Lernmedien

Ziele und Hintergrund

Ziel des Promotionsvorhabens ist die Untersuchung der Lernwirksamkeit unterschiedlicher
Medien im Physikunterricht. Physikalisches Thema sind Abbildungsvorgänge
im menschlichen Auge. Probanden sind Schüler aus achten Klassen an Gymnasien.
Es stehen sowohl reale wie auch virtuell aufbereitete Lernmaterialien zur Verfügung.
Diese werden in Lehr-Lernszenarien unterschiedlich kombiniert. Die Probanden
arbeiten in Zweierteams mit den Materialien. Die Szenarien sollen den Schülern
ermöglichen, die Verknüpfung von Theorie und Abstraktion (Strahlengangkonstruktion)
mit dem Phänomenen (Abbildung in einem Augenmodell) herzustellen.

Die vorliegenden Forschungsbefunde zur Lernwirksamkeit der „neuen“
Medien sind uneinheitlich. Mögliche Ursachen liegen in

• unzureichender Berücksichtigung der Lernervariablen


• mangelnder Vergleichbarkeit von Szenarien mit und ohne Einsatz neuer Medien
  (z.B. aufwändige Multimediaentwicklung vs. konventionelle Demonstrationsexperimente)

Als Konsequenz hieraus werden in der beabsichtigten Studie die Lernvoraussetzungen
der Schülerinnen und Schüler detailliert erhoben, um Zusammenhänge
zwischen Lernerfolgen auf der einen Seite und Lernvoraussetzungen sowie Merkmalen
der Lernumgebung anderseits untersuchen zu können.

Entwicklung

Als Basis für die Untersuchungen (Lernmedium Realexperiment) dient ein
an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf entwickeltes und erprobtes
Augenmodell. Für das Augenmodell gibt es Interaktive Bildschirmexperimente,
die in eine Hypermedia-Lernumgebung eingebettet werden (Lernmedium virtuelles
Experiment). Speziell für den Einsatz in der achten Gymnasialklasse werden
dazu Unterrichtsentwürfe mit Schülerexperimenten entwickelt. Die Unterrichtsentwürfe
unterstützen die Verknüpfung von Theorie und Abstraktion (Strahlengangkonstruktion)
mit dem Phänomenen (Abbildung im Augenmodell).

Die Lehr-Lernszenarien werden so konstruiert, dass sie sich bei Konstanz der
physikalischen Inhalte und Informationsangebote i.W. in der Wahl der eingesetzten
Medien unterscheiden. Alle Szenarien sollen für Schülerinnen und Schüler
gleichermaßen attraktiv sein. Die eingesetzten Medien (insbes. reales
und virtuelles Augenmodell) wurden speziell hierfür ausgewählt und
adaptiert.

Die Unterrichtsentwürfe stellen sich in einem iterativen Verfahren der
empirischen Evaluation (Entwurf-Pilotstudie – Revision-ggf. weitere Studie –
ggf. Revision – Hauptstudie).

Empirische Untersuchungen

Für die empirischen Untersuchungen ist vorgesehen, den Lernzuwachs differenziert
in der „phänomenologischen Welt“ und der „abstrakten
Welt“ sowie in der Verknüpfung der Welten zu erheben. Dazu dient
ein Vor- Nachtest-Design.

Die Lernervoraussetzungen werden vor den Untersuchungen erhoben. Das akademische
Selbstkonzept dient insbesondere als Kriterium für die Aufteilung der Probanden
auf die Gruppen.

Die für die Untersuchungen ausgewählten Lernervoraussetzungen sind:

• akademisches Selbstkonzept in Bezug auf den Physikunterricht


• für Physiklernen relevante kognitive Fähigkeiten


• Vorwissen in geometrischer Optik


• Computerkenntnisse