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Stefan Schroedter
Fach: Chemie 

Kurzvita
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Arbeitstitel des Teilprojekts:

"Realexperiment – Interaktive Simulation – Videoexperiment: 
Hat die Art der Repräsentation von Experimenten Einfluss auf die Beurteilung der Vertrauenswürdigkeit der aus ihnen gewonnenen Evidenzen?"

 

Ausgangssituation

Schülerinnen und Schülern soll ein kohärentes Bild der Natur der Naturwissenschaften (Nature of Science) vermittelt werden. Unter anderem sollen Sie Wege der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung durchdringen und selbst beschreiten. (KM-BW, 2004; BMBF, 2007). Neben der Generierung von Hypothesen gehören hierzu die Überprüfung derselben auf experimentellem Wege sowie die Evaluation der anfallenden Evidenzen (siehe z.B. Chinn & Brewer, 1993; Sodian, Zaitchik & Carey, 1991; Zimmerman, 2005). Es ist bekannt, dass kontextuelle und prozedurale Vor- und Alternativkonzepte einen erheblichen individuellen Einfluss auf die Experimentiertätigkeit im naturwissenschaftlichen Unterricht ausüben (z.B. Duit, 1989). Um den naturwissenschaftlichen Erkenntnisweg adäquat abzubilden, liegt ein validiertes Modell von Klahr (2002) vor (SDDS-Modell), welches als Grundlage für diese Studie dienen kann.

 

Kernfragestellung

Welchen Einfluss übt die Repräsentationsform eines Experiments auf den Umgang mit den aus ihm gewonnenen Evidenzen aus?

 

Studie

In der hier vorgestellten Studie soll untersucht werden, inwieweit die Art der Repräsentation des Experiments einen Einfluss auf die Beurteilung des Evidenzgrades der Ergebnisse hat. Dazu sollen Experimente jeweils mit realem Gerät, in einer interaktiven Computersimulation und in rein darbietender Weise (z.B. Video) durchgeführt bzw. präsentiert werden. Hierzu werden schulkompatible Unterrichtsszenarien entwickelt, deren Kontext so gewählt ist, dass zum einen ein mittlerer Schwierigkeitsgrad gewährleistet ist und zum anderen ein kognitiver Konflikt zwischen der Vorhersage und dem tatsächlichen Ausgang des Experiments provoziert wird. Die einzelnen Repräsentationsformen des Experimentierens sind soweit angeglichen, dass die Darstellungen bzw. Handlungen experimentellen Arbeitens weitgehend identisch sind.

design

Die Erhebung der Daten erfolgt mittels quantitativer Forschungsmethoden. Untersucht werden sollen Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I. Diese werden nach dem Klumpenauswahlverfahren klassenstufenweise zufällig auf die einzelnen Treatments zugewiesen. Die Daten werden mit Fragebögen erhoben, die zum Teil validiert vorliegen, zum Teil jedoch noch selbst entwickelt werden müssen.

 

Arbeitsschritte

  1. Entwicklung der theoretischen Grundlagen, Literaturrecherche
  2. Bearbeitung der Entwicklungsaufgaben
  3. Entwicklung von Unterrichtsszenarien und Unterrichtsmaterialien
  4. Entwicklung des Untersuchungsinstrumentariums
  5. Durchführung der Pilotstudie
  6. Auswertung und Optimierung der Unterrichtsmaterialien und des Erhebungsinstrumentariums
  7. Durchführung der Hauptstudie
  8. Datenauswertung
  9. Schreiben der Dissertation
  10. Publikation der Ergebnisse

 

Literatur

  • BMBF. (2007). Zur Entwicklung nationaler Bildungsstandards: Eine Expertise. Bonn: BMBF.
  • Chinn, C. A. & Brewer, W. F. (1993). The Role of Anomalous Data in Knowledge Acquisition: A Theoretical Framework and Implications for Science Instruction. Review of Educational Research, 63 (1), 1-49.
  • Duit, R. (1989). Vorstellung und Experiment: Von der eingeschränkten Überzeugungskraft experimenteller Beobachtungen. NiU-Physik, 37 (48), 37-39.
  • Klahr, D. (2002). Exploring science: The cognition and development of discovery processes. Cambridge: MIT Press.
  • KM-BW. (2004). Bildungsplan für die Realschule. Kultus und Unterricht : Amtsblatt d. Ministeriums für Kultus u. Sport Baden-Württemberg . Ausgabe C, Lehrplanhefte. Reihe F, Realschule.
  • Sodian, B., Zaitchik, D. & Carey, S. (1991). Young Children's Differentiation of Hypothetical Beliefs from Evidence. Child Development, 62 (4), 753-766.
  • Zimmerman, C. (2005). The Development of Scientific Reasoning Skills: What Psychologists Contribute to an Understanding of Elementary Science Learning. : Illinois State University (Final Draft of a Report to the National Research Council Committee on Science Learning Kindergarten through Eighth Grade).