Testergebnisse zu didaktisch-methodischen Prioritäten

In dem im Rahmen dieser Arbeit ausgearbeiteten Unterrichtskonzept zur Kinematik und Dynamik werden bestimmte Prioritäten gesetzt, die den teilnehmenden Lehrern auch vermittelt werden muss-ten. Hierzu stellt sich die Frage, ob diese Schwerpunktsetzungen zu Einstellungen der Lehrer passt oder diesen entgegenläuft. Man muss wissen, wo viel bzw. wenig Fortbildungsarbeit nötig ist, sei es, dass die Schwerpunkte neu bzw. im Unterricht bereits Standard sind.

In einer weiteren Fragebogenaktion wurde deshalb erfragt, welche didaktischen und methodischen Prioritäten Physiklehrer im Physikunterricht der elften Jahrgangsstufe haben (Fragebogen siehe CD im Anhang). Dabei wurde nicht für so wichtig eingeschätzt, was Lehrer als wichtige Punkte nennen, sondern was sie tatsächlich in ihren Augen intensiv einsetzen. Deshalb sollten sie in einem Multip-le-Choice-Verfahren selbst einschätzen, wie intensiv die einzelnen Aspekte in ihrem Kinematik-/

Dynamikunterricht vorkommen. Es war durchaus bewusst, dass die eigene Einschätzung andere Ergebnisse liefern kann als eine objektive Fremdeinschätzung. Es ging jedoch nicht darum, wie Unterricht wirklich aussieht, sondern wie die Lehrer ihn sehen und was sie für wichtig halten. Für die Akzeptanz eines neuen Unterrichtskonzeptes ist es wichtig, die Sicht der Lehrer zu kennen, um die Implementation zielgerichtet planen zu können. Dabei bestand die Gefahr, dass die Lehrer As-pekte, die sie bei dem Thema Kinematik/Dynamik kaum einsetzen, dennoch als intensiver angeben, da sie diese sonst für wichtig halten bzw. da sie glauben, dass sie diese für wichtig halten sollten.

Deshalb wurde einerseits auf dem Fragebogen genannt, dass nicht alle Ziele verwirklicht werden können und dies auch vom Thema abhängt. Anderseits wurde auch die Möglichkeit gegeben, all-gemein und unabhängig von einem bestimmten Themengebiet anzukreuzen, was ihnen wichtig ist.

Die Frage nach der Wichtigkeit der einzelnen Items setzt eigentlich eine Übereinstimmung von Ü-berzeugung und Machbarem voraus. Manches ist jedoch aufgrund der äußeren Bedingungen in der Schule nur schwer durchführbar. So merkten einige Lehrer an, dass die Zeit für Manches fehle.

Neben dieser gebundenen Antwortform wurde zusätzlich in einer freien Antwortform gefragt, was für die Lehrer ein guter Kinematik-/Dynamikunterricht ist bzw. ihre Hauptziele sind. Außerdem wurde gefragt, bei was sie in ihrem Unterricht am ehesten Abstriche machen würden und was sie an ihrem bisherigen Unterricht stört.

Der Fragebogen wurde an etliche Lehrer aus einigen Bundesländern per E-Mail geschickt, deren Adresse dem Verfasser auf verschiedenste Weisen bekannt geworden war. Sie wurden gebeten, den Fragebogen in ihrem Kollegium zu verteilen und wieder zurückzusenden. Auf diese Weise antwor-teten 85 Lehrer aus 16 Kollegien aus drei Bundesländern. Des Weiteren antworantwor-teten 21 einzelne Lehrer mehrerer Bundesländer, die in irgendeiner Weise Kontakt zum Lehrstuhl hatten. 18 Lehrer füllten schließlich den Fragebogen bei einer Fortbildung zum Thema „Projektarbeit“ aus, so dass insgesamt die Antworten von 124 Bögen vorliegen. Die letzten beiden Gruppen sind sicher nicht repräsentativ, da man davon ausgehen kann, dass nur Lehrer mit gewissen Interessen an bestimmten Fortbildungen teilnehmen oder Kontakt zu einem Didaktik-Lehrstuhl suchen. Bei der ersten Gruppe von Lehrern (ganze Kollegien) kann man eher von einer Repräsentativität ausgehen, wobei nicht ausgeschlossen ist, dass bestimmte Lehrertypen nicht teilnahmen. Wie hoch die Rücklaufquote ist, ist nicht angebbar.

