Fachliches Wissen Physik in der Hochschulausbildung : Konzeptualisierung, Messung, Niveaubildung / David Woitkowski.

Format:

Book

Author/Creator:

Woitkowski, David, author.

Series:

Studien zum Physik- und Chemielernen ; 185

Language:

German

Subjects (All):

Physics--Study and teaching (Higher).

Physics.

Physical Description:

1 online resource (458 pages).

Edition:

1st ed.

Place of Publication:

Berlin : Logos Verlag Berlin GmbH, [2015]

Summary:

Long description: Der Erwerb fachlichen Wissens, ein zentrales Ziel der universitären Physik-Ausbildung, verläuft nicht immer problemlos. Ausgehend von einer Verortung des fachlichen Wissens in übergeordneten Kompetenzmodellen aus der Lehrerbildungsforschung und einem neu erstellten Modell der Kompetenz von Fachphysikern werden zentrale Aspekte (Fachwissen im engeren Sinne, kognitive Aspekte der Erkenntnisgewinnung) in ihrer Struktur modelliert und in einem Testinstrument operationalisiert. Im Fokus steht dabei insbesondere eine vertiefte, stärker vernetzte Wissensstufe. Zur inhaltsvaliden Item-Modell-Zuordnung werden entscheidungsbaumunterstützte Expertenratings eingesetzt. Empirisch lassen sich die erfassten Wissensfacetten sinnvoll in Teilskalen trennen. Eine Charakterisierung nach eher mathematisch und eher konzeptionell dominierten Facetten gelingt mittels linearer Regression. Auch können für Lehramts- und Fachstudierende unterschiedliche Wissensprofile (z. B. in Bezug auf die Relevanz schulischen oder universitären Wissens) herausgearbeitet werden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird für jede Teilskala ein Niveaumodell erstellt, welches wesentlich auf der hierarchischen Komplexität der Items basiert. Die so erhaltenen Niveaus können vor dem theoretischen Hintergrund analysiert werden, einige deuten dabei auf problematische Lernstände der jeweiligen Studierenden hin.

Contents:

