Abschlussbericht zum DFG-Projekt "Veränderung der Lernmotivation in Mathematik und Physik: eine Komponentenanalyse und der Einfluss elterlicher sowie schulischer Kontextfaktoren" Abstract: Dass die Lernmotivation besonders in mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächern im Verlauf der Sekundarschulzeit sinkt, kann als gesichert gelten (Krapp, 1998). Allerdings ergibt sich bei genauerem Hinsehen ein recht differenziertes Bild. Dies betrifft insbesondere die verschiedenen Komponenten von Lernmotivation (z. B. Erfolgserwartungen, Nützlichkeiten/Instrumentalitäten, intrinsische vs. extrinsische Folgenanreize, Sachinteressen, Selbstkontrollfunktionen etc.), die offenbar nicht gleichermaßen betroffen sind. Weiterhin wurden auch unterschiedliche Veränderungen je nach Fach, Klassenstufe und Geschlecht gefunden (z. B. Fend, 1997; Pekrun, 1993). Überdies sind hier individuell unterschiedliche Verlaufstypen der Lernmotivationsveränderung zu erwarten (Fend, 1997; Rheinberg, 1980). Je nachdem, aufgrund welcher Komponenten ein Absinken der Lernmotivation zustande kommt, sind ganz andere Interventionsmaßnahmen angezeigt. Von daher ist ein Instrumentarium erforderlich, das die einzelnen Komponenten der Lernmotivation in mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächern zu erfassen erlaubt. Ein solches Verfahren soll in einem zweijährigen Projekt theorieverankert entwickelt werden. Es stützt sich zunächst auf das Erweiterte Kognitive Modell zur Lernmotivation (Heckhausen & Rheinberg, 1980; Rheinberg, 1989), des weiteren auf Interessenkonzepte (Krapp, 1992, 1998) sowie auf die Handlungskontroll- bzw. die PSI-Theorie (Kuhl, 1987, 1998). Es soll die Lernmotivation in ihren Komponenten so erfassen, dass spezifische Interventionen hergeleitet bzw. schon bewährte fallbezogen platziert werden können. Solche Interventionen sind für mögliche Anschlussprojekte im DFG-Schwerpunktprogramm "Bildungsqualität" vorgesehen. In einem altersgestaffelten einjährigen Längsschnitt wird im jetzigen Projekt mit diesem Instrument die Veränderung dieser Komponenten in den Fächern Mathematik und Physik auf der Sekundarstufe I erhoben. Gewonnen werden dabei klassenstufenspezifische Veränderungen der Lernmotivationskomponenten sowie (via Typenanalysen) verschiedene Entwicklungstypen in der mathematisch-naturwissenschaftlichen Lernmotivation. Dies sind Basisinformationen, die für die Entwicklung, Platzierung und Effektsicherung nachfolgender Interventionsmaßnahmen benötigt werden. Um im Vorfeld zwei (von vielen) Ansatzpunkten solcher Interventionen näher abzuklären, wird bereits in der ersten Projektphase die Wirkung zweier Kontextfaktoren untersucht. Hier wird (a) das mathematisch-naturwissenschaftliche Anregungsklima des Elternhauses sowie (b) die Bezugsnorm-Orientierung des Mathematik- bzw. Physiklehrers erfasst. Von beiden Kontextfaktoren sind Auswirkungen auf spezifische Komponenten der mathematisch-naturwissenschaftlichen Lernmotivation zu erwarten. Dies ist jedoch vorweg genauer abzuklären, ehe man die Kosten von Interventionen investiert. Das Instrumentarium (PMI) wird von Mai bis September 2000 entwickelt. Die einjährige Längsschnittstudie beginnt dann im Oktober 2000. Geplant sind drei Messzeitpunkte jeweils auf den Klassenstufen 5 bis 9 (Kombiniertes Längs- und Querschnittdesign)

Central to this article is networking in math lessons, whereby concentration is placed on the construction of a student-focused teaching method for the networking of mathematical knowledge in the lower secondary. Firstly, normative standards and descriptive results will be compared. Secondly, several already existing teaching methods for networking in math lessons will be added to the method of „chapter-spanning task variation“. Using this method, attention is be placed on the integration of mathematical content and specific social netowrk-form (e.g. teacher led classes, group-work etc.). This paper will be concluded with the presentation of the testing of the method in the school context).

