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Lernen aus (eigenen und fremden) Fehlern beim Erwerb von Experimentierkompetenz
kognitive Aspekte einer Bildungsintervention in der 7. und 8. Schulstufe AHS
Georg Aigner
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Lehramt Sek (AB) Unterrichtsfach Biologie und Umweltbildung Unterrichtsfach Psychologie und Philosophie
Betreuer*in
Andrea Möller
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Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
DOI
10.25365/thesis.77101
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-23898.58073.844281-8
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Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Experimentieren gehört zu den wichtigsten Erkenntnismethoden in den Naturwissenschaften und nimmt daher weltweit in den Curricula der naturwissenschaftlichen Schulfächer eine zentrale Rolle ein. Ein Verständnis über die Kontrolle der einzelnen Variablen ist dabei unabdingbar. Die vorliegende Masterarbeit untersucht, inwieweit das Lernen aus eigenen und fremden Fehlern die Experimentierkompetenz und spezifisch die Kenntnis über die Variablenkontrollstrategie (VKS) von Schüler:innen der 7. und 8. Schulstufe AHS (n = 124) beeinflusst. Im Rahmen des Projekts LeFeEx [Lernen aus (eigenen und fremden) Fehlern beim Erwerb von Experimentierkompetenz] wurde analysiert, inwieweit das Lernen aus eigenen Fehlern effektiver ist als das Lernen aus fremden Fehlern in Bezug auf die VKS. Des Weiteren wurde untersucht, welche Auswirkungen die lernbezogene kognitive Belastung (engl. bcognitive load), auf das Lernen aus eigenen und fremden Fehlern hat. Für dieses Studie wurden 124 Schüler:innen (Jg. 7 u. 8),12,76 Jahre, 37,9% weibl.) in zwei Gruppen aufgeteilt: Gruppe 1 lernte aus eigenen Fehlern (n=63), Gruppe 2 aus fremden Fehlern fiktiver Schulkolleg:innen (n=61). Es zeigte sich, dass die Schüler:innen, die aus eigenen Fehlern lernten, signifikant besser abschnitten, als Schüler:innen, die aus fremden Fehlern lernten. Die vermutete höhere kognitive Belastung (engl. cognitive load) bei Schüler:innen, die mir fremden Fehlern arbeiteten, konnte nicht nachgewiesen werden: Bei der intrinsichen kognitiven Belastung (intrinsic cognitive load, ICL), die von der Schwierigkeit und der Komplexität des Lernmaterials abhängt, gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen. Bei der extrinsischen kognitiven Belastung (extraneous cognitive load, ECL), die durch die Darstellung und Gestaltung des Lernmaterials beeinflusst wird, sowie bei der lernbezogenen kognitiven Belastung (Germane Cognitive Load, GCL), die die Beanspruchung der Lernenden beschreibt, um das Lernmaterial zu verstehen, zeigte sich eine leicht erhöhte Tendenz in der Gruppe 1 (eigene Fehler), die jedoch nicht signifikant war. Die Forschungsergebnisse bestätigen die Vermutung, dass das Experimentieren im aktuellen Schulunterricht der Sekundarstufe 1 am Gymnasium noch nicht ausreichend verankert ist, was sich mit den Ergebnissen anderer Länder deckt. Sie zeigen aber auch, dass das Lernen aus eigenen Fehlern bei der untersuchten Jahrgangsstufe eine effektive Methode zur Förderung der Kenntnis über die VKS ist. Dies unterstreicht die Bedeutung des häufigen Experimentierens im naturwissenschaftlichen Unterricht sowie der persönlichen Fehlererfahrung für tiefere kognitive Verarbeitungsprozesse und nachhaltiges Lernen. Eine positive Fehlerkultur beim Experimentieren sollte daher gefördert werden. Künftige Studien sollten untersuchen, inwieweit spezifischen didaktischen Methoden sowie ein positives Fehlerklima die Lernprozesse beim Experimentieren weiter optimieren können.
Abstract
(Englisch)
The experiment is one of the most important methods of gaining knowledge in the natural sciences and therefore plays a central role in science school curricula worldwide. An understanding of the control of individual variables is essential. This master's thesis examines the extent to which learning from one's own and others' mistakes influences the experimental competence and specifically the knowledge of the variable control strategy (VCS) of 7th and 8th grade AHS students (n = 124). As part of the LeFeEx project [Learning from (own and others‘) mistakes in the acquisition of experimental competence], the extent to which learning from own mistakes is more effective than learning from others’ mistakes with regard to VKS was analysed. Furthermore, the effects of learning-related cognitive load on learning from one's own and other people's mistakes were analysed. For this study, 124 pupils (years 7 and 8, 12.76 years, 37.9% female) were divided into two groups: Group 1 learnt from their own mistakes (n=63), group 2 from mistakes made by fictitious schoolmates (n=61). It was found that the students who learnt from their own mistakes performed significantly better than students who learnt from other people's mistakes. The presumed higher cognitive load for students who worked with other people's mistakes could not be proven: There were no significant differences between the groups in terms of intrinsic cognitive load (ICL), which depends on the difficulty and complexity of the learning material. Extrinsic cognitive load (extraneous cognitive load, ECL), which is influenced by the presentation and design of the learning material, and germane cognitive load (GCL), which describes the strain on learners to understand the learning material, showed a slightly increased tendency in Group 1 (own errors), although this was not significant. The research results confirm the assumption that experimentation is not yet sufficiently anchored in current secondary school lessons at grammar school level 1, which is in line with the results from other countries. However, they also show that learning from one's own mistakes is an effective method for promoting knowledge of the VKS in the year group analysed. This emphasises the importance of frequent experimentation in science lessons and the personal experience of mistakes for deeper cognitive processing and sustainable learning. A positive error culture in experimentation should therefore be encouraged. Future studies should investigate the extent to which specific didactic methods and a positive error culture can further optimise learning processes during experimentation.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Deutsch)
kognitive Aspekte Lernen aus eigenen Fehlern Lernen aus fremden Fehlern Kognitive Belastung
Schlagwörter
(Englisch)
Cognitive Load
Autor*innen
Georg Aigner
Haupttitel (Deutsch)
Lernen aus (eigenen und fremden) Fehlern beim Erwerb von Experimentierkompetenz
Hauptuntertitel (Deutsch)
kognitive Aspekte einer Bildungsintervention in der 7. und 8. Schulstufe AHS
Paralleltitel (Englisch)
Learning from (own and others') mistakes when acquiring experimental skills
Paralleluntertitel ()
cognitive aspects of an educational intervention in 7th and 8th grade AHS
Publikationsjahr
2024
Umfangsangabe
iv, 120 Seiten : Illustrationen
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Andrea Möller
Klassifikationen
42 Biologie > 42.99 Biologie. Sonstiges ,
81 Bildungswesen > 81.51 Lernprozess ,
81 Bildungswesen > 81.76 Sekundarstufe I
AC Nummer
AC17368150
Utheses ID
73264
Studienkennzahl
UA | 199 | 502 | 525 | 02
Universität Wien, Universitätsbibliothek, 1010 Wien, Universitätsring 1