Multiple Repräsentationen und Zeichenaktivitäten als Zugänge zu Vektorfeldkonzepten

Abstract

Um Vektorfeldkonzepte wie die Divergenz in physikalischen Kontexten anzuwenden, ist ein konzeptionelles Verständnis notwendig. Bisherige empirische Forschungsergebnisse zeigten hierbei zahlreiche Schwierigkeiten von Studierenden im Umgang mit dem Divergenzkonzept auf, die sich beispielsweise auf die visuelle Interpretation der Kovariation von Komponenten und Koordinaten zurückführen lassen. Im Einklang mit lerntheoretischen Erkenntnissen erscheint daher der Einsatz multipler Repräsentationen bei der Vermittlung dieser Konzepte plausibel. Aus diesem Grund wurden Lehr-/Lernmaterialien (LLM) entwickelt, die einen visuellen Zugang zum Divergenzkonzept anhand multipler Repräsentationen und Zeichenaktivitäten ermöglichen. Der Einfluss der Zeichenaktivitäten als Zwischensubjektfaktor wurde in zwei Wirksamkeitsstudien mit Physikstudierenden der Studieneingangsphase untersucht. Vergleiche zwischen einer Interventionsgruppe, die mit Zeichenaktivitäten instruiert wurde, und einer Kontrollgruppe, die ohne Zeichenaktivitäten instruiert wurde, ergaben signifikante Unterschiede bzgl. der Performanz (Antwortkorrektheit und -sicherheit) von Physikstudierenden in einem Transfertest nach der Bearbeitung des LLM (N=84). Darüber hinaus zeigten sich signifikante Performanzunterschiede zwischen LLM-nahen und LLM-fernen Aufgaben innerhalb des Transfertests, woraus sich der Bedarf für weiterführende, zielgerichtete Instruktionen vor allem zum Konzept der Kovariation ableiten lässt.