Es gibt unterschiedliche Sichtweisen. Wir forschen gemeinsam.

Kolleg

Interdisziplinäres Promotionskolleg VisDeM: Teilprojekte des Kollegs

Die Teilprojekte der 1. Förderphase 2013-2016 in der Übersicht

Zu den Teilprojekten der 2. Förderphase 2016-2019

  • Projekt A.1:

    Modellierung und Erfassung von Visualisierungskompetenz im schulischen Lernumfeld in Deutsch und Mathematik

    Zusammenfassung:

    Die Verwendung, Interpretation und Konstruktion visuell abbildbarer Darstellungen ist für viele schulische Lernprozesse in der Sekundarstufe I zentral. Während es in anderen Untersuchungen häufig um die Optimierung der Visualisierungen selbst oder um ihre Einbindung im Lernmaterial geht, werden in diesem Teilprojekt die Facetten, d.h. Ausprägungen, von Visualisierungskompetenz auf Seiten der Lernenden untersucht. Dies geschieht fächerübergreifend für Deutsch und Mathematik. Ziel des Projekts ist die Extrahierung, Evaluation und empirische Validierung der erforderlichen generischen sowie fachspezifischen Kompetenzen und Kompetenzfacetten im Umgang mit externalen, statischen Darstellungen, wie sie beispielsweise in Schulbüchern auftreten.

    Doktorand: Sammy Wafi

    Betreuung: Prof. Dr. Markus Wirtz, Prof. Dr. Bärbel Barzel

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt B.1:

    Grammatikdidaktische Visualisierung

    Zusammenfassung:

    Visualisierungen sind in der grammatikdidaktischen Forschung bislang ein wenig berührtes Thema. Als didaktisches Mittel werden sie bei der Beurteilung von Lehrwerken als zu analysierender Einzelaspekt zwar erkannt. Dies gilt insbesondere für den Bereich Deutsch als Fremdsprache, in dem Visualisierungen als Lernhilfen traditionell weit verbreitet sind. Häufig werden sie jedoch auf ihre motivierende Funktion oder die der Merkhilfe reduziert. Kaum gefragt wird hingegen nach dem spezifischen Verhältnis zwischen Visualisierungen und den didaktischen Zugänge zu bestimmten grammatischen Lerninhalten. Die systematische Analyse dieses Verhältnisses hat sich das Teilprojekt B.1 zur Aufgabe gemacht. Zunächst werden daher aktuelle, von Seiten der fachdidaktischen Forschung vorgeschlagene Zugänge zur Satzgrammatik beleuchtet. Da auf keine bestehende, spezifische Theorie des grammatischen Lernens mit und durch Visualisierungen zurückgegriffen werden kann, wird anschließend ein Blick auf die Erkenntnisse der Psychologie und Semiotik zum Lernen mit Visualisierungen geworfen. Dabei wird u.a. danach gefragt, wie die in diesen Disziplinen beschriebenen Theorien bzw. deren Konzepte des Lernens durch Bilder und Kategorien ihrer Analyse für die Auseinandersetzung mit grammatikdidaktischen Visualisierungen nutzbar gemacht werden können. Auf dieser Grundlage sollen die spezifischen Anforderungen an grammatikdidaktische Visualisierungen deutlich gemacht werden.

    Doktorandin: Laura Hahn

    Betreuung: Prof. Dr. Petra Gretsch, Prof. Dr. Constanze Weth, Prof. Dr. Gabriele Kniffka

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt B.2:

    Welt - Bild - Zeit - Sprache

    Zusammenfassung:

    Gegenstand von Grammatik ist meist Unanschauliches, Abstraktes wie z.B. Tempus. Als solches stößt sie bei Lernenden meist auf Desinteresse oder gar Ablehnung. Der Didaktik der Grammatik gelingt es nicht, dieses Desinteresse zu brechen, wenn sie nicht zum Abstrakten hinzuführen vermag. In Ermangelung einer Verknüpfung mit der eigenen Lebenswelt kann beim Lernenden kein Erschließen der Relevanz grammatischer Inhalte erfolgen. Hier setzen Akte der Visualisierung in der Regel an: Sie streben danach, Unanschauliches anschaulich machen, sie wollen dem Lernenden etwas "näherbringen" - doch auch sie scheitern zum Teil mit diesem Anliegen. Im Projekt B.2 soll untersucht werden, wie Visualisierungen sein müssen, damit der Lernende die korrekte Reduktion fassen kann und er affiziert wird. Unter welchen Bedingungen kann der content einer didaktischen Situation vom Lerner entschlüsselt werden? Und: Wie können Visualisierungen von grammatischen Inhalten an die Lebenswelt von Lernenden anknüpfen? Über das konkrete Beispiel der Visualisierungen hinaus drängen sich allgemeine Fragen der Wahrnehmung und Erfahrung sowie der Verankerung von Wahrgenommenem und Erfahrenem auf. Auf diese Fragen, die Kernfragen der Phänomenologie bilden, sollen unter Zuhilfenahme eben dieser Disziplin sowie der Hermeneutik und der Dekonstruktion Antworten qualitativer Natur gesucht werden. Es geht um die Möglichkeiten einer Didaktik, die das Affiziert-Werden des Lernenden in den Mittelpunkt stellt.

