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ABSTRACT
The problem that prompted this study is the absence of modern approaches and methods of teaching and learning science in Mozambican educational system. Currently, the science curricula in Mozambique can be characterized as: organized in separated disciplines, based on canonical science content, and teaching practices that are based on a teacher-centered approach using traditional methods of teaching.
On the other hand, there is an approach of teaching and learning which focus on the relationship between Science, Technology and Society (STS) that is well established in science education since the late 80s. This approach of teaching is claimed to be one of the best ways to achieve scientific literacy, promote decision-making and active citizenship of students in social issues pertaining the society where they live, and it had been used in many developed and developing countries.
Taking into account this discrepancy, and trying to find a solution for the problem the following research questions were posed:
1. What are Mozambican university students' views about the relationship between science, technology and society?
2. Does an STS approach of teaching involving inquiry type of laboratory work using an open-ended approach contribute to change students' views and beliefs about STS issues?
3. Could an STS approach of teaching be successfully implemented in Mozambican educational system at secondary and tertiary level?
In order to answer these questions and in a quest to find solutions for the problem posed a mixed-method approach was used, combining both qualitative and quantitative methods. There was a survey carried out in all branches of the Pedagogical University of Mozambique, covering all provinces of the country, and there was an intervention process implemented in iterative way in two tiers in two consecutive years.
The main instrument used to gather data, both in the survey and in the intervention process were 19 VOSTS item selected from a pool of 114 multiple choice items developed in Canada in late 80s to assess students' "Views on Science - Technology - Society" (VOSTS). The 19 VOSTS items selected for the study, after translation from English to Portuguese were adapted and adopted as the main research instrument. The questionnaire administered to students both in survey and intervention consisted of 13 VOSTS items, of which only 7 were identical. The 6 VOSTS items used in the survey were focusing on views of science in medias and science class and aspects related to the technology development and implementation, while the 6 other different used in the intervention process were focused on the nature of science (epistemology).
The survey was carried out by administering the 13 VOSTS items questionnaire in all ten provinces of the country with branches of the Pedagogical University, using 832 second year students enrolled in four science or science related courses of: agriculture, biology, chemistry and physics. The aim of the survey was to establish a baseline situation of the country about STS issues, since the study was the first of its kind in the country.
The intervention process was made in two tiers in two consecutive years, involving 59 second year chemistry students of one branch. The intervention process was implemented in 12 weeks and the design consisted of four different stages: (1) pretest, consisted of administering the 13 VOSTS items questionnaire; (2) seminars about STS issues, STS approach, and about inquiry type of practical work using open ended approach; (3) students performing experiments to solve problems posed using the knowledge about STS issues. During this process field notes and some videotapes were made; (4) post-test at the end of the process using the same instrument administered in the pretest, and (5) post-intervention interview with selected students who participated in the study to evaluate the process in which they were involved.
To assess students' responses to the questionnaires administered both in the survey and in the intervention, a panel of 10 experts was assembled as judges, all of them university lecturers with PhD Degree and more than 15 experience teaching biology (1), chemistry (5), physics (1); mathematics (3) and French teacher (1). Their task was to categorize the options of each VOSTS statement and classify as Realistic, and other options could be classified as many times as possible as Has Merit or Naïve. The last three options that were common to all VOSTS items were considered Passive. After analyzing the classifications of every expert, an effort was made to find consensus and come up with one final categorization that could be used a scoring scheme to assess students' responses to the questionnaire. In those VOSTS items where there were discrepancies in selecting the Realistic view it was solved by adopting categorization made in other studies using the same VOSTS items made by people acquitted with STS issues, unlike the experts used in this research (only one was acquitted with the approach). G
The underlying assumption in this study is that the ultimate goal of science teaching is to change students' opinions progressively “from Naïve” to “Has merit”, and from there to a “Realistic” view about the relationship between science, technology and society. Taking this into consideration the following conclusions were inferred:
1. Mozambican students' views and beliefs about the relationship between science, technology and society are positive, they correspond to what is commonly accepted in the scientific community about the STS issues assessed in this study.
2. The results from the baseline study, besides being considered positive showed that students irrespective of the course that they are enrolled (agriculture, biology, chemistry and physics), have no significant difference on the STS issues assessed.
3. An STS approach of teaching implemented through inquiry type of practical work using open ended approach during twelve (12) weeks suggests that students' views are positive and are more in line with what is accepted in the scientific community about the 13 VOSTS items assessed in the intervention process.
4. Based on the results of the intervention process with the experimental group in two different years it can be concluded that the STS approach of teaching proposed and implemented though inquiry type of practical work using open ended approach did not contributed to change students' views and beliefs about STS issues from pretest to post-test, except in two of the 13 VOSTS items assessed.