Ergebnisse der gebundenen Antworten

In einer Liste mit 20 vorgegebenen Aspekten sollten die Lehrer angeben, ob diese in ihrem Kinema-tik-/Dynamikunterricht „sehr intensiv“, „intensiv“, „auch noch intensiv“, „weniger intensiv“,

„kaum“ oder „nicht“ vorkommen. Vorher sollten die Lehrer bei 13 dieser Aspekte, die nicht auf ein Themengebiet bezogen sind, angeben, ob sie ihnen allgemein in ihrem Physikunterricht „sehr wich-tig“, „wichwich-tig“, „auch noch wichwich-tig“, „weniger wichwich-tig“, „nicht wichtig“ oder „völlig unwichtig“

sind. Da manche Lehrer noch nie eine elfte Klasse unterrichtet haben bzw. schon lange nicht mehr, füllten sie nur diesen allgemeinen Teil aus, aber nicht den Teil zum Kinematik-/Dynamikunterricht, so dass für diese Items nur 113 Antwortbögen vorliegen. Da jeweils ordinal skalierte Daten vorlie-gen, wurde jeweils der Median M und die Spannweite S der auftretenden Antworten bestimmt. Da die Skala näherungsweise intervallskaliert ist, wurde diese qualitative Skala zusätzlich quantifiziert, indem der Skala die Zahlen 1 (für nicht) bis 6 (sehr intensiv) zugeordnet wurden, und dann Mittel-wert µ und Standardabweichung σ bestimmt.

Die drei Lehrergruppen „ganze Kollegien“, „Lehrer mit Kontakt zum Lehrstuhl“ und „Teilnehmer an Projektefortbildung“ unterschieden sich in den meisten Aspekten nur sehr geringfügig, so dass für die Auswertung alle 113 Lehrer hinzugenommen werden konnten. Am intensivsten eingesetzt (M = 5 = intensiv) werden demnach im Kinematik-/Dynamikunterricht nach dieser Umfrage (siehe Abb. 6.1) „Interpretation von Diagrammen“ (µ = 5.1, σ = 0.8), „Üben von Rechenaufgaben“ (µ =

4.9, σ = 0.7), „Demonstrationsversuche“ (µ = 4.8, σ = 0.8), „Aufzeigen von Anwendungen im All-tag“ (µ = 4.6, σ = 1.0) und „Miterleben des Ganges von Messwertaufnahme über -umrechnung bis Formel“ (µ = 4.5, σ = 1.2), wobei es bei „Üben von Rechenaufgaben“ die geringsten Unterschiede (S = 3, σ = 0.7) und bei „Miterleben des Ganges Messwertaufnahme/-umrechnung bis Formel“ die größten Unterschiede gab (S = 5, σ = 1.2).

Am wenigsten intensiv (M = 2 = kaum) bei großen Unterschieden (S = 5) kommen „Projekte“ (µ = 2.2, σ = 1.1), „Freiarbeit/Lernzirkel“ (µ = 2.1, σ = 1.1), „Exkursionen“ (µ = 2.0, σ = 1.1), „Einsatz von numerischen Modellbildungssystemen (z.B. Excel)“ (µ = 2.1, σ = 1.2) und „Einsatz von graphi-schen Modellbildungssystemen (z.B. Stella, Dynasys, VisEdit)“ (µ = 2.0, σ = 1.3, M = 1 = nicht, S = 4) vor. Da gerade Modellbildung einen großen Teil der Lehrerfortbildung des Lehrstuhles für Di-daktik der Physik ausmacht, ist es hier nötig, sich die Ergebnisse nur der Kollegien anzuschauen (Anzahl N = 81). Hier findet man die geringsten Werte der Umfrage (M = 1 = nicht) bei „numeri-sche Modellbildung (z.B. Excel)“ (µ = 1.8, σ = 1.0) und „graphische Modellbildung (z.B. Stella, Dynasys, VisEdit)“ (µ = 1.8, σ = 1.2). Einige an den Rand geschriebene Bemerkungen einiger Leh-rer zeigen, dass viele wohl nicht einmal wissen, was dies ist. So ist auch bei denen, die einen Ein-satz angaben, nicht sichergestellt, dass sie wirklich Modellbildung durchführten oder vielleicht nur Programme wie Excel anders nutzten.

