Diskursiv-narrative Elemente für den Physikunterricht: Entwicklung und Evaluation einer multimedialen Lernumgebung zum Erdmagnetismus
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
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2007
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| Schriftenreihe: | Studien zum Physik- und Chemielernen
60 |
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Inhalt
1 Ziel und Aufbau der Arbeit. 5
2 Diskursiv-narrative Textgestaltung für den Physikunterricht. 11
2.1 Sprache und Lerntätigkeit. 1 ]
2.1.1 Zum kulturhistorischen Ansatz - ein Überblick. 11
2.1.2 Zur Rolle des Schulunterrichts bei der Bildung wissenschaftlicher Begriffe.13
2.1.3 Dialogische Sprechtätigkeiten und dialogische Texte.15
2.2
Narration
und Lerntätigkeit im Besonderen. 18
2.2.1 Merkmale von
Narration
- eine begriffliche Annäherung.18
2.2.2 Funktionen narrativer Strukturierung für Erkenntnisprozesse.23
2.2.3 Metaphorische Strukturierung narrativer Texte und das Lernen in Physik.28
2.3 Lernen aus Dialogen: Der Perspektivwechsel.38
2.3.1 Perspektivenübernahme aus entwicklungspsychologischer Sicht.38
2.3.2 Point
of View
- Die Erzählperspektive in der narrativen Darstellung.40
2.3.3 Perspektivwechselprozesse in der Wissenschaft Physik.43
2.3.4 Perspektivwechselprozesse im Physikunterricht.46
2.4 Argumentativität in narrativen Unterrichtselementen.49
2.5
Narration
als Element des Physikunterrichts. 53
2.6 Von der Geschichte zu Geschichten - Lernen über Naturwissenschaften.58
2.6.1 Historische Zugänge zur Physik im Lichte von
„Nature of
Science".58
2.6.1.1 Lernen aus historischen Irrtümern der Naturwissenschaften?.58
2.6.1.2 Geschichtein) im naturwissenschaftlichen Unterricht.62
2.6.2 Schülervorstellungen zum tentativen Charakter naturwissenschaflicher Theorien
. 68
2.7 Zusammenfassung. 70
3 Entwicklung eines Moduls zum Lernen über den Erdmagnetismus.73
3.1 Die Bedeutung des Erdmagnetismus für Forschung und Unterricht.73
3.1.1 Das Magnetfeld der Erde im Fokus gegenwärtiger Forschung.73
2
3.1.2
Curriculare
Vorgaben. 74
3.1.3 Darstellung in Physiklehrbüchern. 75
3.2 Der Erdmagnetismus und seine Erkenntnisgenese.79
3.2.1 Historischer Theorien- und Modellwandel.79
3.2.2 Zum gegenwärtigen Verständnis des Erdmagnetismus.84
3.2.2.1 Eigenschaften und Ursprünge. 84
3.2.2.2 Mathematische Modellierung.88
3.2.2.3 Messmethoden und
-instrumente
.96
3.3 Schülervorstellungen zum Magnetismus und Erdmagnetismus.99
3.3.1 Untersuchungen zu Schülervorstellungen über den Magnetismus.99
3.3.2 Mentale Modelle des Magnetismus. 101
3.3.3 Spezieller Fall „Vorstellungen über den Erdmagnetismus".103
3.4 Erdmagnetismus - eine didaktische Rekonstruktion für die Sekundarstufe
I.