5. By comparing students' responses to the seven common VOSTS items in the baseline study and in the intervention process, in both years and pretest and post-test, the answer pattern are similar. These findings show, on one hand that all science students share the same views about science, and on the other hand that irrespective of the intervention made students did not change their views.
6. Based on the results of the baseline study, the results of the intervention process and taking into account the evaluation of the blue print documents about Mozambican educational system and the socio-politic context of the country it can be concluded that the STS approach of teaching can be implemented in Mozambique.
Finally, it is worthy to consider that taking into account the study design made, the sample size used, and the rigor in controlling variables, it is believed that the results of this study are valid and can be generalized to other Mozambican students with the same science background. Furthermore, when considering science as universal irrespective of the place where it takes place, some of the findings of this study can be generalized to other places in world.
Individuals differ in their timing of sleep (bed times, rise times) and in their preference for morning or evening hours. Previous work focused on the relationship between academic achievement and these variables in secondary school students. The main aim of the study is to investigate the relationship between chronotype and academic achievement in 10-year-old children (n = 1125, 536 girls, 584 boys and 5 sex unspecified) attending 4th grade of primary school. They filled a cognitive test (Culture Fair Intelligence Test, CFT 20-R) and questions about rise times and bed times, academic achievement, conscientiousness and motivation. We implemented questions about wake times and bed times, academic achievement (measured by grades in Mathematics, German, English and Nature & Culture), ‘‘scales for the assessment of learning and performance motivation’’ (SELLMO; Skalen zur Erfassung der Lern- und Leistungsmotivation for motivation), the short version of the Five-Factor Personality Inventory Children (FFPI-C) to measure conscientiousness, and the Composite Scale of Morningness (CSM) to assess morningness-eveningness. Mean CSM score was 37.84 ± 6.66, midpoint of sleep was 1:36 ± 00:25 and average sleep duration (time in bed) was 10:15 ± 0:48. Morningness orientation was positively related to intelligence, conscientiousness and learning objectives. Results showed that boys and girls did not differ in chronotype. There were significant differences between girls and boys in academic performance but the direction was subject-specific: Girls did better in languages (German, English) and Nature & Culture, but boys had better scores in Mathematics. Overall, there were no gender differences in grades. There were significant gender differences in midpoint of sleep with girls sleeping later and showed higher social jetlag. Eveningness orientation was related to avoidance performance objectives and work avoidance. Early midpoint of sleep, conscientiousness and intelligence were associated with better grades. The multivariate model showed that intelligence was the strongest predictor of good grades. Conscientiousness, motivation, younger age and an earlier midpoint of sleep were positively related to good grades. This is the first study in primary school pupils, and it shows that the negative relationship between evening orientation and academic achievement is already prevalent at this age even when controlling for important predictors of achievement.
Nach wie vor zählt der Einsatz von GIS nicht zum schulischen
Alltag – und dies obwohl er in den nationalen Bildungsstandards und Bildungsplänen zunehmend gefordert wird. Daher werden Möglichkeiten und Hürden des Einsatzes von GIS im Geographieunterricht kritisch diskutiert.
Die vorliegende qualitative Untersuchung hat den schulischen Einsatz von GIS mit herkömmlichen analogen Arbeitsweisen in Berliner Leistungskursen verglichen. In mehreren Kursen an verschiedenen Schulen wurden Unterrichtseinheiten von einem Teil der Schülerinnen und Schüler mit ausgewählten GIS-Werkzeugen bearbeitet. Der andere Teil der Lernenden bearbeitete die gleiche Fragestellung ohne GIS mit analogen Werkzeugen zum Beispiel Schere und Zirkel.
Ziel der Untersuchung war es zu klären, ob und in welchem Ausmaß der Einsatz von GIS im Erdkundeunterricht im Vergleich zu herkömmlicher Kartenarbeit zum Reflexionsvermögen geographisch-kartographischer Methoden beiträgt.
Tatsächlich lässt sich ein solcher Mehrwert in der vorliegenden Studie nicht ohne weiteres nachweisen. Die Lehrenden, motiviert oder nicht, kämpfen immer noch mit Softwareproblemen und der Datenbeschaffung. Die meisten Schülerinnen und Schüler lassen sich für beide Methoden motivieren: Während eine Schülerin sagte „Ich finde, GIS ist einfach zu kompliziert“, spricht eine andere von einer „wertvolle[n] Erfahrung“.
Die vorliegende Arbeit geht auf mögliche Konsequenzen aus diesen Ergebnissen und denkbare Konzepte für einen erfolgreichen schulischen GIS-Einsatz ein.
