Selbstbestimmtes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht: eine empirische Interventionsstudie
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| Published: |
Hamburg
Kovač
2010
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| Series: | Didaktik in Forschung und Praxis
50 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Kap. Inhalt Seite
0 Einleitung................................................................ 13
1 Pädagogisch-psychologischer Hintergrund................. 17
1.1 Einleitung und Begriffsklärung....................................... 17
1.2 Lernpsychologische Begründung selbstbestimmten Ler¬
nens ........................................................................ 19
1.3 Motivationspsychologische Begründung selbstbestimmten
Lernens................................................................... 20
1.3.1 Die Theorie des selbstbestimmten Lernens..................... 20
1.3.1.1 Motivationale Steuerung des Verhaltens......................... 20
1.3.1.2
Intrisisene
und extrinsische Motivation.......................... 21
1.3.1.3 Vier Typen extrinsischer Verhaltensregulation.................. 22
1.3.1.4 Drei grundlegende menschliche Bedürfnisse................... 25
1.3.2 Die Theorie des selbstregulierten Lernens....................... 26
1.3.3 Die Selbstwirksamkeitstheorie und die Person-Gegen¬
stands-Theorie des Interesses...................................... 29
2 Naturwissenschaftlich-physikalischer Hintergrund...... 31
2.1 Einleitung................................................................. 31
2.2 Fachwissenschaftliche Aspekte des Energiebegriffs.......... 31
2.2.1 Energie in derMechanik.............................................. 32
2.2.2 Energie in der Elektrizitätslehre..................................... 34
2.2.2.1 Potenzielle Energie, elektrisches Potenzial und Potenzial¬
differenz ................................................................... 34
2.2.2.2 Die elektrische Leistung.............................................. 36
2.2.2.3 Die elektrische Energie eines geladenen Plattenkondensa¬
tors ......................................................................... 37
2.2.2.4 Die magnetische Energie einer Spule............................. 38
2.2.2.5 Energiedichte, Energieströmung und Energietransport...... 39
Inhaltsverzeichnis
2.2.3 Energie in der Thermodynamik...................................... 41
2.2.3.1 Molekülbewegung und kinetische Energie....................... 41
2.2.3.2 Hauptsätze der Thermodynamik und Wärmeübertragung ... 42
2.3 Fachdidaktische Aspekte des Energiebegriffs.................. 44
2.3.1 Fünf grundlegende Aspekte von Energie........................ 44
2.3.2 Der traditionelle Weg zur Energie über die Mechanik......... 48
2.3.3 Alternativer Weg: Der Karlsruher Physikkurs von
Falk
und
Herrmann................................................................. 55
2.3.4 Energie in verschiedenen Bereichen der Physik............... 59
2.3.5 Schülervorstellungen / Alltagsvorstellungen..................... 60
2.3.5.1 Einleitung und Begriffsklärung....................................... 61
2.3.5.2 Zur Entstehung von Alltagsvorstellungen........................ 61
2.3.5.3 Zur Bedeutung von Schülervorstellungen........................ 62
2.3.5.4 Alltagsvorstellungen und ihr Nutzen für den Lehrer............ 64
2.3.5.5 Lehrervorstellungen.................................................... 66
2.3.6 Schülervorstellungen und Lernschwierigkeiten zur Energie . 66
3 Unterrichtskonzeption.............................................. 69
3.1 Grundsätzliche methodische Überlegungen zum selbstbe¬
stimmten Lernen........................................................ 69
3.1.1 Lernen an Stationen................................................... 73
3.1.2 Kooperative Lernformen.............................................. 75
3.1.3 Schülerexperimente................................................... 79
3.2 Bezug zum Bildungsplan............................................. 81
3.2.1 Didaktische und methodische Prinzipien......................... 81
3.2.2 Der Fächerverbund Materie - Natur - Technik (MNT) in der
Hauptschule.............................................................. 83
3.2.2.1 Leitgedanken zum Kompetenzerwerb............................. 83
3.2.2.2 Die Verankerung des Themas Energie........................... 84
3.2.3 Der Fächerverbund Naturwissenschaftliches Arbeiten
(NWA) in der Realschule............................................. 86
3.2.3.1 Leitgedanken zum Kompetenzerwerb............................. 86
3.2.3.2 Die Verankerung des Themas Energie........................... 86
Inhaltsverzeichnis
3.3 Grundsätzliche fachdidaktische Entscheidungen zum The¬
ma Energie............................................................... 88
