TY - THES U1 - Dissertation / Habilitation A1 - Kollar, Isabelle T1 - Die Satellitenbild-Lesekompetenz. Empirische Überprüfung eines theoriegeleiteten Kompetenzstrukturmodells für das „Lesen“ von Satellitenbildern N2 - Satellitenbilder sind inzwischen fester Bestandteil unseres Alltags geworden: ob in der Wettervorhersage, in den Nachrichten oder der Erkundung des nächsten Urlaubsziels mit Google Earth. Auch in den Geo- und Umweltwissenschaften spielen Satelliten- und Luftbilder längst eine zentrale Rolle zur Analyse und Bewertung von globalen Umweltveränderungen. Die Nutzung von Satellitenbildern im Geographieunterricht wird daher inzwischen auch in den nationalen Bildungsstandards und vielen Lehr- und Bildungsplänen explizit vorgeschrieben, in der Praxis aber noch nicht flächendeckend umgesetzt. Es stellt sich somit die Frage, wie kompetent Schülerinnen und Schüler im Umgang mit Satellitenbildern sind, was sie aus ihnen „herauslesen“ können. Dieser Frage nach einer „Satellitenbild-Lesekompetenz“ widmet sich die vorliegende Arbeit. Basierend auf theoretischen Überlegungen zu Bildungsstandards und Kompetenzen, allgemeinen Ansätzen zum Lernen mit Bildern und zur Arbeiten mit Satellitenbildern wird ein theoriebasiertes Modell der Satellitenbild-Lesekompetenz entwickelt. Die Kompetenz Satellitenbilder zu analysieren, ist dabei in Anlehnung an die Kompetenzdefinition von Weinert (2001) und nur bezogen auf die kognitiven Anforderungen wie folgt definiert: durch die beim Individuum verfügbaren oder erlernbaren kognitiven Fähigkeiten und Fertigkeiten, wesentliche Elemente in Satellitenbildern der Erdoberfläche (Echt- und Falschfarben- Satellitenbilder) zu erkennen, ihre Beziehungen zueinander zu beschreiben sowie den Aussagewert (Potenziale und Grenzen) von Satellitenbildern zu erkennen und zu beurteilen. Das normative Kompetenzstrukturmodell setzt sich aus den zwei Dimensionen „Natürliches und indikatorisches Bildverstehen“ und „Darstellen und Beurteilen des Aussagewertes“ mit jeweils vier aufeinander aufbauenden Niveaustufen zusammen. In einem zweiten Schritt wird dieses Modell mithilfe eines Onlinefragebogens am Ende der Sekundarstufe I an Gymnasien in Baden-Württemberg empirisch überprüft. Weitere Forschungsfragen beziehen sich auf die bisherige Beschäftigung mit Satellitenbildern im schulischen wie privaten Kontext. Des weiteren wird der Zusammenhang zwischen bisheriger Satellitenbildnutzung und einer Satellitenbild-Lesekompetenz untersucht, ebenso wie Unterschiede zwischen Mädchen und Jungen in Bezug auf ihre bisherige Nutzung von Satellitenbildern und ihre Kompetenz, Satellitenbilder zu analysieren. Die statistische Auswertung der Kompetenzmodellierung erfolgt mithilfe der probabilistischen Item-Response-Theorie, die Beantwortung der Forschungsfragen auf Basis der klassischen Testtheorie. N2 - Satellite images have become an inherent part of our daily lives whether in the weather forecast, in the news or in the exploration of our next holiday destination via Google Earth. In the Earth science, satellite images have provided important data and played a major role analysing and assessing global environmental changes for 30 years. The use of satellite images is therefore included in the educational standards in geography and various curricula, but is still not area-wide implemented: But what can students „see“ in satellite images? Which elements can they identify? This research study investigates satellite image reading literacy. A theory-based competence structure model of satellite images reading literacy is developed, based on theoretical work on educational standards and competency development, as well as on learning with images in general and working with satellite images in particular. In accordance with the literacy definition of Weinert (2001) and with a focus on cognitive abilities, satellite image reading literacy is defined as cognitive abilities and skills available to individuals or learnable by them to identify and describe main elements in satellite images depicting the earth’s surface (true and false colour satellite images), to describe their relations, as well as to reflect on and evaluate the informational content (potentials and constraints) of satellite