Methoden in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung

438 Pages·2014·6.999 MB·German

by  Horst Schecker Prof. Dr. (auth.), Dirk Krüger, Ilka Parchmann, Horst Schecker (eds.)

Dirk Krüger
Ilka Parchmann
Horst Schecker Hrsg.
Methoden in der
naturwissenschafts-
didaktischen
Forschung
Methoden in der
naturwissenschaftsdidaktischen Forschung
⋅ ⋅
Dirk Krüger Ilka Parchmann Horst Schecker
Herausgeber
Methoden in der naturwis-
senschaftsdidaktischen
Forschung
Herausgeber
Prof.Dr.DirkKrüger Prof.Dr.HorstSchecker
DidaktikderBiologie FB1Physik/Elektrotechnik,Institutfür
FreieUniversitätBerlin DidaktikderNaturwissenschaften,Abt.
Berlin,Deutschland Physikdidaktik
UniversitätBremen
Prof.Dr.IlkaParchmann
Bremen,Deutschland
DidaktikderChemie
Leibniz-InstitutfürdiePädagogikder
NaturwissenschaftenundMathematik(IPN)an
derChristian-Albrechts-UniversitätzuKiel
Kiel,Deutschland
ISBN978-3-642-37826-3 ISBN978-3-642-37827-0(eBook)
DOI10.1007/978-3-642-37827-0
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©Springer-VerlagBerlinHeidelberg2014
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Vorwort
Bücher zur Einführung in Methoden und Verfahren quantitativer und qualitativer For-
schunggibtesebensowieGrundlagenwerkezurFachdidaktik.Wasfehlt,isteineKombi-
nationausbeiden:WelcheMethodensindfürwelchefachdidaktischenForschungsfragen
sinnvoll nutzbar? Wie werden sie in der Naturwissenschaftsdidaktik angewendet? Um
die methodischen Vorgehensweisen möglichst konkret aufzuzeigen und mit authenti-
schen Projekterfahrungen zu verbinden, sind die Kapitel dieses Bandes als Berichte aus
Forschungsvorhabendargestellt. Dabeiähnelnsich diemethodischenZugänge derfach-
didaktischenForschungenindendreiNaturwissenschaftenBiologie,ChemieundPhysik
sehr.DiesermöglichtdieZusammenstellungvonBeiträgenindiesemgemeinsamenHand-
buchzuMethodenindernaturwissenschaftsdidaktischenForschung.
WirrichtenunsmitdiesemWerkanBachelor-undMasterstudierende,dieihreQuali-
fikationsarbeiteninderFachdidaktikschreiben,sowieanPromovierende,diemiteigenen
empirischen Studien in die Wissenschafteiner Fachdidaktik einsteigen möchten. Es fin-
den sich neben sehrgrundlegenden methodischenEinführungen (z.B.in die Erstellung
einesFragebogensoderdieDurchführungundAuswertungvonInterviews)auchKapitel
zuformalsehrkomplexenVerfahren(z.B.zurAuswertungvonKompetenztestsoderzur
AnalysevonDistraktoreninMultiple-Choice-Aufgaben),diebereitsKenntnissegrundle-
genderVerfahrenundBegriffevoraussetzen.DasSpektrumderBeiträgeimvorliegenden
BandistdaherweitundfüreinebreiteGruppedeswissenschaftlichenNachwuchsesinter-
essant.AmEndejedesKapitelsstehenkonkreteHinweiseaufLiteraturzurVertiefungder
behandelten Methodik. Online-Ergänzungen1 bieten zu einigen Kapiteln weitergehende
Erläuterungen, Materialien undÜbungsmöglichkeiten, aberauch beitragsübergreifendes
MaterialzuausgewähltenVerfahrenderstatistischenDatenauswertung.
DasBuchverbindetForschungsmethodenmitinhaltlichenAnwendungsbeispielenaus
den Fachdidaktiken der Biologie, Chemie und Physik. Alle Kapitel haben einen klaren
Schwerpunkt auf den Forschungsmethoden, enthalten aber im Zusammenhang mit der
zurVeranschaulichungherangezogenenStudieauchtheoretischeHintergründezufachdi-
daktischenForschungsgebieten.DieStudienstehendabeijeweils stellvertretend auchfür
andereForschungsthemenderDidaktikenderdreiNaturwissenschaften,indenendieMe-
1http://www.springer.com/978-3-642-37826-3
V
VI Vorwort
thodenverwendetwerdenkönnen.DennochspiegeltdasGesamtbildderThemennatür-
lichauchSchwerpunktederderzeitigennaturwissenschaftsdidaktischenForschungwider.
Damitsolljedoch keineGewichtungihrerBedeutung verbundensein.Ebensoverhältes
sich mit methodischenPositionen und Überzeugungen, die in den Beiträgen formuliert
werden.SiesolleneinenDiskursanregen,sicheraberkeinegrundlegendenormativeBe-
wertungdarstellen.
BeiderPlanungdesBucheswarunswichtig,dieMethodenvielfaltindendreiFachdi-
daktikenmöglichstbreitabzubilden.EsfindensichqualitativeundquantitativeVerfahren,
Ansätzeder Grundlagenforschungundder Entwicklungsforschung, Untersuchungen im
Feldundimfachdidaktischen Labor,Analysenmit einemAußenblick auf Praxisebenso
wieDesigns,dieLehrkräftealsPartnerindieForschungsarbeiteinbeziehen.InderRegel
legt ein Kapitel den Schwerpunkt entweder auf die methodische Planung und Vorberei-
tung einer Studie, alsoz.B.dieEntwicklung eines Datenerhebungsinstruments,oderauf
dieErhebung,AufbereitungundAuswertungvonDaten.InderZusammenschaubietetdies
einen guten Überblick über etablierte Verfahren fachdidaktischer Forschungsmethodik.
EinenAnspruchaufvollständigeAbdeckungderMethodenindernaturwissenschaftsdi-
daktischenForschungerhebenwirjedochnicht.
InverschiedenenKapitelnwerdenGütekriterienfachdidaktischerForschungangespro-
chen,dieesselbstverständlichzubeachtengilt:Woherweißich,dassmeinTestmisst,was
ermessensoll?WürdenanderePersonenmeineDatenebensointerpretierenwieich?Wie
allgemeingültig sindmeineAussagen?Hier gilt es,schonbei der PlanungundEntwick-
lungstrengzuprüfenundbeiderAuswertungvorsichtiginderVerallgemeinerungzusein.
SonstmussmangegebenenfallsamEndeeinerStudiedieeigeneArbeitdurchQualitätskri-
tikinFragestellen.BeiderDatenerhebungmitTestsundFragebögen–umeinBeispielzu
nennen–müssenvorderenEinsatzquantitativeAbschätzungenhinsichtlichderGütepara-
metervorgenommenwerden,etwazurAbhängigkeitderWertevonderStichprobengröße
oderderAnzahlanTestitems.AuchzurDatenskalierungfindensichindenKapitelnAus-
führungen,diejedochinwissenschaftlichenArbeitenunterschiedlich strenggehandhabt
werden(z.B.zurVerwendungvonarithmetischenMittelwertenbeiLikert-Skalen).
Nicht näher ausgeführt werden rechtliche Fragen, die vor jeder empirischen Unter-
suchung geprüft werden müssen(insbesonderezum Datenschutz). Die Regelungen sind
indenBundesländernsounterschiedlich,dassspezifischeEmpfehlungenindiesemBand
nichtgegebenwerdenkönnen.
BisherfehltefürdienochrelativjungenwissenschaftlichenDisziplinenderdreinatur-
wissenschaftlichenFachdidaktiken Biologie, Chemie und Physik eine Einführung in die
MethodenderempirischenForschung.WirmöchtenmitdiesemBucheinenBeitragleis-
ten,dieseLückezuschließen.WirbedankenunsbeiallenAutorinnenundAutorenfürihre
Mitarbeit undKooperationsbereitschaft bei der Erstellung des vorliegenden Handbuchs.
Wirdanken demSpringerVerlag,der sichentschlossenhat,mit diesemHandbuchdem
wissenschaftlichenNachwuchsindenFachdidaktikeneinemethodischeOrientierungshil-
fefürdieForschungsarbeitandieHandzugeben.
Vorwort VII
Wirhabenunsbemüht,anmöglichstvielenStellengeschlechtsneutraleNominazuver-
wenden.AnStellen,wodiesnichtmöglichwar,wirdausGründenderleichterenLesbarkeit
dasgenerischeMaskulinumverwendet undmeintbeideGeschlechter gleichermaßen.In
denTextensindeinigeBegriffefettgedruckt.ZudiesenBegriffenfindetmanimGlossar
weitergehendeErläuterungen.