3.3.1 Die Konzeptualisierung des Energiebegriffs..................... 88
3.3.2 Die Inhalte des Bildungsplans....................................... 91
3.4 Die Unterrichtseinheit zum Thema Energie...................... 93
3.4.1 Schematischer Überblick: Teilthemen und zeitliche Abfolge 93
3.4.2 Tabellarischer Überblick: die Elemente selbstbestimmten
Lernens................................................................... 94
3.4.3 Beschreibung der einzelnen Unterrichtsabschnitte............ 97
3.4.3.1 Einleitung................................................................. 97
3.4.3.2 Hinführung zum Energiebegriff...................................... 97
3.4.3.3 Energieformen und Energieumwandlungen..................... 99
3.4.3.4 Energie in Nahrungsmitteln.......................................... 104
3.4.3.5 Energie und Energiesparen im Haushalt......................... 106
3.4.3.6 Übungen.................................................................. 115
3.5 Die Unterrichtseinheit zum Thema Elektrizität.................. 116
3.5.1 Einleitung................................................................. 116
3.5.2 Schematischer Überblick: Teilthemen und zeitliche Abfolge 117
3.5.3 Tabellarischer Überblick: die Elemente selbstbestimmten
Lernens................................................................... 118
3.5.4 Fachliche Lernziele der einzelnen Unterrichtsabschnitte..... 120
4 Empirische Studie.................................................... 125
4.1 Einleitung................................................................. 125
4.2 Forschungsfragen...................................................... 127
4.3 Methoden, Stichprobe und Versuchsablauf..................... 128
4.3.1 Pilotstudie................................................................ 128
4.3.2 Hauptstudie.............................................................. 129
4.4 Zum Stand der Forschung aus den Vorgängerprojekten..... 137
4.4.1 Einleitung................................................................. 137
4.4.2 Forschungsprojekt zum Einfluss emotionaler Faktoren auf
das Lernen im Physikunterricht..................................... 137
4.4.3 Forschungsprojekt
ECOLE
zur Förderung von Emotionen
Inhaltsverzeichnis
4.5
4.5.1
4.5.2
4.5.2.1
4.5.2.2
4.5.2.3
4.5.2.4
4.5.3
4.5.3.1
4.5.3.2
4.5.3.3
4.5.3.3.1
4.5.3.3.2
4.5.3.4
4.5.3.4.1
4.5.3.4.2
4.5.3.4.3
4.5.3.5
4.5.3.5.1
4.5.3.5.2
4.5.3.5.3
4.5.3.6
4.5.3.6.1
4.5.3.6.2
4.5.3.6.3
4.5.3.7
4.5.3.8
4.5.3.9
und Leistung von Schülem........................................... 139
Auswertungen und Ergebnisse..................................... 144
Einleitung und Überblick.............................................. 144
Auswertung und Ergebnisse der Leistungstests............... 145
Auswertungsobjektivität der Leistungstests..................... 145
Datensätze und Stichprobe.......................................... 148
Erste Unterrichtseinheit: Elektrizitätslehre........................ 148
Zweite Unterrichtseinheit: Energie................................. 153
Auswertung und Ergebnisse der Schülerfragebögen......... 157
Einleitung................................................................. 157
Skala Autonomie........................................................ 157
Intrinsische Motivation: Interessen- und Kompetenzorien¬
tierung ..................................................................... 159
Skala Kompetenzorientierung....................................... 159
Skala Interessenorientierung........................................ 161
Unterrichtsemotionen: Interesse, Lernfreude und Ängstlich¬
keit.......................................................................... 162
Skala Interesse........................................................ 163
Skala Lernfreude....................................................... 164
Skala Ängstlichkeit..................................................... 166
Stufen der
motivationalen
Selbstregulation...................... 168
Skala Intrinsische Motivation........................................ 169
Skala Identifizierte Motivation....................................... 170
Skala lntrojizierte Motivation und Skala Extemale Motiva¬
tion ................................................ -I72
Soziale Eingebundenheit: Hilfsbereitschaft, Rivalität und
Fürsorglichkeit des Lehrers......................................... 173
Skala Hilfsbereitschaft............................. 173
Skala Rivalität....................................................... 174
Skala Fürsorglichkeit des Lehrers................................. 175
Skala Motivierungsqualität des Lehrers....................... 177
Weitere Skalen...................................... 178
Skala Transparenz.................................