images. The normative competence structure model consists of two dimensions, which are “natural and indicational image understanding“ and “depict, reflect and evaluate informational content“, as well as of four different successive competence levels. After constructing the normative competence model, an empirical verification is done at the end of higher secondary education in the federal state of Baden-Württemberg with the help of an online-questionnaire. Additionally, some research questions like the previous use of satellite images in school or at home are asked and answered. Furthermore, correlations between the frequency of previous use of satellite images and their reading literacy are analysed, as well as differences between male and female students regarding satellite image use and abilities to interpret them. The statistical analysis of the competency modelling is conducted with the probabilistic item-response-theory. The answers of the research questions are generated with the classical test theory. KW - Satellitenbild KW - Lesekompetenz KW - Kompetenz KW - Kompetenztheorie KW - Klassische Testtheorie KW - Probabilistische Testtheorie KW - Geographieunterricht KW - Fragebo KW - Kompetenzmodellierung KW - quantitative Online-Befragung KW - Satellite images KW - remote sensing KW - competence modelling KW - classical and probabilistic test theory KW - online survey Y2 - 2012 U6 - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:he76-opus-75277 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:he76-opus-75277 ER - TY - THES U1 - Dissertation / Habilitation A1 - Siegmund, Alexandra T1 - Satellitenbilder im Unterricht - eine Ländervergleichsstudie zur Ableitung fernerkundungsdidaktischer Grundsätze N2 - Die Fernerkundung zählt zu den geographischen Arbeitsmitteln die in den vergangenen Jahrzehnten einen markanten Entwicklungsschub erfahren hat (LÖFFLER, HONECKER, STABEL 2005). Dadurch hat die Fernerkundung auch die geographische Forschung in starkem Maße beeinflusst und insbesondere der Einsatz von Satellitenbildern hat ihr neue Möglichkeiten eröffnet. Dieser Einsatz wurde treffenderweise als „dritte Entdeckung der Erde“ (BODECHELT, GIERLOFF-EMDEN 1974) bezeichnet. Fernerkundung findet beispielsweise in der Werbung, in Nachrichtensendungen oder im Wetterbericht einen immer größeren Einzug in die Alltagswelt der Schülerinnen und Schüler, aber auch in Form von virtuellen Globen. Virtuelle Globen wie „Google Earth“ oder „NASA Worldwind“ ermöglichen es, jeden Ort der Erde aus der Vogelperspektive zu betrachten. Die Firma Google berichtetet, dass alleine im Jahre 2006 „Google Earth“ mehr als 100 Millionen Mal herunter ge-laden wurde. Satellitenbildern kommt nicht nur in Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit eine große Bedeutung zu – inzwischen wird der Einsatz von Fernerkundungsdaten auch in den Bildungsplänen und den nationalen Bildungsstandards des Faches Geographie gefordert. Die konkrete Umsetzung dieses theoretischen Anspruchs im Schulalltag stellt sich bis heute allerdings nur sehr zögerlich ein. Dabei weisen Fernerkundungsdaten durch ihre hohe Anschaulichkeit und Aktualität neben ihrer fachlichen Relevanz vor allem auch ein großes didaktisches Potenzial auf (WOLF & SIEGMUND 2007). Der Einsatz von Satellitenbildern als Arbeitsinstrument im Erdkunde- und fächerübergreifenden Unterricht ermöglicht die Förderung der Medien- und Methodenkompetenz (Bildverständnis, Bildinterpretation), der Lesekompetenz von Bildern sowie die Kompetenzen der räumlichen Orientierung der Schüler als wichtige Basiskompetenzen in einem visuellen Zeitalter (HIEBER & LENZ 2007). Die vorliegende Arbeit analysiert, in welchem Maß die Fernerkundung dazu bei-tragen kann, einem Hauptanspruch von Schule, der Bildung für ein kompetentes Verhalten im täglichen Leben, oder wie es Porritt bezeichnet: „Education for Life on Earth“ (Porritt 1988), gerecht zu werden. Dazu wird eine internationale Be-standsaufnahme zum Einsatz von Satellitenbildern im Unterricht durchgeführt mit dem Ziel, durch die Analyseergebnisse fernerkundungsdidaktische Grundsätze ableiten zu können. N2 - Who does not know the attraction of satellite images that illustrate for example the daily weather forecast or