WirwünschenallenLesewilligenwertvolleAnregungenundeineerfolgreicheUmset-
zungundWeiterentwicklung derfachdidaktischenForschungs-undEntwicklungspraxis!
Berlin,BremenundKielimApril2013 DirkKrüger
HorstSchecker
IlkaParchmann
Autorenverzeichnis
Prof.Dr.ClaudiavonAufschnaiter InstitutfürDidaktikderPhysik,
Justus-Liebig-UniversitätGießen,Karl-Glöckner-Straße21C,35394Gießen,Deutschland
Prof.Dr.ElfriedeBillmann-Mahecha InstitutfürPädagogischePsychologie,Leibniz
UniversitätHannover,Schloßwenderstr.1,30159Hannover,Deutschland
Prof.Dr.SusanneBögeholz Albrecht-von-Haller-Institutfür
Pflanzenwissenschaften/DidaktikderBiologie,Georg-August-UniversitätGöttingen,
Waldweg26,37073Göttingen,Deutschland
KatrinBölsterli DidaktikderNaturwissenschaften/Chemie,PädagogischeHochschule
Luzern,Pfistergasse20,7660,6000Luzern,Schweiz
Dr.MajaBrückmann ZentrumfürDidaktikderNaturwissenschaften,Forschungund
Entwicklung,PädagogischeHochschuleZürich,Lagerstrasse2,8090Zürich,Schweiz
Dr.UlrikeBurkard UniversitätsbibliothekMainz,Duesbergweg10-14,
55128Mainz,Deutschland
Prof.Dr.MaikeBusker Institutfürmathematische,naturwissenschaftlicheund
technischeBildung;AbteilungfürChemieundihreDidaktik,UniversitätFlensburg,Auf
demCampus1,24943Flensburg,Deutschland
Dr.SabrinaDollny VestischesGymnasiumKirchhellen,Schulstr.25,
46244Bottrop,Deutschland
Prof.i.R.Dr.Dr.hcReindersDuit Heisterkamp14,24211Preetz,Deutschland
Dr.SabinaEggert Albrecht-von-Haller-InstitutfürPflanzenwissenschaften/Didaktikder
Biologie,Georg-August-UniversitätGöttingen,Waldweg26,
37073Göttingen,Deutschland
Prof.Dr.AlfredFlint DidaktikderChemie,UniversitätRostock,Albert-Einstein-Str.3a,
18051Rostock,Deutschland
Prof.Dr.David-SamuelDiFuccia DidaktikderChemie,UniversitätKassel,
Heinrich-Plett-Str.40,34109Kassel,Deutschland
IX
X Autorenverzeichnis
Prof.Dr.UlrichGebhard FachbereichErziehungswissenschaft,DidaktikderBiologie,
UniversitätHamburg,Von-Melle-Park8,20146Hamburg,Deutschland
Prof.Dr.DittmarGraf InstitutfürBiologiedidaktik,Justus-Liebig-UniversitätGießen,
Karl-Glöckner-Str.21c,35394Gießen,Deutschland
Prof.Dr.HaraldGropengießer DidaktikderBiologie,LeibnizUniversitätHannover,
AmKleinenFelde30,30167Hannover,Deutschland
Prof.Dr.MarcusHammann ZentrumfürDidaktikderBiologie,Westfälische
Wilhelms-UniversitätMünster,Schlossplatz34,48143Münster,Deutschland
Prof.Dr.MartinHopf ÖsterreichischesKompetenzzentrumfürDidaktikderPhysik,
UniversitätWien,Porzellangasse4,Stiege2,1090Wien,Österreich
JaninaJördens ZentrumfürDidaktikderBiologie,WestfälischeWilhelms-Universität
Münster,Schlossplatz34,48143Münster,Deutschland
Prof.Dr.AlexanderKauertz Physikdidaktik,CampusLandau,Universität
Koblenz-Landau,Fortstr.7,76829Landau,Deutschland
CarolineKörbs InstitutfürChemie,Humboldt-UniversitätzuBerlin,
Brook-Taylor-Str.2,12489Berlin,Deutschland
Prof.Dr.DirkKrüger DidaktikderBiologie,FreieUniversitätBerlin,
Schwendenerstr.1,14195Berlin,Deutschland
Prof.Dr.JochenKuhn DidaktikderPhysik,TechnischeUniversitätKaiserslautern,
Erwin-Schrödinger-Str.46,67663Kaiserslautern,Deutschland
Dr.ChristophKulgemeyer InstitutfürDidaktikderNaturwissenschaften,Abt.
Physikdidaktik,UniversitätBremen,Otto-Hahn-Allee1,28334Bremen,Deutschland
Dr.MarkusLücken InstitutfürBildungsmonitoringundQualitätsentwicklung(IfBQ)in
Hamburg,BeltgensGarten25,20537Hamburg,Deutschland
Prof.Dr.JürgenMayer DidaktikderBiologie,UniversitätKassel,Heinrich-Plett-Str.40,
34132Kassel,Deutschland
Dr.RalfMerkel StudienreferendarimSchulpraktischenSeminarSteglitz-Zehlendorf,
Berlin,Deutschland
Prof.Dr.KnutNeumann DidaktikderChemie,Leibniz-InstitutfürdiePädagogikder
NaturwissenschaftenundMathematik(IPN)anderChristian-Albrechts-Universitätzu
Kiel,Olshausenstr.62,24118Kiel,Deutschland
Prof.Dr.KaiNiebert DidaktikderNaturwissenschaften,LeuphanaUniversität
Lüneburg,Scharnhorststraße1,21335Lüneburg,Deutschland
Autorenverzeichnis XI
Prof.Dr.IlkaParchmann DidaktikderChemie,Leibniz-InstitutfürdiePädagogikder
NaturwissenschaftenundMathematik(IPN)anderChristian-Albrechts-Universitätzu
Kiel,Olshausenstraße62,24118Kiel,Deutschland
Dr.JürgenPetri FakultätI,InstitutfürPädagogik,CarlvonOssietzkyUniversität
Oldenburg,26111Oldenburg,Deutschland
Prof.Dr.BerndRalle DidaktikderChemieI,TechnischeUniversitätDortmund,
Otto-Hahn-Str.6,44221Dortmund,Deutschland
Prof.Dr.MarkusRehm DidaktikderNaturwissenschaften/Chemie,Pädagogische
HochschuleHeidelberg,ImNeuenheimerFeld561,69121Heidelberg,Deutschland
Prof.Dr.PeterReinhold DidaktikderPhysik,UniversitätPaderborn,Warburger
Str.100,33098Paderborn,Deutschland
Dr.TanjaRiemeier Georg-Büchner-GymnasiumSeelze,Hirtenweg22,
30926Seelze,Deutschland
Dr.JosefRiese DidaktikderPhysik,UniversitätPaderborn,WarburgerStr.100,
33098Paderborn,Deutschland
Prof.Dr.MathiasRopohl AbteilungDidaktikderChemie,LeibnizInstitutfürdie
PädagogikderNaturwissenschaftenundMathematik,Olshausenstr.62,
24118Kiel,Deutschland
Prof.Dr.AngelaSandmann FakultätfürBiologie,DidaktikderBiologie,Universität
Duisburg-Essen,45117Essen,Deutschland
Prof.Dr.HorstSchecker FB1Physik/Elektrotechnik,InstitutfürDidaktikder
Naturwissenschaften,Abt.Physikdidaktik,UniversitätBremen,Otto-Hahn-Allee1,
28334Bremen,Deutschland
Prof.Dr.PhilippSchmiemann DidaktikderBiologie,UniversitätDuisburg-Essen,
Universitätsstraße2,45141Essen,Deutschland
Prof.Dr.ErichStarauschek AbteilungPhysikundihreDidaktik,Pädagogische
HochschuleLudwigsburg,Reuteallee46,71634Ludwigsburg,Deutschland
Prof.Dr.OliverTepner DidaktikderChemie,UniversitätRegensburg,
Universitätsstr.31,93053Regensburg,Deutschland
Prof.Dr.HeikeTheyßen DidaktikderPhysik,UniversitätDuisburg-Essen,
Universitätsstraße2,45117Essen,Deutschland
Prof.Dr.RüdigerTiemann InstitutfürChemie,Humboldt-UniversitätzuBerlin,
Brook-Taylor-Str.2,12489Berlin,Deutschland
Prof.Dr.AnnetteUpmeierzuBelzen FachdidaktikundLehr-/LernforschungBiologie,
Humboldt-UniversitätzuBerlin,Invalidenstr.42,10115Berlin,Deutschland