Förderung von Verstehensprozessen unter Einsatz von Modellen:
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| Format: | Hochschulschrift/Dissertation Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Logos Verlag
[2011]
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| Schriftenreihe: | Studien zum Physik- und Chemielernen
126 |
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INHALTSVERZEICHNIS
I PROLOG 17
II THEORETISCHER TEIL 21
1 EINFUEHRUNG UND PROBLEMSTELLUNG 23
2 BESTIMMUNG DES MODELLBEGRIFFS 31
2.1 ALLGEMEINE BESTIMMUNG DES MODELLBEGRIFFS 32
2.1.1 MODELLBEGRIFF VON STACHOWIAK 32
2.1.2 FORMEN DER MODELLBILDUNG ZUR BESCHREIBUNG DER REALITAET . . .. 33
2.2 WICHTIGE FORSCHUNGSANSATZE AUS VERSCHIEDENEN WISSENSCHAFTSBEREICHEN
ZUR FESTLEGUNG DES VERWENDETEN MODELLBEGRIFFS 35
2.2.1 EIGENSCHAFTEN MENTALER MODELLE NACH NORMAN 35
2.2.2 VORSTELLUNGEN UEBER DIE ENTSTEHUNG EINER WISSENSCHAFTLICHEN THEO-
RIE NACH GRECA UND MOREIRA 37
2.2.3 BESCHREIBUNG DES ERKENNTNIS- UND LEHRPROZESSES NACH KIRCHER . 39
2.2.4 NATURWISSENSCHAFTLICHER MODELLBEGRIFF NACH HAGELE 40
2.3 ZUSAMMENFASSENDE DISKUSSION DER DISKUTIERTEN ANSAETZE UND IHRER MO-
DELLE 43
3
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1018408711
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
2.3.1 WISSENSCHAFTLICHES VERSUS DIDAKTISIERTES MODELL 44
2.3.2 ROLLE DER MATHEMATISCHEN MODELLBILDUNG 46
2.4 DIDAKTISCHES MODELL UEBER DEN PROZESS DER PHYSIKALISCHEN
MODELLBILDUNG BEIM SCHUELER 49
3 PSYCHOLOGISCHE ANSAETZE ZUM WISSENSERWERB 53
3.1 ANEIGNUNG VON WISSEN NACH PIAGET 54
3.1.1 ZENTRALE BEGRIFFE: SCHEMA, ASSIMILATION, AKKOMODATION, AEQUILI-
BRATION 55
3.1.2 STADIEN DER DENKENTWICKLUNG 57
3.1.3 IMPLIKATIONEN FUER DEN UNTERRICHT 58
3.2 WISSENSERWERB ALS KULTURABHAENGIGE GROESSE NACH VYGOTSKIJ 60
3.2.1 VYGOTSKIJS GRUNDANNAHMEN 60
3.2.2 PAEDAGOGISCH RELEVANTE IMPLIKATIONEN 62
3.3 WISSENSERWERB ALS CONCEPTUAL CHANGE 63
3.3.1 DEFINITION DES BEGRIFFS 64
3.3.2 WEAK UND STRANG CONCEPTUAL CHANGE NACH CAREY 65
3.3.3 IST DIE ENTWICKLUNG NATURWISSENSCHAFTLICHER THEORIEN MIT DER ENT-
WICKLUNG EIGENER KONZEPTE VERGLEICHBAR? 67
3.3.4 DIDAKTISCHE IMPLIKATIONEN DER FORSCHUNG DES CONCEPTUAL CHANGE 68
4 EMPIRISCHE BEFUNDE UEBER VORSTELLUNGEN ZU SEHVORGANG, REFLEXION, STREU-
UNG UND SPIEGELBILD 71
4.1 SIEBEN GRUENDE FUER DAS ENTSTEHEN VON ALLTAGSVORSTELLUNGEN 72
4.2 SCHUELERVORSTELLUNGEN ZUM SEHVORGANG 76
4.2.1 UNTERSUCHUNGEN VON JUNG, WIESNER UND BLUMOER 77
4.2.2 UNTERSUCHUNGEN VON JUNG 80
4.2.3 UNTERSUCHUNGEN VON GUESNE 81
4 INHALISVEF2EICHNIS
IMAGE 3
4.2.4 UNTERSUCHUNG VON ANDERSSON UND KAERRQVIST 82
4.2.5 UNTERSUCHUNGEN VON GROPENGIESSER 83
