Wie groß war die Geschwindigkeitsüberschreitung und welche ... · 1. Beschreibe, wie mit dem...
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Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 1
Wie groß
war die Geschwindigkeitsüberschreitung und welche Konsequenzen folgen daraus für den Fahrer?
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 2
Zeitungsaufgaben und Co.Zeitungsaufgaben und Co.Einsatz und Effektivität authentischer Lernmedien
im Physikunterricht
Jochen KuhnInstitut für Naturwissenschaften und naturwissenschaftliche Bildung, Lehreinheit Physik
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 3
Inhaltsübersicht•
Ausgangspunkte und Grundgedanken
•
Zeitungsaufgaben als authentischer Lernanker
•
Untersuchungsschwerpunkt I: Effektivität, Nachhaltigkeit und Robustheit
•
Untersuchungsschwerpunkt II: Cognitive Load
vs. Verankerung
•
Zusammenfassung und Ausblick
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 4
AusgangspunkteAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
•
Interesse und Leistung deutscher SuS: mäßig
Insbesondere:•
Defizite bei Anwendung des Gelernten.
•
Problem des trägen Wissens (Whitehead: „inert
knowledge“).Quelle: Whitehead, A. (1929). The aims of education and other essays. NY: MacMillan.
Wodurch wird „träges Wissen“
erzeugt?
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1.
Um wie viel Grad haben sich 2,3 kg Sand (c
= 0,84 kJ/(kgK)) erwärmt, wenn die zugeführte Wärmemenge 70 kJ beträgt?
2.
Ein glühender Stahlblock mit einer Masse von 1 t hat eine Temperatur von 900 °C und kühlt allmählich auf 20 °C ab. Wie viel Wärme wird dabei an die Umgebung abgegeben?
Erlebnis Physik 7-10, Schroedel
Verlag, Braunschweig, 2006
Link Physik 8, DUDEN PAETEC Schulbuchverlag, Berlin, 2005
Ziel: Aufgabeneinsatz zur stärkeren Verankerung der Lerninhalte an
der Lebenswelt der SuS, aber wie?
AusgangspunkteAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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Grundgedanke I: Aufgabenorientiertes Lernen
•
Zentrale Rolle von Aufgaben für Unterrichtsqualität•
alle wesentlichen Schritte des Lernweges betreffend–
von Lernaufgaben ("worked-out
examples")
–
über Übungs-
und Anwendungsaufgaben
(mit wachsender Selbsttätigkeit und Selbstständigkeit)
–
bis zu Leistungsdiagnose und -überprüfung (als Grundlage von Outputorientierung und eines
wissenschaftlich begründeten Kompetenzbegriffs)
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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•
thematische Situierung („Authentizität“)•
episodische Situierung („episodisches Gedächtnis“) (Primärerfahrungen, Lernerlebnis, situatives
Interesse)
•
soziale Situierung („communities
of learning/practice“)
Grundgedanke II: Kontextorientiertes (Situiertes) Lernen
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‚Anchored Instruction‘ (AI): Ansatz•
Motivations-
und Lernerfolg durch
–
authentische, sachgleiche, fächerübergreifende Problemstellungen
–
eingebettete Daten–
selbsttätige Bearbeitung
–
hohe Komplexität–
Video-Stories
•
Lösungsidee: Anker(-medien) in Form von multimedialen Videodisks (‚Anchored
Instruction‘,
J.D. Bransford/ CTGV)
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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Der AI-Ansatz ist neben seinen Vorzügen auch mit erheblichen Problemen verbunden…
Quelle: Cognition and Technology Group at Vanderbilt (CTGV) (1990). Anchored Instruction and its Relationship to Situated Cognition. Educational Researcher, 19 (6), 2-10.