103
3.4.1 Zusammenfassung der Ausgangsbedingungen. 103
3.4.2 Elementarisierung und Reduktion von Komplexität.104
3.4.3 Festlegung von Inhalten eines Moduls zum Erdmagnetismus.106
3.5 Modul-Prototyp eines diskursiv-narrativen Lernmediums. 107
3.5.1 Der Dialog „Die Erde - ein Magnet?".107
3.5.2 Multimediale Zusatzelemente und Strukturierung der Lernumgebung.120
3.5.3 Entwurf eines Unterrichtsskriptes zur Arbeit mit dem Dialog.126
3.5.4 Zusammenfassung zur Entwicklung des Modul-Prototypen. 128
4
Explorative
Studie zum Unterrichtseinsatz der „Tafelrunde".131
4.1 Entwicklung der Untersuchungsfragen und Hypothesen.131
4.2 Pilotuntersuchung 1 - fallbasierte Studie zur formativen Evaluation .133
4.3 Pilotuntersuchung 2. 139
4.4 Hauptuntersuchung. 141
4.4.1 Struktur der Untersuchung. 141
4.4.2 Festlegung der Befragungsinstrumente. 142
з
4.4.3
Analysemethoden
. 143
4.4.3.1 Zum qualitativen Charakter der Untersuchung.143
4.4.3.2 Durchfuhrung der Qualitativen Inhaltsanalyse.144
4.4.4 Ergebnisse der Analyse. 154
4.4.4.1 Behaltensleistungen zum Magnetismus und Erdmagnetismus.154
4.4.4.2 Vorstellungen der Lernenden über Aspekte von
„Nature
of
Science" 165
4.4.4.3 Vorstellungen und alternative Konzepte zum Erdmagnetismus.167
4.4.4.4 Beschreibung und Ergebnisse des Akzeptanz- und
Usability-Tests.
169
4.4.5 Auswertung der Logdateien. 174
4.4.5.1 Einordnung der Logdateianalyse in den Evaluationsprozess.174
4.4.5.2 Technische Aspekte und Fragestellungen der Logdateianalyse.175
4.4.5.3 Auswertung und Interpretation.176
4.4.6 Resümee der Ergebnisse bezogen auf Untersuchungsfragen und Hypothesen
. 185
4.5 Erfahrungen aus einer Erprobung im Hauptschulunterricht. 188
4.5.1 Planung und Durchführung des Unterrichts. 188
4.5.2 Lernleistungen - Auswertung des Fragebogens. 191
4.5.3 Akzeptanz und
Usability
. 194
4.5.4 Zusammenfassung der Erprobung im Hauptschulunterricht.195
5 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen. 197
Literatur. 205
Tabellenverzeichnis.214
Anhang. 215
Anhang A: Materialien zum Programm-Modul „Erdmagnetismus".215
Anhang B: Materialien zur Pilotstudie 1. 238
Anhang C: Materialien zur Hauptuntersuchung.260
Anhang D: Materialien zur Unterrichtserprobung in der Hauptschule.277
Danksagung. 289 |
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Inhalt
1 Ziel und Aufbau der Arbeit. 5
2 Diskursiv-narrative Textgestaltung für den Physikunterricht. 11
2.1 Sprache und Lerntätigkeit. 1 ]
2.1.1 Zum kulturhistorischen Ansatz - ein Überblick. 11
2.1.2 Zur Rolle des Schulunterrichts bei der Bildung wissenschaftlicher Begriffe.13
2.1.3 Dialogische Sprechtätigkeiten und dialogische Texte.15
2.2
Narration
und Lerntätigkeit im Besonderen. 18
2.2.1 Merkmale von
Narration
- eine begriffliche Annäherung.18
2.2.2 Funktionen narrativer Strukturierung für Erkenntnisprozesse.23
2.2.3 Metaphorische Strukturierung narrativer Texte und das Lernen in Physik.28
2.3 Lernen aus Dialogen: Der Perspektivwechsel.38
2.3.1 Perspektivenübernahme aus entwicklungspsychologischer Sicht.38
2.3.2 Point
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- Die Erzählperspektive in der narrativen Darstellung.40
2.3.3 Perspektivwechselprozesse in der Wissenschaft Physik.43
2.3.4 Perspektivwechselprozesse im Physikunterricht.46
2.4 Argumentativität in narrativen Unterrichtselementen.49
2.5
Narration
