Naturwissenschaftliches Experimentieren in der Grundschule: eine empirische Studie zu konstruktivistisch orientiertem Lernen und Lehren
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Frankfurt am Main [u.a.]
Lang
2008
|
| Schriftenreihe: | Europäische Hochschulschriften - Reihe XI
973 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 310 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 9783631578001 |
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| adam_text | Titel: Naturwissenschaftliches Experimentieren in der Grundschule
Autor: Greinstetter, Roswitha
Jahr: 2008
Inhaltsverzeichnis
Vorwort..................................................................................................................5
Einleitung............................................................................................................13
1 Wissenserwerb und Erkenntnisgewinnung....................................................17
1.1 Wissen — Verstehen - Erklären: begriffliche Abgrenzung...........................17
1.2 Theoriegrundlagen zum Wissenserwerb.......................................................20
1.2.1 Genetische Epistemologie nach Jean Piaget und neue Theorien.......20
1.2.2 Wissen und subjektbezogene Einflussfaktoren..................................22
1.2.3 Bloom sehe Taxonomie zum kognitiven Lernprozess......................25
1.3 Konzepterwerb und Wissensstrukturierung..................................................27
1.3.1 Funktionen von Schemata..................................................................28
1.3.2 Conceptional changes.........................................................................28
1.4 Wissenserwerb im Grundschulalter..............................................................30
1.5 Zusammenfassung: Wissenserwerb und Erkenntnisgewinnung...................32
2 Konstruktivismus und Lernen........................................................................35
2.1 Konstruktivistische Ansätze im Unterricht...................................................36
2.2 Konstruktion und Selbststeuerung................................................................39
2.2.1 Selbstgesteuertes Lernen....................................................................41
2.2.2 Selbst erklären und eigenständiges Lernen........................................43
2.3 Situationsspezifität und situiertes Lernen.....................................................44
2.4 Viabilität und fokussierende Elemente.........................................................47
2.5 Interaktion und Reflexion..............................................................................50
2.5.1 Kooperatives Lernen..........................................................................54
2.5.2 Metakognitives Lernen.......................................................................55
2.6 Zusammenfassung: Konstruktivismus und Lernen.......................................56
3 Wissenschaftsverständnis und naturwissenschaftliches Lernen in der
Grundschule..................................................................................................59
3.1 Scientific Literacy.........................................................................................59
3.2 Wissenschaftsverständnis und Grundschulalter...........................................61
3.3 Naturwissenschaftlicher Unterricht in der Grundschule..............................64
3.3.1 Naturwissenschaftliches Experimentieren im Grundschulalter.................64
3.3.2 Forschendes Lernen in der Grundschule...................................................65
3.3.3 Unterrichtsgestaltung und Problemfelder..................................................67
3.7 Zusammenfassung: Wissenschaftsverständnis und
naturwissenschaftliches Lernen in der Grundschule..................................71
4 Naturwissenschaftliche Phänomene im Grundschulunterricht......................73
4.1 Übersicht über naturwissenschaftliche Inhalte an Grundschulen nach
österreichischem Lehrplan..........................................................................74
4.2 Fachinhaltliches Grundkonzept zu den beiden Themen der Studie.............75
4.2.1 Phänomenkreis „Auftrieb des Wassers — schwimmen/sinken von
Gegenständen .........................................................................................76
4.2.2 Phänomenkreis „Luft und Luftbewegungen ............................................77
4.3 Zusammenfassung: Naturwissenschaftliche Phänomene im
Grundschulunterricht..................................................................................78
5 Konkretisierung der beiden Unterrichtsmodelle............................................81