Anchored Instruction
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‚Anchored Instruction‘: ProblemeAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
•
Schlechtes Kosten-Nutzen-Verhältnis:Mindestens 100 Stunden Entwicklungszeit pro Stunde Instruktionszeit
•
Technische Unflexibilität:Nutzungsvoraussetzungen liegen fest (Multimedia-Ausrüstung)
•
Didaktische Unflexibilität:Keine Anpassung auf die Bedürfnisse des Unterrichts möglich; Lernvoraussetzungen, Differenzierung, Sprache,…
Entwicklung eines modifizierten Anchored Instruction-Ansatzes
mit dem Ziel einer höheren Praktikabilität und Flexibilität für den Unterricht
Quelle: Kuhn, J. & Müller, A. (2005). Ein modifizierter ‚Anchored
Instruction’-Ansatz
im Physikunterricht: Ergebnisse einer Pilotstudie. Empirische Pädagogik (EP) 19 (2005), Heft 3, 281-303
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 11
Quelle: Kuhn, J. (2010). Authentische Aufgaben im theoretischen Rahmen von Instruktions-
und Lehr-Lern-Forschung: Effektivität und Optimierung von Ankermedien für eine neue Aufgabenkultur im Physikunterricht. Wiesbaden: Vieweg+Teubner.
AIMAI
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Modifizierte Anchored
Instruction
(MAI)
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Zeitungsaufgaben als authentische Lernanker:
Beispiele
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 13VDI Nachrichten, 30.05.2003
Beispiel: Elektrizitätslehre1. Beschreibe, wie mit dem Drei-Schluchten-Staudamm
elektrische Energie erzeugt wird. Verdeutliche Deine Erklärungen durch ein Energieflussdiagramm.
2. Welche Wassermasse wird in dem Stausee gespeichert, wenn der Wirkungsgrad bei Wasserkraftwerken etwa 80% beträgt?
3. Erstelle ein Modellexperiment, mit dem Du die Funktionsweise des Drei-Schluchten-Staudammes erklären kannst.
4. Wäge Vor-
und Nachteile dieses Projektes gegeneinander ab. Ziehe dabei in Betracht, dass eine vierköpfige Familie in etwa 3 500 kWh elektrische Energie jährlich benötigt.
5. Wie lange wird mit dem Staudamm jährlich elektrische Energie erzeugt? Was meinst Du dazu?
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 14
1. Beschreibe, wie mit dem Drei-Schluchten-Staudamm elektrische Energie erzeugt wird. Verdeutliche Deine Erklärungen durch ein Energieflussdiagramm.
2. Welche Wassermasse wird in dem Stausee gespeichert, wenn der Wirkungsgrad bei Wasserkraftwerken etwa 80% beträgt?
3. Erstelle ein Modellexperiment, mit dem Du die Funktionsweise des Drei-Schluchten-Staudammes erklären kannst.
4. Wäge Vor-
und Nachteile dieses Projektes gegeneinander ab. Ziehe dabei in Betracht, dass eine vierköpfige Familie in etwa 3 500 kWh elektrische Energie jährlich benötigt.
5. Wie lange wird mit dem Staudamm jährlich elektrische Energie erzeugt? Was meinst Du dazu?
Traditionelle AufgabeDas Kraftwerk des „Drei-Schluchten-
Staudammes“
am Jangtse soll eine Leistung von 18200 MW haben und jährlich 85 TWh
elektrische
Energie erzeugen.
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 15DIE RHEINPFALZ, 28.09.2007
1. Erklärt die Funktionsweise eines Hybridmotors aus Sicht eines Physikers unter Berücksichtigung der Fachsprache.
2. Verdeutlicht die Funktionsweise eines Hybridantriebs beim Beschleunigen und beim Abbremsen durch jeweils ein Energieflussdiagramm
3. Vergleicht Vor-
und Nachteile eines Hybridantriebs mit denen eines „gewöhnlichen“
Verbrennungsmotor.
Weitere Beispiele: ElektrizitätslehreAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 16
Beurteile die Aussage des Artikels aus physikalischer Sicht. Fertige eine Skizze dazu an.
HANNOVERSCHE ALLGEMEINE ZEITUNG (aus Herget
& Scholz, 1998)
Um zwanzig nach elf stand das Rathaus plötzlich kopf
Weitere Beispiele: OptikAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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Weitere Beispiele: AtomphysikAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 18
Weitere Beispiele: Atomphysik
DIE RHEINPFALZ, 08.11.2007
1. Fertige eine Skizze vom Aufbau des Teilchenbeschleunigers an und erkläre damit die grundlegende Funktionsweise.
2. Recherchiere Anwendungsgebiete und stelle jeweils die damit erzeugten Vorgänge innerhalb des Beschleunigers dar.
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 19
Mitteldeutsche Zeitung, 08.04.2002
1.
