Studienerfolg im Physikstudium: Inkrementelle Validität physikalischen Fachwissens und physikalischer Kompetenz

Zusammenfassung

Die Bedeutung ausreichender mathematischer Kenntnisse und Fähigkeiten als inhaltsbezogene Studienanforderungen des Physikstudiums ist unbestritten. Demgegenüber wird die Relevanz fachphysikalischer Studienanforderungen von Dozierenden teilweise angezweifelt. Auch bei Vorkursen zum Physikstudium steht nur sehr selten die Förderung physikspezifischer Kompetenzen oder physikalischen Fachwissens im Vordergrund. Dennoch geben bisherige Forschungsergebnisse aus der US-amerikanischen Literatur Anlass zu der Annahme, dass auch fachphysikalische Anforderungen für erfolgreiche Leistungen im Physikstudium relevant sind. Bisher mangelt es an empirischer Evidenz für die Übertragbarkeit dieses Ergebnisses auf das Physikstudium in Deutschland. Dementsprechend wurde in der vorliegenden Studie untersucht, inwiefern hier Physikkompetenz und physikalisches Fachwissen gegenüber mathematischen Kenntnissen und Fähigkeiten inkrementelle Validität in Bezug auf Studienerfolg aufweisen. Die Ergebnisse ermöglichen eine qualifiziertere Beantwortung der Frage, ob physikbezogene Förderangebote stärker in die Studieneingangsphase integriert werden sollten.

Studienerfolg wurde zum einen über die Studienleistung (Noten und Credit-Points) in der Regelstudienzeit und zum anderen über den Verbleib im Studium bis zum Ende des vierten Semesters operationalisiert. Die Hauptstichprobe umfasste 127 Studierende des Voll-Fach-Bachelors Physik im ersten Fachsemester.

Physikkompetenz und physikalisches Fachwissen zeigten gegenüber mathematischen Kenntnissen und Fähigkeiten keine inkrementelle Validität bei der Vorhersage des Studienabbruchs. Jedoch konnten beide physikspezifischen Variablen, vor allem aber die Physikkompetenz, zusätzliche Varianz in den Studienleistungen aufklären und sind in diesem Sinne in Bezug auf Studienanforderungen von Bedeutung. Dies deutet auch darauf hin, dass physikspezifische Förderangebote vor Studienbeginn und auch der schulische Physikunterricht anforderungsrelevant sind.

Abstract

Possessing solid mathematical knowledge and abilities is with no doubt regarded as the most important content related requirement for a physics program. Contrary university professors often doubt the importance of physics related requirements. This is in line with the fact that most of the preparatory courses for physics programs teach in fact mathematics content. In spite of this, results from the American literature have shown that prior physics knowledge is a valid predictor for performance in physics even when accounting for mathematics knowledge. These results cannot simply be transferred to the population of students in physics programs in Germany. In this study we investigate to what extent physics knowledge and physics competency possess incremental validity regarding studying performance and drop out from the physics program of a German university during the first four semesters. In this way we provide a more qualified council regarding the usefulness of physics related interventions prior to the physics programs.

The main sample of this study consisted of 127 physics students. The results of this study show that neither physics knowledge nor physics competency possessed incremental validity regarding the criterion “drop out” when accounting for mathematics knowledge and abilities. On the other hand, both constructs, especially physics competency, were able to explain additional variance in the criterion of studying performance (Credits, Grades). This can be interpreted as empirical evidence for the usefulness of physics related interventions prior to the university programs and for the relevance of physics classes in school.