Lernmedien und Lernerfolg - reale und virtuelle Materialien im Physikunterricht

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Medienvergleichsstudien zeigen, dass ein größerer Lernerfolg im Physikunterricht nicht allein durch den Einsatz von Computern erreicht werden kann. Die Kombination geeigneter Materialien soll Schüler unterstützen, Verknüpfungen zwischen mathematischen Modellen und Phänomenen herzustellen. Insbesondere wird erwartet, dass virtuelle Materialien wie Interaktive Bildschirmexperimente (IBE) großen Lernerfolg bei geringem Logistikaufwand ermöglichen. In einem Forschungsprojekt wird der Lernerfolg computergestützter, virtueller Materialien im Vergleich zu realen Materialien in einem 2x2-Design untersucht. Dazu wird eine Unterrichtseinheit zum Experimentieren mit einem Augenmodell entwickelt, die jeweils ein Medium zur Welt der Phänomene (Realexperiment oder IBE) und ein Medium zur Welt der mathematischen Modelle (Papiervorlagen oder Computersimulation) kombiniert. Die Schüler werden gleichmäßig auf die Varianten aufgeteilt und in einem Pre-Post-Test-Design verglichen. Die grundsätzliche Überlegenheit einer Medienkombination kann nicht nachgewiesen werden. Schüler lernen mit dem IBE ebenso gut wie mit dem Realexperiment, jedoch schneller. Die Kombination von Simulation und Realexperiment führt zu geringerem Lernerfolg in der Welt der mathematischen Modelle. Ein iteratives Modell für das Physiklernen wird abgeleitet, das zeigt, dass kognitive Fähigkeiten und Vorkenntnisse einen großen Teil der Variation im Lernerfolg erklären.