Videounterstützte Analyse und Dokumentation technischer Schüler:innen-Versuche

1 Medienbildung und Aspekte der Digitalisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1 Entwicklung und Forschungsstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2 Medienkompetenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2.1 Medien, Technologie und Fachdidaktik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.2 Entwicklung und Historie des Medienkompetenzbegriffs . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.3 Medienkompetenzmodelle im deutschsprachigen Raum . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2.4 Wissenschaftliche Ansätze zur Entwicklung von Standards in der
Medienbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.2.5 Internationale Ansätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.3 Bildungspolitische Umsetzung in Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.4 Hintergrund der Studie im Sachunterricht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2 Identifikation theoretischer Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.1 Wissenschaftliche Beobachtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.1.1 Beobachtung mit technischen Hilfsmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.1.2 Mögliche Fehler bei der Beobachtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.1.3 Beobachtungskompetenz im schulischen Kontext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.2 Videos im Unterrichtgeschehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2.1 Multimediale und Multimodale Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2.2 Videoprotokolle von Versuchen im Unterricht und Selbstreflexion . . . . 42
2.2.3 Beobachtungen an Videoaufnahmen als Lerngegenstand . . . . . . . . . . . . . 43
2.3 Lernen mit digitalen Technologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.1 Eigenschaften und Einordnung des Lernens mit Tablets . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.2 Zu berücksichtigende Problematiken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.3.3 Neue Möglichkeiten und Multimodalität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.4 Lernergebnisse bei Versuchen im Unterricht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.4.1 Versuchsdokumentation in der Naturwissenschaftsdidaktik . . . . . . . . . . . 48
2.4.2 Erstellung von Forscherheften zur Versuchsdokumentation . . . . . . . . . . . 49
2.5 Implikationen für den Sachunterricht der Grundschule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3 Relevanz der Themenbereiche und Modellversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.1 Thematische Einordnung der technischen Modellversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.1.1 Zahnräder und einfache Übersetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.1.2 Ketten- und Umschlingungsgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2 Technikunterricht im Primarbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2.1 Curriculum und Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2.2 Perspektivrahmen Sachunterricht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4 Zugrundeliegende Forschungsfragen und Hypothesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5 Studie, Design und Erhebungsinstrumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.1 Studiendesign . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.2 Struktur und Datengewinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.2.1 Gruppenbildung und Interventionsgruppenzuweisung . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.2.2 Setting und Ablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
5.2.3 Messinstrumente und Fragebogenkonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.3 Datenquellen und Methodik der Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5.3.1 Auswertung quantitativer Daten und statistische Methodik . . . . . . . . . . . 72
5.3.2 Methodik der Annäherung an qualitative Datenquellen . . . . . . . . . . . . . . 73
6 Pilotierung der Messinstrumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.1 Verwendete Hilfsmittel und Methodik der Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.2 Auswertung der Fragebögen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
6.3 Weitere Konsequenzen und Implikationen der Pilotierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
7 Auswertung und Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
7.1 Ergebnisse aus den Wissenstests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
7.1.1 Ergebnisse aus Studieneinheit 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
7.1.2 Ergebnisse aus Studieneinheit 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
7.2 Deutung und kritische Reflexion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
7.3 Auswertung erstellter Dokumentationsergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.3.1 Güte der Beurteilungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.3.2 Überprüfung auf mögliche Unterschiede und Effekte . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
7.3.3 Deutung der Ergebnisse aus der Dokumentationsauswertung . . . . . . . . . . 103
7.4 Synthese und Interpretation der Gesamtergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
8 Diskussion und praktischer Bezug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
8.1 Implikationen und anwendungsorientierte Folgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
8.2 Eingrenzung von Wirkungsgefügen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
9 Fazit und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Verzeichnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Anhänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Anhang A - Statistiken zur Pilotierung von Fragebogen ZD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Anhang B - Statistiken zur Pilotierung von Fragebogen KN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Anhang C - Statistiken zu den Ergebnissen aus Studieneinheit 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Anhang D - Statistiken zu den Ergebnissen aus Studieneinheit 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Anhang E - Statistiken zur Auswertung der Forscherhefte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Anhang F - Material zur Pilotierung von Fragebogen KN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Anhang G - Material zur Pilotierung von Fragebogen ZD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Anhang H - Test-Fragebogen Kettengetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Anhang I - Test-Fragebogen Zahnradgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Anhang J - Programm und Material für Beurteilungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Anhang K - Forscherhefte beispielhaft ausgefüllt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160