Motivationale Variablen und Wissenserwerb beim Lernen an Stationen zum Thema "Vogelflug und Auftrieb im Biologieunterricht"

Motivational and cognitive effects of learning at workstations on bird flight and lift in the subject of biology

"Vogelflug und Auftrieb" ist ein komplexes und nicht leicht zu unterrichtendes Thema in der Schule. Offene Unterrichtsformen könnten dabei das Unterrichten dieses lehrplanbezogenen Themas erleichtern. In dieser Arbeit werden verschiedene Ansätze offener Unterrichtsformen auf ihre Effektivität hin untersucht, das schwierige Thema Schülern der 6. Jahrgangsstufe im Gymnasium möglichst optimal zu vermitteln. "Effektivität" beinhaltet in diesem Sinne den kognitiven Lernerfolg und die Motivation der S"Vogelflug und Auftrieb" ist ein komplexes und nicht leicht zu unterrichtendes Thema in der Schule. Offene Unterrichtsformen könnten dabei das Unterrichten dieses lehrplanbezogenen Themas erleichtern. In dieser Arbeit werden verschiedene Ansätze offener Unterrichtsformen auf ihre Effektivität hin untersucht, das schwierige Thema Schülern der 6. Jahrgangsstufe im Gymnasium möglichst optimal zu vermitteln. "Effektivität" beinhaltet in diesem Sinne den kognitiven Lernerfolg und die Motivation der Schüler. Offener Unterricht umfasst drei Dimensionen: Eine inhaltliche Dimension, eine methodische Dimension und einen institutionellen Rahmen. Der inhaltliche Bereich ist innerhalb dieser Arbeit bereits durch das Thema festgelegt. Hinsichtlich des methodischen Bereichs wurden zwei unterschiedliche Unterrichtsformen miteinander verglichen: Eine schülerorientierte mit einer lehrerzentrierten Form des Unterrichtens. Den institutionellen Rahmen betreffend wurde die schülerorientierte Unterrichtsform an zwei unterschiedlichen Lernorten durchgeführt: In einem Museum und im Klassenzimmer. Die schülerorientierte Unterrichtsform bestand aus dem Lernen an Stationen. Aufgrund eines Mangels an geeigneten Schülerexperimenten zur Untersuchung der aerodynamischen Eigenschaften verschieden geformter Körper wurde ein entsprechendes Versuch-Modell entwickelt und als eigenständige Lernstation mit integriert. Die Evaluation dieses Modelleinsatzes im Klassenzimmer zeigte einen deutlichen kognitiven Lernerfolg und eine hohe affektive Wirkung. Demnach wird dem Modell ein hoher potentieller Nutzen für den Einsatz im Unterricht zugeschrieben. Die Evaluation der verschiedenen Instruktionen ergab folgende Ergebnisse: Im lehrerzentrierten Unterricht lernten die Schüler mehr als in der schülerorientierten Unterrichtsform. Jedoch gaben die Schüler des Stationenlernens eine höhere Motivation an. Betrachtet man den institutionellen Rahmen, so zeigte die Museumsgruppe einen höheren Lernerfolg als die Schüler, die das Stationenlernen im Klassenzimmer durchführten. Allerdings lag bei beiden Gruppen die Motivation gleich hoch. Obwohl der Lernerfolg im lehrerzentrierten Unterricht höher als beim Stationenlernen war, zeigten doch beide Gruppen einen signifikanten Wissenszuwachs. Aufgrund der höheren Motivation wird als optimale Lernumgebung für das schwer zu unterrichtende Thema "Vogelflug und Auftrieb" eine schülerorientierte Unterrichtsform, nämlich das Stationenlernen, angenommen. Zusätzlich kann ein Unterrichtsgang an einen außerschulischen Lernort das Thema bereichern.show moreshow less
Bird flight is a complex subject and a difficult issue to teach in a school classroom. Open learning environments might overcome these difficulties. This study investigated different approaches of open learning environments with regard to the most effective learning environment to teach this subject to 6th graders of highest stratification level ("Gymnasium"). In this sense, "effective" includes the cognitive learning outcome and the motivation of the students. Open learning environments comprisBird flight is a complex subject and a difficult issue to teach in a school classroom. Open learning environments might overcome these difficulties. This study investigated different approaches of open learning environments with regard to the most effective learning environment to teach this subject to 6th graders of highest stratification level ("Gymnasium"). In this sense, "effective" includes the cognitive learning outcome and the motivation of the students. Open learning environments comprise three dimensions: a thematic dimension, a methodological dimension and the institutional domain. In this study, the thematic level is given by the appropriate subject. Regarding the methodological level, two different instructional approaches were applied: a student-oriented versus a teacher-centred approach. Concerning the institutional domain, a student-oriented approach was implemented in two different locations: in a natural museum and in classrooms. The student-oriented approach followed a learning at workstations. Due to a lack of adequate hands-on experiments to investigate aerodynamic features of different formed bodies, a specific hands-on model was developed and included as one of the workstations. A considerable learning effect and a highly affective impact on the participating students was observed when experimenting with the hands-on model. Thus, the model is perceived to be of potential value for an implementation in school. The empirical evaluation of the different approaches showed following results: comparing the student-oriented and the teacher-centred approach, the latter outperformed the student-oriented approach in the learning outcome. However, when working on the learning stations the students indicated higher motivation scores. Considering the institutional openness of the learning environment, a comparison of the museum and the classroom environments resulted in a higher learning success of the museum group, but with equal motivational statements of the students. Although the teacher-centred group showed a higher learning effect than the student-oriented approach, both instructional approaches increased significantly the cognitive knowledge. Because of the overall higher motivation, the student-oriented approach consisting of learning at workstations was considered to be the most effective learning environment to teach the difficult subject of bird flight and lift. In addition, an excursion in an out-of-school setting might enrich the curriculum based subject.show moreshow less

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Metadaten
Institutes:Biologie
Author: Heike Sturm
Advisor: Prof. Dr. F. X. Bogner
Granting Institution:Universität Bayreuth,Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Date of final exam:10.12.2007
Year of Completion:2007
SWD-Keyword:Auftrieb; Biologieunterricht; Entdeckendes Lernen; Kognitive Motivation; Vogelflug
Tag:Kognitiver Lernerfolg; Lernen an Stationen
Learning at workstations; biology; bird flight; cognitive effect; motivation
Dewey Decimal Classification:570 Biowissenschaften; Biologie
RVK - Regensburg Classification:WB 4053
URN:urn:nbn:de:bvb:703-opus-3845
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):30.01.2008