Semantische Aspekte des Formelverständnisses Fragebogen zum Formelverständnis

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1 Semantische Aspekte des Formelverständnisses Fragebogen zum Formelverständnis TU Braunschweig Institut für Fachdidaktik der Naturwissenschaften Physikdidaktik Alexander Strahl M. Mohr, U. Schleusner, R. Müller GDCP von: (ebenfalls als Flash Präsentation online)

2 Einführung 2 Vorstellen des Fragebogens Vorstellung der Befragten Auswertung des Fragebogens Einzelaussagen Formelanzahl Korrelationen Faktorenanalyse Fazit

3 Fragebogen 3 Aufbau: Geschlecht Klasse Art (GK/LK) Note 31 Aussagen Einschätzung des Könnens Einstellung Lehrerstil 10er Skala - 1 (trifft gar nicht zu) bis - 10 (trifft ganz genau zu) 7 Gebiete zu denen Formeln genannt werden sollten

4 Die Befragten Art Klasse Mädchen Jungen Gesamt GK LK LK Gesamtschule* Gesamtschule* Nachhilfe Andere Gesamt * Physik im Rahmen des naturwissenschaftlichen Unterrichtes 4

5 Häufigkeit Die Befragten Zeugnisnote 15 mangelhaft ausreichend befriedigend gut sehr gut 8,05 +/- 2, * Physik im Rahmen des naturwissenschaftlichen Unterrichtes

6 Beliebtheit 3,99 +/- 2,63 6 trifft gar nicht zu trifft ganz genau zu

7 Beliebtheit 3,99 +/- 2,63 7 trifft gar nicht zu trifft ganz genau zu

8 Mittelwert Mein physikalisches Verständnis ist im Allgemeinen gut. 2. Formeln sind zu abstrakt, weshalb ich oft deren Inhalt nicht 3. Wenn ich die Bedeutung der Buchstaben kenne, verstehe ich 4. Es verwirrt mich, wenn dieselbe Größe mit unterschiedlichen 5. Mein mathematisches Verständnis ist im Allgemeinen gut. 6. Der mathematische Inhalt einer Formel ist mir meistens klar. 7. Der physikalische Inhalt einer Formel ist mir meistens klar. 8. Es verwirrt mich, wenn ähnliche Symbole verschiedene Inhalte 9. Wenn in einer Formel auch noch die Einheiten mit 10. Die Bedeutung der verschiedenen Zeichen kann sich doch 11. Ich kann gut mit Formeln jonglieren. 12. Das Verknüpfen zweier Formeln fällt mir schwer. 13. Ich kann mir Formeln gut merken. 14. Formeln mit ungewöhnlichen Symbolen (λ, ω, Δ etc.) 15. Anhand der Formeln kann ich physikalische Gegebenheiten 16. Anhand der Einheiten überprüfe ich die Richtigkeit von Formeln. 17. Formeln sind hilfreich, um die Physik zu verstehen. 18. Wer die Formeln kann, der schreibt auch gute Zensuren. 19. Wer die Formeln umstellen kann, muss den Inhalt nicht 20. Ich verstehe nicht, warum man so viele Formeln lernen soll. 21. Da es Formelsammlungen gibt, ist es überflüssig, Formeln 22. Ich kann Physik nicht leiden. 23. Wer in Mathematik gut ist, ist auch in Physik gut. 24. Die physikalischen Hintergründe sind meines Erachtens nach 25. Ich habe die meisten meiner Physiklehrer gemocht. 26. Mein Physiklehrer stützt seine Erklärungen auf Formeln. 27. Die erarbeiteten Formeln bestimmen den Physikunterricht. 28. Die Formeln werden erst zu Rate gezogen, nachdem ein 29. Mein Physiklehrer ist daran interessiert, die Physik in 30. Wir haben anhand von Versuchen viele Formeln hergeleitet. 31. Formeln haben im Unterricht einen hohen Stellenwert.

9 Aussage 2 3,99 +/- 1,73 9 trifft gar nicht zu trifft ganz genau zu

10 Aussage 6 6,94 +/- 1,84 10 trifft gar nicht zu trifft ganz genau zu

11 Aussage 7 6,51 +/- 1,67 11 trifft gar nicht zu trifft ganz genau zu

12 Aussage 13 5,32 +/- 1,79 12 trifft gar nicht zu trifft ganz genau zu

13 Aussage 16 5,43 +/- 2,49 13 trifft gar nicht zu trifft ganz genau zu

14 Aussage 16 5,43 +/- 2,49 14 trifft gar nicht zu trifft ganz genau zu

15 Aussage 29 6,90 +/- 2,14 15 trifft gar nicht zu trifft ganz genau zu

16 Häufigkeit Formelanzahl - genannt Angegebene Formeln 5,82 +/- 4, Anzahl

17 Häufigkeit Formelanzahl - richtig Richtige Formeln 4,57 +/- 3, Anzahl

18 Häufigkeit Formelanzahl - vergleich Vergleich 5,82 +/- 4,33 4,57 +/- 3, alle richtig

19 Korrelationen 22 Korrelationen (>0,5) zwischen Aussagen 1 zu 5, 6, 7, 22 5 zu 1, 6, 7 6 zu 1, 5, 7, 11 7 zu 1, 5, 6, 11, 22 Verhältnis zu Formeln zu 1 zu 5 zu 6 zu 7 zu 11 zu Mein physikalisches Verständnis ist im Allgemeinen gut. 5. Mein mathematisches Verständnis ist im Allgemeinen gut. 6. Der mathematische Inhalt einer Formel ist mir meistens klar. 1,632,543,752,491 -,731,632 1,610,559,489 -,354,543,610 1,701,501 -, Der physikalische Inhalt einer Formel ist mir meistens klar.,752,559,701 1,601 -, Ich kann gut mit Formeln jonglieren.,491,489,501, , Ich kann Physik nicht leiden. -,731 -,354 -,391 -,