Im mittleren Bereich (M = 3 = weniger intensiv oder M = 4 = auch noch intensiv) landeten die As-pekte „Aufzeigen von Anwendungen in der Technik“ (µ = 4.3, σ = 1.1), „Diskussion typischer Schü-lervorstellungen“ (µ = 4.2, σ = 1.2), „Vorbereitung des Differenzierens“ (µ = 4.1, σ = 1.1), „Aufar-beiten von Fehlvorstellungen“ (µ = 4.1, σ = 1.1), „Orientierung am eingeführten Schulbuch“ (µ = 4.1, σ = 1.2), „Historisches“ (µ = 3.5, σ = 1.0), „Einsatz von Messwerterfassungssystemen“ (µ = 3.5, mit σ = 1.4 die höchste vorkommende Streuung!), „Vorbereitung des Integrierens“ (µ = 3.5, σ

Abb. 6.1: Häufigkeiten eingesetzter Elemente bei allen befragten Lehrern (N = 113) bzw. bei * nur bei Lehrergruppe „Kollegien“ (N = 80)

= 1.3), „Begeistern durch effektvolle Showversuche“ (µ = 3.0, σ = 1.2) und „Schülerversuche“ (µ = 2.8, σ = 1.3), wobei jeweils die größtmögliche Spanne auftrat (S = 5).

Wie oben bereits aufgezeigt wurde (siehe Kapitel 4.2.2), ist es aus didaktischer Sicht zur Verände-rung von Fehlvorstellungen ungünstig, dass das Üben von Rechenaufgaben sehr stark eingesetzt wird (73 % geben „intensiv“ oder „sehr intensiv“ an), denn möglicherweise werden damit kaum qualitative Aufgaben eingesetzt. Auch das Miterleben des Ganges von Messwertaufnahme über Messwertumrechnung bis zur Gleichung müsste nicht so intensiv vorkommen. Dagegen wären eine intensivere Diskussion typischer Schülervorstellungen, ein intensiveres Aufarbeiten von Fehlvor-stellungen und der Einsatz von graphischer Modellbildung wünschenswert, wobei den Lehrern zeigt werden muss, wie dies möglich ist. Dass Diagramme sehr viel interpretiert werden (78 % ge-ben „intensiv“ oder „sehr intensiv“ an), ist ein positives Ergebnis, da dies für viele Schüler nicht leicht ist. Doch scheint es bedenklich, wenn die Ergebnisse stets nur in Diagrammen und in Glei-chungen dargestellt werden. Für Schüler, die diese noch nicht sicher interpretieren können, braucht man einfacher verstehbare Codierungsformen.

Zu bedenken ist auch, dass die Orientierung am Schulbuch sehr hoch ist. 70 % bezeichnen sie als

„auch noch intensiv“ bis „sehr intensiv“, während nur 30 % sie als „nicht“ bis „weniger intensiv“

bezeichnen“. Daraus folgt, dass man bei der Umsetzung eines neuen Konzeptes den Lehrern auch viel Lehr-Lern-Material an die Hand geben muss.