landscape animations and expand the narrow earthly view through the sight of outer space? Remote sensing takes up an increasing significance not only for the scientific community but also in the everyday life of pupils and society. The growing use of Google Earth underlines this public interest in satellite images – alone in 2006 Google Earth was downloaded more than 100 million times and according to a survey more than 80% of German pupils use it regularly. Although the use of satellite images is demanded in didactical discussions, remote sensing methods are hardly spread in lessons or in the curriculum of many countries (WOLF, KOLLAR, SIEGMUND 2008). But the use of modern geographical methods at school, which include the use of satellite images, are of increasing importance when set against the background of the increasing globalization as well as the understanding of growing environmental problems and rising public ecological consciousness. So far, a geographical concept for remote sensing didactics is missing and therefore the different viewpoints of teachers and pupils about the extent and kind of satellite images that are used in lessons have been examined in an international study. KW - Satellitenbild KW - Fernerkundung KW - Geographieunterricht KW - Fernerkundung KW - Satellitenbilder KW - Ländervergleichsstudie KW - Fernerkundungsdidaktik KW - remote sensing KW - satellite images KW - remote sensing didactics Y2 - 2010 U6 - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:he76-opus-75244 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:he76-opus-75244 N1 - Das auf S. 197 genannte interaktive Lernspiel “Satellite Image Learning Center (SILC)” finden Sie unter diesem Link: http://www.ph-heidelberg.de/esa ER - TY - THES U1 - Dissertation / Habilitation A1 - Viehrig, Kathrin T1 - Exploring the effects of GIS use on students' achievement in geography N2 - Technologies based on Geographic Information System (GIS) are widely used in society and are increasingly being integrated into school curricula and practice. Many claims have been made that the use of GIS in class has positive effects on a wide range of achievement and affective variables. However, empirical evidence for that, especially in the German situation, has been scarce. Systemic thinking has been central to the guiding objective of German geography education for many years and constitutes an important contribution to prepare students for life in a complex world. Yet, so far, specific test instruments and studies elucidating factors that help students improve this competency have been far from extensive. This dissertation aims at exploring the influence of a short ‘working with GIS’ vs. ‘working with maps’ unit on students’ achievement in geography, specifically, the systemic thinking competency. Based on literature a definition of geographic systemic thinking and an associated competency model were developed. In total, three one test time and two pre-/posttest with control group studies were conducted to develop test instruments and a treatment as well as to study the question at hand. The treatment used the topic ‘tourism in Kenya’. Partly Desktop-, partly Web-based GIS versions were used. In study 5, there were two different types of materials, which contained parallel contents/tasks. While one used an overview sheet of relevant GIS functionality (‘old’), the other integrated more step-by-step instruction directly into the text (‘new’). Variables included were systemic thinking, sex, age, stream/type of geography study/pre-score, grade/semester, language and migration background, pre-experience, affective variables, pre-basic spatial thinking skills, treatment and material type. Not all variables were used in every study. The largest study (study 5) used the results of 932 seventh grade students for analyses. The sample contains both high and middle stream students from three German federal states. The study highlights issues such as e.g. test time constraints, open task coding, partly ceiling effects and item difficulties partly deviant from the model expectations. For the analyses, both raw average scores and WLE estimates obtained by a Rasch analysis are used. Additionally, based on the WLE scores, HLMs