Intro

1 Einleitung

1.1 Fokus und Gegenstand dieser Arbeit

1.2 Zentrale Fragestellungen und Argumentationslinien

1.2.1 Begriffliche Klärung von Wissensfacetten

1.2.2 Betrachtung der Kompetenz von Fachphysikern

1.2.3 Differenzierte Diagnose fachlichen Wissens

1.2.4 Technische Aspekte der durchgeführten Messung

2 Zum Kompetenzbegriff

2.1 Der Kompetenzbegriff von Weinert

2.1.1 Wissen und Kompetenz

2.1.2 Wissen und Handlungen in spezifischen Kontexten

2.1.3 Wissen und Wollen

2.1.4 Kompetenzerwerb

2.1.5 Kompetenz-Evaluation

2.2 Vier Teilkompetenzen in der Physik

3 Fachliches Wissen von (angehenden) Lehrkräften

3.1 Fachliches Wissen als Komponente des Professionswissens

3.2 Die Bedeutung fachlichen Wissens für Lehrkräfte

3.3 Graduierungen als Teilkompetenzen des Fachwissens

3.3.1 Graduierungen in der Mathematik

3.3.2 Graduierungskonzepte der Mathematik im amerikanischen Raum

3.3.3 Graduierungen in den Naturwissenschaften

3.4 Erkenntnisgewinnung als Bestandteil fachlichen Wissens

3.4.1 Scientific Reasoning

3.4.2 Das Scientific Discovery as Dual Search-Modell (SDDS)

3.4.3 Practical Work

3.4.4 Modellkompetenz

3.4.5 Epistemologie

3.4.6 Bedeutung für die Lehrerbildung

3.5 Überblick über verschiedene Studien

3.6 Zusammenfassung und Ausblick

4 Fachliches Wissen von (angehenden) Physikern

4.1 Ausbildung und Berufsbild des Physikers

4.1.1 Physiker als Spezialisten

4.1.2 Physiker als Generalisten

4.2 Berufs- und ausbildungsbezogene Kompetenz von Physikern

4.2.1 Fachliches Wissen

4.2.2 Physikbezogene (motivationale) Einstellungen

4.2.3 Epistemologische Beliefs

4.2.4 (Erneute) Spezialisierung

4.3 Unterschiede zur Kompetenz von Physik-Lehrkräften

4.3.1 Innere Struktur

4.3.2 Relevanz der Kompetenzfacetten

4.3.3 Empirische Prüfung.

4.4 Zusammenfassung

5 Kompetenzmodellierung

5.1 Funktionen von Kompetenzmodellen

5.2 Typisierung von Kompetenzmodellen

5.2.1 Deskriptive und normative Modelle

5.2.2 Struktur-, Niveau- und Entwicklungsmodelle

5.3 Anforderungsmerkmale in Kompetenzmodellen

5.3.1 Inhalt

5.3.2 Anforderungsstufe

5.3.3 Graduierung

5.3.4 Kompetenzbereich

5.3.5 Wissenschaftsbezogene Elaboration

5.3.6 Kognitive Stufung

5.3.7 Kontext

5.3.8 Komplexität

5.4 Zusammenfassung

6 Testtheorie

6.1 Klassische Testtheorie

6.1.1 Axiomatische Grundlagen

6.1.2 Anwendbarkeit

6.1.3 Itemschwierigkeit

6.1.4 Umgang mit Mehrdimensionalität

6.2 Probabilistische Testtheorie

6.2.1 Axiomatische Grundlagen

6.2.2 Anwendbarkeit

6.2.3 Itemschwierigkeit

6.2.4 Umgang mit Mehrdimensionalität

6.3 Das Itemformat

6.3.1 Geschlossene Formate

6.3.2 Offene Formate

6.4 Zusammenfassung

7 Gütekriterien in der Kompetenzmessung

7.1 Objektivität

7.1.1 Durchführungsobjektivität

7.1.2 Auswertungsobjektivität

7.1.3 Interpretationsobjektivität

7.2 Reliabilität

7.2.1 Allgemeine Definition

7.2.2 Bestimmung der Reliabilität

7.3 Validität

7.3.1 Kriteriumsvalidität

7.3.2 Konstruktvalidität

7.3.3 Inhaltsvalidität

7.3.4 Argumentbasierte Validitätsbegriffe

7.4 Validierung von Kompetenzmodellen

7.5 Zusammenfassung und Umsetzung

8 Projektziele

8.1 Entwicklung eines Kompetenzmodells

8.2 Entwicklung und Erprobung eines Testinstrumentes

8.3 Einsatz des Testinstrumentes und Auswertung

8.4 Entwicklung eines Niveaumodells fachlichen Wissens

9 Strukturmodell des fachlichen Wissens

9.1 Rahmenmodell

9.2 Teilmodell »Nutzung von Fachwissen«

9.2.1 Fach-Stufe

9.2.2 Inhaltsbereich

9.2.3 Hierarchische Komplexität

9.3 Teilmodell »Nutzung von Experimenten und Modellen«.

9.3.1 Auswahl der beschriebenen Anforderungen

9.3.2 SDDS-Suchräume

9.4 Mögliche Modellerweiterungen

9.5 Zusammenfassung

10 Hypothesen

10.1 Schwierigkeitserzeugende Aufgabenmerkmale

10.2 Wissenserwerb

11 Zusammenstellung des Testinstruments

11.1 Auswahl der Testtheorie und des Messmodells

