Schülervorstellungen zum Themenbereich Optik

Basierend auf Ergebnissen der fachdidaktischen Forschung zu Schülervorstellungen und Lernprozessen werden Unterrichtsmaterialien für einen Unterrichtsgang zur Optik entwickelt, die empirische Erkenntnisse der Schülervorstellungsforschung berücksichtigen.

In der aktuellen Projektphase wurde ein erster Entwurf dieser Unterrichtsmaterialien erstellt und erste Kapitel (Sehen, Sender-Empfänger-Vorstellung, Streuung, die Lochkamera als Messgerät für Lichtempfang) wurden in zwei Zyklen empirisch an SchülerInnen erprobt und basierend auf den Ergebnissen adaptiert. Dazu wurden schriftliche Text- Abbildungs- und Verständlichkeitsbewertungen von SchülerInnen eingeholt. Die dadurch entstandene Textversion wurde einer Funktionsanalyse mittels Akzeptanzbefragung unterzogen. Die Zielsetzung dieser intensiven Tiefenbefragung bestand darin, Informationsverarbeitungsprozesse zu rekonstruieren und insbesondere die Transformationswirkung der in den Unterrichtsmaterialien enthalten Lernangebote auf die in den SchülerInnen vorhandenen Vorstellungen nachzuvollziehen. Basierend auf diesen Resultaten wurden weitere Stolpersteine im Informations- und Aufgabenangebot der Lernmaterialien identifiziert und einem weiteren Überarbeitungszyklus unterzogen.

Nach dieser zweiten Überarbeitungsphase wird die Lernwirksamkeit der Materialien aktuell in einem Pre- Post-Testdesign in einer Probeklasse untersucht. Parallel dazu wird die Praxistauglichkeit der einzelnen Inhaltseinheiten des Materials von der durchführenden Lehrkraft in einem Log-Book zur Unterrichtsdurchführung festgehalten. Diese Resultate bilden im Sinne eines Design-Based-Research die Basis für einen weiteren Adaptierungsschritt.

Diese in bereits auf mehreren Ebenen untersuchte und erprobte Version der Unterrichtsmaterialien wird ab dem Schuljahr 2012/13 interessierten Lehrkräften zur Verfügung gestellt. Aus dieser Umsetzung und der damit gekoppelten Evaluierung der Materialien durch Lehrkräfte, sollen weitere Aspekte der Lernwirksamkeit und Praxistauglichkeit abgeleitet werden.

Sie finden ein Beispielkapitel (Ausbreitung des Lichts) in der Letztversion hier: Lichtausbreitung

Eine Reihe weiterer Projektmeilensteine dient zusätzlichen Tiefenanalysen der Unterrichtsmaterialien und deren Wirksamkeit und stellt sich folgend dar: Die nächsten Materialkapitel sollen der oben beschriebenen empirischen Wirksamkeitsprüfung in mehreren Zyklen unterzogen werden und dadurch weiter angepasst werden. Parallel dazu soll eine empirische Überprüfung der Verständlichkeit und Wirksamkeit der bildlichen und symbolischen Repräsentationsformen der Materialien erfolgen.

Neben der Entwicklung und Erprobung der Unterrichtsmaterialien wird in einem zweiten Projektstrang für die psychometrisch valide Testung der Lernwirksamkeit der entwickelten Unterrichtsmaterialien ein Evaluationsinstrument entwickelt. Hierzu wurden bereits zwei Testversionen an Schülern erprobt (N1>600, N2>300) und Schülerinterviews geführt. Zur Verbesserung und Erweiterung der aktuellen Version um zusätzliche Basiskonzepte der geometrischen Optik werden in der nächsten Projektphase abermals Schülerinterviews zu Beispielerstversionen geführt.

Diese beiden Projektstränge werden abschließend zusammengeführt, indem mit Hilfe des entstehenden Evaluierungsinstruments die Lernwirksamkeit der von uns entwickelten Unterrichtsmaterialien mit der Lernwirksamkeit des konventionellen Optikunterrichts auf der Ebene einzelner Basiskonzepte der Optik verglichen wird.

Interessierte Lehrkräfte sind herzlich eingeladen unsere Materialien zu erproben. Bitte kontaktieren Sie Claudia Haagen-Schützenhöfer für nähere Informationen.

Österreichisches Kompetenzzentrum für Didaktik der Physik
Universität Wien

Porzellangasse 4/2/2
1090 Wien
T: +43-1-4277-60330
F: +43-1-4277-860330