4.2.6 UNTERSUCHUNGEN VON HERDT 85
4.3 SCHUELERVORSTELLUNGEN ZUM SPIEGELBILD 88
4.3.1 UNTERSUCHUNGEN VON JUNG, WIESNER UND BLUMOER 89
4.3.2 UNTERSUCHUNGEN VON JUNG 92
4.3.3 UNTERSUCHUNGEN VON HERDT 94
4.3.4 UNTERSUCHUNGEN VON GALILI, BENDALL UND GOLDBERG 96
4.3.5 UNTERSUCHUNGEN VON GOLDBERG UND MCDERMOTT 98
4.3.6 TASCHENSPIEGELITEM 100
4.3.7 SPIEGELTRANSFORMATION 102
4.4 LEHRERVORSTELLUNGEN UEBER SCHUELERVORSTELLUNGEN 106
4.5 SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS DEN STUDIEN UEBER ALLTAGSVORSTELLUNGEN FUER DAS
EIGENE KONZEPT 107
5 WAS FUER EIN BILD IST DAS SPIEGELBILD? - SEHVORSTELLUNGEN VON DER
ANTIKE BIS
HEUTE 109
5.1 ANTIKE LICHTTHEORIEN 110
5.1.1 ATOMISTEN 110
5.1.2 DIE PLATONISCHE THEORIE DER GESICHTSWAHRNEHMUNG 112
5.1.3 ARISTOTELISCHE THEORIE DER VERMITTLUNG EINES DURCHSICHTIGEN ME-
DIUMS 112
5.1.4 DIE STOIKER UND GALEN 113
5.1.5 THEORIEN EINER UNVERMITTELTEN PSYCHISCHEN FERNWIRKUNG 114
5.1.6 DIE MATHEMATIKER-THEORIE DER SEHSTRAHLEN 115
5.2 EIN VERTRETER DER ARABISCHEN KULTUR - ALHAZENS SEHTHEORIE 116
5.3 BEDEUTUNG DES SPIEGELBILDES FUER DIE ENTWICKLUNG DER PERSPEKTIVE IN
DER RENAISSANCE 118
5
IMAGE 4
5.4 THEORIE DES NETZHAUTBILDES VON KEPLER 120
5.5 PROBLEME BEIM HEUTIGEN BILDVERSTAENDNIS 122
5.5.1 FAMILIENSTRUKTUREN DER BILDER 123
5.5.2 *YOU CAN HANG A PICTURE, YOU CAN T HANG AN IMAGE 124
5.6 ZUSAMMENFASSENDE DISKUSSION UND SCHLUSSFOLGERUNGEN 125
5.6.1 HISTORISCHE KONZEPTE ALS BESTANDTEIL HEUTIGER SCHUELERVORSTELLUNGEN
125
5.6.2 UEBERSICHT UEBER DIE VERWENDETEN KONZEPTE IN DER GESCHICHTLICHEN
ENTWICKLUNG 125
5.6.3 SCHUELERFREUNDLICHKEIT DER VORGESTELLTEN MODELLIERUNGEN - DIDAK-
TISIERTE MODELLE FUER OPTISCHE UND NICHTOPTISCHE ASPEKTE 127
5.6.4 FAZIT DER ANALYSE DER HISTORISCHEN BETRACHTUNGEN 127
6 DAS SPIEGELBILD IM VERFAHREN DER DIDAKTISCHEN REKONSTRUKTION 129
6.1 DIDAKTISCHE REKONSTRUKTION - EINE BEGRIFFSBESTIMMUNG 130
6.2 FACHLICHE KLAERUNG 130
6.2.1 DIE DREI MODELLPERSPEKTIVEN 131
6.2.2 GEDANKEN UEBER MATHEMATISCHE MODELLIERUNGEN IN DER OPTIK . . 133
6.2.3 BEDEUTUNG DER ART DER DARSTELLUNG DES SPIEGELBILDES FUER DAS VER-
STAENDNIS 137
6.2.4 AUSGEWAEHLTE DARSTELLUNGEN ZUM SPIEGELBILD AUS FACH- UND LEHR-
BUECHERN UND DEM INTERNET 139
6.3 ANALYSE DER SCHUELERPERSPEKTIVEN 142
6.3.1 ZUSAMMENFASSUNG DER SCHUELERVORSTELLUNGEN VON LICHT UND SEH-
VORGANG 142
6.3.2 ZUSAMMENFASSUNG DER SCHUELERVORSTELLUNGEN VOM SPIEGELBILD . . 144
6.3.3 MATHEMATISCHES VORWISSEN 147
6.3.4 PHYSIKALISCHES VORWISSEN 150
6.4 DIDAKTISCHE STRUKTURIERUNG - ZUSAMMENFASSENDE DISKUSSION UND
SCHLUSSFOL- GERUNGEN 150
6 INHARTSVERZEICTINFS
IMAGE 5
6.4.1 PROBLEME FORTWAEHRENDER VEREINFACHUNG DER MODELLIERUNGEN VON