ідП
10
Inhaltsverzeichnis
4.5.4 Komplexe Modelle...................................................... 183
4.5.4.1 Einleitung................................................................. 183
4.5.4.2 Gesamtmodell........................................................... 184
4.5.4.3 Treatment-Kontrollgruppen-Vergleich............................. 187
4.5.4.3.1 Modell Kontrollgruppe................................................. 187
4.5.4.3.2 Modell Treatmentgruppe............................................. 188
4.5.4.3.3 Zusammenfassung..................................................... 190
4.5.4.4 Modelle nach Schularten getrennt................................. 190
4.5.4.4.1 Modell Treatmentgruppe Hauptschule............................ 190
4.5.4.4.2 Modell Kontrollgruppe Hauptschule................................ 192
4.5.4.4.3 Modell Treatmentgruppe Realschule.............................. 193
4.5.4.4.4 Modell Kontrollgruppe Realschule................................. 194
4.5.4.4.5 Zusammenfassung..................................................... 196
4.5.5 Auswertung und Ergebnisse der Lehrerfragebögen........... 197
4.5.5.1 Einleitung................................................................. 197
4.5.5.2 Autonomie und Fürsorglichkeit des Lehrers aus Lehrersicht 197
4.5.5.2.1 Skala Autonomie........................................................ 197
4.5.5.2.2 Skala Fürsorglichkeit des Lehrers.................................. 200
4.5.5.3 Einschätzung der Unterrichtseinheiten anhand von Noten .. 202
4.5.5.3.1 Einleitung................................................................. 202
4.5.5.3.2 Praktische Durchführbarkeit......................................... 203
4.5.5.3.3 Unterrichtsmaterial für die Lehrer.................................. 205
4.5.5.3.4 Arbeitsmaterial für die Schüler...................................... 206
4.5.5.3.5 Fachliche Konzeption.................................................. 207
4.5.5.3.6 Didaktische Konzeption............................................... 209
4.5.5.4 Wissenschaftliche Begleitung durch die Pädagogische
Hochschule............................................................... 210
4.5.5.5 Lernprozesse im Unterricht und Erfahrung in der vergange¬
nen Unterrichtseinheit................................................. 211
4.5.5.5.1 Einleitung................................................................. 211
4.5.5.5.2 Lernprozesse im Unterricht.......................................... 211
4.5.5.5.3 Erfahrung in der vergangenen Unterrichtseinheit.............. 214
4.5.5.5.3.1 Lernmedien............................................................... 214
11
Inhaltsverzeichnis
4.5.5.5.3.2
4.5.5.5.3.3
4.5.6
4.5.6.1
4.5.6.2
4.5.6.3
4.5.6.3.1
4.5.6.3.2
4.5.6.3.3
4.5.6.3.4
4.5.6.3.5
4.5.6.3.6
4.5.6.3.7
4.5.6.3.8
4.5.6.4
4.5.6.4.1
4.5.6.4.2
4.5.6.5
4.5.6.5.1
4.5.6.5.2
4.5.6.5.3
4.5.6.5.4
4.6
Offene Arbeitsformen.................................................. 215
Portfolio
................................................................... 217
Auswertung und Ergebnisse der Lehrerfeedbackbögen...... 219
Einleitung................................................................. 219
Anzahl der Unterrichtsstunden...................................... 220
Wahrnehmung der Unterrichtsstunde............................. 222
Wahrnehmung der Selbstbestimmung............................ 223
Wahrnehmung des Kompetenzerlebens......................... 226
Wahrnehmung des sozialen Miteinanders....................... 228
Wahrnehmung des Interesses...................................... 231
Wahrnehmung der Lernfreude...................................... 233
Wahrnehmung der Mitarbeit......................................... 235
Wahrnehmung von Verständnisschwierigkeiten................ 237
Wahrnehmung von Unterrichtsstörungen........................ 239
Einschätzung zur Unterrichtsstunde insgesamt................ 241
Gelingen der Durchführung der Unterrichtsstunde............ 241
Emotionales Erleben der Unterrichtsstunde..................... 243
Wahrnehmung von Selbstbestimmung, Kompetenzerleben
und sozialem Miteinander nach Teilthemen differenziert..... 245
Einleitung................................................................. 245
Erste Unterrichtseinheit: Elektrizitätslehre........................ 246
Zweite Unterrichtseinheit: Energie................................. 250
Zusammenfassung..................................................... 254
Zusammenfassende Diskussion und Ausblick.................. 258
Literaturverzeichnis.................................................. 273
Anhang................................................................... 285
Fachliche Leistungstests der ersten Unterrichtseinheit zur
Elektrizitãtsiehre
Fachliche Leistungstests der zweiten Unterrichtseinheit zur
Energie
12
|
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