Skip to main content
SpringerLink
Log in

Analoges Enkodieren und die Fähigkeit zum Transfer im naturwissenschaftlichen Sachunterricht

Analogical encoding and transfer ability in science education in primary school

  • Offener Beitrag
  • Published:
Zeitschrift für Grundschulforschung Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Forschungsbefunde zeigen, dass der Vergleich multipler Konkretionen, orientiert am Ansatz des Analogen Enkodierens, den Wissenserwerb positiv unterstützt. Offen ist, inwieweit dies auch für die Fähigkeit zum Transfer des erworbenen Wissens gültig ist und inwieweit die Ausgestaltung der im Unterricht verwendeten Konkretionen (bezogen auf ihre oberflächliche Ähnlichkeit) von Bedeutung ist. Zur Beantwortung dieser Frage wurden im Rahmen einer quasi-experimentellen Unterrichtsstudie 367 Schülerinnen und Schüler der 3. Jahrgangsstufe in ihrer Fähigkeit zum nahen Transfer untersucht. Die Analyse latenter Regressionsmodelle zeigt, dass sich die untersuchten Merkmale (Versuchsgruppen, Intelligenz, prozedurales bzw. konzeptuelles Wissen) unterschiedlich auf die Fähigkeit zum Transfer auswirken. Mögliche Gründe für die Ergebnisse sowie Konsequenzen für den Sachunterricht der Grundschule werden diskutiert.

Abstract

According to the state of research, comparing multiple concrete cases aligned with the approach of Analogical Encoding can support learning. But it is still open, whether this applies to the ability to transfer acquired knowledge, too, and to what extent the design of the concrete cases (with regard to superficial similarity) used in instruction has an impact thereon. To answer this question, the ability of near transfer of 367 third-graders was investigated in a quasi-experimental study. The results of latent regression analysis indicate that the examined predictors (experimental group, intelligence, procedural vs. conceptual knowledge) have different effects on transfer ability. In conclusion, possible reasons and consequences for science education in primary school are discussed.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Abb. 1
Abb. 2

Literatur

  • Adams, R. J. (2002). Scaling PISA cognitive data. In R. J. Adams & M. L. Wu (Hrsg.), PISA 2000 technical report (S. 99–108). Paris: OECD.

    Google Scholar 

  • Adams, R. J., Wilson, M., & Wang, W.-C. (1997). The multidimensional random coefficients multinomial logit model. Applied Psychological Measurement, 21(1), 1–23.

    Article  Google Scholar 

  • Alfieri, L., Nokes-Malach, T. J., & Schunn, C. D. (2013). Learning through case comparisons: A meta-analytic review. Educational Psychologist, 48(2), 87–113.

    Article  Google Scholar 

  • Barnett, S. M., & Ceci, S. J. (2002). When and where do we apply what we learn? A taxonomy for far transfer. Psychological Bulletin, 128, 612–637.

    Article  Google Scholar 

  • Blanchette, I., & Dunbar, K. (2001). Analogy use in naturalistic settings: the influence of audience, emotion and goals. Memory and Cognition, 29(5), 730–735.

    Article  Google Scholar 

  • BLK (Bund-Länder-Kommission), & Prenzel, M., et al. (2004). Sinus – Transfer GS. Weiterentwicklung des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts an Grundschulen. Heft 112. Kiel: IPN.

    Google Scholar 

  • Bohrmann, M., & Möller, K. (2017). Welcher Magnet ist stärker? In H. Giest, A. Hartinger & S. Tänzer (Hrsg.), Vielperspektivität im Sachunterricht (S. 91–99). Bad Heilbrunn: Klinkhardt.

    Google Scholar 

  • Chen, Z., & Daehler, M. W. (1989). Positive and negative transfer in analogical problem solving by 6‑year-old children. Cognitive Development, 4, 327–344.

    Article  Google Scholar 

  • Chi, M. T. H., & VanLehn, K. A. (2012). Seeing deep structure from the interactions of surface features. Educational Psychologist, 47, 177–188.

    Article  Google Scholar 

  • Chi, M., Feltovich, P., & Glaser, R. (1981). Categorization and representation of physics problems by experts and novices. Cognitive Science, 5(2), 121–152.

