| Buchtitel | 1 |
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| Danksagung | 5 |
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| Abstract | 7 |
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| Zusammenfassung | 9 |
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| Inhalt | 11 |
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| 1 Einleitung | 15 |
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| 2 Ziele naturwissenschaftlichen Lernens | 17 |
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| 3 Arbeiten mit Beispielen | 21 |
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| 3.1 Allgemeindidaktischer Zugang: Prinzip der Exemplarität | 21 |
| 3.2 Sachunterrichtsdidaktischer Zugang: Arbeiten mit Phänomenkreisen | 25 |
| 3.3 Lehr-lernpsychologische Zugänge | 31 |
| 3.3.1 Worked-out examples | 31 |
| 3.3.2 Analoges Enkodieren | 35 |
| 3.3.3 Oberflächliche (Un?)Ähnlichkeit von Beispielen | 42 |
| 4 Zusammenfassung des Forschungsstandes | 46 |
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| 5 Einfluss von individuellen Schülervoraussetzungen auf den Lernerfolg | 49 |
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| 6 Konkretisierung der Fragestellung | 51 |
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| 6.1 Darstellung der Forschungslücke | 51 |
| 6.2 Zielsetzungen, Forschungsfragen und forschungsleitende Hypothesen | 51 |
| 7 Studiendesign | 54 |
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| 8 Intervention zum Unterrichtsgegenstand „Hebelgesetz“ | 55 |
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| 8.1 Potential des Unterrichtsgegenstands | 55 |
| 8.2 Die Variation der (Un?)Ähnlichkeitsbeziehung von Beispielen zum Hebelgesetz | 58 |
| 8.2.1 Theoretische (Un?)Ähnlichkeit | 58 |
| 8.2.2 Subjektive Einschätzungen hinsichtlich der (Un?)Ähnlichkeit: eine Vorstudie | 62 |
| 8.2.3 Endgültige Auswahl der Beispielkombinationen für die Hauptuntersuchung | 66 |
| 8.2.3.1 Funktionsprinzip Gleichgewicht | 67 |
| 8.2.3.2 Funktionsprinzip Kraftverstärkung | 69 |
| 8.3 Interventionsentwicklung | 72 |
| 8.3.1 Vorgehen | 72 |
| 8.3.2 Ziele der Unterrichtseinheiten | 73 |
| 8.3.3 Testläufe und Überarbeitung der Unterrichtseinheiten | 75 |
| 8.3.4 Materialentwicklung | 76 |
| 8.3.4.1 Dreidimensionale Modelle | 77 |
| 8.3.4.2 Didaktische Unterstützungsmaßnahmen | 82 |
| 8.4 Endfassung der Intervention | 89 |
| 9 Testinstrumente | 101 |
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| 9.1 Wissenstest | 101 |
| 9.1.1 Entwicklung | 101 |
| 9.1.2 Pilotierung des Wissenstests | 104 |
| 9.1.2.1 Stichprobe | 104 |
| 9.1.2.2 Ergebnisse der Pilotierung | 104 |
| 9.1.3 Testitems für die Hauptuntersuchung | 106 |
| 9.1.3.1 Kodierung | 106 |
| 9.1.3.2 Zuordnung der Items zu inhaltlichen Facetten des Hebelgesetzes | 108 |
| 9.2 Test auf kognitive Grundfähigkeiten (CFT 20-R) | 109 |
| 10 Stichprobe und Versuchsgruppenzuteilung | 111 |
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| 10.1 Stichprobe | 111 |
| 10.2 Versuchsgruppenzuteilung | 112 |
| 11 Eingesetzte Analysemethoden | 115 |
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| 11.1 Quantitative Verfahren | 115 |
| 11.1.1 Deskriptive Analysen | 115 |
| 11.1.2 Strukturgleichungsmodelle | 115 |
| 11.2 Qualitative Verfahren | 118 |
| 11.3 Umgang mit fehlenden Werten | 119 |
| 12 Item- und Strukturanalysen | 121 |
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| 12.1 Itemanalyse | 121 |
| 12.1.1 Deskriptive Analyse | 121 |
| 12.1.2 Test auf Normalverteilung | 126 |
| 12.2 Interne Strukturen des inhaltsspezifischen Wissenstests | 126 |
| 12.2.1 Angenommene Datenstrukturen | 126 |
| 12.2.2 Ergebnisse der Überprüfung der Modellgüte | 127 |
| 13 Veränderungen im Wissen zum Hebelgesetz | 130 |
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| 13.1 Veränderungen im prozeduralen und konzeptuellen Wissen | 131 |
| 13.1.1 Über alle Messzeitpunkte hinweg | 131 |
| 13.1.2 Veränderungen zwischen zwei ausgewählten Messzeitpunkten | 133 |
| 13.1.2.1 Konzeptuelles Wissen | 133 |
| 13.1.2.2 Prozedurales Wissen | 136 |
| 13.2 Veränderungen im Wissen zu den Funktionsprinzipien | 139 |
| 13.2.1 Über alle Messzeitpunkte hinweg | 139 |
| 13.2.2 Veränderungen zwischen zwei ausgewählten Messzeitpunkten | 141 |
| 13.2.2.1 Funktionsprinzip „Gleichgewicht“ | 141 |
| 13.2.2.2 Funktionsprinzip „Kraftverstärkung“ | 144 |
| 13.2.2.3 Funktionsprinzip „Begriffswissen“ | 146 |
| 13.3 Zusammenfassung | 149 |
| 14 Wechselwirkungseffekte: Einfluss von Vorwissen und Intelligenz | 150 |
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| 15 Veränderungen im inhaltlichen Fokus von Schülerantworten | 153 |
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| 15.1 Analysevorgehen | 153 |
| 15.2 Ergebnisse | 156 |
| 16 Diskussion und Ausblick | 162 |
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| 16.1 Zusammenfassung | 162 |
| 16.2 Einordnung der Ergebnisse in den Forschungsstand | 163 |
| 16.3 Analyse der Ergebnisse | 165 |
| 16.4 Forschungsdesiderate | 169 |
| 16.5 Relevanz für die Schulpraxis | 170 |
| 16.6 Ausblick | 172 |
| 17 Literatur | 174 |
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| 18 Abbildungsverzeichnis | 187 |
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| 19 Tabellenverzeichnis | 189 |
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| 20 Anhang | 192 |