are calculated. Overall, in study 5 GIS students do not improve pre- to posttest in systemic thinking. Consequently, GIS has no positive, and partly a significantly negative impact compared to maps, e.g. in a HLM with all other variables having significant effects included. Results for material type are mixed. For instance, on the one hand, t-tests show no significant difference in pre-posttest-change between students working with ‘old’ and ‘new’ WebGIS materials. On the other hand, the overall HLMs with other variables included show a significant negative effect only for the ‘old’ but not for the ‘new’ WebGIS materials. Only 23 students could be included in the ‘having already worked with an educational GIS’-sub-group (vs. 520). The improvement of these students pre- to posttest is not significant, but has an effect size above 0.2. A calculation with the ‘no pre-experience’ sub-group being reduced to students with similar characteristics (e.g. in terms of stream, GIS type) leads to 19 vs. 84 students and similar results. In both cases, students with pre-experience perform not significantly, but with an effect size above 0.2, better than students without pre-experience. Overall, the results could hint at students needing more pre-experience so as to not have so much mental capacity tied to getting used to the software and being able to concentrate more on the system interrelationships. However, due to the sample characteristics and study design, this cannot be proven by the present data and thus needs to be explored in further studies. Other variables (age, sex, migration and language background, stream, pre-score, pre-spatial thinking score) show mixed results depending on the analysis method used. This underlines the impact of methodological choices and the need for large sample studies in order to be able to take a closer look at individual sub-groups. Furthermore, the HLM results point to not all influencing variables having been included. In general, the impact of variables such as pre-achievement/ stream and sex on pre-posttest change evident in some of the analyses points to the need for more research to develop differentiated learning materials. The conducted studies also show, e.g. through deviations from the assumed model of systemic thinking, that there is still a great need for more studies in terms of test- and model development for systemic and spatial thinking in a geographic context. N2 - Technologien, die auf Geographischen Informationssystemen (GIS) basieren, werden weithin in der Gesellschaft benutzt und zunehmend in Lehrpläne und schulische Praxis integriert. Viele Behauptungen wurden aufgestellt, dass der Einsatz von GIS im Unterricht positive Auswirkungen auf eine große Auswahl von Leistungs- und affektiven Variablen hat. Jedoch sind empirische Belege dafür rar, besonders in der deutschen Situation. Systemisches Denken ist seit vielen Jahren zentral für das Leitziel des deutschen Geographieunterrichts und stellt einen wichtigen Beitrag dar, um SchülerInnen für das Leben in einer komplexen Welt vorzubereiten. Trotzdem sind bisher spezifische Testinstrumente und Studien, welche Faktoren aufklären, die SchülerInnen helfen, diese Kompetenz zu verbessern, weit davon entfernt umfassend zu sein. Diese Dissertation hat das Ziel der Exploration des Einflusses einer kurzen ‘Arbeiten mit GIS’ vs. ‘Arbeiten mit Karten’-Unterrichtseinheit auf die Schülerleistung in Geographie, spezifisch der Kompetenz zum systemischen Denken. Basierend auf Literatur wurden eine Definition geographisch-systemischem Denkens und ein damit verbundenes Kompetenzmodell entwickelt. Insgesamt wurden drei Studien mit einmaligem Testzeitpunkt und zwei Prä-/Posttest-Studien mit Kontrollgruppe durchgeführt, um die Testinstrumente und das Treatment zu entwickeln sowie die Fragestellung zu untersuchen. Das Treatment verwendete das Thema ‘Tourismus in Kenia’. Teilweise wurden Desktop-, teilweise Web-basierte GIS-Versionen verwendet. In Studie 5 gab es zwei unterschiedliche Materialarten, welche parallele Inhalte/ Aufgaben enthielten. Während die eine ein Überblicksblatt über die relevanten GIS-Funktionen (‘alt’) verwendete, wurden bei der anderen Schritt-für-Schritt Anleitungen direkt in den Text