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Im Zeitalter von „Google Earth“ und Co ist es inzwischen annähernd jedem möglich, einen fesselnden Blick auf die Erde "von oben" zu werfen. Eingebunden in den Unterricht ermöglicht es die aktivierende Auseinandersetzung mit Satellitenbildern, vielfältige geographische Fragestellungen zu untersuchen. Das vielfach attestierte Lernpotential im Umgang mit dem Geomedium "Satellitenbild" differenziert zu untersuchen, ist eines der zentralen Anliegen dieser Studie. Im Rahmen der Treatments bearbeiteten die Untersuchungsteilnehmer mit Hilfe der webbasierten Fernerkundungssoftware „BLIF“ auf Grundlage von LANDSAT-Daten selbständig eine bildungsrelevante Fragestellung und führten die Satellitenbild-Analysen teilweise im Anschluss im regulären Geographieunterricht ihrer Schule fort. Die begleitende Untersuchung, welche primär die Testung kurz- und mittelfristiger Effekte der Auseinandersetzung mit digitalen Satellitenbildern intendierte, wurde als Fragebogenstudie mit Messwiederholung konzipiert. Um Aussagen über den didaktischen Mehrwert des Einsatzes von Satellitenbildern im Rahmen der Treatments zu tätigen, wurden bei 322 Schülern im Alter von 12-17 Jahren neben der Lernmotivation und dem akademischen Selbstkonzept als die zentralen Prädiktoren der Erhebung auch die Computer und Satellitenbild bezogenen Selbstwirksamkeitserwartungen zu verschiedenen Messzeitpunkten erfasst und deren Veränderung im Laufe der Erhebungsphase untersucht. Dabei zeigt sich, dass die handlungsorientierte Auseinandersetzung mit Satellitenbildern als motivationssteigernd und lernfördernd sowohl für Realschüler als auch für Gymnasiasten zu bewerten ist. Die Studie belegt, neben deutlichen Gendereffekten, u.a. eine hoch signifikante Zunahme des Selbstbestimmungsindex (SDI) im Rahmen der Treatments. Mit der Steigerung des SDI als bedeutsamer Prädiktor für die Qualität von Bildungsprozessen kann ein positiver Ausblick auf die Lernleistung der Schüler prognostiziert werden. Methodisch validiert wird dies u.a. durch die clusteranalytische Untersuchung der Nutzer- und Veränderungstypen hinsichtlich des Selbstkonzeptes und der Motivationsstruktur. Die Ergebnisse der Studie bestätigen, dass über die aktive Auseinandersetzung mit Satellitenbilddaten es möglich erscheint, bildende Lernprozesse zu initiieren. Diese werden dabei zu einem hohen Maß durch den selbstbestimmt motivierten Antrieb der Lernenden gesteuert.
Während der Sekundarstufe I ist ein stetiger Rückgang der Motivation im Physikunterricht zu beobachten. Dies stellt die Lehrerinnen und Lehrer vor eine enorme Herausforderung. Die empirische Forschung zeigt, dass Motivation ein wesentlicher Faktor für die Qualität des Lernens und bedeutsamer Prädiktor für lebenslanges Lernen ist. Große Auswirkung hat neben der fachlichen Wissensvermittlung die didaktische Aufbereitung der physikalischen Inhalte mit besonderem Augenmerk auf die Förderung von Interesse und Motivation der Lernenden.
Der Physikunterricht unterscheidet sich zwar von anderen Unterrichtsfächern, indem die Lernenden durch praktische Übungen sprich Experimente auf vielfache Weise zu wissenschaftlichen Erkenntnissen gelangen können - derartige Erfahrungen wirken an sich motivierend. Die derzeit weit verbreitete Methodik sowie übliche Rahmenbedingungen geben dieser Motivation jedoch oft keinen Raum.
Durch die Verwendung elektronisch unterstützter Medien (Smartphones, Tablets oder Personal Computer) und des Internets kann die Methodenvielfalt besser ausgeschöpft werden. Auch viele Barrieren, wie zum Beispiel örtliche Gebundenheit, zeit- oder kostenintensive Versuchsanordnungen, Verletzungsgefahr und das Fehlen von Versuchsmaterialien für den Einzelnen, lassen sich leichter überwinden. Da nahezu alle Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I Zugang zu Neuen Medien haben und sich intensiv mit ihnen beschäftigen, sollten Konzepte entwickelt werden, um diese in den Unterricht zu integrieren und zwar nicht nur als Instrumente zur Informationsbeschaffung, sondern gezielt als didaktische Hilfsmittel im Unterrichtsgeschehen. Virtuelle Experimente basieren auf dem Einsatz dieser modernen Medien und fördern autonomes Handeln sowie das Gefühl von Kompetenz. Die zahlreichen Möglichkeiten kollaborativen Austausches stärken die soziale Eingebundenheit.
Bislang wurde dem Zusammenhang zwischen virtuellem Experimentieren und Motivationssteigerung im Physikunterricht seitens der wissenschaftlichen Forschung kaum Aufmerksamkeit geschenkt. Daher wurden auch keinerlei pädagogische Konzepte und Unterrichtspraktiken entwickelt, die es den Lehrerinnen und Lehrern erleichtern, moderne Medien für Lehr- und Lernprozesse gewinnbringend einzusetzen.
Die vorliegende explorative Studie nimmt Bezug auf den dramatischen Motivationsrückgang im Physikunterricht in der Sekundarstufe I und untersucht, ob sich dieser durch den gezielten Einsatz virtueller Experimente abschwächen lässt.
Die Forschungsfrage lautet: „Welche Auswirkungen hat der Einsatz von virtuell durchgeführten physikalischen Experimenten im Sekundarstufenbereich I auf die Motivation der Lernenden?“
Insgesamt beteiligten sich fünf Schulen in Österreich und 407 Probandinnen und Probanden an der Studie. Es konnten 1.211 Datensätze mit insgesamt 46.018 Einzeldaten erhoben werden. Durch acht aufgestellte Hypothesen wurde die intrinsische Regulation, das Flow-, das Autonomie- und das Kompetenzerleben sowie die aktuelle Motivation mit ihren Komponenten Herausforderung, Interesse, Erfolgswahrscheinlichkeit und Misserfolgsbefürchtung untersucht.
Die Motivationslage der Schülerinnen und Schüler der sechsten bis achten Schulstufe wurde im Rahmen eines adaptierten Cross Over-Designs mit Hilfe von Online-Fragebögen basierend auf der fünfteiligen Likert-Skala ermittelt.