5.1 Konstruktivistische Lehr- und Lernumgebungen zum Experimentieren-
Lernen.........................................................................................................81
5.1.1 Leitideen zur Unterrichtsgestaltung...........................................................81
5.1.2 Lernzyklen zum gemäßigt konstruktivistischen Unterricht......................85
5.2 Gegenüberstellung der beiden Unterrichtsmodelle......................................87
5.2.1 Spezielle Elemente des konstruktivistisch orientierten
Unterrichtsmodells .................................................................................88
5.2.2 Phasenablauf des Unterrichtsmodells und Schülermaterialien..................89
5.3 Unterrichtskonzept zu physikalischen Phänomenen des Wassers und der
Luft..............................................................................................................93
5.4 Zusammenfassung: Gegenüberstellung der beiden Unterrichtsmodelle......95
6 Hypothesen....................................................................................................97
7 Forschungsdesign...........................................................................................99
7.1 Ablauf der Untersuchung...............................................................................99
7.2 Stichprobe....................................................................................................102
7.3 Ausgangspositionen und Rahmung der Studie............................................103
7.4 Zusammenfassung: Forschungsdesign........................................................108
8 Methoden, Validierung und Auswertungsverfahren der empirischen
Studie............................................................................................................111
8.1 Methoden.....................................................................................................111
8.2 Schriftlicher Test zu Pre- und Postkonzepten der Schüler und
Schülerinnen - leistungsbezogene Items...................................................112
8.2.1 Konzept zum Forschungsinstrument........................................................112
8.2.2 Testbeispiele aus dem Forschungsinstrument..........................................114
8.3 Schriftliche Befragung der Schüler und Schülerinnen -
nichtleistungsbezogene Konstrukte...........................................................115
8.3.1 Schriftliche Befragung zu Interesse, Motivation, Selbstkonzept —
Prebefragung..........................................................................................115
8.3.2 Schriftliche Befragung zum Unterricht - Postbefragung..........................117
8.4 Prüfung der Gütekriterien zur schriftlichen Befragung und Testung..........118
8.4.1 Überprüfung der inneren Konsistenz........................................................118
8.4.2 Prüfung der Interrater-Reliabilität............................................................119
8.4.3 Validierung durch Vortestung..................................................................121
8.5 Auswertungsverfahren zur schriftlichen Befragung und Testung...............123
8.6 Zusammenfassung: Methoden, Validierung und Auswertungsverfahren... 125
9 Ergebnisse zur schriftlichen Befragung - nichtleistungsbezogene
Konstrukte....................................................................................................127
9.1 Ergebnisse der Prebefragung zu Selbstkonzept, Motivation und
Interesse.....................................................................................................127
9.2 Postbefragung zum subjektiven Empfinden der Unterrichtseinheiten........129
9.3 Postbefragung zur Einschätzung der Unterrichtsmerkmale........................134
9.4 Zusammenfassung: Ergebnisse zu den nichtleistungsbezogenen
Konstrukten...............................................................................................142
10
10 Ergebnisse und Interpretation zur schriftlichen Testung der Studie -
leistungsbezogene Variablen......................................................................145
10.1 Darstellung der Ergebnisse zum Thema WASSER - Überblick..............145
10.2 Ergebnisse der Auswertung zum Teilthema „Gegenstände
schwimmen/sinken ..................................................................................147
10.3 Ergebnisse der Auswertung zum Teilthema „Verdrängung des
Wassers ...................................................................................................156
10.4 Ergebnisse der Auswertung zum Teilthema „Auftrieb ...........................162
10.5 Interpretation der Testergebnisse in einer Gesamtschau — Thema
