Nutzung von metakognitiven Strategien beim Transfer von physikalischen Konzepten

Entwicklung und Anwendung eines Messinstruments für Transferstrategien

Abstract

Hintergrund: Der Transfer von physikalischem Wissen auf eine neue (Aufgaben-)Situation stellt Schüler*innen vor Herausforderungen (Chi & VanLehn, 2012). Aus früheren Studien ist nur wenig bekannt, wie Lernende bei der An-wendung gelernter physikalischer Konzepte auf einer metakognitiven Ebene vorgehen. Moderne Transfertheorien wie der Akteur*innen-orientierte Transfer (AOT, Lobato, 2012) heben die Wichtigkeit der Untersuchung der Vorgehensweise beim Transfer, sprich die Nutzung von Transferstrategien, hervor. Dabei spielen auch Kontextmerkmale der Transferaufgabe, die nicht direkt mit der Lösung des Transferproblems verbunden sind, eine bedeutende Rolle. Gysin und Brovelli (2021) entwickelten ausgehend von diesen Grundlagen ein Framework zur Analyse von Transferprozessen.

Zweck der Studie: Messinstrumente zur quantitativen Erhebung von Transferstrategien liegen im Bereich der Phy-sikdidaktik kaum vor. Auf der Basis des o.g. Frameworks wird ein solches Instrument im Bereich der Physik entwickelt und validiert. Zudem wird die Häufigkeit des Einsatzes der Strategien verglichen.

Stichprobe/Setting: Schulklassen der Sekundarstufe, des Kurzzeit- und Langzeitgymnasiums nahmen an der schrift-lichen Befragung teil. In einer Pilotstudie mit N = 120 Schüler*innen (ausschliesslich aus Klassen der Sekundarstufe) wurde das Messinstrument getestet. Die anschliessend überarbeiteten Skalen wurden in einer zweiten Studie mit N = 456 Schüler*innen (aus allen Schulstufen) eingesetzt und ausgewertet.

Design und Methode: Alle Teilnehmenden lösten eine physikalische Transferaufgabe zum Energiekonzept und füllten daraufhin den entwickelten Fragebogen zu den eingesetzten Transferstrategien aus. Die Daten aus der Pilotstudie wurden mit einer explorativen Faktorenanalyse ausgewertet, um die Anzahl vorhandener Subskalen bezüglich Transferstrategien zu bestimmen. Nach einer Anpassung des entwickelten Messinstruments wurde mit den Daten der Hauptstudie die Skalenstruktur konfirmatorisch untersucht. Dazu erfolgte ein Vergleich der Skalenmittelwerte, um die Einsatzhäufigkeiten der verschiedenen Transferstrategien zu überprüfen.

Ergebnisse: Ein fünffaktorielles Modell, das verschiedene beim Transfer eingesetzte metakognitive Strategien enthält, repräsentiert die erhobenen Daten am besten. Eine Strategie („Analogien Freizeit“) wird dabei signifikant häufiger eingesetzt als die anderen Transferstrategien.

Schlussfolgerung: Mit dem entwickelten Messinstrument lassen sich Strategien beim Transfer von physikalischen Konzepten untersuchen. Dies entspricht den Anforderungen eines modernen Transferbegriffs. Darüber hinaus zeigte sich, dass Schüler*innen beim Lösen von Transferaufgaben häufig Analogien zu ihren Erfahrungen aus der Freizeit ziehen.

Schlüsselwörter: Transfer, Kontext, Transferstrategien, Energiekonzept, Physik, Messinstrument