Instruktionale Unterstützung beim Lernen mit Computersimulationen im Fach Biologie:
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
............................................................................................................................
1
2
THEORETISCHER
HINTERGRUND
.................................................................................................
4
2.1
BIOLOGISCHE
GRUNDLAGEN
.....................................................................................................
4
2.1.1
THEMATISCH
RELEVANTE
INHALTE
DER
OEKOLOGIE
................................................................
4
2.1.2
RAEUBER-BEUTE-PRINZIP
..................................................................................................
6
2.1.3
DAS
OEKOSYSTEM
SEE
....................................................................................................
10
2.2
BIOLOGIEDIDAKTISCHE
ASPEKTE
...........................................................................................
12
2.2.1
DIDAKTISCHE
UEBERLEGUNGEN
ZUM
RAEUBER-BEUTE-MODELL
.............................................
12
2.2.2
ADAPTATION
DES
RAEUBER-BEUTE-MODELLS
FUER
DIE
COMPUTERSIMULATION
........................
13
2.3
COMPUTERSIMULATIONEN
IM
BIOLOGIEUNTERRICHT
.................................................................
15
2.3.1
VORTEILE
DES
LERNENS
MIT
COMPUTERSIMULATIONEN
......................................................
16
2.3.2
PROBLEME
DES
LERNENS
MIT
COMPUTERSIMULATIONEN
....................................................
19
2.4
INSTRUKTIONALE
UNTERSTUETZUNG
DES
LERNENS
MIT
COMPUTERSIMULATIONEN
.........................
23
2.4.1
INTERPRETATIVE
UNTERSTUETZUNG
...................................................................................
24
2.4.2
EXPERIMENTELLE
UNTERSTUETZUNG
................................................................................
26
2.4.3
REFLEKTIERENDE
UNTERSTUETZUNG
.................................................................................
28
2.5
DATENINTERPRETATION
.........................................................................................................
30
2.6
SELBSTREGULIERTES
LERNEN
..................................................................................................
33
2.7
WISSENSARTEN
...................................................................................................................
38
2.7.1
BEDEUTUNG
DES
VORWISSENS
BEIM
LERNEN
MIT
COMPUTERSIMULATIONEN
....................
38
2.7.2
FAKTENWISSEN
...........................................................................................................
39
2.7.3
KONZEPTUELLES
WISSEN
.............................................................................................
39
2.7.4
PROZEDURALES
WISSEN
...............................................................................................
40
2.7.5
INTUITIVES
WISSEN
.....................................................................................................
40
2.8
FORSCHUNGSFFAGE
..............................................................................................................
44
2.9
HYPOTHESEN
.....................................................................................................................
44
3
METHODEN
........................................................................................................................
47
3.1
STICHPROBE
.......................................................................................................................
47
3.2
FORSCHUNGSDESIGN
............................................................................................................
48
3.3
UNABHAENGIGE
VARIABLEN:
YYINSTRUKTIONALE
MASSNAHMEN
..................................................
49
3.3.1
INSTRUKTIONALE
MASSNAHME
ZUR
DATENINTERPRETATION
..................................................
49
3.3.2
INSTRUKTIONALE
MASSNAHME
ZUR
SELBSTREGULATION
......................................................
49
3.4
ABHAENGIGE
VARIABLE:
YYWISSEN
.......................................................................................
50
3.4.1
ERHEBUNG
DES
FAKTENWISSENS,
KONZEPTUELLEN
UND
PROZEDURALEN
WISSENS
................
50
3.4.2
ERHEBUNG
DES
INTUITIVEN
WISSENS
MITTELS
YYSCHNELLTEST
...........................................
50
3.5
KONTROLLVARIABLEN
............................................................................................................
51
3.6
MATERIAL
...........................................................................................................................
51
3.6.1
LERNUMGEBUNG
.........................................................................................................
51
3.6.2
ARBEITSAUFTRAEGE
........................................................................................................
62
3.6.3
INSTRUKTIONALE
MASSNAHME
ZUR
DATENINTERPRETATION
..................................................
64
II
3.6.4
INSTRUKTIONALE
MASSNAHME
ZUR
SELBSTREGULATION
........................................................
66
3.6.5
....
...................................................................................................................................
69
3.6.6
TEST
ZUR ERHEBUNG
DES
INTUITIVEN
WISSENS
................................................................
70
3.6.7
KONTROLL
VARIABLEN
......................................................................................................
75
3.7
ABLAUF
...............................................................................................................................
80
3.8
STATISTISCHE
METHODEN
.......................................................................................................
84
3.8.1
DESKRIPTIVE
STATISTIK
..................................................................................................
84
3.8.2
TESTS
ZU
UNTERSCHIEDEN
UND
ZUSAMMENHAENGEN
........................................................
85
3.8.3
SKALENBILDUNG
............................................................................................................
86
3.8.4
FAKTORENANALYTISCHE
TRENNUNG
DER
WISSENSARTEN
.....................................................