INHALTEN 152
6.4.2 GRUENDE FUER DIE STABILITAET DER VORSTELLUNGEN ZUM SPIEGELBILD . . .
153
7 KONZEPT DER SCHULUNG ZUR ENTWICKLUNG DES SCHUELERVERSTAENDNISSES ZUM
SPIEGELBILD UNTER VERWENDUNG VERSCHIEDENER MODELLPERSPEKTIVEN 155
7.1 GRUNDLEGENDE STRUKTUR DER SCHULUNG 155
7.1.1 METHODISCHE UMSETZUNG DER SCHULUNG 157
7.1.2 AKTIVIERUNG DES VORWISSENS 158
7.1.3 ERKLAERUNG DER LERNEINHEIT 160
7.1.4 ERKLAERUNG DES SPIEGELBILDES 161
7.1.5 GIBT ES DAS SPIEGELBILD OHNE UNS? 163
7.1.6 WAS HAT DAS SPIEGELBILD MIT ACHSENSPIEGELUNG ZU TUN? 164
7.1.7 BETRACHTUNG DES SPIEGELBILDES AUS DREI PERSPEKTIVEN 165
7.2 ABLAUF DER SCHULUNG 166
III EMPIRISCHER TEIL 169
8 METHODISCHE UEBERLEGUNGEN ZUR ERFASSUNG DER SCHUELERVORSTELLUNGEN ZUM
SPIEGELBILD 171
8.1 BESCHREIBUNG DER TESTAUFGABEN 172
8.1.1 AUFGABE 1 172
8.1.2 AUFGABE 2 173
8.1.3 AUFGABE 3 174
8.1.4 AUFGABE 4 175
8.1.5 AUFGABE 5 176
8.2 AUSWERTUNG DER AUFGABEN 1 UND 2 178
8.2.1 KATEGORISIERUNG DER ANTWORTEN 178
TNHAFTSVERZEKJIMS 7
IMAGE 6
8.2.2 VERGABE VON LEISTUNGSPUNKTEN 180
8.3 AUSWERTUNG DER AUFGABEN 3 UND 4 181
8.4 AUSWERTUNG DER AUFGABE 5 182
8.4.1 KATEGORISIERUNG DER AUFGABE 5 182
8.4.2 BESTIMMUNG DER UEBEREINSTIMMUNG ZWISCHEN DEN RATERN . . .. 184
8.4.3 VERGABE VON LEISTUNGSPUNKTEN 185
8.4.4 BESTIMMUNG DER VERWENDETEN MODELLPERSPEKTIVEN 186
8.5 ZUSAMMENFASSUNG DER BEWERTUNGEN 190
9 STUDIE 1: EXPLORATIVE ANALYSE DES SCHUELERVERSTAENDNISSES ZUM
SPIEGELBILD UND EVALUATION DES EINFLUSSES EINER HILFESTELLUNG AUF DIE
AUFGABENLOESUNG 193
9.1 FRAGESTELLUNGEN 194
9.2 METHODE 195
9.2.1 VERSUCHSPERSONEN 195
9.2.2 MATERIAL UND DESIGN 196
9.2.3 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND DATENERHEBUNG 197
9.2.4 STATISTISCHE ANALYSEN UND AUSWERTUNGEN 198
9.3 ERGEBNISSE 200
9.3.1 ERZIELTE LEISTUNGEN BEI GRUND- UND TRANSFERWISSEN 200
9.3.2 UNTERSUCHUNG VON WAHRNEHMUNG UND VON MATHEMATISCH-PHYSIKALI- SCHEN
ASPEKTEN DES SPIEGELBILDES 202
9.3.3 ANALYSE DER VERWENDETEN MODELLPERSPEKTIVEN IN DER TRANSFERAUF-
GABE 204
9.3.4 EINFLUSS DER HILFESTELLUNG AUF DIE LEISTUNG 207
9.3.5 UNTERSUCHUNG DER BEDEUTUNG DER HILFESTELLUNG AUF DAS MODELLIE-
RUNGSVERHALTEN 212
9.3.6 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN MODELLPERSPEKTIVEN UND LEISTUNG . . 215
9.4 INTERPRETATION DER ERGEBNISSE 217
8 INHALTSVERZEICHNIS
IMAGE 7
10 STUDIE 2: AUSWIRKUNGEN DER SCHULUNG AUF DEN LERNERFOLG UND DAS MODEL-
LIERUNGSVERHALTEN DER LERNENDEN 223
10.1 FRAGESTELLUNGEN 223
10.2 METHODE 224
10.2.1 VERSUCHSPERSONEN 225
10.2.2 MATERIAL UND DESIGN 226
10.2.3 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND DATENERHEBUNG 226
10.2.4 STATISTISCHE ANALYSEN UND AUSWERTUNGEN 228
