Konzeption und Evaluation eines Kinematik/Dynamik-Lehrgangs zur ...
Konzeption und Evaluation eines Kinematik/Dynamik-Lehrgangs zur ... Konzeption und Evaluation eines Kinematik/Dynamik-Lehrgangs zur ...
210 6 Evaluation des Unterrichtskonzeptes Aufgaben- gruppe Krafttextaufgabe (Schlitten) F(t)-Aufgaben (ohne Ruhe, ohne links langs.) Anzahl berück- sichtigter Kontrollgruppe 2, nach trad. Unterricht, 1997, BLASCHKE (N = 363 bzw. 433) Items Mittelwert Mittelwert Treatmentgruppe, nach dem Konzept, 2002-2004, WILHELM (N = 211, 10 Klassen) Standard- abweichung 7 0,30 0,39 0,38 7 0,24 0,34 0,40 Tab. 6.30: Effektstärke der Treatmentgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe 2 von BLASCHKE (1999) Aufgabengruppe 7 Textaufgaben mit Schlitten 7 F(t)-Aufgaben (ohne Ruhe, ohne links langs.) Effekt- stärke d 0,24 schwach 0,25 schwach Aufgrund der Erfahrungen aus der Interventionsstudie zur Modellbildung (siehe Kapitel 4) könnte man vermuten, dass auch hier die Modellbildung einen Beitrag zu dem aufgetretenen Effekt geleistet hat. Deshalb wurde eine getrennte Auswertung der Klassen der Treatmentgruppe vorgenommen - je nachdem, ob Modellbildung eingesetzt wurde oder nicht (siehe Tab. 6.31). Mittels eines Mann- Whitney-U-Test wurde festgestellt, dass sich die Gruppe mit Modellbildung (Effektstärke d = 0,57 bzw. d = 0,51) bei beiden Nachtestwerten signifikant von der Kontrollgruppe von 1994 unterscheidet (5 %-Niveau einseitig), während sich die Gruppe ohne Modellbildung (d = 0,14 bzw. d = 0,21) nicht signifikant unterscheidet. Es ist allerdings nicht sicher, dass der Unterschied zwischen den beiden Treatmentuntergruppen wirklich auf die Modellbildung zurückgeht. Denn die Klassen mit Modellbildung gehörten alle zum mathematisch-naturwissenschaftlichen Zweig, während die ohne Modellbildung überwiegend zu anderen Schulzweigen gehören und so evtl. weniger Unterrichtszeit für die Kinematik und Dynamik hatten (obwohl laut Lehrplan alle Zweige bei diesem Thema mit gleicher Stundenzahl unterrichtet werden sollen). Schülergruppe Traditioneller Unterricht nach Konzept, nur z.T. nach Konzept oder Nachtest Unterricht Treatmentgruppe, 2001 - 2004 ohne Seminar, 2002-2003 Bayern mit Modellbild. ohne Modellbild., verschiedene Länder 1994 2002-2004 2003-2004 2003 (N = 188, (N = 103, (N = 108, (N = 79, 10 Klassen) 5 Klassen) 5 Klassen) 4 Klassen) µ = 32 % µ = 41 % * µ = 36 % µ = 12 % * (g = 20 %) g = 29 % g = 24 % g = 6 % µ = 21 % (g = 14 %) µ = 40 % * g = 31 % µ = 29 % g = 21 % µ = 11 % * g = 10 % Tab. 6.31: Anteile µ richtiger Lösungen und relative Gruppenzugewinne g bei den Aufgaben zur Kraft bei verschiedenen Gruppen; Signifikante Unterschiede im Nachtestergebnis im Vergleich zur Kontrollgruppe mit traditionellem Unterricht sind mit einem Stern markiert (5 %-Niveau einseitig). Die vier Klassen bzw. Kurse, deren Lehrer zwar wertvolle Erfahrungen mit dem Unterrichtskonzept machten, aber nicht konsequent danach unterrichteten bzw. nicht am Seminar teilnahmen, sind signifikant schlechter. Hier wurden jedoch vier sehr unterschiedliche Klassen zusammengefasst. Zwei Klassen sind aus anderen Bundesländern mit anderen Lehrplänen und eine dieser Klasse ist nur ein Physik-Grundkurs; die bayerischen Klassen sind nicht aus dem mathematisch-naturwissenschaft-
6 Evaluation eines Unterrichtskonzeptes 211 lichen Zweig. In drei Klassen hat man sich in der Dynamik im Gegensatz zur Kinematik nur sehr wenig an das Unterrichtskonzept gehalten. Da Vortest- und Nachtestergebnisse bei den traditionell unterrichteten Schülern nicht von den gleichen Schülern vorliegen, können keine Zusammenhänge zwischen z.B. Vortestergebnissen und dem relativen Zugewinnen berechnet werden. Bei der Treatmentgruppe konnte jedoch gezeigt werden, dass die Schüler, die im Vortest schon mindestens eine Beschleunigungsaufgabe richtig lösten bzw. mindestens eine Krafttextaufgabe bzw. mindestens eine Kraftgraphenaufgabe richtig lösten, auch signifikant größere (individuelle) relative Zugewinne im Gesamttest haben (Mann-Whitney-U-Test, 0,001-Niveau). Mit diesem Test wurde natürlich kein umfassendes Kraftverständnis abgeprüft, sondern nur das erste und zweite newtonsches Gesetz bei nur eindimensionaler Bewegung, wobei nur zwei verschiedene Aufgabentypen verwendet wurden. Die Interpretation von Graphen ist dabei eine Fähigkeit, die möglicherweise im konventionellen Unterricht mehr geübt wird als in diesem Unterrichtskonzept, in dem qualitatives Verständnis mehr betont wurde. Deshalb ist der interessantere Test der FCI-Test, der ein qualitatives Verständnis ohne Grapheninterpretation abprüft. 6.5.3 Concept Maps aus Treatmentklassen In der Interventionsstudie zur Modellbildung (Kapitel 4) wurde in sechs Unterrichtsstunden mit graphischer Modellbildung gearbeitet und gleich anschließend ein Concept Map (Begriffsnetz) verlangt, in dem die Schüler Zusammenhänge zwischen verschiedenen Begriffen nach ihren eigenen Vorstellungen angeben sollten. Dabei zeigte sich eine deutliche Veränderung im Wissen über die physikalischen Zusammenhänge. In einigen Treatmentklassen, in denen nach dem hier entwickelten Konzept unterrichtet wurde, wurden ebenso die gleichen Modellbildungen durchgeführt – allerdings nicht in einem Block, sondern jeweils an den Stellen, an denen es in den Unterricht passte. Die Frage war nun, ob sich durch diese Verteilung über einen langen Zeitraum ein geringerer Lerneffekt einstellt oder sogar ein höherer Lerneffekt, da auch der sonstige Unterricht anders als konventioneller Unterricht war (anderer Zugang zur Kinematik, andere Schwerpunktsetzung in der Dynamik), entsprechende Zusammenhänge betont wurden und auf Verständnis Wert gelegt wurde. In drei Klassen, die die Modellbildung einsetzten, gab es die Möglichkeit, von den Schülern ein Concept Map anfertigen zu lassen, wobei wie in Kapitel 4.5.3.2 vorgegangen wurde. In zwei dieser Klassen wurde genau nach dem vorgeschlagenen Stoffverteilungsplan unterrichtet, in einer Klasse etwas mehr Zeit investiert. In einer Klasse wurde dieses Concept Map kurz nach dem Dynamikunterricht erstellt, wobei allerdings nur 10 Schüler anwesend waren. In den anderen beiden Test- Klassen (53 Schüler) wurden die Maps erst gegen Ende des Schuljahres im Juni erstellt, wobei aber Modellbildung jeweils noch einmal außerhalb der Dynamik eingesetzt wurde. Diese Schüler sind folglich im Vergleich zu allen Schülern der Interventionsstudie dadurch im Nachteil, dass das abgefragte Themengebiet Dynamik bei ihnen schon länger zurückliegt und somit sicher manches wieder vergessen wurde. Wie im Kapitel 4.5.3.3 beschrieben, wurde aus den individuellen Maps ein Map mit den am häufigsten genannten Verbindungen erstellt. Dieses Modalmap der drei Treatmentklassen (siehe Abb.