    Habilitand: Dr. Stefan Seeger

    Betreuung: Prof. Dr. Petra Gretsch, Prof. Dr. Constanze Weth

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt C.1:

    Wirksamkeit statischer und dynamischer Visualisierungen beim Erlernen von Äquivalenzumformungen (Lösen von Gleichungen)

    Zusammenfassung:

    Die Elementare Algebra ist ein Themengebiet im schulischen Mathematikunterricht, das meist abstrakt und symbolisch mit syntaktischem Schwerpunkt vermittelt wird (z. B. Vollrath & Weigand, 2009). Dabei kommt es häufig zu rezeptartig gelerntem Wissen, ohne dass Vorstellungen aufgebaut werden und Verstehen für die notwendigen Prozeduren angebahnt wird (z. B. Barzel & Holzäpfel, 2011). Die Nachhaltigkeit dieses Wissens wird in Frage gestellt, da oftmals nur unverstandene Regeln memoriert werden, an die sich die Schülerinnen und Schüler zu späteren Zeitpunkten nur schwer erinnern können (Fischer, Hefendehl-Hebeker & Prediger, 2010).
    Zur Unterstützung des Verständniserwerbs wurden in der Algebra bereits verschiedene Visualisierungen entwickelt (Vlassis, 2002). Das Waage-Modell hat sich dabei als tragfähiges Modell erwiesen, um Vorstellungen zu Äquivalenzumformungen nachhaltig aufzubauen (z. B. Lörcher, 2005).
    Die vorliegende Studie widmet sich dem Erlernen, Verstehen und Anwenden von Äquivalenzumformungen, dem zentralen algebraischen Algorithmus, und in diesem Zusammenhang mit der Rolle von Visualisierungen als "Lernhilfe" (Ainsworth, 2006) und Schlüssel für den Wissenserwerb (z. B. Kaput, 1998). Hierbei werden in einem Experimental-Kontrollgruppen-Design verschiedene Darbietungen des Waage-Modells, statische wie dynamische, einbezogen und ihre Auswirkungen auf den Kompetenzerwerb bei Schülerinnen und Schülern in fachlicher Hinsicht untersucht.

    Doktorandin: Anja Frech

    Betreuung: Prof. Dr. Lars Holzäpfel, Prof. Dr. Timo Leuders

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt C.2:

    Von der Textaufgabe zum Ergebnis - Zur Wirksamkeit des "Prozentstreifens" als Hilfsmittel bei Prozentaufgaben

    Zusammenfassung:

    Das Prozentrechnen hat nicht nur in der Schulwelt eine große Bedeutung, sondern besitzt darüber hinaus hohe Relevanz im Alltag (vgl. Sill, 2010). In diesem Kontext existiert jedoch eine Fehleranfälligkeit, die sich beispielsweise in Zuordnungs- und Rechenfehlern ausdrückt (vgl. Meißner, 1982; Berger, 1991; Hafner, 2012). Es gilt daher den Schüler_innen eine Unterstützung anzubieten, mit deren Hilfe sowohl das Verstehen als auch das Lösen vereinfacht wird. Der Prozentstreifen kann dieses Hilfsmittel darstellen und bietet Lernenden eine intuitiv anzuwendende Unterstützung beim Lösen. In einem ersten, qualitativ ausgerichteten Schritt konnte die Auswertung aufgabenbasierter Interviews (Kl. 8) konkrete Funktionen des Prozentstreifens offenlegen. Diese deuten unter anderem auf die Reduzierung verschiedenen Fehlertypen hin. In einem sich anschließenden Schritt werden daraus abgeleitete Annahmen quantitativ überprüft.