Die Einflüsse auf die Veränderung und Erhaltung von Verhaltensgewohnheiten sind zahlreich und nicht immer vorhersagbar. Die Förderung eines umsichtigen Umgangs mit Abfällen aus dem häuslichen Umfeld kann einen substanziellen Beitrag zum Umwelt- und Ressourcenschutz leisten. Um die Entstehung von Gewohnheiten umweltbezogener Handlungen besser verstehen und damit einen umweltgerechten Ansatz verfolgen zu können, bedarf es noch weiterer Untersuchungen. Am Beispiel einer Gastnation, in Deutschland stationierter US-Militäran-gehöriger, wurde eine auf äußere Strukturen fokussierte Interventionsstudie durchgeführt und evaluiert. Dabei wurden sowohl situationsspezifische als auch soziale Faktoren einbezogen. Die Interventionen basieren auf einer Sequenz von Rückmeldung, sozialer Kontrolle und Beratung. Die Methode der Beobachtung von ausgeführtem Verhalten der Hausgemeinschaften ermöglicht eine objektive Datenerhebung und liefert somit wesentliche Rückschlüsse auf den Erfolg der Interventionsansätze.
In dieser Arbeit konnte belegt werden, dass der Umgang mit Siedlungsabfällen unter Einsatz strukturbasierter Interventionssequenz aus Rückmeldung, sozialer Kontrolle und Beratung positiv beeinflusst werden kann. Durch diese Interventionsform wird die Restmüllmenge beachtlich reduziert. Im Gegenzug steigt die Menge der wiederverwertbaren Stoffe wie Leichtverpackungen (Gelbe Tonne = Duales System Deutschland) und Papierabfälle in bedeutendem Ausmaß an. Ebenso kann die Sammlung von biologisch abbaubaren Abfällen (Bioabfall) verstärkt werden. Eine deutliche Verbesserung der Sortiergüte konnte bei allen Abfallsorten erzielt werden.
Die gesammelte Menge der Bioabfälle liegt nach der Intervention unterhalb der Vergleichswerte deutscher Siedlungen. Ausgehend von dieser Grundlagenforschung wurde der Forschungsansatz um die Auswirkung einer verminderten Handlungsbarriere bezüglich der Sammlung von Bioabfällen erweitert. Mit den hierfür zur Verfügung gestellten Behältern, welche die unmittelbare Sammlung biologischer Abfälle direkt im Haushalt erleichtern sollten, konnte kein gesteigerter Effekt auf die gesammelte Bioabfallmenge ermittelt werden. Für einen fortführenden Erkenntniszuwachs müssten weitere Untersuchungen bezüglich der mit der Bioabfallsammlung gekoppelten Handlungsbarrieren folgen.
Als weiteres Ergebnis konnte gezeigt werden, dass die Dauer zum Erlernen und Ausüben eines optimalen Mülltrennungsverhaltens durchschnittlich mit einer acht- bis zehnwöchigen Intervention realisierbar ist. Damit sind die Ergebnisse mit aktuellen Studien zur Implementierung gesundheitsförderlichen Verhaltens (Lally et al., 2010, Gardner et al., 2012, Sonnenberg et al., 2013) vergleichbar. Eine Stichprobenüberprüfung zur Aufrechterhaltung dieses erlernten Verhaltens ergab, dass diese Handlung neun Wochen nach dem Interventionsprogramm weiterhin optimal ausgeführt wird. Nach siebzehn Wochen sind bereits erste Rückfälle in alte Verhaltensmuster zu verzeichnen. Die Rückfallwahrscheinlichkeit ist bei vormals mangelhaft bewertetem Mülltrennungsverhalten der Hausgemeinschaften höher. Dies deutet auf eine unterschiedliche Fähigkeit der Hausgemeinschaften hin, die Verhaltensänderung beizubehalten.
Zur Analyse möglicher sozialer Faktoren, die zu einem unterschiedlichen Mülltrennungsverhalten beitragen können, wurde der sozialen Status der Bewohner in Betracht gezogen. Der soziale Status wurde in Form des Militärranges der US-Army einbezogen. Einwohner, die ein Gebiet bewohnen, in dem der Großteil der Bevölkerung einem höheren sozialen Rang angehört, weisen ein besseres Mülltrennungsverhalten bei gleichzeitig höherer Müllmenge auf als Einwohner, die in einem Gebiet mit überwiegend geringerem sozialem Rang leben.
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.
