Integration digitaler, kollaborativer Lernwerkzeuge in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht:
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Hamburg
Kovač
2008
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 13
1.1 Motivation .......................... 13
1.2 Überblick........................... 26
2 Problembeschreibung &; Positionierung 37
2.1 Digitale Medien und Schulentwicklung........... 38
2.2 Lehren mit digitalen Medien................. 40
2.3 Lernen mit digitalen Medien................. 48
2.4 Gestaltung von Lernumgebungen.............. 53
2.5 Fachdidaktische Anforderungen............... 63
2.5.1 Biologie........................ 63
2.5.2 Mathematik...................... 67
2.6 Ausrichtung der Evaluation................. 73
2.6.1 Aktionsforschung und Mediendidaktik....... 73
2.6.2 Zielperspektiven................... 76
2.6.3 Methodische Konkretisierung............ 79
2.7 Zielsetzung der Forschungsaktivitäten........... 81
3 Bestandsaufnahme und Einordnung 89
3.1 Entdeckendes Lernen..................... 89
3.2 Modellierung und entdeckendes Lernen........... 93
3.2.1 Allgemeine Modelltheorie.............. 93
3.2.2 Bedeutung von Modellen im Lernprozess...... 97
3.3 Repräsentationen in Modellierungssprachen........ 100
3.3.1 Der erweiterte Funktionsbegriff von Gottlob
Frege
100
9
10 INHALTSVERZEICHNIS
3.3.2 Repräsentation und heuristische Kraft.......103
3.3.3 Visuelle Sprachen...................104
3.4 Kollaboratives Modellieren..................
Ш
3.5 Inhaltsgebiet Genetik.....................116
3.5.1 Anfange und aktuelle Bedeutung..........117
3.5.2 Genetik im Schulalltag und den
Curricula
.....119
3.5.3 Besonderheiten im Genetikunterricht........120
3.5.4 Experimente, Modelle und Simulationen im
Genetikunterricht...................122
3.5.5 Lernwerkzeuge zur Genetik.............126
3.6 Inhaltsgebiet Stochastik...................131
3.6.1 Anfänge und aktuelle Bedeutung..........131
3.6.2 Stochastik im Schulalltag und in den
Curricula
. . 133
3.6.3 Besonderheiten im Stochastikunterricht......135
3.6.4 Chancen und Grenzen praktischer Experimente . . 137
3.6.5 Modellierung und Simulation - Computereinsatz
zur Ausweitung des Experimentalunterrichts - . . 139
3.6.6 Lernwerkzeuge zur Stochastik............142
3.7 Zusammenfassung und Einordnung.............147
4 Didaktisches Design 151
4.1 Partizipatives Design.....................151
4.2 Visuelle Sprache CoSE zur Stochastik...........155
4.2.
Î
Zielsetzung und Bildungsanliegen..........155
4.2.2 Problemraum.....................156
4.2.3 Konzeption der visuellen Sprache..........157
4.2.4 Vom Entwurf zur Realisierung ...........160
4.2.5 Vorstellung ausgewählter Sprachelemente.....163
4.2.6 Unterstützung der Kollaboration..........167
4.2.7 Unterstützung für Anwender............168
4.2.8 Visuelle Sprache als kognitives Ausdrucksmittel . . 171
4.2.9 Gegenüberstellung von Stochastikwerkzeugen . . . 171
4.3 Visuelle Sprache EvoGene zur Genetik..........175
4.3.1 Zielsetzung und Bildungsanliegen..........175
4.3.2 Problemraum.....................176
4.3.3 Vom Entwurf zur Realisierung ...........179
4.3.4 Vorstellung der Sprachelemente...........180
INHALTSVERZEICHNIS 11
4.3.5 Unterstützung von Kollaboration und Modellierung 182
4.3.6 Visuelle Sprache als kognitives Ausdrucksmittel . . 186
4.3.7 Gegenüberstellung von Werkzeugen zur Genetik . 187
4.4 Umsetzung partizipativer Aktionsforschung........188
4.5 Integration von Medien und Kollaboration.........192
4.5.1 Medienintegration..................197
4.5.2 Flexible Koordination von Gruppenarbeit.....199
4.5.3 Visuelle Sprache zur flexiblen Koordination .... 201
5 Unterrichtserprobungen 203
5.1 Stochastik - Erprobung von CoSE.............203
5.2 Genetik - Erprobung von EvoGene............213
β
Integration in Lehr- & Lernprozesse 215
6.1 Integration im Hinblick auf die Lernenden.........222
6.1.1 Motivation und Lernerfolg..............222
6.1.2
Expressi
vität und Reichhaltigkeit..........235
6.1.3 Problemorientiertes Lernen.............242
6.1.4 Kollaboration.....................248
6.2 Integration im Hinblick auf die Lehrenden.........277
6.2.1 Motivation......................277
6.2.2 Umsetzung eigener Ideen und Gebrauchsformen . . 284
6.2.3 Interaktion und Veränderung der Lehrerrolle . . . 296
6.3 Praktikable Formen der Kollaboration...........306
7 Zusammenfassung und Ausblick 309
7.1 Zusammenfassung ......................309
7.2 Ausblick und Perspektiven..................313
A
Beispiele und Modelle 317
A.l Beispiele zur Stochastik...................317
A.l.l Schoolopoly......................317
A.l.2 Geburtstagsproblem.................320
A.1.3 Deutsches Zahlenlotto................324
A.2 Beispiele zur Genetik.....................325
A.2.1 Vererbungsphänomen bei Erbsenpflanzen.....325
A.2.2 Färbung des veränderlichen Blattkäfers......325
12 INHALTSVERZEICHNIS
В
Unterrichtsmaterial 327
B.l Materialien zur Stochastik..................327
B.2 Beispielaufgaben zur Genetik................330
С
Materialien zur Evaluation 333
Abbildungsverzeichnis 336
Tabellenverzeichnis 340
Literaturverzeichnis 342
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 13
1.1 Motivation . 13
1.2 Überblick. 26
2 Problembeschreibung &; Positionierung 37
2.1 Digitale Medien und Schulentwicklung. 38
2.2 Lehren mit digitalen Medien. 40
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2.6.1 Aktionsforschung und Mediendidaktik. 73
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10 INHALTSVERZEICHNIS
3.3.2 Repräsentation und heuristische Kraft.103
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3.5 Inhaltsgebiet Genetik.116
3.5.1 Anfange und aktuelle Bedeutung.117
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Genetikunterricht.122
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3.6 Inhaltsgebiet Stochastik.131
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3.6.6 Lernwerkzeuge zur Stochastik.142
3.7 Zusammenfassung und Einordnung.147
4 Didaktisches Design 151
4.1 Partizipatives Design.151
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4.2.
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Zielsetzung und Bildungsanliegen.155
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4.2.3 Konzeption der visuellen Sprache.157
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4.2.9 Gegenüberstellung von Stochastikwerkzeugen . . . 171
4.3 Visuelle Sprache EvoGene zur Genetik.175
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4.3.3 Vom Entwurf zur Realisierung .179
4.3.4 Vorstellung der Sprachelemente.180
INHALTSVERZEICHNIS 11
4.3.5 Unterstützung von Kollaboration und Modellierung 182
4.3.6 Visuelle Sprache als kognitives Ausdrucksmittel . . 186
4.3.7 Gegenüberstellung von Werkzeugen zur Genetik . 187
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4.5 Integration von Medien und Kollaboration.192
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