Since the 1980’s, education had to face various challenges such as new technologies, new ways of information gathering but also a reconsideration of conventional educational approaches. As a result, more emphasis has been placed on laboratory work in school science. In many industry nations, this trend was likewise bolstered by unexpected poor results in international comparative assessments (e.g. PISA, TIMSS), as well as students’ poor perception of science and, in relation to that, negative effects on career choices. To combat this growing trend, in Germany many out-of-school science laboratories were established in the recent years to foster interest in science. However, despite their positive temporary effects, approaches to increase effects or to develop long term positive changes are in demand.
This research investigates how the out-of-school laboratory effects are affected by a preparation and post enhancement based upon previous studies. Therefore, an online portal was developed which provided cognitive and affective content in order to prepare and post enhance students for their visit in an out-of-school laboratory. The research-based study was aimed at students from grade 10 of lower and upper secondary level who perform one-day experimental activities at the out-of-school laboratory located at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf research center. In doing so, a comparative analysis was conducted between students who used the online portal and control group members who just regularly visited the laboratory without a special preparation or post enhancement. The evaluation follows a pre, post, and follow-up approach.
Based on the results of this research, it could be confirmed that the online portal, as a tool to prepare and post enhance students, had a significant impact. Moreso, students’ situational interest was positively promoted through the online portal. This also applied for related features, like students’ self-concept as well as their perceptions of the out-of-school laboratory environment and even slight effects on their individual interest. As it turned out regarding the desired situational interest, females benefitted most. However, again most results suggest that evoked effects diminish over time. Even though this likely can be traced back to the characteristics of the post enhancement of the online portal, outcomes regarding students’ interest in science and a career in physics indicate the post enhancement’s ability to ensure sustainability.
Within the sample three classes were identified based on their interests. Accordingly, for all classes’ members the portal fosters their situational interest. This especially applies for less scientific interested students. Assessments on the portal’s perception by the students revealed a high degree of willingness to prepare for the laboratory visit and to spend the time required. A large majority appreciated the online portal for their laboratory work. An extended preparation, like presented in this study, is still regarded as acceptable to the students. Nevertheless, a compulsory preparation and post enhancement is highly recommended. On the whole, it can be concluded that the online portal respectively a preparation and post enhancement is beneficial for activities out-of-school. / Anfang der 1980er-Jahre ergaben sich im Bildungssektor eine Reihe von Herausforderungen, die im Zusammenhang mit neuen Technologien, neuen Wegen des Informationsaustausches, aber auch des Hinterfragens traditioneller Bildungsansätze standen. Im Ergebnis dessen kam der experimentellen Arbeit im naturwissenschaftlichen Unterricht eine stärkere Rolle zu. Unerwartet schwache Ergebnisse internationaler Vergleichsstudien (z.B. PISA, TIMSS) sowie ein schlechtes Image der Naturwissenschaften und damit einhergehende negative Auswirkungen auf die Kurs- und Berufswahl verstärkten diesen Trend in vielen Industrienationen. Vor diesem Hintergrund und mit dem Ziel, Interesse an Naturwissenschaften zu fördern, wurden in Deutschland in den vergangenen Jahren zahlreiche Schülerlabore etabliert. Trotz der Tatsache, dass die Einrichtungen positive Effekte erzielen, sind diese teilweise gering oder schwächen mit der Zeit ab.
Wie bisherige Studien vermuten lassen, scheint die Vor- und Nachbereitung von Veranstaltungen im Schülerlabor eine Lösung hierfür zu bieten. Anhand der vorgestellten Studie soll dies untersucht werden. In diesem Zusammenhang wurde ein Online-Portal für Schülerinnen und Schüler entwickelt. Basierend auf kognitiven und affektiven Inhalten bietet es Teilnehmern die Möglichkeit, ihren Schülerlaborbesuch vor- und nachzubereiten. Die Studie richtete sich an Schüler ab der 10. Klasse der Sekundarstufe 1 und 2, die einen Experimentiertag im Schülerlabor DeltaX am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf absolvierten. Dabei wurden in Form einer Vergleichsstudie Teilnehmer mit und ohne Nutzung des Online-Portals gegenübergestellt. Die entsprechenden Daten der Untersuchung wurden durch eine Fragebogenerhebung im Pre-Post-Follow-up-Design erhoben.
Die Ergebnisse der Studie bestätigen den signifikanten Einfluss des Online-Portals. So zeigen sich durchaus positive Effekte hinsichtlich der Entwicklung des aktuellen Interesses der Schülerinnen und Schüler. Gleiches gilt auch im Hinblick auf verwandte Konstrukte wie das Fähigkeitsselbstkonzept, die wahrgenommenen Merkmale der Laborumgebung und auch abgeschwächt für dispositionale Interessen. Bezogen auf die angestrebte Förderung des aktuellen Interesses zeigte sich, dass vor allem Schülerinnen profitieren. Allerdings ließ sich für die meisten der hervorgerufenen Effekte ein Absinken im Verlauf der Zeit erkennen. Möglicherweise ist das auf die Umsetzung der Nachbereitung im Rahmen des Online-Portals zurückzuführen.
Die Ergebnisse lassen die Vermutung zu, dass die Nachbereitung bezüglich des Interesses an Naturwissenschaften und an einem physikalischen Beruf das Potenzial besitzt, mehr Nachhaltigkeit hervorzurufen. Um Vorinteressen der Teilnehmer zu berücksichtigen, konnten drei unterschiedliche naturwissenschaftliche Interessensklassen identifiziert werden. Es stellte sich heraus, dass die Entwicklung des aktuellen Interesses aller drei Interessenklassen durch das Online-Portal gefördert wird. Dies gilt vor allem für die gering naturwissenschaftlich interessierten Schülerinnen und Schüler. Untersuchungen, die sich auf das Online-Portal selbst bezogen, offenbarten zum einen ein hohes Maß an Bereitschaft, sich auch mit dem dafür notwendigen zeitlichen Aufwand auf den Experimentiertag im Schülerlabor vorzubereiten. Zum anderen schätzt die breite Mehrheit der Teilnehmer das Online-Portal für ihre Arbeit im Schülerlabor. Selbst eine umfangreichere Vorbereitung wird von den Schülerinnen und Schülern als akzeptabel betrachtet. Es wird dennoch dazu geraten, die Vor- und Nachbereitung obligatorisch durchzuführen. Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Studie den positiven Einfluss des Online-Portals bzw. der Vor- und Nachbereitung auf außerschulische Aktivitäten.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa.de:bsz:14-qucosa-192707 |
| Date | 05 February 2016 |
| Creators | Streller, Matthias |
| Contributors | Technische Universität Dresden, Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften, Prof. Dr. Gesche Pospiech, Prof. Dr. Gesche Pospiech, Prof. Dr. Avi Hofstein |
| Publisher | Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
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