    Article  Google Scholar 

  • Chi, M. T. H., Bassok, M., Lewis, M. W., Reimann, P., & Glaser, R. (1989). Self-explanation: How students study and use examples in learning to solve problems. Cognitive Science, 13, 145–182.

    Article  Google Scholar 

  • Fong, G. T., & Nisbett, R. E. (1991). Immediate and delayed transfer of training effects in statistical reasoning. Journal of Experimental Psychology: General, 120(1), 34–45.

    Article  Google Scholar 

  • Fong, G. T., Krantz, D. H., & Nisbett, R. E. (1986). The effects of statistical training on thinking about everyday problems. Cognitive Psychology, 18, 253–292.

    Article  Google Scholar 

  • Gentner, D. (1989). The mechanisms of analogical learning. In S. Vosniadou & A. Ortony (Hrsg.), Similarity and analogical reasoning (S. 199–241). New York: Cambridge University Press.

    Chapter  Google Scholar 

  • Gentner, D., & Kurtz, K. J. (2006). Relations, objects, and the composition of analogies. Cognitive Science, 30, 609–624.

    Article  Google Scholar 

  • Gentner, D., & Markman, A. B. (1994). Structural alignment in comparison: No difference without similarity. American Psychological Society, 5(3), 152–158.

    Google Scholar 

  • Gentner, D., Loewenstein, J., & Thompson, L. (2003). Learning and transfer: A general role for analogical encoding. Journal of Educational Psychology, 95(2), 393–408.

    Article  Google Scholar 

  • Gerjets, P., Scheiter, K., & Schuh, J. (2008). Information comparisons in example-based hypermedia environments: supporting learners with processing prompts and an interactive comparison tool. Educational Technology Research and Development, 56, 73–92.

    Article  Google Scholar 

  • Gick, M. L., & Holyoak, K. J. (1980). Analogical problem solving. Cognitive Psychology, 12, 306–355.

    Article  Google Scholar 

  • Gick, M. L., & Holyoak, K. J. (1983). Schema induction and analogical transfer. Cognitive Psychology, 15, 1–38.

    Article  Google Scholar 

  • Grygier, P., Jonen, A., Kircher, E., Sodian, B., & Thoermer, C. (2008). „Wissenschaftsverständnis“ und Erwerb von naturwissenschaftlichem Wissen und Experimentierfähigkeit in der Grundschule. In H. Giest & J. Wiesemann (Hrsg.), Kind und Wissenschaft (S. 69–81). Bad Heilbrunn: Klinkhardt.

    Google Scholar 

  • Hummel, J. E., & Holyoak, K. J. (1997). Distributed representations of structure: A theory of analogical access and mapping. Psychological Review, 104, 427–466.

    Article  Google Scholar 

  • Hummel, J. E., & Holyoak, K. J. (2003). A symbolic-connectionist theory of relational inference and generalization. Psychological Review, 110, 220–263.

    Article  Google Scholar 

  • Kiefer, T., Robitzsch, A., & Wu, M. L. (2016). Test Analysis Modules (TAM) (Version 1.995-0 (2016-05-31)). http://www.edmeasurementsurveys.com/TAM/Tutorials/. Zugegriffen: 20. Februar 2018.

    Google Scholar 

  • Klafki, W. (1962). Didaktische Analyse als Kern der Unterrichtsvorbereitung. In H. Roth & A. Blumenthal (Hrsg.), Grundlegende Aufsätze aus der Zeitschrift Die Deutsche Schule (S. 5–34). Hannover: Schroedel.

    Google Scholar 

  • Klafki, W. (1985). Neue Studien zur Bildungstheorie und Didaktik. Weinheim: Beltz.

    Google Scholar 

  • Klauer, K. J. (2011). Transfer des Lernens. Warum wir oft mehr lernen als gelernt wird. Stuttgart: Kohlhammer.

    Google Scholar 

  • Kline, R. B. (2010). Principles and practice of structural equation modeling. New York: Guilford.

    Google Scholar 

  • Köhnlein, W. (2015). Aufgaben und Ziele des Sachunterrichts. In J. Kahlert, M. Fölling-Albers, M. Götz, A. Hartinger, S. Miller & S. Wittkowske (Hrsg.), Handbuch Didaktik des Sachunterrichts (S. 88–97). Bad Heilbrunn: Klinkhardt.

    Google Scholar 

  • Kotovsky, L., & Gentner, D. (1996). Comparison and categorization in the development of relational similarity. Child Development, 67, 2797–2822.

    Article  Google Scholar 

  • Kupper, L. L., Karon, J. M., Kleinbaum, D. G., Morgenstern, H., & Lewis, D. K. (1981). Matching in epidemiologic studies: Validity and efficiency considerations. Biometrics, 37(2), 271–291.

    Article  Google Scholar 

  • Lipowsky, F. (2015). Unterricht. In E. Wild & J. Möller (Hrsg.), Pädagogische Psychologie (S. 69–105). Heidelberg: Springer.

    Google Scholar 

  • Loewenstein, J., Thompson, L., & Gentner, D. (2003). Analogical learning in negotiation teams: Comparing cases promotes learning and transfer. Academy of Management Learning and Education, 2, 119–127.

    Article  Google Scholar 

  • Lohrmann, K. (2014). Kontextualisierung und Dekontextualisierung im Unterricht der Grundschule. In W. Einsiedler, M. Götz, A. Hartinger, F. Heinzel, J. Kahlert & U. Sandfuchs (Hrsg.), Handbuch Grundschulpädagogik und Grundschuldidaktik (S. 414–418). Bad Heilbrunn: Klinkhardt.

    Google Scholar 

  • Lohrmann, K. (2015). Instruktionsorientierter Sachunterricht. In J. Kahlert, M. Fölling-Albers, M. Götz, A. Hartinger, S. Miller & S. Wittkowske (Hrsg.), Handbuch Didaktik des Sachunterrichts (S. 408–413). Bad Heilbrunn: Klinkhardt.

    Google Scholar 

  • Lohrmann, K., Hartinger, A., & Schwelle, V. (2013). Exemplarisches Lehren und Lernen durch das Arbeiten mit Beispielen – theoretische Bezüge zwischen Allgemeiner Didaktik, Fachdidaktik und Lehr-Lernforschung. Zeitschrift für Grundschulforschung, 1(6), 158–171.

    Google Scholar 

  • Lohrmann, K., Hartinger, A., Schwelle, V., & Hartig, J. (2014). Die Bedeutung der (Un‑)Ähnlichkeit von Beispielen für den Aufbau von konzeptuellem Wissen. Zeitschrift für Grundschulforschung, 7(2), 60–73.

    Google Scholar 

  • Mähler, C., & Stern, E. (2018). Transfer. In D.-H. Rost, J. R. Sparfeldt & S. R. Buch (Hrsg.), Handwörterbuch Pädagogische Psychologie (S. 842–852). Weinheim: Beltz.

    Google Scholar 

  • Münzer, S., & Brünken, R. (2018). Aptitude-Treatment-Interaktion. In D.-H. Rost, J. R. Sparfeldt & S. R. Buch (Hrsg.), Handwörterbuch Pädagogische Psychologie (S. 14–20). Weinheim: Beltz.

    Google Scholar 

  • Novick, L. (1988). Analogical transfer, problem similarity, and expertise. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory and Cognition, 14(3), 510–520.

    Google Scholar 

  • Prenzel, M., Geiser, H., Langeheine, R., & Lobemeier, K. (2003). Das naturwissenschaftliche Verständnis am Ende der Grundschule. In W. Bos, E.-M. Lankes, M. Prenzel, K. Schwippert, G. Walther & R. Valentin (Hrsg.), Erste Ergebnisse aus IGLU. Schülerleistungen am Ende der vierten Jahrgangsstufe im internationalen Vergleich (S. 143–187). Münster: Waxmann.

    Google Scholar 

  • Richland, L. E., & McDonough, I. M. (2010). Learning by analogy: discriminating between potential analogs. Contemporary Educational Psychology, 35, 28–43.

    Article  Google Scholar 

  • Rittle-Johnson, B., & Star, J. R. (2009). Compared with what? The effects of different comparisons on conceptual knowledge and procedural flexibility for equation solving. Journal of Educational Psychology, 101(3), 529–544.

    Article  Google Scholar 

  • Rost, J. (2004). Lehrbuch Testtheorie/Testkonstruktion. Bern: Huber.

    Google Scholar 

  • Schermelleh-Engel, K., Moosbrugger, H., & Müller, H. (2003). Evaluating the fit of structural equation models: Test of significance and descriptive goodness-of-fit measures. Methods of Psychological Research – Online, 8(2), 23–74. Verfügbar unter: http://www.dgps.de/fachgruppen/methoden/mpr-online/issue20/art2/mpr130_13.pdf. Zugegriffen: 20. Februar 2018.

    Google Scholar 

  • Schwelle, V. (2016). Lernen mit (un-)ähnlichen Beispielen. Zur Bedeutung der Oberflächenstruktur von Beispielen im naturwissenschaftlichen Sachunterricht. Münster: Waxmann.

    Google Scholar 

  • Spreckelsen, K. (1995). Analogieübungen als erste Schritte von Schülern auf dem Wege der Physik. Naturwissenschaften im Unterricht Physik, 6(27), 30–32.

    Google Scholar 

  • Spreckelsen, K. (2004). Phänomenkreise als Entwicklungskerne für das Verstehen-Lernen. In W. Köhnlein & R. Lauterbach (Hrsg.), Verstehen und begründetes Handeln (S. 133–144). Bad Heilbrunn: Klinkhardt.

    Google Scholar 

  • Steffensky, M., Kleickmann, T., Kasper, D., & Köller, O. (2016). Naturwissenschaftliche Kompetenzen im internationalen Vergleich: Testkonzeption und Ergebnisse. In H. Wendt, W. Bos, C. Selter, O. Köller, K. Schwippert & D. Kasper (Hrsg.), TIMSS 2015 Mathematische und naturwissenschaftliche Kompetenzen von Grundschulkindern in Deutschland im internationalen Vergleich (S. 133–184). Münster: Waxmann.

    Google Scholar 

  • Vosniadou, S. (1989). Analogical reasoning as a mechanism in knowledge acquisition: A developmental perspective. In S. Vosniadou & A. Ortony (Hrsg.), Similarity and analogical reasoning (S. 413–437). Cambrigde: University Press.

    Chapter  Google Scholar 

  • Weinert, F. E. (1998). Neue Unterrichtskonzepte zwischen gesellschaftlichen Notwendigkeiten, pädagogischen Visionen und psychologischen Möglichkeiten. In Bayerisches Staatsministerium für Unterricht, Kultus, Wissenschaft & Kunst (Hrsg.), Wissen und Werte für die Welt von morgen (S. 101–125). Donauwörth: Auer.

    Google Scholar 

  • Weiß, R. H. (2006). CFT 20-R. Grundintelligenztest. Skala 2. Revision. Göttingen: Hogrefe.

    Google Scholar 

  • Wirtz, M., & Caspar, F. (2002). Beurteilerübereinstimmung und Beurteilerreliabilität. Göttingen: Hogrefe.

    Google Scholar 

Download references

Danksagung

Die Autorinnen und der Autor danken Dr. Veronika Kainz (geb. Schwelle) für die engagierte und professionelle Mitarbeit im Projekt sowie Dr. Alexander Robitzsch vom Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik in Kiel für die methodische Beratung im Rahmen dieser Publikation. Der Dank gilt ferner Christoph Kranich für die Genehmigung zum Abdruck des Fotos (Abb. 2).

Förderung

Der Beitrag beruht auf Erkenntnissen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit dem Aktenkennzeichen LO 1706/1-1 geförderten Projekts.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Institut für Erziehungswissenschaft, Pädagogische Hochschule Freiburg, Kunzenweg 21, 79117, Freiburg, Deutschland

    Katrin Lohrmann &  Jana Groß Ophoff

  2. Lehrstuhl für Grundschulpädagogik und -didaktik, Universität Augsburg, Universitätsstraße 10, 86159, Augsburg, Deutschland

    Andreas Hartinger

Authors
  1. Katrin Lohrmann
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Jana Groß Ophoff
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. Andreas Hartinger
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to Katrin Lohrmann.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Lohrmann, K., Groß Ophoff, J. & Hartinger, A. Analoges Enkodieren und die Fähigkeit zum Transfer im naturwissenschaftlichen Sachunterricht. ZfG 11, 365–381 (2018). https://doi.org/10.1007/s42278-018-0018-0

Download citation

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s42278-018-0018-0

Schlüsselwörter

Keywords

Search

Navigation