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Aufgaben-<br />
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(Schlitten)<br />
F(t)-Aufgaben<br />
(ohne Ruhe,<br />
ohne links langs.)<br />
Anzahl<br />
berück-<br />
sichtigter<br />
Kontrollgruppe 2,<br />
nach trad. Unterricht,<br />
1997, BLASCHKE<br />
(N = 363 bzw. 433)<br />
Items Mittelwert Mittelwert<br />
Treatmentgruppe,<br />
nach dem Konzept,<br />
2002-2004, WILHELM<br />
(N = 211, 10 Klassen)<br />
Standard-<br />
abweichung<br />
7 0,30 0,39 0,38<br />
7 0,24 0,34 0,40<br />
Tab. 6.30: Effektstärke der Treatmentgruppe im Vergleich <strong>zur</strong> Kontrollgruppe 2 von BLASCHKE (1999)<br />
Aufgabengruppe<br />
7 Textaufgaben<br />
mit Schlitten<br />
7 F(t)-Aufgaben<br />
(ohne Ruhe, ohne<br />
links langs.)<br />
Effekt-<br />
stärke<br />
d<br />
0,24<br />
schwach<br />
0,25<br />
schwach<br />
Aufgr<strong>und</strong> der Erfahrungen aus der Interventionsstudie <strong>zur</strong> Modellbildung (siehe Kapitel 4) könnte<br />
man vermuten, dass auch hier die Modellbildung einen Beitrag zu dem aufgetretenen Effekt geleistet<br />
hat. Deshalb wurde eine getrennte Auswertung der Klassen der Treatmentgruppe vorgenommen<br />
- je nachdem, ob Modellbildung eingesetzt wurde oder nicht (siehe Tab. 6.31). Mittels <strong>eines</strong> Mann-<br />
Whitney-U-Test wurde festgestellt, dass sich die Gruppe mit Modellbildung (Effektstärke d = 0,57<br />
bzw. d = 0,51) bei beiden Nachtestwerten signifikant von der Kontrollgruppe von 1994 unterscheidet<br />
(5 %-Niveau einseitig), während sich die Gruppe ohne Modellbildung (d = 0,14 bzw. d = 0,21)<br />
nicht signifikant unterscheidet. Es ist allerdings nicht sicher, dass der Unterschied zwischen den<br />
beiden Treatmentuntergruppen wirklich auf die Modellbildung <strong>zur</strong>ückgeht. Denn die Klassen mit<br />
Modellbildung gehörten alle zum mathematisch-naturwissenschaftlichen Zweig, während die ohne<br />
Modellbildung überwiegend zu anderen Schulzweigen gehören <strong>und</strong> so evtl. weniger Unterrichtszeit<br />
für die <strong>Kinematik</strong> <strong>und</strong> <strong>Dynamik</strong> hatten (obwohl laut Lehrplan alle Zweige bei diesem Thema mit<br />
gleicher St<strong>und</strong>enzahl unterrichtet werden sollen).<br />
Schülergruppe Traditioneller Unterricht nach Konzept, nur z.T. nach Konzept oder<br />
Nachtest Unterricht Treatmentgruppe, 2001 - 2004 ohne Seminar, 2002-2003<br />
Bayern mit Modellbild. ohne Modellbild., verschiedene Länder<br />
1994 2002-2004 2003-2004<br />
2003<br />
(N = 188, (N = 103, (N = 108,<br />
(N = 79,<br />
10 Klassen) 5 Klassen) 5 Klassen)<br />
4 Klassen)<br />
µ = 32 % µ = 41 % * µ = 36 %<br />
µ = 12 % *<br />
(g = 20 %) g = 29 % g = 24 %<br />
g = 6 %<br />
µ = 21 %<br />
(g = 14 %)<br />
µ = 40 % *<br />
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Tab. 6.31: Anteile µ richtiger Lösungen <strong>und</strong> relative Gruppenzugewinne g bei den Aufgaben <strong>zur</strong> Kraft bei verschiedenen<br />
Gruppen; Signifikante Unterschiede im Nachtestergebnis im Vergleich <strong>zur</strong> Kontrollgruppe mit traditionellem<br />
Unterricht sind mit einem Stern markiert (5 %-Niveau einseitig).<br />
Die vier Klassen bzw. Kurse, deren Lehrer zwar wertvolle Erfahrungen mit dem Unterrichtskonzept<br />
machten, aber nicht konsequent danach unterrichteten bzw. nicht am Seminar teilnahmen, sind signifikant<br />
schlechter. Hier wurden jedoch vier sehr unterschiedliche Klassen zusammengefasst. Zwei<br />
Klassen sind aus anderen B<strong>und</strong>esländern mit anderen Lehrplänen <strong>und</strong> eine dieser Klasse ist nur ein<br />
Physik-Gr<strong>und</strong>kurs; die bayerischen Klassen sind nicht aus dem mathematisch-naturwissenschaft-
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