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Förderung von Konzeptverständnis und Repräsentationskompetenz durch Tablet-PC-gestützte Videoanalyse

Empirische Untersuchung der Lernwirksamkeit eines digitalen Lernwerkzeugs im Mechanikunterricht der Sekundarstufe 2

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Zusammenfassung

In diesem Artikel werden die Ergebnisse einer Studie zur Untersuchung der Lernwirksamkeit des Einsatzes der Tablet-PC-gestützten Videoanalyse von Bewegungen im Themenbereich Mechanik des Physikunterrichts der Sekundarstufe 2 vorgestellt. Nach der Darstellung des Forschungsbedarfs im Bereich digital gestützter Lehr-Lernprozesse wird der aktuelle Forschungsstand analysiert und Möglichkeiten der Messmethode Videoanalyse zur Gestaltung von innovativen Lehr-Lernprozessen im Themenfeld Mechanik aufgezeigt. Die Cognitive Load Theory (CLT) und die Kognitive Theorie multimedialen Lernens (CTML) liefern den theoretischen Rahmen zur Ableitung von Hypothesen, deren Gültigkeit in einer quasi-experimentellen Feldstudie im Prä-Posttest-Design mit Kontroll- und Interventionsgruppen empirisch untersucht wurde. Die Studie inkludiert zwei essenzielle Themengebiete der Mechanik, die „Gleichförmige Bewegung“ (\(\textit{N}=109\) matched samples) und die „Beschleunigte Bewegung“ (\(\textit{N}=70\) matched samples). Die Ergebnisse belegen eine signifikant höhere Lernleistung bezogen auf das physikalische Konzeptverständnis durch den Einsatz der Tablet-PC-gestützten Videoanalyse im Vergleich zu traditionellem Unterricht in beiden Themengebieten, wobei der größere Effekt beim kognitiv anspruchsvolleren Thema „Beschleunigte Bewegung“ vorliegt (\(\textit{p}<10^{-3}\), Effektstärke \(\textit{d}=0,92\)).

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Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5

Notes

  1. Für diese Arbeit wurde die Applikation „Viana“ verwendet. Eine ausführliche Beschreibung der Applikation ist bei Becker et al. (2018a) zu finden. Die Applikation ist kostenlos für iOS unter https://goo.gl/4RWv8g erhältlich.

  2. Für diese Arbeit wurde die Applikation „Graphical Analysis“ von Vernier verwendet. Die Applikation ist kostenlos erhältlich unter https://bit.ly/2JkEml1 (für iOS und Android).

  3. Eine fehlende Angabe zum Geschlecht.

  4. Eine fehlende Angabe zum Geschlecht.

  5. vgl. Bortz und Schuster (2010), S. 130 ff.

  6. Möglicher Wertebereich von 1: geringe Belastung bis 6: hohe Belastung.

  7. Die Einordnung der Effektstärke und die Festlegung des \(\beta\)-Fehler-Niveaus folgt Cohen (1988), S. 56, 285–288.

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Danksagung

Unser Dank gilt allen beteiligten Lehrkräften sowie Schülerinnen und Schülern, deren Bereitschaft zur Mitwirkung die Durchführung der Studie erst ermöglicht hat.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Fachbereich Physik, AG Didaktik der Physik, Technische Universität Kaiserslautern, Erwin-Schrödinger Straße 46, 67663, Kaiserslautern, Deutschland

    Sebastian Becker, Pascal Klein, Alexander Gößling & Jochen Kuhn

  2. c/o Stiftung Marienschule der Ursulinen, Institut für Schule, Erziehungs- und Fachwissenschaften, Sieboldstr. 4a, 33611, Bielefeld, Deutschland

    Alexander Gößling

Authors
  1. Sebastian Becker
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  2. Pascal Klein
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  3. Alexander Gößling
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  4. Jochen Kuhn
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Corresponding author

Correspondence to Sebastian Becker.

Anhang

Anhang

Übersicht Leistungstest-Items

 

Tab. 7 Leistungstest Gleichförmige Bewegung
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Tab. 8 Leistungstest Beschleunigte Bewegung
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Übersicht von der Leistungsanalyse ausgeschlossener Items

 

Tab. 9 Ausgeschlossene Items Gleichförmige Bewegung
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Tab. 10 Ausgeschlossene Items Beschleunigte Bewegung
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Items zur Beurteilung des Lehrkraftverhaltens

 

Abb. 6
figure 6

Items zur Einschätzung des Lehrkraftverhaltens in der Experimentierphase (oben) und der Übungsphase (unten)

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Items zur Beurteilung der empfundenen kognitiven Belastung

 

Abb. 7
figure 7

Items zur Einschätzung der empfundenen kognitiven Belastung in der Experimentierphase (oben) und der Übungsphase (unten)

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Items zur Beurteilung der empfundenen Belastung durch Medium und Lern-Applikationen

 

Abb. 8
figure 8

Items zur Einschätzung der empfundenen Belastung durch Medium und Lern-Applikationen in der Experimentierphase (oben) und der Übungsphase (unten)

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Übersicht Resultate Kovarianzanalyse

 

Tab. 11 Kovarianzanalyse der Leistungsdaten
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Becker, S., Klein, P., Gößling, A. et al. Förderung von Konzeptverständnis und Repräsentationskompetenz durch Tablet-PC-gestützte Videoanalyse. ZfDN 25, 1–24 (2019). https://doi.org/10.1007/s40573-019-00089-4

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