89
4
ERGEBNISSE
........................................................................................................................
97
4.1
VORANALYSEN
.....................................................................................................................
97
4.1.1
EVALUATION
DER
LERNUMGEBUNG
YYSIMBIOSEE^
............................................................
99
4.2
ALLGEMEINE
DESKRIPTIVE
STATISTIKEN
................................................................................
103
4.2.1
SKALA
YYWISSEN
........................................................................................................
104
4.2.2
SUBSKALA
YYFAKTENWISSEN
.........................................................................................
108
4.2.3
SUBSKALA
YYKONZEPTUELLES
WISSEN
...........................................................................
111
4.2.4
SUBSKALA
YYPROZEDURALES
WISSEN
.............................................................................
114
4.2.5
SUBSKALA
YYINTUITIVES
WISSEN
...................................................................................
117
4.3
KONTROLLVARIABLEN
...........................................................................................................
123
4.3.1
WAHRGENOMMENE
KOGNITIVE
BELASTUNG
....................................................................
123
4.3.2
EINGESCHAETZTE
COMPUTERKOMPETENZ
.........................................................................
128
4.3.3
SUBJEKTIV
EINGESCHAETZTE
COMPUTERBEZOGENE
MOTIVATION
..........................................
129
4.3.4
SUBJEKTIV
WAHRGENOMMENE
FAEHIGKEIT
ZUR
SELBSTREGULATION
....................................
130
4.4
KORRELATIONSANALYSEN
......................................................................................................
132
4.4.1
KORRELATIONEN
ZWISCHEN
DEN
WISSENSARTEN
..............................................................
132
4.4.2
KORRELATIONEN ZWISCHEN
ANTWORTEN
UND
LATENZZEITEN
DES
YYSCHNELLTESTS^
...............
133
4.4.3
KORRELATIONEN
ZWISCHEN
WISSENSZUWACHS
UND
KOGNITIVER
BELASTUNG
......................
134
4.5
ERGEBNISSE
OHNE
INTERVENTION
.........................................................................................
135
4.6
LOGFILES
..........................................................................................................................
141
4.7
HYPOTHESENPRUEFUNGEN
....................................................................................................
143
4.7.1
HYPOTHESE
1
.............................................................................................................
143
4.7.2
HYPOTHESE
2
.............................................................................................................
175
4.7.3
HYPOTHESE
3
.............................................................................................................
176
4.7.4
HYPOTHESE
4
.............................................................................................................
178
4.7.5
HYPOTHESE
5A
............................................................................................................
179
4.7.6
HYPOTHESE
5B
...........................................................................................................
181
4.7.7
HYPOTHESE
6
.............................................................................................................
182
4.7.8
HYPOTHESE
7
.............................................................................................................
184
4.7.9
HYPOTHESE
8
.............................................................................................................
186
5
DISKUSSION
......................................................................................................................
188
5.1
UNTERSUCHUNGSGRUNDLAGEN
..............................................................................................
188
5.2
METHODENKRITISCHE
ANMERKUNGEN
..................................................................................
189
5.3
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.............................................................................................
194
INHALTSVERZEICHNIS
III
5.3.1
EFFEKTE
DURCH
DAS
COMPUTERPROGRAMM
^IMBIOSEE
..............................................
194
5.3.2
EFFEKTE
DURCH
DIE
KONKRETEN
ARBEITSAUFTRAEGE
...........................................................
194
5.3.3
EFFEKTE
DURCH
DIE
INSTRUKTIONALEN
MASSNAHMEN
........................................................
195
5.4
ZUSAMMENFASSENDE
UND
ABSCHLIESSENDE
DISKUSSION
.......................................................
205
5.5
PRAXISRELEVANZ
FUER
DEN
SCHULUNTERRICHT
..........................................................................
208
5.6
FORSCHUNGSPERSPEKTIVEN
UND
AUSBLICK
..........................................................................
209
6
LITERATURVERZEICHNIS
.......................................................................................................
211
7
ANHANG
...........................................................................................................................
222
7.1
LERNSOFTWARE
YYSIMBIOSEE
.............................................................................................
222
7.2
TESTINSTRUMENTE
..............................................................................................................
258
7.2.1
PAPIER-UND-BLEISTIFT-WISSENSTEST
............................................................................
258
7.2.2
SCHNELLTEST
...............................................................................................................
264
7.2.3
COMPUTERKOMPETENZ
UND
COMPUTERBEZOGENE
MOTIVATION
.....................................
275
7.2.4
KOGNITIVE
BELASTUNG
UND
FAEHIGKEIT
ZUM
SELBSTREGULIERTEN
LERNEN
........................
280
7.3
ARBEITSAUFTRAEGE
................................................................................................................
285
7.4
SKALENDOKUMENTATION
UND
ITEMANALYSE
..........................................................................
290
7.5
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
....................................................................................................
304
7.6
TABELLENVERZEICHNIS
310
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