WASSER..................................................................................................165
10.5.1 Vergleich der Ausgangsposition (Pretestung).......................................165
10.5.2 Auswirkungen der Interventionen in beiden Klassen............................168
10.6 Ergebnisse zum Rahmenthema LUFT......................................................179
10.7 Zusammenfassung: Ergebnisse der schriftlichen Testung.......................183
11 Analyse der Unterrichtsgespräche..............................................................187
11.1 Analyse der Gespräche in den Experimentierphasen...............................187
11.1.1 Forschungsmethodisches zu den Experimentierphasen in
Gruppenarbeiten....................................................................................188
11.1.2 Erkenntnisse auf Basis der Dokumente der Experimentierphasen........189
11.2 Analyse der Reflexionsgespräche.............................................................192
11.2.1 Forschungsmethode und Kategorienschema zu den
Reflexionsgesprächen............................................................................192
11.2.2 Ergebnisse der Analyse - zeitliches Ausmaß........................................194
11.2.3 Analyse zum Feststellen und Erklären von Phänomenen
(Rahmenthema WASSER)....................................................................195
11.2.4 Analyse aus fachinhaltlicher Perspektive..............................................197
11.2.5 Analyse zur Initiierung der Teilinhalte durch Lehrer/Schüler -
Rahmenthema WASSER.......................................................................199
11.2.6 Analyse zum Alltagsbezug - Rahmenthema WASSER........................201
11.2.7 Analyse der Reflexionsgespräche zum Rahmenthema LUFT...............202
11.2.8 Qualitative Betrachtung der Reflexionsgespräche - weitere Aspekte
konstruktivistischen Unterrichtes..........................................................204
11.2.8.1 Art der Fragestellungen und Umgang mit „Falsch -Aussagen..........205
11.2.8.2 Art der Diskussion (Frage-Antwort, Wechselgespräch, intensive
Diskussion).........................................................................................208
11.2.8.3 Viabilitätscheck und Einsatz von Gegenbeispielen............................210
11
11.3 Zusammenfassung und Schlussfolgerung zur Analyse der
Unterrichtsgespräche.................................................................................213
12 Entscheidung zu den Hypothesen und theoriegeleitete Reflexion..............217
12.1 Hypothesen zur Studie...............................................................................217
12.2 Kritische Reflexion und Ergänzungen zur Studie.....................................221
12.2.1 Erkenntnisse aus weiteren Studien.........................................................221
12.2.2 Reflexion zum Forschungsdesign und den Forschungsmethoden.........223
12.2.3 Reflexion zu einzelnen Versuchen.........................................................225
12.2.4 Ergänzende Überlegungen zu neuen Forschungsansätzen.....................228
12.3 Zusammenfassung: Entscheidung zu den Hypothesen und
theoriegeleitete Reflexion..........................................................................229
13 Weiterentwicklung Naturwissenschaftlichen Unterrichtes an
Grundschulen...............................................................................................231
13.1 Naturwissenschaftliche Arbeitsweisen und Experimentierkompetenz
entwickeln..................................................................................................231
13.2 Unterrichtsmaßnahmen zum Experimentierenlernen - Rolle der
Lehrperson.................................................................................................234
13.3 Perspektiven für die Selbstevaluation von Lernprozessen und
Unterricht...................................................................................................240
13.4 Zusammenfassung: Weiterentwicklung Naturwissenschaftlichen
Unterrichtes...............................................................................................241
14 Ausblick.......................................................................................................245
Literaturverzeichnis...........................................................................................249
Verzeichnis der Abbildungen............................................................................271
Verzeichnis der Tabellen...................................................................................275
Abkürzungen......................................................................................................279
12