Lest den Artikel sorgfältig durch. Was fällt euch auf?
2.
Wäre Julius Ruto
gemeinsam mit Benoit Zwierzchlewski
gestartet und in der Strecken-
rekordzeit
im Ziel angekommen, um wie groß
wäre sein Vorsprung vor Benoit Zwierzchlewski
gewesen?
3.
Wie schnell würdet ihr die Marathondistanz zurücklegen? Formuliert eine Vermutung.
4.
Plant ein Experiment, mit dem ihr eure Hypothese überprüfen könnt. Dazu steht euch eine Stoppuhr zur Verfügung.
Nehmt das Ergebnis eures
Experiments kritisch unter die Lupe.
Weitere Beispiele: MechanikAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 20
Didaktisches Modell aufgabenorientierten Lernens (Kuhn, 2010; in
Anlehnung an H. Peterßen)
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InformationInformation
Aufgabenorientiertes LernenAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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1.
Lest den Artikel sorgfältig durch. Was fällt euch auf?
2.
Wäre Julius Ruto
gemeinsam mit Benoit Zwierzchlewski
gestartet und in der Strecken-
rekordzeit
im Ziel angekommen, um wie groß wäre sein Vorsprung vor Benoit Zwierzchlewski gewesen?
3.
Wie schnell würdet ihr die Marathondistanz zurücklegen? Formuliert eine Vermutung.
4.
Plant ein Experiment, mit dem ihr eure Hypothese überprüfen könnt. Dazu steht euch eine Stoppuhr zur Verfügung.
Nehmt das
Ergebnis eures Experiments kritisch unter die Lupe
Aufgabenorientiertes LernenAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Mitteldeutsche Zeitung, 08.04.2002
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PlanungPlanung
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1.
Lest den Artikel sorgfältig durch. Was fällt euch auf?
2.
Wäre Julius Ruto
gemeinsam mit Benoit Zwierzchlewski
gestartet und in der Strecken-
rekordzeit
im Ziel angekommen, um wie groß wäre sein Vorsprung vor Benoit Zwierzchlewski gewesen?
3.
Wie schnell würdet ihr die Marathondistanz zurücklegen? Formuliert eine Vermutung.
4.
Plant ein Experiment, mit dem ihr eure Hypothese überprüfen könnt. Dazu steht euch eine Stoppuhr zur Verfügung.
Nehmt das
Ergebnis eures Experiments kritisch unter die Lupe
Aufgabenorientiertes LernenAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Mitteldeutsche Zeitung, 08.04.2002
-
Was ist gegeben, was gesucht?
-
Wie gehen wir vor (erforderliche Zusammenhänge usw.)?
Gemeinsames Arbeiten auf einem Blatt („Notizblatt“).
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PlanungPlanung
AusfAusfüührunghrung
BeratungBeratung
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AusfAusfüührunghrung Planungspräsentation
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1.
Lest den Artikel sorgfältig durch. Was fällt euch auf?
2.
Wäre Julius Ruto
gemeinsam mit Benoit Zwierzchlewski
gestartet und in der Strecken-
rekordzeit
im Ziel angekommen, um wie groß wäre sein Vorsprung vor Benoit Zwierzchlewski gewesen?
3.
Wie schnell würdet ihr die Marathondistanz zurücklegen? Formuliert eine Vermutung.
4.
Plant ein Experiment, mit dem ihr eure Hypothese überprüfen könnt. Dazu steht euch eine Stoppuhr zur Verfügung.
Nehmt das
Ergebnis eures Experiments kritisch unter die Lupe
Aufgabenorientiertes LernenAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Mitteldeutsche Zeitung, 08.04.2002
Ziellinie
vJ. Ruto B. Zwierzchlewski
Δs
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1.
Lest den Artikel sorgfältig durch. Was fällt euch auf?
2.
Wäre Julius Ruto
gemeinsam mit Benoit Zwierzchlewski
gestartet und in der Strecken-
rekordzeit
im Ziel angekommen, um wie groß wäre sein Vorsprung vor Benoit Zwierzchlewski gewesen?
3.
Wie schnell würdet ihr die Marathondistanz zurücklegen? Formuliert eine Vermutung.
4.
Plant ein Experiment, mit dem ihr eure Hypothese überprüfen könnt. Dazu steht euch eine Stoppuhr zur Verfügung.
Nehmt das
Ergebnis eures Experiments kritisch unter die Lupe
Aufgabenorientiertes LernenAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Mitteldeutsche Zeitung, 08.04.2002
2. Geg.: s = 42,1 km; t = 2 h 8 min 26 s = 2,141 h; Δt = 8 s
Ges.: v; Δs
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AusfAusfüührunghrung
KontrolleKontrolle
Planungspräsentation
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1.
Lest den Artikel sorgfältig durch. Was fällt euch auf?
2.
Wäre Julius Ruto
gemeinsam mit Benoit Zwierzchlewski
gestartet und in der Strecken-
rekordzeit
im Ziel angekommen, um wie groß wäre sein Vorsprung vor Benoit Zwierzchlewski gewesen?
3.
Wie schnell würdet ihr die Marathondistanz zurücklegen? Formuliert eine Vermutung.
4.
Plant ein Experiment, mit dem ihr eure Hypothese überprüfen könnt. Dazu steht euch eine Stoppuhr zur Verfügung.
Nehmt das
Ergebnis eures Experiments kritisch unter die Lupe
Aufgabenorientiertes LernenAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Mitteldeutsche Zeitung, 08.04.2002
2. Geg.: s = 42,1 km; t = 2 h 8 min 26 s = 2,141 h; Δt = 8 s
Ges.: v;
Δs Lösung: v = s/t = 42,1 km/2,141 h
= 19,66 km/h= 5,46 m/s
Δs = v · Δt = 5,46 m/s
·
8 s = 43,70 m
Antwort: …
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 30
InitiativeInitiative
InformationInformation
PlanungPlanung
BeratungBeratung
AusfAusfüührunghrung
FeedbackFeedback
KontrolleKontrolle
Planungspräsentation
Aufgabenorientiertes LernenAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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Modifizierte ‚Anchored
Instruction‘
(MAI)•
Grundgedanke: Anker(-medien) in Form ‚Zeitungsaufgaben‘
•
Gemeinsamkeiten, theoretische ‚Verankerung‘:–
realistischer Kontext und sachgleiche, fächerübergreifende Aufgaben
–
„eingebettete“
Daten–
selbsttätige, aktive Erarbeitung
–
regelbare
Komplexität–
(Video-)Story-Charakter
•
Begründung:–
Didaktische und technische Flexibilität
–
Praktikabilität (Aufwand, Kosten)–
„Good Practice“
in der Mathematik-/Naturwissenschaftsdidaktik (Mathematik:
Herget
& Scholz, 1998; Chemie: Haupt, 2000)
Zeitungsaufgaben, oder: Wie klein kann ein Anker sein?
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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Modifizierte Anchored
Instruction
(MAI)
AIMAI
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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•
Berücksichtigung bestimmter Aspekte des situierten Lernens im Allgemeinen –
und der Anchored
Instruction
im
Speziellen•
Geringerer Entwicklungsaufwand sowie größere Praktikabilität und Flexibilität.
•
Erweiterung um weitere Merkmale und Ankermedien möglich.
•
Theoriegeleitete Lehr-Lernforschung.
Zeitungsaufgaben als praktikable und flexible ‚Ankermedien’
für Aufgaben im naturwissenschaftlichen Unterricht.
Theoretische EinordnungModifizierte Anchored
Instruction
(MAI)
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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Untersuchungsschwerpunkt I: Effektivität, Nachhaltigkeit und
Robustheit
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 35
HypothesenHypothesen:•
Größere und beständigere Leistungsfähigkeit sowie
•
größere und beständigere Motivationdurch die Arbeit mit Zeitungsaufgaben.Einflussfaktoren:•
Lehrer, Schulsystem, Schulart,
•
Geschlecht, •
Vorleistung, Lesekompetenz, allgemeine Intelligenz.
