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Start: Ende 2002 geplanter Abschluss: Ende 2006 aktuell: Voruntersuchungen. Kooperation Universität Bremen (Horst Schecker) Universität Dortmund (Heike Theyßen) Universität Düsseldorf (Dieter Schumacher). Bearbeitung: Claus Brell. empirische Studien: - PowerPoint PPT Presentation
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L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
empirische Studien:Lernmedien und Lernerfolg
reale und virtuelle Materialien im Physikunterricht
Kooperation Universität Bremen (Horst Schecker)Universität Dortmund (Heike Theyßen)Universität Düsseldorf (Dieter Schumacher)Bearbeitung: Claus Brell
Start: Ende 2002geplanter Abschluss: Ende 2006aktuell: Voruntersuchungen
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Ziel
Einsatz Neuer Medienin der Schule istpositiv besetzt
Experimente sindwichtiger Bestandteildes Physikunterrichtes
Forschungsergebnissezur Lernwirksamkeit derneuen Medien uneinheitlich
Empirischer Vergleich der Lernwirksamkeit verschiedener Lernumgebungen- mit realen und computerbasierten Materialien - mit gleichen Rahmenbedingungen- unter Berücksichtigung der Lernervoraussetzungen
Ziel
Stand heute
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Forschungsstand
Einfluss der Art der Lernumgebung auf den Lernzuwachs ist von personenbezogene Aspekten abhängig(Blömeke 2003, Kummer 2000)
Einsatz des Computers fördert den Gebrauch einer physikbezogenen Sprache(Hucke 2000, Buty 2002)
Es wird unterstellt: Vorwissen und kognitive Fähigkeiten haben einen positiven Einfluss auf den Lernerfolg.(Nerdel 2002)
Befunde und Hinweise
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Fragestellung
Bewirken virtuelle Experimente und Computeranimation vergleichbaren Lernzuwachs wie Realexperimente und grafische Modelle?
Untersuchungen mit Schülern der achten Klasse an Gymnasien
Optik des Auges
ThemaundPbn
Laborstudie: herausgelöst aus Schulalltag
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Differenzierung nach Welten
Verknüpfung
„Kennen“ und „Können“
Welt der Phänomene Welt der mathematischen Modelle
Lernzuwachs
Welten: Schoster 1998, Buty 2002
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Medien (Phänomene)
Das IBE zeigt Phänomene!
ExperimentundIBE
[Demo]
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Medien (math. Modelle)
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Medien und Welten
Welten
Medien
virtuell„zum Anschauen“
real„zum Anfasssen“
Welt derPhänomene
Welt dermath. Modelle
IBE„Augenmodell“
Realexperiment„Augenmodell“
Animation Strahlengang
Strahlengang-Konstruktion mitStift und Papier
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Medien und Unterrichtsszenarien
SZENARIEN
MEDIEN
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Fragestellung – Konkretisierung
Bewirken virtuelle Experimente und Computeranimationen vergleichbaren Lernzuwachs wie Realexperimente und grafische Modelle?
Forschungs-Frage
Unterschiede im Lernzuwachs bei den 4 verschiedenen Szenarien?konkret
Unterschiede im Lernzuwachs in den Welten (Phänomene, math. Modelle) bzw. Verknüpfung der Welten?
Wie hängt der Lernzuwachs bei den Szenarien differenziert nach Welten von den Lernervoraussetzungen ab?- physikbezogenes Selbstkonzept- für Physiklernen relevante kognitive Fähigkeiten- Computerkenntnisse- Vorwissen in geometrischer Optik
Welche Unterschiede im Lernverhalten lassen sich in den verschiedenen Szenarien beobachten?
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Hypothesen ( formal, beispielhaft)
Nullhypothese H0:
Der Lernzuwachs ist in den vier Szenarien gleich
Alternativhypothese H1:
Der Lernzuwachs ist in den computergestützten Szenarienmit 95% Sicherheit (Signifikanzniveau 0,05)
um 20 % verschieden von den nicht computergestützten.
...weitere Ausdifferenzierung erforderlich
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Untersuchungsdesign (Ablauf)
vier Gruppen je Schulklasse
Vorwissen, Vortest
Nachtest
Tre
atm
ent V
ideos
Schule
Uni
Begleittests(Lernervoraussetzungen, Lesekompetenz)
Arbeitsblätter (Strahlengangkonstruktion, sphärische Grenzfläche)
Unterricht
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Begleittests
KognitiveFähigkeiten
Selbstkonzept
Lese-kompetenz
Kognitive Fähigkeiten, Selbstkonzept, Computerkenntnisse, Lesekompetenz
Zeitaufwand maximal 45 Min. „brutto“
Computerk.