ANHANG
A Unterrichtsmodelle........................................................................................283
AI Merkmale der beiden Unterrichtsmodelle................................................283
A2 Phasenmodell zum Thema WASSER - konstruktivistisch orientiert.......285
A3 Phasenmodell zum Thema LUFT - konstruktivistisch orientiert.............286
B Forschungsinstrumente.................................................................................287
Bl Schriftliche Befragung pre (nichtleistungsbezogen)................................287
B2 Schriftliche Befragung post (nichtleistungsbezogen)...............................289
B3 Testaufgaben zum Thema WASSER (leistungsbezogen)........................290
B4 Testaufgaben zum Thema LUFT (leistungsbezogen)..............................293
C Leistungsbezogene Variablen -Testaufgaben mit offenem Antwortformat. 297
Cl Kategorisierung der Levelstufen zu den Testaufgaben............................297
C2 Tabellarische Übersicht zu den Leveleinstufungen zum Thema
WASSER..................................................................................................303
C3 Tabellarische Übersicht zu den Leveleinstufungen - Thema LUFT........305
D Analyse der Reflexionsgespräche.................................................................307
Dl Kriterienraster zur Analyse der Reflexionsgespräche..............................307
D2 Zeitliches Ausmaß der Sinneinheiten zu den 4 Stufen.............................309
|
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Titel: Naturwissenschaftliches Experimentieren in der Grundschule
Autor: Greinstetter, Roswitha
Jahr: 2008
Inhaltsverzeichnis
Vorwort.5
Einleitung.13
1 Wissenserwerb und Erkenntnisgewinnung.17
1.1 Wissen — Verstehen - Erklären: begriffliche Abgrenzung.17
1.2 Theoriegrundlagen zum Wissenserwerb.20
1.2.1 Genetische Epistemologie nach Jean Piaget und neue Theorien.20
1.2.2 Wissen und subjektbezogene Einflussfaktoren.22
1.2.3 Bloom'sehe Taxonomie zum kognitiven Lernprozess.25
1.3 Konzepterwerb und Wissensstrukturierung.27
1.3.1 Funktionen von Schemata.28
1.3.2 Conceptional changes.28
1.4 Wissenserwerb im Grundschulalter.30
1.5 Zusammenfassung: Wissenserwerb und Erkenntnisgewinnung.32
2 Konstruktivismus und Lernen.35
2.1 Konstruktivistische Ansätze im Unterricht.36
2.2 Konstruktion und Selbststeuerung.39
2.2.1 Selbstgesteuertes Lernen.41
2.2.2 Selbst erklären und eigenständiges Lernen.43
2.3 Situationsspezifität und situiertes Lernen.44
2.4 Viabilität und fokussierende Elemente.47
2.5 Interaktion und Reflexion.50
2.5.1 Kooperatives Lernen.54
2.5.2 Metakognitives Lernen.55
2.6 Zusammenfassung: Konstruktivismus und Lernen.56
3 Wissenschaftsverständnis und naturwissenschaftliches Lernen in der
Grundschule.59
3.1 Scientific Literacy.59
3.2 Wissenschaftsverständnis und Grundschulalter.61
3.3 Naturwissenschaftlicher Unterricht in der Grundschule.64
3.3.1 Naturwissenschaftliches Experimentieren im Grundschulalter.64
3.3.2 Forschendes Lernen in der Grundschule.65
3.3.3 Unterrichtsgestaltung und Problemfelder.67
3.7 Zusammenfassung: Wissenschaftsverständnis und
naturwissenschaftliches Lernen in der Grundschule.71
4 Naturwissenschaftliche Phänomene im Grundschulunterricht.73
4.1 Übersicht über naturwissenschaftliche Inhalte an Grundschulen nach
österreichischem Lehrplan.74
4.2 Fachinhaltliches Grundkonzept zu den beiden Themen der Studie.75
4.2.1 Phänomenkreis „Auftrieb des Wassers — schwimmen/sinken von
Gegenständen".76
4.2.2 Phänomenkreis „Luft und Luftbewegungen".77
4.3 Zusammenfassung: Naturwissenschaftliche Phänomene im
Grundschulunterricht.78
5 Konkretisierung der beiden Unterrichtsmodelle.81
5.1 Konstruktivistische Lehr- und Lernumgebungen zum Experimentieren-
Lernen.81
5.1.1 Leitideen zur Unterrichtsgestaltung.81
5.1.2 Lernzyklen zum gemäßigt konstruktivistischen Unterricht.85
5.2 Gegenüberstellung der beiden Unterrichtsmodelle.87
5.2.1 Spezielle Elemente des konstruktivistisch orientierten
Unterrichtsmodells .88
5.2.2 Phasenablauf des Unterrichtsmodells und Schülermaterialien.89
5.3 Unterrichtskonzept zu physikalischen Phänomenen des Wassers und der
Luft.93
5.4 Zusammenfassung: Gegenüberstellung der beiden Unterrichtsmodelle.95
6 Hypothesen.97
7 Forschungsdesign.99
7.1 Ablauf der Untersuchung.99
7.2 Stichprobe.102
7.3 Ausgangspositionen und Rahmung der Studie.103
7.4 Zusammenfassung: Forschungsdesign.108
8 Methoden, Validierung und Auswertungsverfahren der empirischen
Studie.111
8.1 Methoden.111
8.2 Schriftlicher Test zu Pre- und Postkonzepten der Schüler und
Schülerinnen - leistungsbezogene Items.112
8.2.1 Konzept zum Forschungsinstrument.112
8.2.2 Testbeispiele aus dem Forschungsinstrument.114
