Development of a two-tier instrument on simple electric circuits

Autor(en): Lana Ivanjek, Louisa Morris, Thomas Schubatzky, Martin Hopf, Jan-Philipp Burde, Claudia Haagen-Schützenhöfer, Liza Dopatzka, Verena Spatz, Thomas Wilhelm
Abstrakt: Dieser Artikel berichtet über die Entwicklung eines zweistufigen Tests für einfache elektrische Stromkreise (2T-SEC Test). Schüler*innen begegnen einfachen Stromkreisen schon früh in ihrer Schulzeit und sie sind sind ein wichtiger Teil des Physiklehrplans bis hin zur Universität. Viele Schüler*innen entwickeln jedoch kein ausreichendes konzeptionelles Verständnis für einfache elektrische Schaltungen und insbesondere für elektrische Spannungen. Aus diesem Grund haben sechs Forschungsgruppen aus Deutschland und Österreich eine groß angelegte Studie gestartet, um das konzeptionelle Verständnis einfacher elektrischer Schaltungen bei Schüler*innen der Mittelstufe zu evaluieren und zu verbessern. In einem ersten Schritt haben wir das in diesem Artikel vorgestellte Testinstrument entwickelt. Zunächst wurden neun semistrukturierte Interviews mit Schüler*innen der Sekundarstufe I in Österreich geführt. Die Interviews wurden transkribiert und analysiert um (gemeinsame) Schwierigkeiten der Schüler*innen mit einfachen elektrischen Schaltkreisen zu identifizieren. Anschließend wurde auf der Grundlage der Ergebnisse aus den Interviews und der bisherigen Forschung zu diesem Thema ein Instrument entwickelt, das aus 25 zweistufigen Multiple-Choice-Items besteht und an N=1568 Mittelschüler*innen in Österreich und Deutschland ausgegeben wurde. Zuletzt wurden die Daten mittels Rasch-Analyse ausgewertet. Die Item-Reliabilität des Tests lag bei 0,99, die Personen-Reliabilität bei gepaarter Auswertung bei 0,62 und die Reliabilität bei getrennter Auswertung bei 0,75. Die durchschnittlichen Schwierigkeiten bei den wichtigsten Konzepten für einfache Stromkreise (offene und geschlossene Stromkreise, elektrischer Strom, Widerstand, Reihen- und Parallelschaltungen und elektrische Spannung) wurden berechnet und verglichen. Die Analyse zeigt, dass das Konzept der Spannung für die Schüler*innen am schwierigsten ist, während die Unterscheidung zwischen offenen und geschlossenen Stromkreisen am einfachsten ist.
Organisation(en): Plattform für Didaktik der Naturwissenschaften (AECCs), Experimentelle Grundausbildung und Hochschuldidaktik
Externe Organisation(en): Technische Universität Dresden, Technische Universität Darmstadt, Karl-Franzens-Universität Graz, Eberhard Karls Universität Tübingen, Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, Universität Augsburg
Journal: Physical Review Special Topic - Physics Education Research
Band: 17
Anzahl der Seiten: 15
ISSN: 1554-9178
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.17.020123
Publikationsdatum: 09-2021
Peer-reviewed: Ja
ÖFOS 2012: 503013 Fachdidaktik Naturwissenschaften
Schlagwörter
ASJC Scopus Sachgebiete: Education, Physics and Astronomy(all)
Link zum Portal: https://ucris.univie.ac.at/portal/de/publications/development-of-a-twotier-instrument-on-simple-electric-circuits(e42668f6-b6f1-46a6-bd59-b3cc3ebad333).html