Univ., Diss u.d.T.: Das Afrikabild in Religionsbüchern--Essen, 2002. / In der Vorlage ist für das Erscheinen der Dissertation fälschlicherweise das Jahr 2003 angegeben. "'Das Afrikabild in deutschen Religionsbüchern' ist die gekürzte Fassung einer Dissertation. Das Buch geht der Frage nach, welches Bild und welche Vorstellungen in den deutschen katholischen Religionsbüchern der Sekundarstufe I den Religionslehrern/innen und den Schülern/innen vermittelt werden." (Hinterer Buchdeckel).

Der Vortrag zeigt, wie aus einem mathematisch-technischen Sachverhalt ein didaktisch begründetes Unterrichtsbeispiel abgeleitet werden kann und stellt die unterrichtlichen Nutzungsmöglichkeiten vor. Für die digitale Bildbearbeitung spielt die Interpolation eine wichtige Rolle und dient hierbei als Berechnungsverfahren für die Bildgrößenänderung. Interpolation ist ein Approximationsverfahren, bei dem z.B. zu Punkten mit bekannten Koordinaten eine Funktion berechnet wird, die alle diese Punkte erfüllt. Mit dieser Funktion können dann beliebige Zwischenwerte berechnet werden. Dabei bestimmt die Zahl der Datenpunkte die Zahl der notwendigen Polynomterme. Wegen ihrer mathematischen Eigenschaften werden häufig Polynome benutzt. Die Lösung der Aufgabe führt über ein lineares Gleichungssystem zur Bestimmung der Koeffizienten des Polynoms. Der erste Teil des Vortrages befasst sich mit der beispielhaften Darstellung der bikubischen Interpolation und deren Realisierung mittels MathCAD. Es wird gezeigt, wie aus den konkreten Schwärzungswerten eines Digitalbildes für eine Bildvergrößerung ein zu interpolierender Zwischenwert für einen neuen Bildpunkt berechnet wird. Der MathCAD-Wortschatz wird angegeben und notwendige didaktische Vereinfachungen werden beschrieben. Im zweiten Teil werden die Nutzung des Themas als Unterrichtsgegenstand in der Sekundarstufe II in seiner Wechselwirkung zwischen digitaler Bildbearbeitung, Mathematik und Informatik (Nutzung von MathCAD) erläutert, die thematischen Verflechtungsmöglichkeiten aufgezeigt und das didaktische Potential beleuchtet.

Universiẗat, Diss--Zürich, 2008.

Zugl.: Eichstätt, Ingolstadt, Univ., Diss., 2007

Humboldt-Univ., Diss.--Berlin, 2005.

Central to this article is networking in math lessons, whereby concentration is placed on the construction of a student-focused teaching method for the networking of mathematical knowledge in the lower secondary. Firstly, normative standards and descriptive results will be compared. Secondly, several already existing teaching methods for networking in math lessons will be added to the method of „chapter-spanning task variation“. Using this method, attention is be placed on the integration of mathematical content and specific social netowrk-form (e.g. teacher led classes, group-work etc.). This paper will be concluded with the presentation of the testing of the method in the school context).