8.3 Schriftliche Befragung der Schüler und Schülerinnen -
nichtleistungsbezogene Konstrukte.115
8.3.1 Schriftliche Befragung zu Interesse, Motivation, Selbstkonzept —
Prebefragung.115
8.3.2 Schriftliche Befragung zum Unterricht - Postbefragung.117
8.4 Prüfung der Gütekriterien zur schriftlichen Befragung und Testung.118
8.4.1 Überprüfung der inneren Konsistenz.118
8.4.2 Prüfung der Interrater-Reliabilität.119
8.4.3 Validierung durch Vortestung.121
8.5 Auswertungsverfahren zur schriftlichen Befragung und Testung.123
8.6 Zusammenfassung: Methoden, Validierung und Auswertungsverfahren. 125
9 Ergebnisse zur schriftlichen Befragung - nichtleistungsbezogene
Konstrukte.127
9.1 Ergebnisse der Prebefragung zu Selbstkonzept, Motivation und
Interesse.127
9.2 Postbefragung zum subjektiven Empfinden der Unterrichtseinheiten.129
9.3 Postbefragung zur Einschätzung der Unterrichtsmerkmale.134
9.4 Zusammenfassung: Ergebnisse zu den nichtleistungsbezogenen
Konstrukten.142
10
10 Ergebnisse und Interpretation zur schriftlichen Testung der Studie -
leistungsbezogene Variablen.145
10.1 Darstellung der Ergebnisse zum Thema WASSER - Überblick.145
10.2 Ergebnisse der Auswertung zum Teilthema „Gegenstände
schwimmen/sinken".147
10.3 Ergebnisse der Auswertung zum Teilthema „Verdrängung des
Wassers".156
10.4 Ergebnisse der Auswertung zum Teilthema „Auftrieb".162
10.5 Interpretation der Testergebnisse in einer Gesamtschau — Thema
WASSER.165
10.5.1 Vergleich der Ausgangsposition (Pretestung).165
10.5.2 Auswirkungen der Interventionen in beiden Klassen.168
10.6 Ergebnisse zum Rahmenthema LUFT.179
10.7 Zusammenfassung: Ergebnisse der schriftlichen Testung.183
11 Analyse der Unterrichtsgespräche.187
11.1 Analyse der Gespräche in den Experimentierphasen.187
11.1.1 Forschungsmethodisches zu den Experimentierphasen in
Gruppenarbeiten.188
11.1.2 Erkenntnisse auf Basis der Dokumente der Experimentierphasen.189
11.2 Analyse der Reflexionsgespräche.192
11.2.1 Forschungsmethode und Kategorienschema zu den
Reflexionsgesprächen.192
11.2.2 Ergebnisse der Analyse - zeitliches Ausmaß.194
11.2.3 Analyse zum Feststellen und Erklären von Phänomenen
(Rahmenthema WASSER).195
11.2.4 Analyse aus fachinhaltlicher Perspektive.197
11.2.5 Analyse zur Initiierung der Teilinhalte durch Lehrer/Schüler -
Rahmenthema WASSER.199
11.2.6 Analyse zum Alltagsbezug - Rahmenthema WASSER.201
11.2.7 Analyse der Reflexionsgespräche zum Rahmenthema LUFT.202
11.2.8 Qualitative Betrachtung der Reflexionsgespräche - weitere Aspekte
konstruktivistischen Unterrichtes.204
11.2.8.1 Art der Fragestellungen und Umgang mit „Falsch"-Aussagen.205
11.2.8.2 Art der Diskussion (Frage-Antwort, Wechselgespräch, intensive
Diskussion).208
11.2.8.3 Viabilitätscheck und Einsatz von Gegenbeispielen.210
11
11.3 Zusammenfassung und Schlussfolgerung zur Analyse der
Unterrichtsgespräche.213
12 Entscheidung zu den Hypothesen und theoriegeleitete Reflexion.217
12.1 Hypothesen zur Studie.217
12.2 Kritische Reflexion und Ergänzungen zur Studie.221
12.2.1 Erkenntnisse aus weiteren Studien.221
12.2.2 Reflexion zum Forschungsdesign und den Forschungsmethoden.223
12.2.3 Reflexion zu einzelnen Versuchen.225
12.2.4 Ergänzende Überlegungen zu neuen Forschungsansätzen.228
12.3 Zusammenfassung: Entscheidung zu den Hypothesen und
theoriegeleitete Reflexion.229
13 Weiterentwicklung Naturwissenschaftlichen Unterrichtes an
Grundschulen.231
13.1 Naturwissenschaftliche Arbeitsweisen und Experimentierkompetenz
entwickeln.231
13.2 Unterrichtsmaßnahmen zum Experimentierenlernen - Rolle der
Lehrperson.234
13.3 Perspektiven für die Selbstevaluation von Lernprozessen und
Unterricht.240
13.4 Zusammenfassung: Weiterentwicklung Naturwissenschaftlichen
Unterrichtes.241
14 Ausblick.245
Literaturverzeichnis.249
Verzeichnis der Abbildungen.271
Verzeichnis der Tabellen.275
Abkürzungen.279
12
ANHANG
A Unterrichtsmodelle.283
AI Merkmale der beiden Unterrichtsmodelle.283
A2 Phasenmodell zum Thema WASSER - konstruktivistisch orientiert.285
A3 Phasenmodell zum Thema LUFT - konstruktivistisch orientiert.286
B Forschungsinstrumente.287
Bl Schriftliche Befragung pre (nichtleistungsbezogen).287
B2 Schriftliche Befragung post (nichtleistungsbezogen).289
B3 Testaufgaben zum Thema WASSER (leistungsbezogen).290
B4 Testaufgaben zum Thema LUFT (leistungsbezogen).293
C Leistungsbezogene Variablen -Testaufgaben mit offenem Antwortformat. 297
Cl Kategorisierung der Levelstufen zu den Testaufgaben.297
C2 Tabellarische Übersicht zu den Leveleinstufungen zum Thema
WASSER.303
C3 Tabellarische Übersicht zu den Leveleinstufungen - Thema LUFT.305
D Analyse der Reflexionsgespräche.307
Dl Kriterienraster zur Analyse der Reflexionsgespräche.307
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