Title (deu)
P-prims bei Schüler:innenvorstellungen zum Thema Zufall im Kontext von Messunsicherheiten
Parallel title (eng)
P-prims for student presentations on the topic of chance in the context of measurement uncertainties
Author
Jakob Wanko
Advisor
Martin Hopf
Co-Advisor
Clemens Nagel
Assessor
Martin Hopf
Abstract (deu)
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Vorstellungen von Schüler:innen hinsichtlich Messunsicherheiten im Zusammenhang mit zufälligen Ereignissen und Messfehlern. Messunsicherheiten sind ein zentrales Thema in den Naturwissenschaften, insbesondere im Physikunterricht. Ziel der Untersuchung war es, zu erfassen, welche intuitiven Konzepte– sogenannte „p-prims“– Schüler:innen bei der Analyse von Messungen und der Bewertung von Unsicherheiten zugrunde liegen. Dazu wurde eine umfangreiche Interviewstudie mit leitfadengestützten Gesprächen durchgeführt, in deren Rahmen die Schüler:innen auch ein eigenes Experiment durchführen mussten. Neben diesem Experiment wurde auch ein Video eines Versuches abgespielt und es wurden bereits erstellte Messreihen verglichen. Mithilfe dieser Interviews sollten die Gedankenprozesse der Schüler:innen im Umgang mit Messwerten und deren Streuungen sichtbar gemacht werden. Die Suche nach neuen p-prims im Kontext zufälliger Ereignisse erwies sich als sprichwörtliche „Suche nach der Stecknadel im Heuhaufen“, da zunächst zahlreiche bereits bekannte Schülervorstellungen bestätigt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass viele Schüler:innen den Zufall in Messprozessen nicht als natürlichen Bestandteil akzeptieren, sondern Messunsicherheiten häufig als Fehler in der Durchführung interpretieren. Ein weiteres zentrales Ergebnis der Studie ist die Tendenz der Schüler:innen, den Mittelwert einer Messreihe als den „wahren“ Wert anzusehen. Die Aussagen „Die Mitte ist am besten“ und „(digitale) Technik ist fehlerlos“ erweisen sich dabei als aussichtsreiche Kandidaten für p-prims zum Thema Zufall im Kontext von Messunsicherheiten.
Abstract (eng)
This work deals with students’ perceptions of measurement uncertainties in connection with random events and measurement errors. Measurement uncertainties are a central topic in the natural sciences, especially in physics lessons. The aim of the study was to determine which intuitive concepts- so-called „p-prims“- students use as a basis when analyzing measurements and evaluating uncertainties. For this purpose, an extensive interview study with guided discussions was conducted, in the course of which the students also had to conduct their own experiment. In addition to this experiment, a video of an experiment was also played and previously created measurement series were compared. With the help of these interviews, the students’ thought processes in dealing with measured values and their scattering were to be made visible. The search for new p-prims in the context of random events proved to be a proverbial „search for a needle in a haystack“, as numerous already known student ideas were initially confirmed. The results show that many students do not accept randomness in measurement processes as a natural component, but often interpret measurement uncertainties as errors in the implementation. Another key finding of the study is the tendency of students to regard the mean value of a series of measurements as the „true“ value. The statements „The middle is best“ and „(digital) technology is error free“ prove to be promising candidates for p-prims on the topic of chance in the context of measurement uncertainties.
Keywords (deu)
p-primSchülervorstellungMessunsicherheitZufallLeitfadengestützes Think-aloud InterviewPhysik
Keywords (eng)
p-primmeasurement uncertaintiesrandomphysics
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
v, 61 Seiten : Illustrationen
Number of pages
67
Study plan
Masterstudium Lehramt Sek (AB) Unterrichtsfach Mathematik Unterrichtsfach Physik
[UA]
[199]
[520]
[523]
[02]
Association (deu)
Title (deu)
P-prims bei Schüler:innenvorstellungen zum Thema Zufall im Kontext von Messunsicherheiten
Parallel title (eng)
P-prims for student presentations on the topic of chance in the context of measurement uncertainties
Author
Jakob Wanko
Abstract (deu)
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Vorstellungen von Schüler:innen hinsichtlich Messunsicherheiten im Zusammenhang mit zufälligen Ereignissen und Messfehlern. Messunsicherheiten sind ein zentrales Thema in den Naturwissenschaften, insbesondere im Physikunterricht. Ziel der Untersuchung war es, zu erfassen, welche intuitiven Konzepte– sogenannte „p-prims“– Schüler:innen bei der Analyse von Messungen und der Bewertung von Unsicherheiten zugrunde liegen. Dazu wurde eine umfangreiche Interviewstudie mit leitfadengestützten Gesprächen durchgeführt, in deren Rahmen die Schüler:innen auch ein eigenes Experiment durchführen mussten. Neben diesem Experiment wurde auch ein Video eines Versuches abgespielt und es wurden bereits erstellte Messreihen verglichen. Mithilfe dieser Interviews sollten die Gedankenprozesse der Schüler:innen im Umgang mit Messwerten und deren Streuungen sichtbar gemacht werden. Die Suche nach neuen p-prims im Kontext zufälliger Ereignisse erwies sich als sprichwörtliche „Suche nach der Stecknadel im Heuhaufen“, da zunächst zahlreiche bereits bekannte Schülervorstellungen bestätigt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass viele Schüler:innen den Zufall in Messprozessen nicht als natürlichen Bestandteil akzeptieren, sondern Messunsicherheiten häufig als Fehler in der Durchführung interpretieren. Ein weiteres zentrales Ergebnis der Studie ist die Tendenz der Schüler:innen, den Mittelwert einer Messreihe als den „wahren“ Wert anzusehen. Die Aussagen „Die Mitte ist am besten“ und „(digitale) Technik ist fehlerlos“ erweisen sich dabei als aussichtsreiche Kandidaten für p-prims zum Thema Zufall im Kontext von Messunsicherheiten.
Abstract (eng)
This work deals with students’ perceptions of measurement uncertainties in connection with random events and measurement errors. Measurement uncertainties are a central topic in the natural sciences, especially in physics lessons. The aim of the study was to determine which intuitive concepts- so-called „p-prims“- students use as a basis when analyzing measurements and evaluating uncertainties. For this purpose, an extensive interview study with guided discussions was conducted, in the course of which the students also had to conduct their own experiment. In addition to this experiment, a video of an experiment was also played and previously created measurement series were compared. With the help of these interviews, the students’ thought processes in dealing with measured values and their scattering were to be made visible. The search for new p-prims in the context of random events proved to be a proverbial „search for a needle in a haystack“, as numerous already known student ideas were initially confirmed. The results show that many students do not accept randomness in measurement processes as a natural component, but often interpret measurement uncertainties as errors in the implementation. Another key finding of the study is the tendency of students to regard the mean value of a series of measurements as the „true“ value. The statements „The middle is best“ and „(digital) technology is error free“ prove to be promising candidates for p-prims on the topic of chance in the context of measurement uncertainties.
Keywords (deu)
p-primSchülervorstellungMessunsicherheitZufallLeitfadengestützes Think-aloud InterviewPhysik
Keywords (eng)
p-primmeasurement uncertaintiesrandomphysics
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Number of pages
67
Association (deu)
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