    Doktorand: Benjamin Thiede

    Betreuung: Prof. Dr. Lars Holzäpfel, Prof. Dr. Timo Leuders

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt D.1:

    Geschichten verstehen

    Zusammenfassung:

    Das Teilprojekt D.1 beschäftigt sich mit der Entwicklung und Evaluation von Lesestrategien für narrative Texte. Auf der Basis narratologischer, textlinguistischer und kognitionspsychologischer Erkenntnisse werden Lesestrategiesets generiert, deren Wirksamkeit auf das Leseverstehen und die narrative Kompetenz durch eine Interventionsstudie mit 450 Schüler_innen der sechsten Klassenstufe interpretiert werden soll.
    Externe Visualisierungen in Form von Piktogrammen werden als Lernhilfen bei der Aneignung narrativer Handlungsstrukturelemente angeboten; interne Visualisierungen als Imagery-Strategie dienen, nach einer kleinschrittigen unterrichtspraktischen Vermittlung, als Textverstehenshilfe.

    Doktorand: Wolfgang Bay

    Betreuung: Prof. Dr. Tatjana Jesch, Prof. Dr. Joachim Pfeiffer, Dr. Michael Staiger

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt D.2:

    Kognitive und affektive Effekte von Visualisierungen zu narrativen Texten

    Zusammenfassung:

    Sprachliche Informationen aus Sachtexten können mithilfe von instruktionalen, d.h. vornehmlich informativen Bildern, leichter verarbeitet und erinnert werden. Sie beeinflussen kognitive Lernprozesse daher positiv. Auch affektive Effekte, wie zum Beispiel die Verbesserung der Stimmung der Lernenden, welche vor allem von dekorativen Bildern ausgehen, können durch Forschungsergebnisse belegt werden. Ebenso werden aber auch narrative Texte, wie zum Beispiel Fabeln und Märchen, häufig mit Bildern kombiniert. Dabei handelt es sich um Zeichnungen, Fotografien und Bildabfolgen, welche überwiegend eine rein dekorative oder eine darstellende Funktion übernehmen. In darstellenden Bildern werden Figuren, Objekte und Aktivitäten aus narrativen Handlungsszenen gezeigt. Daher stehen sie besonders häufig in Verbindung mit narrativen Texten, treten aber vereinzelt auch bei expositorischen Texten auf (Levin et al., 1987). Ziel des Dissertationsprojektes ist es, kognitive und affektive Effekte von Bildern, wie sie in Lehrwerken in Kombination mit narrativen Texten auftreten, zu bestimmen.

    Doktorandin: Magdalena Kist

    Betreuung: Prof. Dr. Tatjana Jesch, Prof. Dr. Joachim Pfeiffer, Dr. Michael Staiger

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt E.1:

    Wirksamkeit von Repräsentationen zum Erwerb fachlichen Wissens im Bereich des Stochastikunterrichts in der Sekundarstufe I

    Zusammenfassung:

    Beim Umgang mit bedingten Wahrscheinlichkeiten haben sich zwei Visualisierungen in verschiedenen Studien als vorteilhaft erwiesen: Das Baumdiagramm mit absoluten Häufigkeiten und das Einheitsquadrat. Ziel unseres Forschungsvorhabens ist es, die Wirksamkeit der Visualisierungen auf den Wissenserwerb zu untersuchen und zu vergleichen. Hierfür wurde ein Testinstrument entwickelt, das bereits in mehreren Studien (N=78, N=206, N=143, N=88) erfolgreich eingesetzt wurde.

    Doktorandin: Katharina Böcherer-Linder

    Betreuung: Prof. Dr. Andreas Eichler, Prof. Dr. Markus Vogel (PH Heidelberg)

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt E.2:

    Überzeugungen zur Anwendbarkeit von Statistik

    Zusammenfassung:

    Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wird versucht, die Überzeugungen von Schülerinnen und Schülern sowie Studierenden zur Anwendbarkeit ihres statistischen Wissens zu fördern. Dabei werden Medienberichte eingesetzt, in denen die gesellschaftliche und persönliche Relevanz von Statistik deutlich wird. Ferner wird hierbei untersucht, welchen Einfluss alternative Repräsentationen in diesem Kontext haben.

    Doktorandin: Alexandra Sturm

    Betreuung: Prof. Dr. Andreas Eichler, Prof. Dr. Katja Maaß

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt E.3:

    Graphische und numerische Repräsentationen von Funktionen: Zusammenhang von Kompetenzprofilen und adaptiven Nutzungsstrategien

    Zusammenfassung:

    Das Projekt fokussiert die aufgaben- und individuumsabhängigen Faktoren der adaptiven Nutzung von Repräsentationen zur Lösung von Problemen im Bereich Funktionen bei Schülerinnen und Schülern der 8. Klasse an Realschulen. Der Einfluss der Präferenzen der Lernenden und der Selbstwirksamkeitsüberzeugungen (vgl. Gagatsis et al. 2009) auf die repräsentationalen Fähigkeiten sollen aufgedeckt und gemäß einer Zusammenhangshypothese analysiert werden.
    In der vorliegenden Studie werden gemäß des Mixed-Methods-Ansatzes qualitative Interviews und eine quantitativen Testung durchgeführt, um den Zusammenhang von den Kompetenzen bezüglich der Übersetzung verschiedener Repräsentationen, den Präferenzen für einzelne Repräsentationen und der flexiblen Nutzung mehrerer Repräsentationen im Bereich Funktionen systematisch aufdecken zu können. In aufgabenbasierten Interviews werden unbewusste und bewusste Präferenzen für einzelne Repräsentationen erhoben und systematisiert sowie metarepräsentationales Wissen (vgl. diSessa et al. 2000) erfragt. Skalen zu Selbstwirksamkeitsüberzeugungen bezüglich der Repräsentationen von Funktionen und zu Präferenzen der Lernenden werden in diesem Schritt entwickelt und optimiert. In einem zweiten Schritt wird über ein Testdesign die Übersetzungsfähigkeit zwischen den einzelnen Repräsentationen getestet (Bayrhuber et al. 2010) und mit den Präferenzen und Selbstwirksamkeitsüberzeugungen in Beziehung gesetzt.

    Doktorandin: Ulrike Dreher

    Betreuung: Prof. Dr. Timo Leuders, Prof. Dr. Lars Holzäpfel

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt F.1:

    Produktion von Visualisierungen - Untersuchung zur zeichnerischen Darstellungsfähigkeit von Kindern zu Sachverhalten

    Zusammenfassung:

    Beim Zeichnen visualisieren Kinder auf vielfältige Art und Weise. In der Studie werden die zeichnerischen Mittel und Visualisierungsstrategien der Kinder bei der Darstellung von Sachverhalten beobachtet und erfasst. Die Untersuchung reiht sich somit in die Grundlagenforschung der Kinder- und Jugendzeichnung ein, die bisher stark entwicklungspsychologisch und kunstpädagogisch geprägt war. Sie knüpft an den Begriff der visual literacy an und fokussiert dabei verstärkt den produktiven Aspekt.
    Ziel der Untersuchung ist das Erstellen eines Kategoriensystems durch die Analyse der morphogenetischen Vielfalt in der zeichnerischen Darstellung von Sachverhalten bei Kindern in der 4. bis 6. Jahrgangsstufe.

    Doktorandin: Ingrid Conradi

    Betreuung: Prof. Dr. Thomas Heyl, Prof. Dr. Gudrun Schönknecht

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt F.2:

    Rezeption didaktischer Visualisierungen am Beispiel komplexer Prozessdarstellungen des naturwissenschaftlichen Sachunterrichts und der weiterführenden Fachbereiche

    Zusammenfassung:

    Bilder gelten als einfach zu verstehen, selbst erklärend und sollen komplexe Inhalte auf einen Blick verständlich machen. Entsprechend spielen gerade auch im naturwissenschaftlichen Unterricht Visualisierungen zur Veranschaulichung nicht direkt beobachtbarer Prozesse eine zunehmend wichtige Rolle.
    Erste Untersuchungen deuten jedoch an, dass Schüler_innen große Probleme haben, didaktische Visualisierungen richtig zu verstehen. Abweichende Interpretationen können zudem mit dem Verständnis wesentlicher (natur-) wissenschaftlicher Konzepte interferieren und damit fehlerhafte Konzepte befördern. Innerhalb der aktuellen wissenschaftlichen Diskussion stellt sich daher die Frage, über welche konkreten Fähigkeiten Schüler_innen verfügen müssen, um die verschiedenen piktorialen, grafischen und symbolischen Codes didaktischer Visualisierungen erfolgreich rezipieren zu können.
    Ziel dieser interdisziplinär ausgerichteten qualitativ-explorativen Studie ist es, die einzelnen am Rezeptionsprozess beteiligten Konstruktions- und Verstehensfähigkeiten von Schüler_innen im Übergang zur Sekundarstufe zu untersuchen. Am Beispiel komplexer Prozessdarstellungen des naturwissenschaftlichen Sachunterrichts der Grundschule sowie der weiterführenden Fachbereiche der Sekundarstufe sollen die genannten Fähigkeiten in Hinblick auf die Entwicklung eines praxisrelevanten Instrumentariums zum Lehren und Lernen mit Visualisierungen weiter konzeptualisiert werden.

    Doktorandin: Lena Kaier

    Betreuung: Prof. Dr. Gudrun Schönknecht, Prof. Dr. Thomas Heyl

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg