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Visualisierungen finden in den unterschiedlichsten Lehr-Lernkontexten Anwendung, in der Annahme Lernfortschritte unterstützen zu können. Das vorliegende Forschungsprojekt widmete sich der empirischen Untersuchung der Kompetenzstruktur von Visualisierungskompetenz am Beispiel des Faches Mathematik. Es wurden außerdem dimensionsabhängige Kompetenzabstufungen entwickelt und anhand von IRT-Modellierungen untersucht.
Als hilfreiche Unterstützung instruktionaler Erklärungen im Unterricht wird häufig der Einsatz einer Visualisierung gefordert. Dabei bleibt offen, welche Rolle diese Visualisierung in Bezug auf die Qualität der Erklärung spielt. In zwei qualitativen Teilstudien mit angehenden und praktizierenden Lehrkräften wurden anhand von Erklärvideos zu Äquivalenzumformungen Zusammenhänge zwischen der Qualität instruktionaler Erklärungen, der Qualität der Visualisierung und ihres Einsatzes sowie der fachlichen und fachdidaktischen Qualität betrachtet.
Kinder interessieren sich für die Welt und ihre Zusammenhänge. Sie begegnen dieser in unterschiedlicher Weise: machen Erfahrungen (Primärerfahrungen), eignen sich Wissen und Sekundärerfahrungen an und haben Vorstellungen von Sachzusammenhängen in Natur, Technik, Zeit, Raum und Gesellschaft. Entsprechend ihrer Entwicklung stellen Kinder Fragen über die Zusammenhänge in der Welt.
In meiner Forschungsarbeit gehe ich der Forschungsfrage nach, wie Kinder im Alter von 9-13 Jahren komplexe Sachverhalte visualisieren. Im Rahmen dieser Studie entwickeln Kinder in der benannten Altersgruppe Zeichnungen zu komplexen Sachverhalten. Primär aus diesem Datenmaterial wird die Bildsprache (formale, materiale und inhaltliche Mittel) der Kinder erfasst und unterschiedliche Visualisierungskonzepte herausgearbeitet. Einen Einblick in die unterschiedlichen Darstellungsweisen geben die oben ausgewählten Zeichnungen aus dem Datenmaterial.
Während des Zeichenprozesses und der geistigen Auseinandersetzung der Kinder mit einem Sachverhalt finden auch Imaginations- und Reflexionsprozesse statt. Durch die Beobachtung der Zeichenprozesse, durch verbale Erläuterungen der Kinder (Interviews), durch Analyse der Zeichenprodukte und durch Einblicke in ihre häusliche Umgebung werden Hinweise auf Einflüsse auf die jeweilige Zeichnung gegeben. So steht jede Zeichnung in Zusammenhang mit endogenen und exogenen Kontextbedingungen. Diese sind beispielsweise: Wissen/Erfahrungen zum Sachverhalt, Wissen/Erfahrungen zur Bildsprache, Bildsozialisation, Motivation, situative Bedingtheit, etc.
Ziele der Untersuchung sind das Erstellen einer kategorialen Übersicht der zeichnerischen Bildsprache und das Herausbilden verschiedener Visualisierungskonzepte. Darüber hinaus sollen Zusammenhänge zwischen Zeichnung und deren Kontextbedingungen mit Hilfe einer Einzelfallstudie rekonstruiert werden.
Die Untersuchung reiht sich in die Grundlagenforschung zur Kinder- und Jugendzeichnung ein, die vorwiegend kognitions- und entwicklungspsychologisch geprägt ist (Richter 1987, Bareis 1998, Schuster 2010, John-Winde 1981, Mühle 1971, John-Winde/Roth-Bojadzhiev 1993, Glas 1999, Seidel 2007, Reiß 1996). Dieses Forschungsprojekt knüpft an die Begriffe visual literacy (Lacy 1987 nach Pettersson 1993) und Bildliteralität (Duncker 2013) an und fokussiert deren produktive Facette.
In der ersten Phase der Studie werden im unterrichtlichen Setting Zeichenaufgaben zur Klärung von Sachverhalten erprobt (z.B.: Wie kommt ein Ereignis in eine Zeitung? Was bewirkt die Sonne? Wie ist meine Schule organisiert?). Auf jede Zeichensequenz folgen leitfadengestützte Kurzinterviews mit einzelnen Kindern zu deren Zeichnungen. Rezeptive Bezüge, vorhandene Präkonzepte, Vorwissen und Vorerfahrung werden in den Interviews thematisiert. Durch Analyse und Systematisierung des Datenmaterials (ca. 500 Zeichnungen und ca. 120 Kurzinterviews) der ersten Erhebungsphase wird in Anlehnung an die Qualitative Inhaltsanalyse (Mayring 1983, Kuckartz 2014) eine umfangreiche Übersicht (Kategoriensystem) der zeichnerischen Bildsprache erstellt. In der zweiten Phase werden die Zeichnungen auf Basis der gebildeten Kategorien einer typenbildenden Inhaltsanalyse (nach Kuckartz 2014) unterzogen und Visualisierungskonzepte herausgebildet.
In der dritten Erhebungsphase, bei der der Frage nachgegangen wird, welche unterschiedlichen Kontextbedingungen sich beim Zeichnen von Sachverhalten rekonstruieren lassen, liegt der Fokus auf einer Fallstudie. Videografierte Zeichenprozesse, transkribierte Leitfadeninterviews, Beobachtungsprotokolle und Kinderzeichnungen stellen das Datenmaterial dar, das anhand einer Einzelfallstudie (im Rahmen der strukturierenden Qualitativen Inhaltsanalyse) rekonstruktiv analysiert wird. Hierbei sollen identifizierbare Kontextbedingungen berücksichtigt und in die Analyse integriert werden.
In der Dissertationsschrift wird der Frage nachgegangen, welcher Zusammenhang zwischen der Leistung im Thema Lineare Funktionen und der weiteren individuellen Faktoren – Selbstwirksamkeitsüberzeugungen, Präferenzen und metarepräsentationalem Wissen – besteht. Hierbei werden auf die zwei Repräsentationsarten Wertetabelle und Funktionsgraph sowohl beim Leistungsmaß als auch bei der Messung von Selbstwirksamkeitsüberzeugungen und Präferenzen fokussiert. Die verschiedenen Spezifitätsebenen von Selbstwirksamkeitsüberzeugungen werden gemäß der inhaltlichen Ebenen (domänenspezifisch, themenspezifisch und repräsentationsspezifisch) definiert. Die Erhebung wurde in der Realschule Klasse 8 mit 350 Schülerinnen und Schülern durchgeführt. Die vorgelegte Studie gibt empirische Hinweise auf die hergeleiteten Spezifitätsebenen.
In der vorliegenden Dissertation wird thematisiert, inwieweit der Prozentstreifen Schülerinnen und Schüler dabei unterstützen kann, im Bereich der Prozentrechnung sowohl ein besseres konzeptuelles Wissen zu erlangen als auch bessere Lösungshäufigkeiten zu erzielen.
In drei Teilstudien wurde aus unterschiedlichen Perspektiven heraus untersucht, inwieweit der Prozentstreifen ein hilfreiches Instrument für die Unterstützung im Bereich der Prozentrechnung ist:
In der ersten Teilstudie wurde eine Betrachtung verschiedener Aufgabentypen aus dem Bereich der Prozentrechnung und deren jeweilige Schwierigkeit in der Bearbeitung für Schülerinnen und Schüler vorgenommen.
In der zweiten Teilstudie, in der die Lernendenperspektive im Fokus stand, wurde in aufgabengeleiteten Interviews untersucht, wie Schülerinnen und Schüler die Arbeit mit dem Prozentstreifen beurteilen.
In der dritten Teilstudie schließlich wurde in einer größeren Stichprobe quantitativ die Wirkung einer Intervention zum Prozentstreifen untersucht.
Die Gesamtbetrachtung der Ergebnisse liefert Hinweise darauf, dass ein systematisches Einbinden des Prozentstreifens in den Unterricht sinnvoll ist.
Welches Potential bergen visuelle Zugänge zur Satzgrammatik? Diese Frage ist von hoher fachdidaktischer Relevanz, wird Visualisierungen doch von Bildwissenschaften und Lehr-Lern-Psychologie eine epistemische Funktion zugeschrieben. Diese Studie bietet einen Überblick über grammatikdidaktische Visualisierungen in aktuellen Lehrwerken der Bereiche Deutsch als Erst-, Zweit- und Fremdsprache. Auf empirischer Basis werden acht Grundtypen grammatikdidaktischer Visualisierung bestimmt und ausgewählte Visualisierungen einer semiotischen Analyse unterzogen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass mit den Visualisierungen potentiell eine große Vielfalt von Zugängen zur Satzgrammatik eröffnet wird, sie zugleich aber auch Probleme bergen. Vor diesem Hintergrund werden Gütekriterien für didaktisch sinnvolle Visualisierungen formuliert.
Lehrwerke und digitale Lernmedien für den Unterricht weisen eine große Anzahl von Text-Bild-Kombinationen auf. Begründet wird dies für faktuale Texte u.a. mit empirischen Forschungsergebnissen und anerkannten Theorien, die belegen, dass sprachliche Informationen aus Texten mithilfe von textbegleitenden Bildern besser verarbeitet und erinnert werden können. Aber auch literarische Erzähltexte, wie beispielsweise Fabeln und Märchen, werden in Lernmaterialien häufig mit Bildern verbunden. Eine Sichtung von Lehrwerken des Faches Deutsch zeigt, dass diese Bilder hierbei überwiegend einen illustrativen Charakter aufweisen und eine dekorative Funktion übernehmen. Es scheint, als würden Bilder in Deutschlehrwerken vor allem verwendet, um Texte und Bücher ästhetisch ansprechend zu gestalten und so die Motivation der jungen Leser_innen zu steigern. Ob dies gelingt und wie Schüler_innen der vierten bis sechsten Klassenstufe diese erzähltextbezogenen Bilder im Allgemeinen bewerten, wurde in einer Interviewstudie erfasst. Diese war Bestandteil eines Mixed-Method-Designs, welches außerdem auch eine quantitative Studie integrierte, in der die Wirkung erzähltextbezogener Bilder auf das Textverständnis und die Lesemotivation untersucht wurden.