Auszug aus KFT: Q2, N2, N3, geplant V3
Reduzierte Itemzahl, Bearbeitungszeit 4 Min je Subtest
Selbsteinschätzung
Aufgabe analog Pisa, ggf. obsolet mit KFT V3
Selbsteinschätzung
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motivationale Aspekte / Interessantheit
MessungderInter-essantheit
Interessantheit: Person – Gegenstand – Relation
hier: Schüler – Unterricht - Relation
Messung: Selbstauskunft des Schülers über sein momentanes Befinden.
Messung
Jetzt im Moment finde ich den Unterricht..
1 * während der Begleittests
2 * jeweils bei der Bearbeitung eines Arbeitsblattes
3 * während des Treatments
Referen
z
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Vorwissen, Vor- und Nachtest
Aufbau Vorwissen: etwa 10 Items, 7 Min. Zeit
Vor- und Nachtest: gleich, 22 Items, 15 Min. Zeit
Items: Multiple Choice, eine richtige Antwort
Vignetten-Technik
SituationsbeschreibungFragestellung( ) Distraktor.....( ) richtige Antwort.....( ) Distraktor
Items differenziert nach Welten und Lösungsmöglichkeiten:einschrittige , mehrschrittige, Kombinations-Lösungen.
?
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Itemkonstruktion
Möglichkeiten
SituationsbeschreibungFragestellung( ) Distraktor( ) Distraktor ( ) Distraktor ( ) richtige Antwort( ) Distraktor
Feste Anzahl :4 Distraktoren „Ratezwang“
SituationsbeschreibungFragestellung( ) Distraktor( ) Distraktor .....( ) richtige Antwort[ ] Ausweichantwort
Nur attraktive Distraktoren,Ausweichmöglichkeit
Alternative Gestaltung der Antwortmöglichkeiten:
4 Distraktoren,Ratezwang, Angabe der Antwortsicherheit
SituationsbeschreibungFragestellung( ) Distraktor( ) Distraktor ( ) Distraktor ( ) richtige Antwort( ) Distraktor Sicher?[ ] ja [ ] nein
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Welt der Phänomene
Welt dermath. Modelle
Verknüpfungder Welten
Szenarioklassischnur Real
Szenariomultimedial1Realexp.+Animation
Szenariomultimedial2IBE+Stift / Papier
Szenariovirtuellnur Computer
...so etwas soll herauskommen...
Lernzuwachs
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Erste Befunde
… aus Begleittests
Häufigkeitsverteilungen
physik. Selbstkonzept
41 Pbn; α=0,93
Korrelation Selbstkonzept und kognitiven Fähigkeiten: r=0,29 (20 Pbn)
Korrelation zwischen Selbstkonzept und Interessantheit: r=0,15 (20 Pbn)
Korrelationen
0
2
4
6
8
10
12
14
5 bis 8 9 bis 12 13 bis 16 17 bis 20 21 bis 24 25 bis 28
Computerkenntnisse kognitive Fähigkeiten
20 Pbn, α = 0,80 20 Pbn, α = 0,89
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Erste Befunde
… aus Vor- und Nachtest, 1. Vorstudie mit 20 Pbn
Bearbeitungsdauer Nachtest: 23 Items, zwischen 6 und 15 Minuten
Nutzung der „Ausweichantwort“:Vortest: 22 %Nachtest: 5 %
Vor- und Nachtest noch in der Entwicklung!
… aus Vor- und Nachtest, 2. Vorstudie mit 22 Pbn
Angabe „ziemlich Sicher“ = jaVortest: 10 %, α = 0,66Nachtest: 50 %, α = 0,9
Korrelation Vorwissen / Lernzwachs: r=0,5*
Korrelation Selbstkonzept /Lernzuwachs:: r=0,4
Korrelation KFT /Lernzuwachs:: r=0,27
L-Forschung.de Seminar Dortmund 2005, Claus Brell
Zeitplan
Entwicklung der Begleittests
Entwicklung der Leistungstests
Entwicklung der Fragestellung
Voruntersuchungen
Hauptuntersuchung
Zusammenfassung der Ergebnisse
Ende 2002 bis E
nde 2006
Entwicklung der Unterrichtsszenarien
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Diskussion
Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit
Aktuelle Informationen:www.L-Forschung.de
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? Workshopangebot:
Expertenrating:Itemschwierigkeit und Einordnung in Welten
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