integriert (‘neu’). Einbezogene Variablen waren systemisches Denken, Geschlecht, Alter, Schulart/Art des Geographiestudiums/Prätest-Ergebnis, Klassenstufe/Semester, Sprach- und Migrationshintergrund, Vorerfahrung, affektive Variablen, Prätest-Ergebnis im räumlichen Denken, Art des Treatments und der Materialien. Nicht alle Variablen wurden in jeder Studie verwendet. Die größte Studie (Studie 5) verwendete die Ergebnisse von 932 SiebtklässlerInnen für die Auswertungen. Die Stichprobe enthält sowohl Gymnasial- als auch RealschulschülerInnen aus drei deutschen Bundesländern. Die Studie zeigt Probleme auf, wie z.B. Testzeit-Beschränkungen, Kodierung offener Aufgaben, teilweise Deckeneffekte und Item-Schwierigkeiten, die teilweise von den Model-Erwartungen abweichen. Für die Auswertungen werden sowohl Durchschnitts-Rohwerte als auch WLE-Werte, die durch eine Rasch-Analyse gewonnen wurden, verwendet. Zusätzlich werden, auf Grundlage der WLEWerte, HLMs berechnet. Insgesamt verbessern sich GIS SchülerInnen nicht im systemischen Denken vom Prä- zum Posttest. Folglich hat GIS keine positive, und teilweise eine signifikant negative Auswirkung im Vergleich zu Karten, z.B. in einer HLM bei der alle anderen Variablen, die einen signifikanten Einfluss haben, eingeschlossen wurden. Ergebnisse für die Art der Materialien sind gemischt. Zum Beispiel zeigen auf der einen Seite t-Tests keinen signifikanten Unterschied in der Prä-Posttest-Veränderung zwischen SchülerInnen, die mit den ‘alten’ und die mit den ‘neuen’ WebGIS Materialien arbeiten. Auf der anderen Seite zeigen die Gesamt-HLMs mit anderen eingeschlossenen Variablen einen signifikant negativen Effekt nur für die ‘alten’ aber nicht für die ‘neuen’ WebGIS Materialien. Nur 23 SchülerInnen konnten in die ‘haben schon einmal mit einem didaktischen GIS gearbeitet’-Teilgruppe eingeschlossen werden (vs. 520). Die Verbesserung dieser SchülerInnen vom Prä- zum Posttest ist nicht signifikant, hat aber eine Effektstärke über 0,2. Eine Berechnung, bei der die ‘Teilgruppe ohne Vorerfahrung’ auf SchülerInnen mit ähnlichen Eigenschaften (z.B. in Bezug auf Schulart, GIS-Art) reduziert wurde, führt zu 19 vs. 84 SchülerInnen und ähnlichen Ergebnissen. In beiden Fällen schneiden die SchülerInnen mit Vorerfahrung nicht signifikant, aber ebenfalls mit einer Effektstärke über 0,2, besser ab als die SchülerInnen ohne Vorerfahrungen. Insgesamt klingt in den Ergebnissen an, dass SchülerInnen mehr Vorerfahrung benötigen, um nicht so viel mentale Kapazität an das Gewöhnen an die Software gebunden zu haben und sich mehr auf die System-Zusammenhänge konzentrieren zu können. Aufgrund der Stichproben-Eigenschaften und des Untersuchungsdesigns kann dies durch die vorhandenen Daten jedoch nicht bewiesen werden und muss daher in zukünftigen Studien untersucht werden. Andere Variablen (Alter, Geschlecht, Migrations- und Sprachhintergrund, Schulart, Prätest-Ergebnis, Prätest-Ergebnis im räumlichen Denken) zeigen gemischte Ergebnisse in Abhängigkeit von der verwendeten Analysemethode. Dies unterstreicht die Bedeutung der methodischen Entscheidungen und den Bedarf an Studien mit großer Stichprobengröße, um individuelle Teilgruppen genauer betrachten zu können. Darüber hinaus weisen die HLM Ergebnisse darauf hin, dass nicht alle beeinflussenden Variablen eingeschlossen wurden. Im Allgemeinen weist der Einfluss von Variablen wie Prä-Leistung/Schulart und Geschlecht auf die Veränderung von Prä- zu Posttest, welcher sich in einigen der Analysen gezeigt hat, auf den Bedarf an mehr Forschungsarbeiten hin, um differenzierte Lernmaterialien zu entwickeln. Die durchgeführten Studien zeigen auch, z.B. durch Abweichungen von den angenommenen Modellen systemischen Denkens, dass immer noch ein großer Bedarf an mehr Studien in Bezug auf die Test- und Modellentwicklung für systemisches und räumliches Denken in einem geographischen Kontext besteht. KW - Geographieunterricht KW - Systemdenken KW - Räumliches Denken KW - Geoinformationssystem KW - Test KW - geography education KW - systemic thinking KW - spatial thinking KW - GIS KW - assessment U6 - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:he76-opus4-712 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:he76-opus4-712 ER -