................................................57
Operationalisierung der Kategorien
A
58
Tätigkeiten mit dem Computer 58
8-3 Kodierung der Sprechhandlungen......................................................................58
Theoretische Ableitung der Kategorien
В
59
Operationalisierung der Kategorien
В
(erster Schritt) 61
Definition der zu kodierenden Sprechhandlungen 62
Gleichzeitiges Zutreffen von Kategorien 62
Operationatisierung (zweiter Schritt) 63
INHALTSVERZEICHNIS
8-4 Durchführung der Analyse..................................................................................64
Zusammenhang zwischen den Kategoriesystemen 65
Umfang der analysierten Daten 66
8-5 Beobachterübereinstimmung..............................................................................66
Überprüfung der Übereinstimmung 68
9. ERGEBNISSE DER VIDEOANALYSE..........................................................71
9-1 Einführung.............................................................................................................71
Aufbau des Kapitels 72
Methodisches Vorgehen bei der Auswertung 72
9-2 Analyse der Tätigkeiten.......................................................................................72
Computerspezifische Tätigkeiten 74
Durchführung von Auswertungen 75
Handlungsspielraum im Praktikum 76
Weitere Ergebnisse 78
9-3 Analyse der Sprechhandlungen.......................................................................... 79
Anteile der Inhaltsbereiche 80
Versuchsfremde Sprechhandlungen 82
Inhaltsbereich Messung 83
Inhaltsbereich Physik 83
9-4 Zusammenhang zwischen Tätigkeiten und Sprechhandlungen.......................84
Inhaltsbereich Messung 85
Inhaltsbereich Physik 87
Weitere Ergebnisse 90
9-5 Ergebnisse zur Versuchsauswertung...................................................................91
Zum Ablauf der Auswertung 92
Analyseergebnis 92
9-6 Ergebnisse
ги
Versuch
I
......................................................................................94
Analyse der Tätigkeiten 94
Analyse der Sprechhandlungen 9S
Inhaltsbereich Physik 96
Zur Rolle computergestützter Messwerterfassung 98
9-7 Zusammenfassung...............................................................................................99
Traditionelles Praktikum 99
Camputergestiitzte Messwerterfassung 100
Modellbildung und Simulation 101
Abhängigkeit der Ergebnisse vom Versuchsthema 101
Weiteres Vorgehen 101
INHALTSVERZEICHNIS
10. ANALYSE DER BEGRIFFSNETZE...........................................................103
10-1 Erhobene Begriffsnetze......................................................................................103
10-2 Analyseverfahren................................................................................................1°5
10-3 Erstellung des Referenznetzes...........................................................................107
Auswertung der Interviews 107
Entstehung des Referenznetzes 108
Systematisierung der Referenznetzverbindungen 109
10-4 Kategorisierung der Referenznetzverbindungen.............................................110
Bearbeitung der Begriffsnetze der Vpn 112
10-5 Durchführung der Begriffsnetzanalyse.............................................................112
11. ERGEBNISSE DER BEGRIFFSNETZANALYSE..............................................115
11-1 Einführung...........................................................................................................115
11-2 Varianzanalytische Auswertung........................................................................116
Analyse des Gesamtwissens 117
Analyse des Wissens in den Referenznetzbereichen 118
Zur Rolle des Vorwissens 121
11-3 Zusammenhang zwischen Praktikumsarbeit und Wissenserwerb.................122
Korrelation von Video- und Begriffsnetzdaten 123
11-4 Qualitative Auswertung......................................................................................125
Umfang der Vormaps 125
Höhe des Wissenszuwachses 126
Häufigkeit einzelner Propositionen 128
Fehlvorstellungen 130
11-5 Zusammenfassung..............................................................................................131
12. ERGEBNISDISKUSSION UND FOLGERUNGEN.............................................133
12-1 Einführung________.........................................................................................133
12-2 Handlungsregulation im Praktikum.................................................................133
Routinetätigkeiten und
manipulative
Tätigkeiten 134
Geringer Handlungsspielraum 134
Zur Rolle der Betreuung 135
12-2 Wissenserwerb im Praktikum............................................................................135
Rolle der Versuchsanleitung 135
Individuelle
Voraussetzungen der Studierenden 135
12-3 Computergestützte Messwerterfassung............................................................*36
Verbindung von Praktikums- und Auswertearbeit 137
12-4
ModeËbildung
und Simulation..........................................................................
13s
Modellbildung 138
Simulationen 138
INHALTSVERZEICHNIS
12-5 Folgerangen.........................................................................................................139
Gestaltungsmerkmale des Praktikums 139
Verbesserungsansätze 140
Zum Computereinsatz im Praktikum 143
Zu Zielen des Praktikutiis 143
13. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK.....................................................145
Theoretische Grundlagen 145
Untersuchungsdesign 146
Hypothesen 146
Methodik 147
Ergebnisse 148
Folgerungen 150
Ausblick 150
LITERATURVERZEICHNIS.........................................................................153
VERZEICHNIS DER ANHÄNGE....................................................................163
Anhang 1 (zu den Praktikumsexperimenten)...........................................................165
Anhang 2 (Computerfragebogen)..............................................................................191
Anhang 3 (zur Videoanalyse).....................................................................................193
Anhang 4 (zur Begriffsnetzerhebung)......................................................................205
Anhango (zurBegriffsnetzanalyse)...........................................................................215
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