als Element des Physikunterrichts. 53
2.6 Von der Geschichte zu Geschichten - Lernen über Naturwissenschaften.58
2.6.1 Historische Zugänge zur Physik im Lichte von
„Nature of
Science".58
2.6.1.1 Lernen aus historischen Irrtümern der Naturwissenschaften?.58
2.6.1.2 Geschichtein) im naturwissenschaftlichen Unterricht.62
2.6.2 Schülervorstellungen zum tentativen Charakter naturwissenschaflicher Theorien
. 68
2.7 Zusammenfassung. 70
3 Entwicklung eines Moduls zum Lernen über den Erdmagnetismus.73
3.1 Die Bedeutung des Erdmagnetismus für Forschung und Unterricht.73
3.1.1 Das Magnetfeld der Erde im Fokus gegenwärtiger Forschung.73
2
3.1.2
Curriculare
Vorgaben. 74
3.1.3 Darstellung in Physiklehrbüchern. 75
3.2 Der Erdmagnetismus und seine Erkenntnisgenese.79
3.2.1 Historischer Theorien- und Modellwandel.79
3.2.2 Zum gegenwärtigen Verständnis des Erdmagnetismus.84
3.2.2.1 Eigenschaften und Ursprünge. 84
3.2.2.2 Mathematische Modellierung.88
3.2.2.3 Messmethoden und
-instrumente
.96
3.3 Schülervorstellungen zum Magnetismus und Erdmagnetismus.99
3.3.1 Untersuchungen zu Schülervorstellungen über den Magnetismus.99
3.3.2 Mentale Modelle des Magnetismus. 101
3.3.3 Spezieller Fall „Vorstellungen über den Erdmagnetismus".103
3.4 Erdmagnetismus - eine didaktische Rekonstruktion für die Sekundarstufe
I.
103
3.4.1 Zusammenfassung der Ausgangsbedingungen. 103
3.4.2 Elementarisierung und Reduktion von Komplexität.104
3.4.3 Festlegung von Inhalten eines Moduls zum Erdmagnetismus.106
3.5 Modul-Prototyp eines diskursiv-narrativen Lernmediums. 107
3.5.1 Der Dialog „Die Erde - ein Magnet?".107
3.5.2 Multimediale Zusatzelemente und Strukturierung der Lernumgebung.120
3.5.3 Entwurf eines Unterrichtsskriptes zur Arbeit mit dem Dialog.126
3.5.4 Zusammenfassung zur Entwicklung des Modul-Prototypen. 128
4
Explorative
Studie zum Unterrichtseinsatz der „Tafelrunde".131
4.1 Entwicklung der Untersuchungsfragen und Hypothesen.131
4.2 Pilotuntersuchung 1 - fallbasierte Studie zur formativen Evaluation .133
4.3 Pilotuntersuchung 2. 139
4.4 Hauptuntersuchung. 141
4.4.1 Struktur der Untersuchung. 141
4.4.2 Festlegung der Befragungsinstrumente. 142
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4.4.3
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4.4.4 Ergebnisse der Analyse. 154
4.4.4.1 Behaltensleistungen zum Magnetismus und Erdmagnetismus.154
4.4.4.2 Vorstellungen der Lernenden über Aspekte von
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4.4.4.4 Beschreibung und Ergebnisse des Akzeptanz- und
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169
4.4.5 Auswertung der Logdateien. 174
4.4.5.1 Einordnung der Logdateianalyse in den Evaluationsprozess.174
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4.4.6 Resümee der Ergebnisse bezogen auf Untersuchungsfragen und Hypothesen
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4.5 Erfahrungen aus einer Erprobung im Hauptschulunterricht. 188
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4.5.4 Zusammenfassung der Erprobung im Hauptschulunterricht.195
5 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen. 197
Literatur. 205
Tabellenverzeichnis.214
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Anhang A: Materialien zum Programm-Modul „Erdmagnetismus".215
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