Lernen mit Simulationen und der Einfluss auf das Problemlösen in Physik

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Reinhold
• Fachliche Zuordnung: Allgemeines und fachbezogenes Lehren und Lernen
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5405366

Durch den Vergleich verschiedener Instruktionsbedingungen wird der Einfluss des Lernens mit Simulationen auf das wissenszentrierte Problemlösen (Reinhold, Lind & Friege 1999) in Physik untersucht. Dabei wird unterstellt, dass der Einsatz von Simulationen den Aufbau und die Differenzierung mentaler Modelle unterstützt und dass sich ihre Qualität wiederum positiv auf den Problemlöseprozess auswirkt. Zentrale Elemente des Problemlöseprozesses sind in diesem Zusammenhang vermutlich die Problemrepräsentation, d.h. die Übertragung des zu bearbeitenden Sachverhalts in physikalisch angemessene Formulierung, und die Auswahl von Problemschemata. Mit dem Begriff Problemschema wird beschrieben, wie Probleme unter Rückgriff auf schon gelöste Beispiele und deren Generalisierung bearbeitet werden. In einem mehrfaktoriellen Design wird dazu der Einfluss der folgenden Bedingungen auf die Problemlöseleistung anhand von Aufgaben mit mittlerem Transfer überprüft: Instruktion mit/ohne Simulation, Instruktion zur Unterstützung der Problemrepräsentation/Problemschemabildung und Instruktion mit inhaltlich verschiedenen Aufgabentypen (Kraft/Energie). Als Versuchspersonen sollen Schüler der Jahrgangsstufen 11 und 12, als Themenbereich "Gravitation und Keplerbewegungen" gewählt werden. Die Ergebnisse führen zu einem genaueren Verständnis der kognitiven Prozesse beim Problemlösen mit Simulationen und tragen auf diese Weise zur didaktischen Optimierung des Lernens mit Simulationen im Physikunterricht bei.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen