Title (deu)
Cross-age Peer Tutoring in Physik
Evaluation einer Unterrichtsmethode
Parallel title (eng)
Cross-Age Peer Tutoring in Physics
Author
Marianne Korner
Advisor
Martin Hopf
Assessor
Roland Berger
Susanne Metzger
Abstract (deu)
Die vorliegende Doktorarbeit dokumentiert die wesentlichsten Ergebnisse aus einer Studie über Cross-Age Peer Tutoring (CAPT) in Physik. Das bescheidene Abschneiden österreichischer Schüler/innen bei den OECD Studien war Grund genug, um auf die Suche nach Abhilfen und Maßnahmen zur Verbesserung des Unterrichts zu gehen. CAPT gilt in Schulkreisen als eine solche Maßnahme. In diesem Sinne wird in dieser Arbeit evaluiert, ob CAPT im Sinne konstruktivistischer Lerntheorien eine geeignete Lernumgebung darstellt um Physik zu vermitteln.
Die moderne Fachdidaktik versteht unter CAPT eine Lernform, bei der ältere Schüler/innen Jüngere beim Lernen unterstützen. Verglichen man mit den Anfängen, als Tutoren als Ersatzlehrer/innen verstanden wurden, zeigt sich hier bereits ein Wandel im Forschungsfokus, weg von den Tutees, hin zu den Tutoren.
Obwohl es einige Studien zur Wirksamkeit von CAPT in diversen Kontexten gibt, sind solche im naturwissenschaftlichen Kontext selten. Es ist a priori auch nicht klar, ob sich deren Ergebnisse ohne weiteres auf den Physikunterricht übertragen lassen, da naturwissenschaftliches Lernen, aufgrund des dabei notwendigen Conceptual Change, unter Umständen unterschiedlichen Rahmenbedingungen unterliegt als Lernen in anderen Gegenständen. Aus diesem Grund wurde der Forschungsfokus der hier präsentierten Arbeit auf Schüler/innen der Sekundarstufe 1 (10 bis 14-Jährige) und deren Wissenserwerb in ausgewählten physikalischen Bereichen der Elektrizitätslehre und der Optik gelegt. Darüber hinaus wurden Zusammenhänge zu einigen demografischen und motivationalen Parametern untersucht, genauso wie zur Rolle der Schüler/innen im Tutoringprozess und zur Klassenzugehörigkeit. Um motivationale Ergebnisse erfassen zu können wurde ein bestehender Fragebogen für die untersuchte Altersgruppe adaptiert. Es wurden an NE = 172 (Elektrizitätslehre) und NO = 141 (Optik) Schüler/innen klassenweise Tutorings, mehrheitlich in Dyaden, durchgeführt. Das Wissen der Schüler/innen wurde mit einem Praetest-Posttest-Follow-up Testdesign abgebildet. Parallel dazu wurden Pilotstudien zum Motivationsinstrument durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigen, dass CAPT mit zufrieden stellenden Effektstärken zwischen 0,46 und 0,62 zu einer Verbesserung im Wissen der Schüler/innen beiträgt. Derartige Effekte können auch beobachtet werden, wenn der Anteil an Schüler/innen mit nicht-deutscher Muttersprache erheblich ist. Multiple lineare Regressionsmodelle zur Schätzung der Posttestscores in der Elektrizitätslehre zeigen, dass die einflussreichen Parameter die aktive Rolle im Tutoringprozess, die Muttersprache und der Praetestscore sind.
Hingegen zeigen Untersuchungen zu motivationalen Parametern lediglich schwache Korrelationen, obwohl das nach dem Studium der Literatur zu erwarten gewesen wäre. Analysen der Follow-up Tests weisen sowohl für die Elektrizitätslehre, als auch für die Optik auf eine zufrieden stellende Persistenz des Wissens hin.
Zusammenfassend konnte in der vorliegenden Dissertation nachgewiesen werden, dass CAPT zu Effekten bei allen beteiligten Lernenden führt.
Abstract (eng)
This doctorial thesis presents the main results of a study conducted about cross-age peer tutoring (CAPT) in Physics. The study has been spurred by the search for remedies for the poor performance of Austrian students in science revealed in recent OECD studies, and for improvement in science teaching. It evaluates whether CAPT provides an appropriate constructivist-oriented learning environment for teaching Physics.
