Schülerschwierigkeiten Beim Eigenständigen Experimentieren : Eine Qualitative Studie Am Beispiel Einer Experimentieraufgabe Zum Hooke'schen Gesetz.

Intro -- 1. Einleitung -- 1.1. Überblick und Ziele der vorliegenden Arbeit -- 1.2. Das DiSiE-Projekt -- 1.3. Gliederung der Arbeit -- 2. Theoretische Grundlagen -- 2.1. Diagnostizieren und Fördern im Unterricht -- 2.1.1. Der Umgang mit Heterogenität im Unterricht -- 2.1.1.1. Heterogenität im Unterricht -- 2.1.1.2. Individuelle Förderung der Lernenden und innere Differenzierung -- 2.1.1.3. Zwischenfazit -- 2.1.2. Diagnostizieren im Unterricht -- 2.1.2.1. Diagnosekompetenz von Lehrkräften -- 2.1.2.2. Diagnosekompetenz im Fokus von Bildungspolitik und Bildungsforschung -- 2.1.2.3. Formen des Diagnostizierens -- 2.1.2.4. Formative Assessment und adaptive Lehrkompetenz -- 2.1.2.5. Verfahren des Diagnostizierens -- 2.1.2.6. Zwischenfazit -- 2.2. Experimentieren im naturwissenschaftlichen Unterricht -- 2.2.1. Die Rolle von Experimenten im naturwissenschaftlichen Unterricht -- 2.2.1.1. Empirische Untersuchungen zur Rolle von Experimenten im Physikunterricht -- 2.2.1.2. Ziele des Experimentierens im naturwissenschaftlichen Unterricht -- 2.2.1.3. Zwischenfazit -- 2.2.2. Schülerexperimente im naturwissenschaftlichen Unterricht -- 2.2.2.1. Empirische Studien zur Rolle von Schülerexperimenten im Physikunterricht -- 2.2.2.2. Einstellungen von Lehrkräften und Lernenden zu Schülerexperimenten -- 2.2.2.3. Die Rolle von Schülerexperimenten im naturwissenschaftlichen Unterricht -- 2.2.2.4. Zwischenfazit -- 2.2.3. Experimentieren als Teil naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung -- 2.2.3.1. Experimentieren in den Bildungsstandards -- 2.2.3.2. Modellierung experimenteller Kompetenz -- 2.2.3.3. Zwischenfazit -- 2.3. Diagnostizieren und Fördern im Bereich naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung -- 2.3.1. Studien zur Diagnosekompetenz von (angehenden) Lehrkräften im naturwissenschaftlichen Unterricht.

2.3.2. Studien zur Unterstützung und Förderung von Lernenden im Bereich der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung -- 2.3.3. Zwischenfazit -- 2.4. Lernschwierigkeiten -- 2.4.1. Lernschwierigkeiten aus Sicht der Sonderpädagogik -- 2.4.1.1. Definition von Lernschwierigkeiten -- 2.4.1.2. Klassifizierung von Lernschwierigkeiten nach ihren Bedingungsfaktoren -- 2.4.1.3. Zwischenfazit -- 2.4.2. Lernschwierigkeiten aus Sicht verschiedener Fachdidaktiken -- 2.4.2.1. Lernschwierigkeiten beim Lernen und Experimentieren im Physikunterricht -- 2.4.2.2. Lernschwierigkeiten aus Sicht weiterer Forschungsgebiete -- 2.4.2.3. Zwischenfazit -- 3. Forschungsanliegen und Forschungsdesign -- 3.1. Theoretische Fundierung des Forschungsanliegens -- 3.1.1. Ausgangspunkt 1: Individuelle Förderung der Schülerinnen und Schüler beim eigenständigen Experimentieren -- 3.1.2. Ausgangspunkt 2: Förderung der Diagnosekompetenz von Lehrkräften bezüglich des Einsatzes von Schülerexperimenten -- 3.2. Konsequenzen für das Forschungsanliegen -- 3.2.1. Definition von Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren im Rahmen dieser Arbeit -- 3.2.2. Eingrenzungen des Bereichs der Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren im Rahmen dieser Arbeit -- 3.3. Darstellung der Forschungsfragen -- 3.4. Konsequenzen für das Forschungsdesign -- 3.4.1. Vorgehen beim theoriegeleiteten Ansatz -- 3.4.2. Vorgehen beim empirischen Ansatz -- 4. Theoretische Modellbildung -- 4.1. Strukturierung des Experimentierprozesses -- 4.2. Klassifizierung der Schülerschwierigkeiten orientiert am Bereich der Sonderpädagogik -- 4.3. Theoretisch abgeleitetes Modell der Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren -- 4.3.1. Vereinigung der beiden Ansätze -- 4.3.2. Überprüfung der Eignung des Modells -- 5. Untersuchungsmethodik der empirischen Studie.

5.1. Experimentierumgebung zum Hooke'schen Gesetz -- 5.1.1. Das Hooke'sche Gesetz -- 5.1.2. Curriculare Bedeutung des Hooke'schen Gesetzes für den Physikunterricht der Sekundarstufe I -- 5.1.3. Eingesetzte Experimentieraufgabe -- 5.1.4. Erwartungshorizont für die Lösung der Experimentieraufgabe -- 5.1.5. Teilziele für eine erfolgreiche Bearbeitung der Experimentieraufgabe -- 5.2. Vorstudien zur Optimierung der Untersuchungsmethoden und zur Erprobung der Aufgabe -- 5.2.1. Vorstudie zum computergestützten Experimentieren -- 5.2.2. Vorstudie zur Experimentieraufgabe zum Hooke'schen Gesetz -- 5.3. Aufbau und zeitlicher Ablauf der empirischen Studie -- 5.4. Beschreibung der Stichprobe -- 5.5. Beschreibung der eingesetzten Untersuchungsmethoden -- 5.5.1. Videoaufzeichnung und Kurzanalyse der Schülerexperimentierprozesse -- 5.5.1.1. Theoretische Grundlagen -- 5.5.1.2. Umsetzung in der empirischen Studie -- 5.5.2. Ausführliche Interviews über die Schülerschwierigkeiten -- 5.5.2.1. Theoretische Grundlagen -- 5.5.2.2. Umsetzung in der empirischen Studie -- 6. Auswertungsmethodik -- 6.1. Theoretische Grundlagen der qualitativen Inhaltsanalyse -- 6.1.1. Einsatzbereiche der qualitativen Inhaltsanalyse -- 6.1.2. Techniken der qualitativen Inhaltsanalyse -- 6.1.3. Spezifisch qualitative Gütekriterien -- 6.2. Auswertung der Videos der Experimentierprozesse -- 6.2.1. Auswertungsmethode zur Beschreibung und Strukturierung des Experimentierprozesses -- 6.2.1.1. Entwicklung des Kategoriensystems zur Beschreibung der Experimentierprozesse -- 6.2.1.2. Darstellung und Auswertung der Kategorien zur Beschreibung des Experimentierprozesses -- 6.2.2. Auswertungsmethode zur Beschreibung und Strukturierung der unmittelbar beobachtbaren Schülerschwierigkeiten -- 6.2.2.1. Entwicklung des Kategoriensystems zur Beschreibung der unmittelbar beobachtbaren Schülerschwierigkeiten.

6.2.2.2. Darstellung und Auswertung der Kategorien zur Beschreibung der unmittelbar beobachtbaren Schülerschwierigkeiten -- 6.3. Auswertung der ausführlichen Interviews über Schülerschwierigkeiten -- 6.3.1. Entwicklung des Kategoriensystems zur Beschreibung der Bedingungsfaktoren -- 6.3.1.1. Deduktive Kategorienanwendung zum Wiederauffinden der unmittelbar beobachteten Schülerschwierigkeiten in den Interviews -- 6.3.1.2. Induktive Kategorienbildung zur Erarbeitung der Bedingungsfaktoren der unmittelbar beobachteten Schülerschwierigkeiten in den Interviews -- 6.3.2. Darstellung und Auswertung der Kategorien zur Beschreibung der Bedingungsfaktoren auf Individualebene -- 7. Ergebnisse der empirischen Studie -- 7.1. Darstellung der Kategorien zur Beschreibung der unmittelbar beobachtbaren Schülerschwierigkeiten -- 7.2. Beschreibung der Schülerschwierigkeiten beim eigenständigen Experimentieren auf Individualebene -- 7.2.1. Einzelfallanalysen der Schülerinnen und Schüler aus Klasse 1 -- 7.2.1.1. Experimentiergruppe 1: Anna &amp -- Jana -- 7.2.1.2. Experimentiergruppe 2: Heike &amp -- Mia -- 7.2.1.3. Experimentiergruppe 3: Jens &amp -- Julian -- 7.2.1.4. Experimentiergruppe 4: Kai &amp -- Paul -- 7.2.1.5. Experimentiergruppe 5: Laura &amp -- Sarah -- 7.2.2. Einzelfallanalysen der Schülerinnen und Schüler aus Klasse 2 -- 7.2.2.1. Experimentiergruppe 6: Christina &amp -- Heidi -- 7.2.2.2. Experimentiergruppe 7: Dennis &amp -- Lukas -- 7.2.2.3. Experimentiergruppe 8: Jakob &amp -- Sascha -- 7.2.2.4. Experimentiergruppe 9: Klara &amp -- Wiebke -- 7.2.2.5. Experimentiergruppe 10: Nils &amp -- Pascal -- 7.3. Beschreibung der Schülerschwierigkeiten auf Stichprobenebene -- 7.3.1. Analyse der Experimentierprozesse auf Stichprobenebene -- 7.3.2. Analyse der unmittelbar beobachteten Schülerschwierigkeiten auf Stichprobenebene.

7.3.2.1. Übersicht über alle unmittelbar beobachteten Schülerschwierigkeiten -- 7.3.2.2. Häufigkeitsanalysen der unmittelbar beobachteten Schülerschwierigkeiten -- 7.3.2.3. Analyse der bedeutsamsten unmittelbar beobachteten Schülerschwierigkeiten -- 8. Diskussion -- 8.1. Methodische Reflexion der empirischen Studie -- 8.1.1. Betrachtung der spezifisch qualitativen Gütekriterien -- 8.1.1.1. Verfahrensdokumentation -- 8.1.1.2. Regelgeleitetheit -- 8.1.1.3. Intercoder-Reliabilität -- 8.1.1.4. Kommunikative Validierung -- 8.1.1.5. Kombination qualitativer und quantitativer Analyseschritte -- 8.1.2. Korrelative Gültigkeit der empirischen Ergebnisse -- 8.1.3. Grenzen der empirischen Studie -- 8.1.3.1. Problem der Praxisferne -- 8.1.3.2. Problem der Beobachtungsfehler -- 8.1.3.3. Problem der Interpretation von Interviewdaten -- 8.1.3.4. Problem der Vereinigung der Erhebungs- und Auswertungsmethoden -- 8.1.4. Abschließende methodische Reflexion -- 8.2. Beantwortung der Forschungsfragen -- 8.2.1. Beantwortung der Forschungsfragen zum theoriegeleiteten Ansatz -- 8.2.1.1. Beantwortung von Forschungsfrage (1a) -- 8.2.1.2. Beantwortung von Forschungsfrage (1b) -- 8.2.1.3. Beantwortung von Forschungsfrage (1) -- 8.2.2. Beantwortung von Forschungsfragen zum empirischen Ansatz -- 8.2.2.1. Beantwortung von Forschungsfrage (2a) -- 8.2.2.2. Beantwortung von Forschungsfrage (2b) -- 8.2.2.3. Beantwortung von Forschungsfrage (2c) -- 8.2.2.4. Beantwortung von Forschungsfrage (2) -- 8.3. Ausblick -- 8.3.1. Verallgemeinerbarkeit des Modells -- 8.3.2. Erwartungen an das Modell und mögliche Fortsetzungsstudien -- 8.3.2.1. Einsatz bei der Entwicklung angepasster Experimentierumgebungen -- 8.3.2.2. Einsatz als diagnostisches Werkzeug während Schülerexperimentierphasen -- 8.3.2.3. Einsatz in der Lehreraus- und -weiterbildung.

8.3.2.4. Einsatz als Instrument zur Selbstdiagnose für Schülerinnen und Schüler.

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