10.3 ERGEBNISSE 229
10.3.1 VERGLEICH DES WISSENSSTANDES DER SCHULUNGS- UND KONTROLLGRUP- PE
ANHAND DER LEISTUNG 229
10.3.2 UNTERSUCHUNG VON WAHRNEHMUNG UND VON MATHEMATISCH-PHYSIKA-
LISCHEN ASPEKTEN DES SPIEGELBILDES 234
10.3.3 ANALYSE DER VERWENDETEN MODELLPERSPEKTIVEN IN DER TRANSFERAUF-
GABE 236
10.4 INTERPRETATION DER ERGEBNISSE 241
11 KONZEPT ZUR VERWENDUNG UNTERSCHIEDLICHER MODELLPERSPEKTIVEN IM UNTER
RIEHT 245
11.1 GRUNDLEGENDE INTEGRATIONSIDEE 245
11.2 AUFBAU DER ARBEITSBLAETTER 246
11.3 METHODISCHE UMSETZUNG IM UNTERRICHT 249
12 STUDIE 3: AUSWIRKUNGEN DER VERWENDUNG DER MODELLPERSPEKTIVEN IM UN-
TERRICHT AUF LEISTUNG UND MODELLIERUNGSVERHALTEN 251
12.1 FRAGESTELLUNGEN 251
12.2 METHODE 253
12.2.1 VERSUCHSPERSONEN 253
12.2.2 MATERIAL UND DESIGN 254
IMAGE 8
12.2.3 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND DATENERHEBUNG 255
12.2.4 STATISTISCHE ANALYSEN UND AUSWERTUNGEN 256
12.3 ERGEBNISSE 257
12.3.1 ERZIELTE LEISTUNGEN BEI GRUND- UND TRANSFERWISSEN 257
12.3.2 UNTERSUCHUNG VON WAHRNEHMUNG UND VON MATHEMATISCH- PHYSI-
KALISCHEN ASPEKTEN DES SPIEGELBILDES 259
12.3.3 ANALYSE DER VERWENDETEN MODELLPERSPEKTIVEN IN DER TRANSFER-
AUFGABE 260
12.3.4 EINFLUSS DER HILFESTELLUNG AUF DIE LEISTUNG 262
12.3.5 UNTERSUCHUNG DER BEDEUTUNG DER HILFESTELLUNG FUER DAS MODELLIE-
RUNGSVERHALTEN 265
12.3.6 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN MODELLPERSPEKTIVEN UND LEISTUNG . . 268
12.3.7 VERGLEICH DER ERGEBNISSE DER STUDIEN 1 UND 3 270
12.3.8 VERGLEICH DER ERGEBNISSE DER STUDIEN 2 UND 3 274
12.4 INTERPRETATION DER ERGEBNISSE 276
13 ABSCHLIESSENDE DISKUSSION UND IMPLIKATIONEN 279
13.1 DISKUSSION DES ENTWICKELTEN ERHEBUNGSVERFAHRENS 280
13.2 BEDEUTUNG DES MATHEMATISCHEN VORWISSENS FUER DIE VERSTAENDNISENTWICK-
LUNG 282
13.3 VERAENDERUNG DES SCHUELERVERSTAENDNISSES DURCH DIE EINFUEHRUNG VON MO-
DELLPERSPEKTIVEN 283
13.4 IMPLIKATIONEN FUER FORSCHUNG UND PRAXIS 285
A ANLAGEN 301
A.1 TEST ZUR ERHEBUNG DES SCHUELERVERSTAENDNISSES 301
A.2 DATENBANKMASKEN ZUR KATEGORISIERUNG DER SCHUELERANTWORTEN 306
A.3 ABLAUFPLAN DER SCHULUNG 310
10 INHALTSVERZEICHNIS
IMAGE 9
A.4 VERWENDETE ABHAENGIGE UND UNABHAENGIGE VARIABLEN IN DEN DREI UNTERSU-
CHUNGEN 312
A.5 STUDIE 1 : UNTERSUCHUNG ZWISCHEN DEN KLASSEN K1 BIS K5 AUF
UNTERSCHIEDE313
A.6 ARBEITSBLAETTER ZUR ERARBEITUNG DES SPIEGELBILDES UNTER VERWENDUNG
DER DREI MODELLPERSPEKTIVEN 314
A.7 STUDIE 3: UNTERSUCHUNG AUF UNTERSCHIEDE ZWISCHEN DEN KLASSEN AB1 BIS
AB4 318
A.8 VERGLEICH DER VERWENDETEN MODELLIERUNGSKOMBINATIONEN IN DEN STUDIEN
1 UND 3 319
FNHATTSVERZETCHROS 11
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