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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•
Themenbereich: Geschwindigkeit, Elektrische Energie.•
Population: Insgesamt 911 SuS
hierarchische Modellierung
StichprobeAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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Woche KONTROLLGRUPPE (KG) EXPERIMENTAL-GRUPPE (EG) 1 Vortests: Intelligenz, Lesekompetenz
Motivationsprätest 2
LER
NPH
ASE
MIT
K
ON
VEN
TIO
NEL
LE N
A
UFG
AB
EN
Arbeitsblatt 1
LER
NPH
ASE
MIT
ZE
ITU
NG
SAU
FGA
BEN
Arbeitsblatt 1
3 Arbeitsblatt 2 Arbeitsblatt 2
Aktueller Motivationstest (Verlaufstest)
Aktueller Motivationstest
4 Arbeitsblatt 3 Arbeitsblatt 3
5 Motivationsposttest Leistungsposttest
6...9 konventioneller Unterricht in neuem Stoffgebiet 10 Leistungs-Nachfolgetest
11...13 konventioneller Unterricht in neuem Stoffgebiet 14 Motivations-Nachfolgetest
UntersuchungsdesignAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 38
Motivation: Gesamtwert
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Prätest, W1 Verlaufstest, W3*** Posttest, W5*** Nachfolgetest, W14***
Erhebungszeitpunkt
Mot
ivat
ion
(%, b
ezog
enau
f Max
imal
wer
t )
Kontrollgruppe (kA)
Versuchsgruppe (ZA)
Ergebnisse: MotivationAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 39
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Vorleistung,(Mittelwert lfd. Jahr)
Posttest, gesamtW5***
Nachfolgetest, W10***
Lei
stun
g(%
, bez
ogen
au
f Max
imal
wer
t )
Erhebungszeitpunkt
Geschwindigkeit, vKontrollgruppe (kA)
Versuchsgruppe (ZA)
Ergebnisse: LeistungAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 40
Leistung: Transfer (v)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Vorleistung (Mittelwert lfd. Jahr) Posttest, W5*** Nachfolgetest, W10***
Erhebungszeitpunkte
Leis
tung
: Tra
nsfe
r (%
, bez
ogen
auf
Max
imal
wer
t
Control Group (cT)
Experimental Group (NT)
Ergebnisse: Leistung (Transfer)Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 41
Exkurs: Effektstärkemaß Cohen‘s d
0
0,5
1
1,5
2
Bloom-Benchmark(Einzelunterricht)
TIMSSSingapur vs.Deutschland
Effe
ktst
ärke
Coh
en´s
d
P
KGEG
SDXXd
2
11
KGEG
2KGKG
2EGEG
p
NN
SDNSDNSD
klein (0,2 ≤
d < 0,5)mittel (0,5 ≤
d < 0,8)
groß
(d ≥
0,8)
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 42
Deutlich größere Motivation und Leistung durch die Arbeit mit ZA.
Motivation: p < 0.001, d = 1.66
Leistung: p < 0.001, d > 0.9
Deutlich größere Stabilität von Motivation und Leistung („Nachhaltigkeit“) in EG.
Motivation: p < 0.001, d = 1.04
Leistung: p < 0.001, d > 1.3
Robustheit: keine (o. schwache) Abhängigkeit von
Lesekompetenz, allgemeine Intelligenz
Geschlecht, Klassenmerkmalen, Schulart
Einfluss der Lehrkraft(merkmale) auf Leistung (positiv)
‚Eigene Ideen entwickeln lassen‘: klein (p < 0.01, d = 0.27)
‚Interesse am Unterrichten von Physik‘: mittel (p < 0.001, d = 0.63)
Zusammenfassung der ErgebnisseAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 43
0,91 0,95
1,66
1,04
1,37
1,98
0,80
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
Lernleistung:Unterschied
Lernleistung(Transfer):
Unterschied
Motivation:Unterschied
Motivation:Stabilität
Lernleistung:Stabilität
Motivation('Authentizität'):'Manipulation
Check'
TIMSSSingapur vs.Deutschland
Untersuchungsaspekt
Effektstärke d
klein
mittelgroß
groß
N ≈
900 SuS
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 44
MAI-DetailanalysenEffektivität und Robustheit: Hauptergebnis•
Zeitungsaufgaben sind schulart-
und themenübergreifend
motivations-
und leistungsfördernd (Effektstärke: mittelgroß
bis groß).
Detailfragen:1.
Welchen Zusammenhang gibt es zwischen der Verankerung des Wissens durch Zeitungsaufgaben und der Komplexität des Instruktionstextes?