11.2 Zusammenstellung des Testinstrumentes

11.2.1 Allgemeines Vorgehen

11.2.2 Testitems zum fachlichen Wissen

11.2.3 Signierung und Dichotomisierung

11.3 Übernahme weiterer Testteile

11.3.1 Natur der Naturwissenschaften und epistemologische Beliefs

11.3.2 Motivationale Aspekte

11.4 Testheftdesign

11.4.1 Pilotstudie

11.4.2 Hauptstudie

12 Herstellung einer inhaltsvaliden Item-Modell-Zuordnung

12.1 Mögliche Verfahren

12.1.1 Lautes Denken

12.1.2 Expertenbefragungen

12.2 Erste Expertenbefragung

12.2.1 Auswahl der Experten

12.2.2 Vorgehen und Ergebnisse

12.3 Zweite Expertenbefragung

12.4 Evaluation des Entscheidungsbaumes

12.4.1 Aufgabe A7, Kurvenradius

12.4.2 Aufgabe 52, Stahlkugel

12.4.3 Diskussion

12.5 Festlegung der Item-Modell-Zuordnung

12.6 Zusammenfassung und Ausblick

13 Pilotstudie

13.1 Ziele, Vorgehen und Stichprobe

13.2 Erste Pilotrunde: Qualitative Überarbeitung

13.3 Zweite Pilotrunde: Erste statistische Analyse

13.3.1 Trennbarkeit der Dimensionen

13.3.2 Item-Fit und Skalengüte

13.3.3 Gruppenvergleiche und Regression

13.4 Zusammenfassung

14 Datenerhebung, Stichprobe und Skalenbildung

14.1 Testdurchführung

14.2 Stichprobe

14.3 Signierung

14.4 Skalenbildung im fachlichen Wissen

14.4.1 Trennung des fachlichen Wissens nach Teilmodellen

14.4.2 Nutzung von Fachwissen

14.4.3 Nutzung von Experimenten und Modellen

14.5 Nature of Science

14.6 Beliefs und motivationale Orientierungen.

14.6.1 Ihr Bild von der Wissenschaft Physik (A-Skalen)

14.6.2 Lernen von Physik in der Schule (B-Skalen)

14.6.3 Motivation in lern- und leistungsbezogenen Situationen (C-Skalen)

14.7 Vorwissen und Hobbys

14.7.1 Schulnoten und Oberstufenkurswahl

14.7.2 Probleme mit der Mathematik

14.7.3 Physik in Schule und Studium

14.7.4 Physikaffine Hobbys

14.8 Zusammenfassung

15 Empirische Charakterisierung der erfassten Wissensfacetten

15.1 Mögliche Prädiktoren des Wissenserwerbs

15.2 Vorgehen bei der Generierung von Regressionsmodellen

15.3 Ergebnisse

15.3.1 FW-Gesamtskala

15.3.2 Schul-Skala

15.3.3 Uni-Skala

15.3.4 Vertieft-Skala

15.3.5 EM-Skala

15.4 Zusammenfassung

16 Differentielle Studiengangsanalyse

16.1 Differentielle Studiengangsanalyse mittels linearer Regression

16.1.1 Nutzung von Fachwissen

16.1.2 Nutzung von Experimenten und Modellen

16.2 Differentielle Studiengangsanalyse mittels DIF

16.2.1 Vorgehen

16.2.2 Umfang und Ausmaß der DIFs

16.3 Zusammenfassung und Warnhinweis

17 Bildung und Analyse von Niveaus des fachlichen Wissens

17.1 Allgemeines Vorgehen

17.2 Niveaus in der Nutzung von Fachwissen (Gesamtskala)

17.2.1 Lösung ohne Fach-Stufen

17.2.2 Lösung mit Fach-Stufen

17.2.3 Auswahl der Niveaus

17.3 Niveaus in den Teilskalen des Fachwissens

17.3.1 Niveaus in der Nutzung schulischen Wissens

17.3.2 Niveaus in der Nutzung vertieften Wissens

17.3.3 Niveaus in der Nutzung universitären Wissens

17.4 Niveaus in der Nutzung von Experimenten und Modellen

17.5 Analyse der Niveaus

17.5.1 Inhaltliche Analyse

17.5.2 Probandenverteilung

17.5.3 Charakteristika von Studenten auf niedrigen Niveaus

17.6 Zusammenfassung

18 Fazit

18.1 Betrachtungen zur Güte der durchgeführten Messung

18.1.1 Objektivität und Reliabilität.

18.1.2 Valide Erfassung von Facetten des fachlichen Wissens

18.1.3 Zusammenfassung

18.2 Prüfung formulierter Projektziele und Hypothesen

18.3 Resümee der zentralen Argumentationsstränge

18.3.1 Begriffliche Klärung von Wissensfacetten

18.3.2 Betrachtung der Kompetenz von Fachphysikern

18.3.3 Differenzierte Diagnose fachlichen Wissens

18.3.4 Technische Aspekte der durchgeführten Messung

18.4 Ausblick

Anhang

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Stichwortverzeichnis

Literaturverzeichnis.

Notes:

PublicationDate: 20150615

Description based on print version record.

ISBN:

3-8325-9506-6

9783832595067