Auf die signifikanten Unterschiede (5 %-Niveau) zwischen den drei Lehrergruppen soll hier kurz eingegangen werden: 1. Die Gruppe „Kontakt zum Lehrstuhl“ (N = 20) behandelt im Kinematik-/

Dynamikunterricht im Gegensatz zur eher repräsentativen Gruppe „Kollegien“ (N = 80) Schüler-vorstellungen (M = 5, µ = 4.7 entgegen M = 4, µ = 4.0) bzw. FehlSchüler-vorstellungen (M = 5, µ = 4.6 entgegen M = 4, µ = 4.1) deutlich intensiver. Außerdem werden graphische Modellbildung (M = 2, µ = 2.5 entgegen M = 1, µ = 1.8) und numerische Modellbildung (M = 2.5, µ = 2.9 entgegen M = 1, µ = 1.8) intensiver eingesetzt. Es ist davon auszugehen, dass nicht nur Lehrer mit diesen Interessen den Kontakt zum Lehrstuhl suchen, sondern dies das Ergebnis diverser Fortbildungsveranstaltungen ist. 2. Die Lehrer „Projektefortbildung“ (N = 13) legen entgegen der Gruppe „Kollegien“ (N = 85) mehr Wert auf Exkursionen (M = 3, µ = 2.9 entgegen M = 1, µ = 1.8) und es wird ebenso numeri-sche Modellbildung (M = 3, µ = 2.8 entgegen M = 1, µ = 1.8) intensiver eingesetzt, was neben der Bereitschaft zur Fortbildung an dem eher jungen Alter der Teilnehmer liegen könnte. Der Unter-schied bei graphischer Modellbildung (M = 3, µ = 2.4 entgegen M = 1, µ = 1.8) ist groß, aber nicht signifikant.

Ordnet man die jeweils vorkommenden Aspekte einmal nach ihrer angegebenen Wichtigkeit als allgemeine Ziele und einmal nach ihrem angegebenen Einsatz im Kinematik-/Dynamikunterricht (jeweils nach Mittelwert), gibt es neben hohen Übereinstimmungen in der Rangordnung auch auf-fallende Unterschiede: Das Üben von Rechenaufgaben und das Miterleben des Ganges von Mess-werten bis zur Gleichung werden viel intensiver eingesetzt als es der ermittelten Rangordnung bei den Zielen entspricht. Der größte Unterschied betrifft die Schülerversuche, die zwar für wichtig gehalten, aber wenig eingesetzt werden.

Ergebnisse der freien Antworten

Bei den freien Antworten fällt zunächst auf, dass die Lehrergruppe „Kontakt zum Lehrstuhl“ mehr, ausführlichere und didaktischer ausformulierte Antworten gab. In dieser Gruppe würde niemand Abstriche bei Demonstrationsversuchen, Fahrbahnversuchen oder Messwerterfassung machen – im Gegensatz zur der Gruppe „Kollegien“ (13 % aller Lehrer, die sich in der Gruppe „Kollegien“ an den freien Antworten beteiligten, gaben dies an). Ansonsten gibt es keine auffälligen Unterschiede zwischen den Teilgruppen. Die folgende Auswertung bezieht sich auf die repräsentativere Gruppe

„Kollegien“. Von den 81 zur Kinematik/Dynamik ausgefüllten Bögen haben sich 55 an den freien Antworten beteiligt.

Auf die Frage, was aus ihrer Sicht ein guter Kinematik-/Dynamikunterricht ist, gaben 30 % eine Antwort, die sich auf physikalisches Verständnis bezieht. 22 % betonten die Anwendungen, vor allem im Alltag und im Verkehr. Bei der Frage, wo die Lehrer Abstriche im Kinematik-/Dynamik-unterricht machen würden, wenn sie neue Elemente einbauen sollten, und auf die Frage, was sie an ihrem bisherigen Kinematik-/Dynamikunterricht stört, gab es nur eine einzige Häufung: 30 % aller Lehrer (in jeder Teilgruppe) finden, dass zu viel Rechenaufgaben gemacht werden und würden an diesen Abstriche machen. Anscheinend sind sich viele Lehrer bewusst, dass Rechenaufgaben ein zu starkes Gewicht im Kinematik-/Dynamikunterricht einnehmen. Aus der Tatsache, dass sie dies be-klagen, aber anscheinend nicht ändern, muss man schließen, dass sie nicht wissen, wie man anders üben kann und wie qualitative Übungs- bzw. Testaufgaben aussehen können. Deshalb wurde in dem hier entwickelten Unterrichtskonzept andere Übungsmöglichkeiten wie Vorhersagen zu Realexpe-rimenten/Simulationen und Modellbildung aufgezeigt sowie qualitative Übungs- und Prüfungsauf-gaben angegeben.

6.2.3.2 Didaktisch-methodische Prioritäten der teilnehmenden Lehrer

Die an dem Forschungsprojekt teilnehmenden Lehrer (abgesehen vom Autor dieser Arbeit) beka-men auch in einer der ersten Seminarsitzungen den gleichen Fragebogen zu den im Physikunterricht gesetzten Prioritäten. Von den 13 Lehrern (einschließlich eines Lehrers, der frühzeitig während der Evaluation wieder absprang) waren drei Referendare und hatten deshalb noch nie eine elfte Klasse unterrichtet. Von den zehn erfahrenen Lehrern haben acht geantwortet. Dabei konnten geringe Un-terschiede zur Vergleichsgruppe (N = 113) festgestellt werden. So wurde in dieser Gruppe Mess-werterfassungssysteme häufiger (M = 5 = intensiv, µ = 4.1, σ = 1.5, 63 % intensiv) als im Durch-schnitt (M = 4 = auch noch intensiv, µ = 3.5, σ = 1.4, 26 % intensiv) eingesetzt (nicht signifikant), in der Hälfte der Fälle PAKMA, weshalb sie auch an der Evaluation interessiert waren. Weniger intensiv haben sie dagegen das Miterleben des Ganges von der Messwertaufnahme bis zur Glei-chung (M = 4, µ = 3.8, σ = 1.4 entgegen M = 5, µ = 4.5, σ = 1.2) betont (nicht signifikant), was zum ersteren passt, da dies vor allem bei traditionellem Messen ohne Computer betont wird. Dass bei ihnen Projekte (M = 1 = nicht, µ = 1.4, σ = 0.7 entgegen M = 2 = kaum, µ = 2.2, σ = 1.1) signi-fikant seltener vorkamen, spielt wohl keine Rolle. Interessant ist dagegen, dass die Orientierung am Schulbuch signifikant geringer war (M = 3, µ = 3.1, σ = 1.2 entgegen M = 4, µ = 4.1, σ = 1.2), was für das Umsetzen eigener Ideen spricht. Anscheinend fällt es Lehrern, die sich normalerweise nicht

so stark am Schulbuch orientieren, leichter, sich auf ein neues Unterrichtskonzept einzulassen. Ins-gesamt weisen auch diese Daten darauf hin, dass es sich um engagierte Lehrer handelte. Die großen Spannweiten in den Gewichtungen zeigen, dass eine bunte Mischung an Lehrern vorlag, die sich im Mittel wenig vom Durchschnitt unterscheiden.

Bei den allgemeinen Zielen haben die acht Lehrer insbesondere die Diskussion von Schülervorstel-lungen (M = 5.5, µ = 5.5, σ = 0.5 entgegen M = 5, µ = 4.7, σ = 1.0, signifikant) und das Aufarbeiten von Fehlvorstellungen (M = 6 = sehr intensiv, µ = 5.8, σ = 0.5 entgegen M = 5, µ = 4.9, σ = 0.8, signifikant) für wichtiger als die Vergleichsgruppe eingeschätzt. Dies ist sicher das Ergebnis der ersten beiden Veranstaltungen der Fortbildung, bei denen die vorhandenen Schülervorstellungen ausführlich dargestellt wurden, was von den Lehrern mit großem Interesse aufgenommen wurde und ihnen bis dahin so nicht bekannt war. Für nicht so wichtig wie in der Vergleichsgruppe wurde das Üben von Rechenaufgaben (M = 4, µ = 4.1, σ = 0.8 entgegen M = 5, µ = 4.7, σ = 0.8, nicht sig-nifikant) und das Durchführen von Projekten (M = 3, µ = 3.3, σ = 0.9 entgegen M = 4, µ = 3.8, σ = 1.0, nicht signifikant) eingeschätzt.