According to a review of literature about recent didactics, cross-age peer tutoring describes learning processes where older people from similar groups help younger ones to learn. Compared to the beginning of tutoring, when tutors were regarded as surrogate teachers, the research focus has shifted from tutees to tutors.
Though there is evidence from previous studies that CAPT works effectively in various contexts, studies about secondary level students within science contexts are rare. Results may not easily be transferred from other subjects because learning in science requires different learning environments in order to enhance the necessary conceptual change. Thus, the research focus of the present study has been put on on the academic achievement of secondary level 1 students (aged 10 to 14 years), concerning different contexts/selected fields of Physics (electricity and optics). Additionally, this academic achievement was linked to some demographic and motivational parameters, as well as the students’ role within the tutoring process and their affiliation to the different classes in school. In order to investigate motivational outcomes a well-known/existing inventory has been adapted for the respective age group.
NE = 172 (electricity) and NO = 141 (optics) students from grades 5 to 8 underwent class-wide cross-age peer tutoring processes, mostly in dyads. The students’ academic outcomes were examined in a pretest-posttest-follow-up test design. Simultaneously, pilot studies on the motivational inventory were conducted.
The results show clearly that CAPT enhances the overall test results, compared to the pretests, with sufficient effect sizes between 0.46 and 0.62. This can also be observed even if there is a considerable percentage of students whose first language is not German. Multiple regression models estimating the posttest score in electricity reveal, that relevant parameters are the active role within the tutoring process, the first language, and the pretest score. Investigations on motivational parameters showed only weak correlations to the academic achievement, in contrast to what has been expected according to literature.
Analyses of the follow-up tests indicate that the achievement in electricity as well as in optics is satisfactorily persistent.
Summing up, the analyses of data have provided evidence that CAPT enhances knowledge for all participating learners.
Keywords (eng)
didactics in Physicspeer tutoringscience education research
Keywords (deu)
Fachdidaktik PhysikPeer TutoringLehr- und Lernforschung
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1314709
rdau:P60550 (deu)
260 S. : Ill., graph. Darst.
Number of pages
256
Study plan
Dr.-Studium der Naturwissenschaften (Dissertationsgebiet: Physik)
[UA]
[791]
[411]
Association (deu)
Title (deu)
Cross-age Peer Tutoring in Physik
Evaluation einer Unterrichtsmethode
Parallel title (eng)
Cross-Age Peer Tutoring in Physics
Author
Marianne Korner
Abstract (deu)
Die vorliegende Doktorarbeit dokumentiert die wesentlichsten Ergebnisse aus einer Studie über Cross-Age Peer Tutoring (CAPT) in Physik. Das bescheidene Abschneiden österreichischer Schüler/innen bei den OECD Studien war Grund genug, um auf die Suche nach Abhilfen und Maßnahmen zur Verbesserung des Unterrichts zu gehen. CAPT gilt in Schulkreisen als eine solche Maßnahme. In diesem Sinne wird in dieser Arbeit evaluiert, ob CAPT im Sinne konstruktivistischer Lerntheorien eine geeignete Lernumgebung darstellt um Physik zu vermitteln.
Die moderne Fachdidaktik versteht unter CAPT eine Lernform, bei der ältere Schüler/innen Jüngere beim Lernen unterstützen. Verglichen man mit den Anfängen, als Tutoren als Ersatzlehrer/innen verstanden wurden, zeigt sich hier bereits ein Wandel im Forschungsfokus, weg von den Tutees, hin zu den Tutoren.
