Konzeption und Evaluation eines Kinematik/Dynamik-Lehrgangs zur ...

62 4 Interventionsstudie zur graphischen Modellbildung mit VisEdit
4.3 Forschungsergebnisse zu Modellbildung in der Literatur
Nach SCHECKER, KLIEME ET AL. (1999, S. 21) zielen die bisher vorliegenden Untersuchungen zu
Modellbildungssystemen weniger auf die Vermittlung fachcurricularer Inhalte durch Modellbildungssysteme,
was der Gegenstand dieser Interventionsstudie ist, sondern auf die generelle Förderung
systemischen Denkens (Hassell, 1987, und Ossimitz, 1996, S. 337); die Inhalte des Unterrichts
wurden nach systemdynamischen Aspekten ausgewählt (Zumann et al., 1988) oder die Untersuchungen
erfolgten in Laborsituationen statt in realem Schulunterricht (z.B. Bliss et al., 1993). In
dieser Arbeit wird ein Modellbildungssystem primär zur Vermittlung von physikalischem Fachwissen
im Schulunterricht eingesetzt. Dazu wurde in Deutschland bereits von BETHGE und SCHECKER
im Rahmen des Modellversuchs „Computereinsatz im Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe
(CPU)“ eine mehrmonatige Erprobung in verschiedenen Physikleistungskursen (Jahrgangsstufen 11
– 13) in Bremen (gefördert vom Land Bremen) durchgeführt (siehe SCHECKER & NIEDDERER
(1991), SCHECKER (1992), SCHECKER (1993), SCHECKER (1998b, S. 210 ff.), SANDER (2000, S. 50
f.)). Die einzige größere Studie in Deutschland zur Vermittlung von physikalischem Fachwissen im
Schulunterricht ist das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Vorhaben
„Physiklernen mit Modellbildungssystemen“ von 1996 bis 1999 an der Universität Bremen und
dem Institut für Bildungsforschung in Bonn. SANDER hat ferner in einer Studie an der Universität
Bremen die Wirkungen des Einsatzes graphisch-orientierter Modellbildung im physikalischen Praktikum
untersucht (Sander, 2000, und Sander et al., 2001). HUCKE und FISCHER (1998 und 1999)
haben ebenso im physikalischen Anfängerpraktikum in einer Vergleichsstudie zwei Versuche mit
Modellbildung integriert und die Auswirkungen untersucht.
Die Ergebnisse der erstgenannten am systemischen Denken orientierten Studien ließen vermuten,
dass mit solcher Software im Unterricht vernetztes Denken vermittelt werden kann, während in einer
Felderprobung in unterschiedlichen Fächern (Klieme, Maichle, 1994) keine solche Effekte
nachweisbar waren (Schecker, Klieme et al., 1999, S. 21). Hier soll darauf nicht weiter eingegangen
werden, da hier die physikalischen Kompetenzen betrachtet werden sollen.
Das DFG-Projekt „Physiklernen mit Modellbildungssystemen“ fand in Physik-Leistungskursen
(Jahrgangsstufe 11, Schuljahr 1996/97) an Gymnasien im Bundesland Bremen statt (Schecker,
Klieme et al., 1999, S. 3; Schecker, 1998a, S. 230). Die Schüler hatten fünf Unterrichtswochenstunden
Physik und beschäftigten sich ca. elf Wochen mit Kinematik und Dynamik (Schecker, Gerdes,
1998, S. 62), was deutlich mehr Zeit ist, als der bayerische Lehrplan (von 1992 für das neunjährige
Gymnasium) dafür vorsieht (ca. 30 Unterrichtsstunden). In den beiden Versuchsgruppen wurde in
einem Fünftel der Unterrichtszeit (d.h. ca. elf Unterrichtsstunden) mit dem Modellbildungssystem
STELLA gearbeitet - überwiegend in Kleingruppen am Computer - und insgesamt fünf Modelle
erstellt. In den beiden Leistungskursen der Kontrollgruppe fand dagegen kein Computereinsatz
statt. Insgesamt nahmen nicht viele Schüler an der Untersuchung teil; die Versuchsgruppe 1 bestand
nur aus fünf Schülern, die Versuchsgruppe 2 (19 Schüler) wurde etwas verspätet hinzugenommen,
so dass von ihr keine Vortests vorliegen, um den Lernzuwachs ermitteln zu können.