In der Diskussion um eine Energiewende in Deutschland spielen erneuerbare Energieträger eine zentrale Rolle. Für eine gesellschaftliche Akzeptanz ist es daher besonders wichtig, bereits in der Grundschule Wissen und Bewusstsein dafür zu vermitteln. Im Bildungsplan für Grundschulen in Baden-Württemberg ist daher das Thema erneuerbare Energie unter der Leitperspektive Bildung für nachhaltige Entwicklung verankert. Ziel der Studie ist es, die Vorstellungen von Kindern der zweiten und dritten Klasse zum Thema Wasserkraft zu erfassen und zu untersuchen, wie sich diese beim Lernen verändern. Die Conceptual-Change-Forschung bildet den theoretischen Rahmen der Untersuchung und zielt auf eine Untersuchung der Veränderung von Schülervorstellungen ab.
In ihrem Vorgehen folgt die Studie dem Modell der Didaktischen Rekonstruktion nach Kattmann et al. (1997) mit den drei Teilbereichen Fachliche Klärung, Erfassung der
Schülervorstellungen und Didaktische Strukturierung. Auf Basis der Qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring (2015) werden in der Fachlichen Klärung wissenschaftliche
Theorien und Aussagen in Lehrbüchern und Unterrichtsmaterialien zur Wasserkraft untersucht. Als Methode zur Erfassung der Schülervorstellungen findet das Vermittlungsexperiment nach Steffe (1983) Anwendung. Dabei werden nicht nur Inhalte vermittelt, sondern auch die Vorstellungen von dreizehn Kinder der zweiten und dritten Jahrgangsstufe erfasst und ebenfalls mittels Qualitativer Inhaltsanalyse analysiert. Durch einen Vergleich der Ergebnisse von Fachlicher Klärung und Erfassung der Schülervorstellungen können in der Didaktischen Strukturierung Leitlinien entwickelt werden, die bei den Vorstellungen der Kinder ansetzen und in Richtung der fachwissenschaftlichen Vorstellungen leiten.
Die fachwissenschaftlichen Vorstellungen lassen sich in vier Bereiche gliedern. Neben der Definition des Begriffs Wasserkraft erfolgt eine Einteilung von Wasserrädern in ober und unterschlächtige Räder. Zudem werden die naturwissenschaftlich-technischen Voraussetzungen
zur Nutzung der Wasserkraft herausgearbeitet. Es bestehen Abhängigkeiten zwischen Fallhöhe und Volumenstrom. Die geographischen Voraussetzungen der Wasserkraftnutzung
zeigen sich in der Beschreibung verschiedener Standorte für Wasserräder. Die Erfassung der Schülervorstellungen gliedert sich ebenfalls nach den vier Bereichen, die in der fachlichen Klärung identifiziert wurden. Die Denkpfade von sechs ausgewählten Schülern werden beispielhaft herausgearbeitet. So können die Momente identifiziert
werden, in denen die Schüler mit ihren Vorstellungen an deren Grenzen stoßen. Durch diesen sogenannten kognitiven Konflikt kann ein Conceptual Change ausgelöst werden.
Wurde anfangs beispielsweise die Vorstellungen geäußert, dass sich ein Wasserrad bei geringer Fallhöhe des Wasser schnell drehen kann, beschreiben die Kinder am Ende der
Befragung, dass sich das Wasserrad schneller dreht, wenn die Fallhöhe größer ist. Auch in der Vorstellung, wo in der Natur sich ein Wasserrad drehen kann, sind Veränderungen zu
beobachten.
Im Rahmen der Didaktischen Strukturierung werden die Vorstellungen der Fachwissenschaft mit denen der Grundschulkinder verglichen. Dabei werden sowohl Gemeinsamkeiten, aber auch Eigenheiten, Begrenztheiten und Verschiedenheiten der Vorstellungen herausgearbeitet. Darauf aufbauend können sechs Leitlinien formuliert werden, wie Inhalte zum Thema Wasserkraft im Sachunterricht basierend auf den Vorstellungen der Schüler vermittelt werden können. Die Leitlinien befassen sich neben der Definition des Begriffs Wasserkraft unter anderem mit der Funktion von Wasserrädern und Wasserkraftwerken.
Im Bereich der geschichtsdidaktischen Lehr-Lernforschung ergaben sich durch PISA weitreichende Veränderungen. Die Prozesse historischen Lernens, deren Bedingungen und Voraussetzungen, gewannen in der domänenspezifischen Forschung immer mehr an Aufmerksamkeit. Somit stellt sich auch für die Geschichtsdidaktik die Frage, über welches Wissen und Können Geschichtslehrkräfte verfügen, damit sie die Prozesse um das historische Lernen und das Geschichtsbewusstsein bei den Lernenden initiieren, fördern und begleiten können. Das Forschungsanliegen der vorliegenden Arbeit untersucht fachdidaktische Kompetenzstrukturen (in den Konstruktfacette "Feedback geben" und "Diagnostizieren können") angehender Geschichtslehrpersonen an den Pädagogischen Hochschulen Baden-Württembergs.