Obwohl es einige Studien zur Wirksamkeit von CAPT in diversen Kontexten gibt, sind solche im naturwissenschaftlichen Kontext selten. Es ist a priori auch nicht klar, ob sich deren Ergebnisse ohne weiteres auf den Physikunterricht übertragen lassen, da naturwissenschaftliches Lernen, aufgrund des dabei notwendigen Conceptual Change, unter Umständen unterschiedlichen Rahmenbedingungen unterliegt als Lernen in anderen Gegenständen. Aus diesem Grund wurde der Forschungsfokus der hier präsentierten Arbeit auf Schüler/innen der Sekundarstufe 1 (10 bis 14-Jährige) und deren Wissenserwerb in ausgewählten physikalischen Bereichen der Elektrizitätslehre und der Optik gelegt. Darüber hinaus wurden Zusammenhänge zu einigen demografischen und motivationalen Parametern untersucht, genauso wie zur Rolle der Schüler/innen im Tutoringprozess und zur Klassenzugehörigkeit. Um motivationale Ergebnisse erfassen zu können wurde ein bestehender Fragebogen für die untersuchte Altersgruppe adaptiert. Es wurden an NE = 172 (Elektrizitätslehre) und NO = 141 (Optik) Schüler/innen klassenweise Tutorings, mehrheitlich in Dyaden, durchgeführt. Das Wissen der Schüler/innen wurde mit einem Praetest-Posttest-Follow-up Testdesign abgebildet. Parallel dazu wurden Pilotstudien zum Motivationsinstrument durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigen, dass CAPT mit zufrieden stellenden Effektstärken zwischen 0,46 und 0,62 zu einer Verbesserung im Wissen der Schüler/innen beiträgt. Derartige Effekte können auch beobachtet werden, wenn der Anteil an Schüler/innen mit nicht-deutscher Muttersprache erheblich ist. Multiple lineare Regressionsmodelle zur Schätzung der Posttestscores in der Elektrizitätslehre zeigen, dass die einflussreichen Parameter die aktive Rolle im Tutoringprozess, die Muttersprache und der Praetestscore sind.
Hingegen zeigen Untersuchungen zu motivationalen Parametern lediglich schwache Korrelationen, obwohl das nach dem Studium der Literatur zu erwarten gewesen wäre. Analysen der Follow-up Tests weisen sowohl für die Elektrizitätslehre, als auch für die Optik auf eine zufrieden stellende Persistenz des Wissens hin.
Zusammenfassend konnte in der vorliegenden Dissertation nachgewiesen werden, dass CAPT zu Effekten bei allen beteiligten Lernenden führt.
Abstract (eng)
This doctorial thesis presents the main results of a study conducted about cross-age peer tutoring (CAPT) in Physics. The study has been spurred by the search for remedies for the poor performance of Austrian students in science revealed in recent OECD studies, and for improvement in science teaching. It evaluates whether CAPT provides an appropriate constructivist-oriented learning environment for teaching Physics.
According to a review of literature about recent didactics, cross-age peer tutoring describes learning processes where older people from similar groups help younger ones to learn. Compared to the beginning of tutoring, when tutors were regarded as surrogate teachers, the research focus has shifted from tutees to tutors.
Though there is evidence from previous studies that CAPT works effectively in various contexts, studies about secondary level students within science contexts are rare. Results may not easily be transferred from other subjects because learning in science requires different learning environments in order to enhance the necessary conceptual change. Thus, the research focus of the present study has been put on on the academic achievement of secondary level 1 students (aged 10 to 14 years), concerning different contexts/selected fields of Physics (electricity and optics). Additionally, this academic achievement was linked to some demographic and motivational parameters, as well as the students’ role within the tutoring process and their affiliation to the different classes in school. In order to investigate motivational outcomes a well-known/existing inventory has been adapted for the respective age group.
NE = 172 (electricity) and NO = 141 (optics) students from grades 5 to 8 underwent class-wide cross-age peer tutoring processes, mostly in dyads. The students’ academic outcomes were examined in a pretest-posttest-follow-up test design. Simultaneously, pilot studies on the motivational inventory were conducted.
The results show clearly that CAPT enhances the overall test results, compared to the pretests, with sufficient effect sizes between 0.46 and 0.62. This can also be observed even if there is a considerable percentage of students whose first language is not German. Multiple regression models estimating the posttest score in electricity reveal, that relevant parameters are the active role within the tutoring process, the first language, and the pretest score. Investigations on motivational parameters showed only weak correlations to the academic achievement, in contrast to what has been expected according to literature.
Analyses of the follow-up tests indicate that the achievement in electricity as well as in optics is satisfactorily persistent.
Summing up, the analyses of data have provided evidence that CAPT enhances knowledge for all participating learners.
Keywords (eng)
didactics in Physicspeer tutoringscience education research
Keywords (deu)
Fachdidaktik PhysikPeer TutoringLehr- und Lernforschung
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1314710
Number of pages
256
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