Wissen und Problemlösen: eine empirische Untersuchung des wissenszentrierten Problemlösens im Gebiet der Elektrizitätslehre auf der Grundlage des Experten-Novizen-Vergleichs
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Logos-Verl.
2001
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| Schriftenreihe: | Studien zum Physiklernen
19 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
I
Einleitung................................................................................................................................/
II
Theoretischer Teil..................................................................................................................5
1 Forschungshintergrund.........................................................................................................5
1.1 Expertiseforschung.....................................................................................................................7
1.1.1 Entwicklung der Expertiseforschung....................................................................................................8
1.1.2 Expertise: Begriff, Bestimmung und Entwicklung.............................................................................13
1.1.3 Aufgabe und Problem.........................................................................................................................19
1.1.4 Methoden der Expertiseforschung......................................................................................................22
1.1.5 Expertiseforschung und Lernen..........................................................................................................27
1.2 Komplexes Problemlosen______________................................................................................34
1.2.1
Charakteristika
komplexer Probleme..................................................................................................35
1.2.2 Fragestellungen der Forschung zum Komplexen Problemlosen.........................................................37
1.3 Intelligenz- und Begabungsforschung.....................................................................................40
1.3.1 Messung der Intelligenz und Intelligenztheorien................................................................................41
1.3.2 Intelligenz, Expertiseentwicklung und Problemlosen.........................................................................44
1.4 Zusammenfassung.....................................................................................................................47
2 Problemlöseprozesse und Wissenstypen..............................................................................49
2.1 Wissenstypen.............................................................................................................................49
2.1.1 Deklaratives, prozedurales und strukturelles Wissen..........................................................................50
2.1.2 Wissen von Beispielaufgaben und Problemschematakenntnisse........................................................54
2.1.3 Träges Wissen.....................................................................................................................................57
2.2 Probiemlöseprozesse.................................................................................................................59
2.2.1 Problemrepräsentation........................................................................................................................59
2.2.2 Auswahl oder Erarbeitung eines Problemschemas.............................................................................62
2.2.3 Erarbeitung einer Lesung....................................................................................................................65
2.2.4 Evaluationen.......................................................................................................................................67
2.3 Modelle des Wissens und
Problemlösens
................................................................................70
2.3.1 Das Modell des
Problemlösens
von
Dewey
........................................................................................70
2.3.2 Das Modell des Problemlosere; von Polya..........................................................................................71
2.3.3 Model
of Good Concept
Interpretation nach Reif und Allen..............................................................72
2.3.4
Structure model of the problem solving process
nach Savelsbergh....................................................74
2.4 Modell des wissenszentrierten Problemlosen« in der Physik................................................76
2.5 Zusammenfassung___________________________________....................----------..................80
3 Forschungsfragen................................................................................................................
°*
3.1 Obergeordnete Ziele..................................................................................................................81
3.2 Modellüberprüfung und Einzeleffekte....................................................................................83
3.3 Inhaltliche Auswertungen - qualitative Informationen.........................................................
9І
3.4 Leistungen in der Domäne Physik und Intelligenz-------------------.-----------------------------93
III
Empirischer Teil................................................................................................................95
4 Voruntersuchungen.............................................................................................................
4.1 Erste Voruntersuchung (Pilotstudie).......................................................................................
4.2 Zweite Voruntersuchung........................................................................................................106
4.3 Folgerungen für die Hauptuntersuchung..............................................................................
Ю
5 Anlage der Hauptuntersuchung........................................................................................Hl
5. 1 Versuchspersonenauswahl________......................................................................................111
5.2 Messinstrumente...................................................................................................................... 13
5.2.1 Wissenstest........................................................................................................................................113
5.2.2 Begriffsnetz-Konstruktionsaufgabe..................................................................................................l14
5.2.3 Assoziationstest.................................................................................................................................l16
5.2.4 Sortieraufgabe...................................................................................................................................l·7
5.2.5 Problemlösetest.................................................................................................................................120
5.2.6 Begleitfiagebogen.............................................................................................................................122
5.2.7 Berliner-Intelligenzstruktur-Test (BIS).............................................................................................123
5.3 Zeitlicher Ablauf der Datenerhebung.................................................................................... 25
6
Problemlöseexpertise..........................................................................................................127
6.1 Auswertung des Problemlösetests und Ergebnisse für die Gesamtstichprobe______......127
6.1.1 Auswertungskriterien der Lösungsprotokolle...................................................................................127
6.1.2 Ergebnisse für die Gesamtstichprobe................................................................................................
