ISBN 9783843927239

978-3-8439-2723-9, Reihe Physik

Katrin Hochberg
iMechanics: Smartphones als Experimentiermittel im Physikunterricht der Sekundarstufe II - Wirkung auf Lernerfolg, Motivation und Neugier in der Mechanik

603 Seiten, Dissertation Technische Universität Kaiserslautern (2016), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Smartphones besitzen verschiedene interne Sensoren, so dass sich mit nur einem Medium zahlreiche interessante Experimentiermöglichkeiten bieten. In der fachdidaktischen Forschung sind bereits zahlreiche experimentelle Konzepte in der Literatur vorhanden, die empirische Untersuchung der Lerneffekte von Smartphones wurde allerdings bisher kaum in den Blick genommen. Als ein erster Schritt hin zu einem umfänglichen Verständnis der Möglichkeiten der Förderung des Lernens in Physik durch das Experimentieren mit Smartphones und den darin verbauten Beschleunigungssensoren wurde hier eine Untersuchung in einer traditionellen Unterrichtssituation mit bewährten Experimenten im Themenbereich Mechanik durchgeführt.

Es traten keine der häufig befürchteten Nachteile der Nutzung moderner Kommunikationsmedien im Unterricht auf. Die Schülerinnen und Schüler waren durch den zielgerichteten Medieneinsatz nicht überfordert, die Lernleistung der Schülerinnen und Schüler war unabhängig von ihrer Vorerfahrung mit Experimenten oder mit Technik, und auch eine besonders große Ablenkung konnte in der Intervention nicht beobachtet werden. Neben dem Ausbleiben befürchteter Nachteile traten explizite Vorteile durch das Lernen mit Beschleunigungssensoren von Smartphones auf: Das Interesse und Engagement der Schülerinnen und Schüler in der Smartphone-Gruppe war signifikant größer als das in der Kontrollgruppe (d = 0,4). Hierbei wurde vor allem das Interesse bezüglich des Physikunterrichts bei den Schülerinnen und Schülern geweckt, die vor der Intervention eher wenig interessiert waren. Die Neugier bezüglich der Inhalte der Experimente war in der Smartphone-Gruppe signifikant stärker ausgeprägt als in der Kontrollgruppe (d = 0,25). Kognitive Vorteile durch das Lernen mit dem Beschleunigungssensor von Smartphones konnten nicht festgestellt werden. Es traten allerdings auch keine Nachteile auf: In beiden Gruppen gab es mittlere gewichtete Lernzuwächse (gSG = 0,38, gKG = 0,33) mit großen Effektstärken (dSG = 0,95, dKG = 1,09), wobei die Smartphone-Gruppe genau so gut abschnitt wie die Kontrollgruppe.

Abgesehen von den Erkenntnissen bezüglich der Lerneffekte von Smartphones lieferte der für die Hauptstudie entwickelte Konzepttest zur Periodizität mechanischer harmonischer Schwingungen Hinweise auf bisher unbekannte Präkonzepte. Außerdem wurden in der vorliegenden Arbeit erste Schritte hin zu einem Testinstrument für das episodische Gedächtnis in instruktionalen Kontexten unternommen.