2.
Wie hängt der beobachtete Effekt von der Offenheit der Aufgabe ab?
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 45
Untersuchungsschwerpunkt II: Cognitive Load vs. Verankerung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 46
MAI-VerankerungOperationalisierung:•
„Ankermasse“: Schwierigkeit des Instruktionstextes Lesbarkeitsformel (z.B. AVI), Hamburger Verständlichkeitskonzept (Expertenrating)
low/med/high
•
„Ankertiefe“: Erinnerung an das Ankermedium („recognition“).
•
Wissenstransfer: Leistungstest
Weitere, abhängige Variablen:•
Ankereigenschaften: Items bzgl. der Gestaltungskriterien von Ankermedien (Affektivität, Authentizität usw.; ‚Manipulation Check‘)
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 47
MAI ↔ CLT: BeispielMAI ↔ CLT: Beispiel
1. Berechne die Durchschnittsgeschwindigkeit der Ameise, wenn sie vor einer Bedrohung flüchtet.2. Wie schnell würde sie mit der Durchschnittsgeschwindigkeit aus Nr. 1 eine Strecke von 100 m zurücklegen?
Instruktionstexte: Zeitungsartikel
Aufgabenstellungen
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 48
MAI-VerankerungOperationalisierung:•
„Ankermasse“: Schwierigkeit des Instruktionstextes
•
„Ankertiefe“: Erinnerung an das Ankermedium („recognition“).
•
Wissenstransfer: Leistungstest
Weitere, abhängige Variablen:•
Ankereigenschaften: Items bzgl. der Gestaltungskriterien von Ankermedien (Affektivität, Authentizität usw.; ‚Manipulation Check‘)
•
Cognitive
Load: Subjektive Wahrnehmung (‚Manipulation Check‘)
•
Motivation
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 49
MAI-VerankerungOperationalisierung:•
„Ankermasse“: Schwierigkeit
des Instruktionstextes
•
„Ankertiefe“: Erinnerung
an das Ankermedium („recognition“).
•
Wissenstransfer: Leistungstest
Weitere, abhängige Variablen:•
Ankereigenschaften: Items bzgl. der Gestaltungskriterien von Ankermedien (Affektivität, Authentizität usw.; ‚Manipulation Check‘)
•
Cognitive
Load: Subjektive Wahrnehmung (‚Manipulation Check‘)
•
Motivation
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 50
Verankerung vs. Komplexität: MAI ↔ CLT
Hypothesen (kleine Auswahl):
•
Unterschiedshypothesen (Varianzanalysen) wie z.B.–
Arbeit mit Zeitungsaufgaben führt zu größerer Ausprägung der Ankereigenschaften als Bearbeitung von ‚trad. Aufgaben‘.
–
ZA: Bei mittlerer Textschwierigkeit ist die Ausprägung der Ankereigenschaften, die Erinnerungsfähigkeit, Motivation und Leistung am größten.
•
Hypothesen kausaler Zusammenhänge (Pfadanalyse).
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 51
Anker-/Textmasse
low med high
Instruktions- material
Zeitungsauf-
gaben
Traditionelle Aufgabe
MAI ↔ CLT: 2x3-DesignAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 52
EG: Zeitungsaufgaben CG: Traditionelle Aufgaben Ankermasse (Schwierigkeit d. Instr.-Textes) Ankermasse (Schwierigkeit d. Instr.-Textes) Lerngruppe
Thema low (leicht) med (mittel) high (schwer) low (leicht) med (mittel) high (schwer) Ges.
Geschwindigkeit (Klassenstufe 8) 28 30 28 28 28 28 170
Elektrische Energie (Klassenstufe 10) 48 49 28 28 28 28 209
Gesamt 76 79 56 56 56 56 379
MAI ↔ CLT: StichprobeAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2M
ittel
wer
te (z
-sta
ndar
disi
ert)
leichtmittelschwer
Text- erinnerung Motivation Leistung
N ≈
380 SuS
„Traditionell“
sieht es so aus ...
„je schwerer desto schlechter“
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-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2M
ittel
wer
t (z-
stan
dard
isie
rt)
leicht
mittel
schwerText- erinnerung
Motivation Leistung
„mittelschwer ist optimal“
N ≈
380 SuS
Mit Zeitungsaufgaben ist es anders ...