Î29
6.2 Bestimmung des
Problemlõseexpertisegrades
____________...............................................134
6.2.1 Klasseneinteilung nach den Punktzahlen im Problemiosetesl...........................................................l34
6.2.2 Klasseneinteilung mit probabilistischen Verfahren...........................................................................138
6.2.3 Vergleich der vorgenommenen Klasseneinteilungen........................................................................147
6.3 Qualitative Auswertung der Lesungsprotokolle...................................................................M9
6.4 Der Problemlösetest aus der Sicht der Versuchspersonen..................................................l*3
6.4.1 Zur Bekanntheit und zur Selbsteinschätzung....................................................................................163
6.4.2 Kommentare der Versuchspersonen zum Problemlösetest...............................................................*68
6.5 Zusammenfassung...................................................................................................................171
7 Wissensexpertise.................................................................................................................173
7.1 Wissenstest...............................................................................................................................175
7.1.1 Bewertung der Antworten.................................................................................................................175
7.1.2 Statistische Auswertung für die Gesamtstichprobe..........................................................................176
7.2 Begriffsnetz-Konstruktionsaufgabe.......................................................................................178
7.2.1 Aufbereitung der Daten....................................................................................................................178
7.2.2 Graphentheoretische Ausweitung der Begriffsnetze........................................................................179
7.2.3 Inhaltliche Auswertung der Begriffsnetze........................................................................................187
7.3 Assoziationstest........................................................................................................................190
7.3.1 Umfang der Assoziationen................................................................................................................190
7.3.2 Inhaltliche Auswertung der Assoziationen.......................................................................................191
7.4 Sortieraufgabe.........................................................................................................................196
7.4.1. Graphentheoretische Auswertung der Sortieraufgabe.....................................................................196
7.4.2 Auswertung der Kartenzuordnungen................................................................................................197
7.4.3 Auswertung der Kategorienbezeichnungen......................................................................................201
7.5 Zusammenhang der Wissensmaße untereinander und Bestimmung des
Wissensexpertisegrades................................................................................................................204
7.5.1 Zusammenhang der quantitativen Wissensvariablen........................................................................204
7.5.2
Latent-Class Analysis
über quantitative Wissenvariablen................................................................207
7.6 Die Wissenstests aus der Sicht der Versuchspersonen.........................................................212
7.7 Zusammenfassung...................................................................................................................217
8 Zusammenhang zwischen Problemlöse- und Wissensexpertise.......................................219
8.1 Vergleich der Klasseneinteilungen nach den Problemlöseleistungen und den quantitativen
•»•••»■»••»■•••••i·····**···»***«*»·*·*·«····.····· · 219
8.2 Wissenskompetenzstufen........................................................................................................224
8.3 Begriffsnetze und Problemlösefähigkeiten............................................................................232
8.4 Assoziationsumfeld und Problemlösefähigkeiten.................................................................239
8.5 Problemschemata und Problemlösefähigkeiten...................................................................242
9 Expertise in Physik und Intelligenz...................................................................................245
9.1 Auswertung des BIS-Tests......................................................................................................245
9.2 Zusammenhang zwischen Problemlosen, Wissen und Intelligenz......................................248
10 Zusammenfassung und Ausblick................~...................................................................257
Anhang..................................................................................................................................271
A
Nutzung der Begriffe in der Begriffsnetz-Konstruktionsaufgabe.........................................271
В
Liste der gebildeten Assoziationen.....................................................................................—272
С
Referenzsortierung nach Lösungsansätzen.............................................................................275
D
Rekategorisierung der Variablen für die Latent-Class-Analysis über vier Wissensvariablen
.........................................................................................................................................................276
Tabellenveneichnis...............................................................................................................277
Abbildungsverzeichnis..........................................................................................................279
Literaturverzeichnis..............................................................................................................283
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