Wie kann es gelingen, Kinder und Jugendliche im Musikunterricht mit dem breiten Spektrum der Musik vertraut zu machen und dabei gleichzeitig ein offenes und tolerantes Hören zu fördern? Diese Frage beschäftigt seit vielen Jahren disziplinübergreifend Forscher aus den Bereichen der Musikpsychologie und -pädagogik. In besonderer Weise war und ist die Auseinandersetzung darüber mit dem Begriff der „Offenohrigkeit“ verbunden. Lange Zeit deutete man den Begriff konzeptionell als Zustimmung zu einem breiten Spektrum unterschiedlicher musikalischer Stilkategorien, die im Vorschulalter noch vollständig ausgeprägt sei und während der Grundschulzeit zugunsten einer Verengung auf populäre Musikstile allmählich wieder verschwindet. Diese – auf David Hargreaves(1982) zurückgehende – These einer präferenzbasierten und altersabhängigen Offenohrigkeit gilt inzwischen als empirisch gut bestätigt (u. a. LeBlanc 1991; LeBlancet al. 1996; Hargreaves et al. 2006; Gembris und Schellberg 2003; Louven 2011). In der jüngeren Diskussion haben Christoph Louven und Aileen Ritter (2012) eine neue, toleranzbasierte Konzeption vorgestellt, die Offenohrigkeit als ein Verhalten beschreibt, sich mit „einer ungewohnten, neuen oder fremdartigen Musik auch dann zu beschäftigen, wenn diese nicht unmittelbar gefällt“ (ebd.: 279). Zur Messung dieses Konstruktes werden neben den Präferenzurteilen auch die freiwilligen Hördauern erfasst und in Abhängigkeit definierter Rating-Bereiche zueinander ins Verhältnis gesetzt. Probanden gelten demnach als umso offenohriger, je länger sie negativ oder neutral bewertete Musikbeispiele im Verhältnis zu allen angebotenen Musikbeispielen unabhängig vom Präferenzurteil durchschnittlich hören (vgl. Louven 2014: 52). Eng verknüpft mit der Diskussion um eine semantisch und operational kompatible Konzeption von Offenohrigkeit ist dabei immer auch die Frage, welche Konsequenzen der Forschungsgegenstand für die Musikpädagogik zur Folge hat. Mit welchen Mitteln könnte Offenohrigkeit – und sollte Offenohrigkeit überhaupt – gefördert werden? Oder drohe eine dahingehende Intervention letztlich auf eine musikkulturelle Indoktrination hinauszulaufen, weil – zumindest ausgehend vom Konzept einer präferenzbasierten Offenohrigkeit – dem Begriff bereits eine problematische normative Konnotation innewohne (vgl. Sakai 2014: 25)? Diese Divergenz wird in den Lehr- und Bildungsplänen dahingehend aufgelöst, dass die Konzeptmerkmale einer toleranzbasierten Offenohrigkeit – ohne den Terminus exakt zu benennen – als musikunterrichtliches Bildungsziel hervorgehoben werden. So wird z. B. in den „Fachanforderungen Musik für allgemeinbildende Schulen der Sekundarstufen I und II“ in Schleswig-Holstein gefordert, die Schüler zu „einer Haltung der Offenheit“ zu befähigen, „um sich auch auf ungewohnte musikalische Erfahrungen einzulassen […]“ (Ministerium für Schule und Berufsbildung Schleswig Holstein 2015: 12). Die vom Autor entwickelte Methode Hörtagebuch könnte einen zusätzlichen Beitrag zur Erreichung dieses Zieles im Musikunterricht leisten. Die Methode ist als Einstiegsritual konzipiert und beruht darauf, Schülern zu Beginn jeder Musikstunde ein neues, ihnen in der Regel unbekanntes Musikstück zu präsentieren. Anschließend verfassen die Schüler einen Tagebucheintrag, der eine überwiegend subjektorientierte Auseinandersetzung mit dem Gehörten ermöglicht (vgl. Hergenhan 2015). Zur Überprüfung dieser Fragestellung wurde eine empirische Längsschnittstudie im Test- und Kontrollgruppendesign an einer Gemeinschaftsschule in Schleswig-Holstein mit je n=48 und n=52 Schülern der Klassen 5 und 8 im Schuljahr 2016/17 durchgeführt. In den Untersuchungsgruppen wurde bei 30 Musikstunden jeweils ein ‚Hörtagebuch‘-Einstieg mit Musikbeispielen aus zehn unterschiedlichen Stilkategorien absolviert, während die Schüler der Kontrollgruppen Musikunterricht ohne das ‚Hörtagebuch‘ erhielten. Da in beide Gruppen die gleiche Lehrperson unterrichtete und der Unterricht jahrgangsbezogen inhaltlich identisch ausgerichtet war, konnte die Vergleichbarkeit von Untersuchungs- und Kontrollgruppen auf einem hohen Niveau sichergestellt werden. Die Ergebnisse der Studie zeigen einen moderaten Anstieg (d=0,323) für das Konstrukt der toleranzbasierten Offenohrigkeit bei den männlichen Testgruppen-Schülern, obwohl deren Präferenzurteile zur Gesamtskala der angebotenen Musikbeispiele im Versuchszeitraum signifikant abnehmen (d=0,768). Eine gleichgerichtete Verlaufsentwicklung kann für die weiblichen Testgruppen-Schüler wie auch für die geschlechtsspezifischen Kontrollgruppen nicht nachgewiesen werden. In der Auseinandersetzung um das Postulat nach einer förderungswürdigen Konzeption von Offenohrigkeit stärken die Ergebnisse den toleranzbasierten Ansatz, da dieser – unabhängig von den aktuellen Musikpräferenzen – moderates Entwicklungspotential aufweist und keine problematische normative Setzung beinhaltet. Große Effekte (d≥0,8) bewirkt die Methode auf das Konstrukt des musikalischen Interesseverhaltens: Hörtagebuch-Schüler beschäftigen sich – gemessen an den Variablen Umfang, Stilvariabilität und Aktivitätsdichte – häufiger und abwechslungsreicher mit Musikbeispielen aus dem Unterricht in ihrer Freizeit weiter als Nicht-Hörtagebuch-Schüler. Allerdings manifestieren sich die beobachteten Interessehandlungen noch nicht in dauerhaft veränderten Hör- oder Musiziergewohnheiten. Die Befunde indizieren einen Bedarf an musikpädagogischen Anschlusskonzepten – z. B. durch Formen des selbstregulativen Lernens –, um das Potential der Methode Hörtagebuch für eine erfolgreiche musikalische Interessegenese weiter zu nutzen.