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ZUSAMMENFASSUNG
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Zusammenfassung•
Ausgangspunkt: TIMSS/PISA, Probleme beim Situierten Lernen, Best-Practice-Evidence.
•
MAI-Merkmale: Weitestgehende Übereinstimmung mit dem AI-Ansatz.
•
ABER: U.a. flexiblere und einfachere Gestaltungs- und Variationsmöglichkeiten.
•
Erst dadurch Optimierung von Ankermedien möglich.
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 57
Zusammenfassung•
„Kleine Anker“
funktionieren!
•
Effektiv (d
= 0.5 -
2), nachhaltig und robust•
Motivation und Leistung hauptsächlich durch Ankereigenschaften beeinflusst (positiv!).
•
Größter Effekt bei mittlerem Schwierigkeitsgrad.
MAI: Modifizierte, Modifizierbare, Minimale „Anchored
Instruction“.
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 58
Wie geht‘s weiter?•
Verschiedene Varianten von „Ankermedien“
•
Dosis-Wirkungs-Beziehung?•
Vermischungseffekt?
•
Offenheitsgrad?•
Situiertes Lernen beim Experimentieren?
MAI-Forschungsprogramm
und Umsetzung
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 59
Wie geht‘s weiter?Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
•
„Comicaufgaben“
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Spidermans Erzfeind, der grüne Kobold, stößt während eines Angriffs auf Spiderman dessen Freundin Gwen Stacy von der ca. 100 m hohen George Washington Bridge in New York. Obwohl
Spiderman Gwen mit einem Netz auffangen kann, überlebt sie den Sturz nicht.Überprüfe a) rechnerisch, b) experimentell und c) durch Modellbildung, ob Gwen den Sturz tatsächlich nicht überleben konnte. Gib mögliche Rettungsalternativen, wie die Überlebenschancen von Gwen hätten erhöht werden können.
Aus: The Amazing Spider-
man
#1 (1973), Nr. 121
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 61
•
Fallkörper: Wiimote
(Nintendo) als Beschleunigungssensor.
•
Übertragung: Bluetooth•
Software: GlovePie
(mit Skript G-Force-
Meter.pie)•
Auswertung: Tabellenkalkulation
Wien, 22.02.2010 J. Kuhn 62
Aus: Superman #1 (1939), Nr. 1, S. 5
Damit der Reporter Clark Kent –
alias Superman –
den Chef der Zeitung „Daily Star“
mit einer Story beeindrucken kann, muss er das Telefonat des Redakteurs abhören. Dazu springt er mit einem Satz zum Fenster des Arbeitszimmers des Redakteurs in ca. 80 m Höhe.1. Mit welcher Kraft muss Superman –
alias Clark Kent –
abspringen, um mit einem Sprung das Fenster des Redakteurs zu erreichen? Gehen Sie dazu davon aus, dass er ca. ¼
s benötigt, um seine Masse von ca. 100 kg vom Boden abzustoßen.2. Ist Supermans Kraft tatsächlich so „außerirdisch“? Diskutieren Sie dies auch, indem Sie Supermans Absprungskraft mit Beispielen
aus
dem
Tierreich
vergleichen
Kuhn et al. (2010). Spiderman und andere Superhelden:
‚Comicaufgaben’ als Beispiele für Science Fiction im Physikunterricht.
In: Praxis der Naturwissenschaften – Physik (PdN) 1 (59), 18-24.
Bernshausen & Kuhn (2010). Comics von Superhelden: Ein Thema für
den Astronomie- und Physikunterricht. In: Astronomie+Raumfahrt, 47
(2010), Heft 1, 37-41.
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MAI
Comicaufgaben und MAIAusgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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Welches fundamentale Naturgesetz liegt dem Cartoon zugrunde? Was sagt es aus und warum befindet sich das verhörte Atomi
in einer so misslichen Lage?Aufgabe: P. VogtBildquelle: P. Evers (2002). Die wundersame Welt der Atomis
–
10 Jahre in den Physikalischen Blättern. Berlin: WILEY-VCH Verlag
Ausgangspkt./Grundged. Zeitungsaufgaben U.-Schwerpkt. I U.-Schwerpkt. II Zusammenfassung
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