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AutorFraune, Kristina
TitelModeling system thinking - assessment, structure validation and development.
QuelleKiel: Universitätsbibliothek Kiel (2014), 185 S.
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Kiel, Christian-Albrechts-Universität, Diss., 2014.
Spracheenglisch
Dokumenttyponline; Monographie
URNurn:nbn:de:gbv:8-diss-159636
SchlagwörterKognitive Kompetenz; Grundschule; Weiterführende Schule; Systemisches Denken; Dissertation; Modell; Strukturanalyse; Messinstrument
AbstractDieser Studie liegen verschiedene Ziele im Rahmen der aktuellen Forschung zum Systemdenken zugrunde, die an generelle Systemprinzipien zur Förderung naturwissenschaftlichen Verständnisses anknüpfen. Es besteht Bedarf im Bereich der Entwicklung geeigneter Messinstrumente, die den komplexen Systemstrukturen gerecht werden und eine valide Erhebung von Systemdenken zulassen, aber auch im Bereich der grundsätzlichen strukturellen Aufklärung des Konstrukts Systemdenken. Bezugnehmend auf die aktuelle Debatte über die altersabhängige Entwicklung von Systemdenken, wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit Instrumente entwickelt und auf ihre Eignung überprüft. Hierbei erwies sich eine computerbasierte Concept Mapping Methode als vielversprechende Ergänzung zu herkömmlichen Fragebogen-Testinstrumenten. Sämtliche Untersuchungen beziehen sich auf ein Referenzsystem, dessen Systemprinzipien und -prozesse in eine biologische Unterrichtseinheit ("Die Miesmuschel im Ökosystem Wattenmeer") übertragen wurden, um einen vergleichbaren Unterrichtsinhalt zwischen Grund- und weiterführender Schule zu gewährleisten. Das Systemdenken wurde unter zusätzlicher Kontrolle genereller kognitiver Fähigkeiten erfasst. Diese Erhebungen trugen zur Bestätigung des hypothetischen zweifaktoriellen Modells zum Systemdenken (Sommer & Lücken, 2010) bei und lieferten ein stabiles empirisches Fundament für beide Klassenstufen. Mit dem Ergebnis der zweifaktoriellen Struktur leistet die Strukturanalyse einen wertvollen Beitrag zur derzeitigen Diskussion über die Dimensionalität des Systemdenkens. Die Ergebnisse bestärken Empfehlungen zur frühestmöglichen Einführung allgemeiner Systemprinzipien bereits in der Grundschule (Assaraf & Orion, 2010; Evagorou et al., 2009; Sommer & Lücken, 2010), um fehlerhaftem Systemverständnis vorzubeugen (Jacobson & Wilensky, 2006). An die Aufklärung der zweifaktoriellen Struktur waren anschließend Analysen zur Ermittlung der internen Beziehung zwischen strukturellem und prozeduralem Systemdenken geknüpft. Basierend auf einer theoretischen Annahme einer bidirektionalen Beziehung (Schneider, Rittle-Johnson & Star, 2011) konnte eine iterative Modellstruktur bestätigt werden, die auch unter Einbeziehung der generellen kognitiven Fähigkeiten stabil blieb. Zusammengefasst bieten die vorliegenden Ergebnisse sowohl für die Forschung als auch für den Unterricht diverse Anknüpfungspunkte. Das Erfassen und Anwenden von Systemprinzipien ist kognitiv herausfordernd und fördert das Verständnis komplexer Phänomene sowohl im naturwissenschaftlichen, als auch im lebensweltlichen Kontext. Die Art, wie Schülerinnen und Schüler lernen, beeinflusst ihre Wissensstruktur. Dieser Prozess ist eng verknüpft mit der Entwicklung von Systemdenken. Ein adäquates Verständnis der Entwicklung von Systemdenken kann zu einem curricularen Design beitragen, das Systemdenken fördern und damit die Schüler effektiv auf die Herausforderungen des 21ten Jahrhunderts vorbereiten kann. (Orig.).

Contributing to the demand of implementing complex system principles in science education to strengthen scientific understanding, the present thesis focuses at different aims in current system thinking research. Addressing the need to establish appropriate assessment tools, different assessment instruments were evaluated. A computer based Concept Mapping practice proved to be a promising extension to traditional questionnaire techniques, particularly enriching the structural visualization. Further, regarding the need to characterize the structure of system thinking, complex system principles and emergent multilevel behaviour were transferred and constructed in form of an biological intervention unit ("The blue mussel in the context of the Wadden Sea ecosystem"), providing a comparable knowledge input in elementary and secondary school to evaluate system thinking in both grades. These investigations supported the underlying two-factorial theoretical model of system thinking (Sommer & Lücken, 2010) by providing valid conclusions concerning the model structure and construct stability for both class levels. This structural analysis offers an important contribution to the ongoing discussion about the dimensionality of system thinking. Moreover, it points to investigations concerning the exploration of elementary students´ abilities to develop system thinking, corroborating suggestions about implementing complex system principles as early as possible (Assaraf & Orion, 2010; Evagorou et al., 2009; Sommer & Lücken, 2010) to prevent failure in system understanding (Jacobson & Wilensky, 2006). Owing to the two-factorial structure, the analysis of the internal relationship between structural and procedural system thinking tied in with a bidirectional theoretical assumption ( Schneider, Rittle-Johnson & Star, 2011) and subsequently confirmed an iterative model structure. Due to the fact that even implementing general cognitive abilities into the structural model didn´t affect this structural pattern, this investigation provides important information for the development of system thinking. In summary, these investigations offer diverse connecting factors being relevant both scientifically and educationally. The understanding of complex system principles is cognitively beneficial, concerning to scientific contexts but also to an employability framework. In educational contexts, the way of how students learn influences their knowledge structuring, determining the resulting knowledge pattern. Therefore, this connection should be noticed as an interlinked process concerning system thinking development. Consequently, an adequate understanding of system thinking development can contribute to curricula design and development, including teaching units that support students´ system thinking appropriately thereby effectively preparing them for the demands of everyday life in 21st century. (Orig.).
Erfasst vonDeutsche Nationalbibliothek, Frankfurt am Main
Update2015/2
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