Messunsicherheiten sind ein wesentlicher Bestandteil eines Messergebnisses. Das Thema wird jedoch oft vernachlässigt in der Sekundarstufe, und die Schüler*innen haben viel Schwierigkeiten mit Varianz in Datensätzen. Diese Arbeit berichtet über die Gestaltung und Evaluierung einer digitalen Lernumgebung (DLE). Die konzeptbasierte DLE nutzt ein etabliertes Sachstrukturmodell für die Sekundarstufe und besteht aus drei Teilen: Einführung in und Grundlagen von Messunsicherheiten, Berechnung und Bedeutung des Mittelwerts und der Unsicherheit sowie dem Vergleich von Messergebnissen. Die Wirkung wurde in einem Prä-Post-Design getestet. Der Prä- und Posttest umfasste zwei Prüfungsaufgaben: einen Kompetenztest und ein Datenvergleichsproblem, bei dem eine mit Begründung versehene Entscheidung getroffen werden musste. Die Teilnehmenden wurden nach dem Zufallsprinzip einer der drei Gruppen A, B oder C zugeteilt und bekamen einen, zwei oder alle drei Teile der DLE gezeigt. Insgesamt nahmen 154 Schüler*innen der Klassenstufen 8 bis 11 freiwillig und selbstständig teil. Diese Studie hat gezeigt, dass mit zunehmendem konzeptionellen Wissen die Fähigkeit der Schüler*innen, Datensätze zu vergleichen, deutlich zunimmt. Der konzeptbasierte DLE kan selbstständig von Schüler*innen in 60 Min. bearbeitet werden. Das Kodiermanual ermöglicht eine schnelle Analyse der Begründungen der Schüler*innen im Rahmen von Datenvergleichsproblemen. Dieses Manual kann leicht in der Schule eingesetzt werden. Diese Codes zeigen in einem feinkörnigen Detail die Qualität und Entwicklung der Fähigkeit der Schüler*innen, Datensätze zu vergleichen. Es wurden keine Korrelationen zwischen der Klassenstufe und dem Ergebnis des Kompetenztests oder der Begründungsqualität gefunden. Der Erfolg der DLE und das gleichzeitige Fehlen eines solchen Zusammenhangs bedeutet, dass das Thema Messunsicherheiten bereits in der achten Klasse eingeführt werden kann. / Measurement uncertainties are an essential part of a measurement result. The topic is, however, rarely addressed in secondary education and students struggle a lot with variance in data sets. This thesis reports on the design and evaluation of a Digital Learning Environment (DLE). The concept-based DLE uses an established subject matter model for secondary education and consists of three parts: introduction to and underpinnings of measurement uncertainties, calculation and meaning of the mean value and the uncertainty, and the comparison of measurement results. The effect was tested in a pre-post design. The pre and post-test consisted of two probes: a competency test and a data comparison problem where a decision had to be made supported by a justification. Participants were randomly assigned one of three groups A, B, or C and were shown one, two, or all three parts of the DLE. A total of 154 students of grades 8-11 participated voluntarily and independently. This work has shown that with increased conceptual knowledge, students' ability to compare data sets increases significantly. The concept-based teaching can be done by having students work independently with the DLE in 60 min. The coding manual allows for a quick analysis of students' justifications in the context of data comparison problems. This coding manual can be easily used in school settings. These codes show, in a fine-grained detail, the quality and development of students' ability to compare data sets. No correlations have been found between grade level and competency test score or justification quality. The success of the DLE and the simultaneous absence of any such correlation means that the topic of measurement uncertainties can be introduced as early as eighth grade.