20 Korrelationen 2 11 zu 5, 6, zu 11, 17 zu 11 zu 15 zu Ich kann gut mit Formeln jonglieren. 1,510, Anhand der Formeln kann ich physikalische Gegebenheiten besser herleiten.,510 1, Formeln sind hilfreich, um die Physik zu verstehen.,379, zu zu 29, zu 26, zu 28, 30 Formel und Verständnis Formeln im Unterricht zu 26 zu 27 zu 28 zu 29 zu 30 zu Mein Physiklehrer stützt seine Erklärungen auf Formeln. 1,667 -,171 -,135,130, Die erarbeiteten Formeln bestimmen den Physikunterricht., ,180 -,227,108, Die Formeln werden erst zu Rate gezogen, nachdem ein physikalisches Phänomen gezeigt, untersucht und gedeutet wurde. -,171 -,180 1,510,510 -, Mein Physiklehrer ist daran interessiert, die Physik in verständlichen Worten phänomenologisch zu erläutern. -,135 -,227,510 1,518 -, Wir haben anhand von Versuchen viele Formeln hergeleitet.,130,108,510,518 1, Formeln haben im Unterricht einen hohen Stellenwert.,410,531 -,053 -,058,317 1

21 Faktorenanalyse Faktorenanalyse 7 Faktoren (Aufklärung 63,10%): Faktor 1 15 Aussagen 22,94% Verständnis, Intelligenz, Selbsteinschätzung 1. Mein physikalisches Verständnis ist im Allgemeinen gut., Formeln sind zu abstrakt, weshalb ich oft deren Inhalt nicht verstehe. -, Es verwirrt mich, wenn dieselbe Größe mit unterschiedlichen Symbolen (z. B. Strecke: x, s, h) beschrieben wird. -, Mein mathematisches Verständnis ist im Allgemeinen gut., Der mathematische Inhalt einer Formel ist mir meistens klar., Der physikalische Inhalt einer Formel ist mir meistens klar., Wenn in einer Formel auch noch die Einheiten mit aufgeschrieben werden müssen, steige ich gar nicht mehr durch. -, Die Bedeutung der verschiedenen Zeichen kann sich doch keiner merken! -, Ich kann gut mit Formeln jonglieren., Das Verknüpfen zweier Formeln fällt mir schwer. -, Ich kann mir Formeln gut merken., Formeln mit ungewöhnlichen Symbolen (λ, ω, Δ etc.) erschweren mein Verständnis. -, Anhand der Formeln kann ich physikalische Gegebenheiten besser herleiten., Formeln sind hilfreich, um die Physik zu verstehen., Ich kann Physik nicht leiden. -,608

22 Faktorenanalyse 2 2. Faktor 5 Aussagen 10,25% mathematischer Physikunterricht 18. Wer die Formeln kann, der schreibt auch gute Zensuren., Wer in Mathematik gut ist, ist auch in Physik gut., Mein Physiklehrer stützt seine Erklärungen auf Formeln., Die erarbeiteten Formeln bestimmen den Physikunterricht., Formeln haben im Unterricht einen hohen Stellenwert., Faktor 3 Aussagen 8,46% Formeln und physikalische Erklärung 28. Die Formeln werden erst zu Rate gezogen, nachdem ein physikalisches Phänomen gezeigt,,696 untersucht und gedeutet wurde. 29. Mein Physiklehrer ist daran interessiert, die Physik in verständlichen Worten,688 phänomenologisch zu erläutern. 30. Wir haben anhand von Versuchen viele Formeln hergeleitet., Faktor 2 Aussagen 6,76% Formeln im Unterricht 30. Wir haben anhand von Versuchen viele Formeln hergeleitet. -, Formeln haben im Unterricht einen hohen Stellenwert. -, Faktor 3 Aussagen 6,28% Formelmenge und -länge 8. Es verwirrt mich, wenn ähnliche Symbole verschiedene Inhalte beschreiben (Masse: m; Meter:,604 m; Drehmoment: M etc.). 20. Ich verstehe nicht, warum man so viele Formeln lernen soll. -, Da es Formelsammlungen gibt, ist es überflüssig, Formeln auswendig zu lernen. -, Faktor 2 Aussagen 4,66% 3,73% - Traditioneller Verständnis und Physikunterricht Benutzung Wer die Formeln kann, umstellen der schreibt kann, muss auch den gute Inhalt Zensuren. nicht zwingend verstehen.,, Wer Ich habe die Formeln die meisten umstellen meiner kann, Physiklehrer muss den gemocht. Inhalt nicht zwingend verstehen. -,626,458

23 Fazit 23 Einzelaussagen: Formeln werden nicht als zu abstrakt angesehen. Bedeutung der Buchstaben wird als wichtig empfunden, auch ungewöhnliche Symbole werden nicht als zu schwierig bewertet. Formel werden zum Verstehen von Physik herangezogen. Physikalisches Hintergründe werden aber als wichtiger bewertet. Verhältnis zwischen behaltenen und richtig behaltenen Formeln ist akzeptabel. Korrelationen Physikalisches und mathematisches Verständnis wird an das Formelverständnis geknüpft. Der Übergang von Alltagssprache / Phänomen zur physikalischen Sprache / Wissenschaft scheint im Unterricht angewendet zu werden. Ein Faktor konnte extrahiert werden: Verständnis, Intelligenz, Selbsteinschätzung