Inhalt

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   Inhaltsverzeichnis
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   Abkürzungsverzeichnis
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   Tabellenverzeichnis
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   Abbildungsverzeichnis
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   1. Einführung in das Thema Diagrammverstehen
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   2. Übersicht über den Forschungsprozess
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  3. Theoretische Konzeptualisierung von Diagrammverstehen
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   3.1. Konzeptualisierung von (Linien-)Diagrammen
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   3.2. Diagrammverstehen – eine vorläufige Definition
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   3.3. Diagrammverstehen in verschiedenen Kontexten
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   3.3.1. Diagrammverstehen in mathematisch-statistischen Kontexten
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   3.3.2. Diagrammverstehen in naturwissenschaftlichen Kontexten
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   3.4. Dimensionen des Diagrammverstehens
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   3.4.1. Dimension Informationsentnahme
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   3.4.2. Dimension Interpretieren
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   3.4.3. Dimension Erklären
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   3.5. Erklären im Kontext des Diagrammverstehens
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   3.6. Diagrammverstehen als Problemlöseprozess
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  3.7. Diagrammverstehen als Translationsprozess
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   3.7.1. Translationen zwischen Situations- und Graphenraum
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   3.7.2. Translationen innerhalb des Situationsraums
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   3.7.3. Bildung translationaler Kohärenz
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  3.8. Kognitionspsychologische Aspekte des Diagrammverstehens
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  3.8.1. Einführung in das Konzept mentaler Repräsentationen
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   3.8.1.1 Übersicht über mentale Repräsentationen
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   3.8.1.2 Propositionale Repräsentationen
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   3.8.1.3 Mentale Modelle
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   3.8.1.4 Vorstellungsbilder
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  3.8.2. Kognitionspsychologische Modelle des Diagrammverstehens
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   3.8.2.1 Diagrammverstehen nach Pinker (1990)
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   3.8.2.2 Integratives Diagrammverstehen nach Carpenter und Shah (1998)
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   3.8.2.3 Wissensbasiertes Diagrammverstehen nach Freedman und Shah (2002)
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   3.8.2.4 Interaktives Diagrammverstehen nach Hegarty (2011)
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   3.8.3. Cognitive-Load-Theorie (CLT)
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   3.9. Zusammenfassung
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  4. Identifikation von Problemen und Förderbedarfen (F1)
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   4.1. Herleitung von Forschungsfrage 1
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  4.2. Kompetenzorientierte Perspektive
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  4.2.1. Analyse einfacher Tätigkeiten
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   4.2.1.1 Informationsentnahme nach Bertin (1983), Wainer (1992) und Schnotz (1994)
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   4.2.1.2 Informationsentnahme nach Curcio (1987, 1989)
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   4.2.1.3 Informationsentnahme nach Lachmayer (2008)
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  4.2.2. Analyse komplexerer Tätigkeiten
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   4.2.2.1 Kritik an Modellen der Informationsentnahme
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   4.2.2.2 Ansätze zur Erweiterung bestehender Modelle
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   4.2.2.3 Kompetenzmodell nach Aoyama & Stephens (2003) bzw. Aoyama (2006, 2007)
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  4.2.3. Exemplarische Studien zur Informationsentnahme und zum Extrapolieren
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  4.2.3.1 Untersuchungen zur Informationsentnahme
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   4.2.3.1.1. Untersuchung von Padilla, McKenzie und Shaw (1986)
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   4.2.3.1.2. Untersuchung von Keller (2008)
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   4.2.3.1.3. Untersuchung von Swatton & Taylor (1994)
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   4.2.3.1.4. Untersuchungen von Wu (2004) und Wu & Wong (2007, 2009)
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   4.2.3.2 Untersuchungen zum Extrapolieren
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  4.3.1. Exemplarische Studien zu Missinterpretationen
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   4.3.1.1 Intervall-Punkt-Konfusion
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   4.3.1.3 Ikonische Konfusion
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  4.3.2. kognitionspsychologische Erklärungsansätze für Missinterpretationen
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   4.3.2.1 Modell des Text- und Bildverstehens
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   4.3.2.2 Einfluss von Vorstellungen auf das Diagrammverstehen
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   4.3.2.3 Einfluss von Analysestrategien auf das Diagrammverstehen
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  4.4.1. Diagrammverstehen als semiotischer Prozess
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   4.4.1.1 Einführung in das semiotische Diagrammverstehen
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   4.4.1.2 Semiose und hypostatische Abstraktion
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   4.4.1.3 Modell des semiotischen Diagrammlesens
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   4.4.1.3.1. Strukturierungsprozess
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   4.4.1.3.2. Groundingprozess
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  4.4.2. Exemplarische Studien zum Vorgehen beim Interpretieren
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  4.4.2.1 Ausgewählte Studien zum Vorgehen von Expert*innen und Noviz*innen
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   4.4.2.1.1. Noviz*innen vs. Expert*innen
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   4.4.2.1.2. Konventions-Noviz*innen vs. Konventions-Expert*innen
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   4.4.2.1.3. Inhalts-Noviz*innen vs. Inhalts-Expert*innen
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  4.4.2.2 Ausgewählte Studien zum Einfluss des Vorwissens
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   4.4.2.2.1. Relevanz domänenspezifischen Vorwissens
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   4.4.2.2.2. Bildliches und inhaltliches Interpretieren
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   4.4.2.2.3. Positiver und negativer Einfluss des inhaltlichen Vorwissens
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   4.5. Beantwortung von Forschungsfrage 1
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  5. Identifikation von Förderkonzepten (F2)
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   5.1. Herleitung von Forschungsfrage 2
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   5.2. Diagrammverstehen als Prozess
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   5.2.1. Vorikonografische Beschreibung
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   5.2.2. Ikonografische Analyse
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   5.2.3. Ikonologisches Interpretieren
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   5.2.4. Prozessmodell des Diagrammverstehens
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   5.3. Identifikation potenzieller Förderkonzepte
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   5.3.1. Analyse empirischer Studien
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  5.3.2. Deduktion von Förderkonzepten
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   5.3.2.1 Einführung in die drei Förderkonzepte KA, S und EI
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   5.3.2.3 Förderkonzept: Strukturierung (S)
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   5.3.2.4 Förderkonzept: Elaborative Interrogation (EI)
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   5.4. Empirische Voruntersuchungen zur Spezifikation der Förderkonzepte
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   5.5. Beantwortung von Forschungsfrage 2
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  6. Evaluation der instruktionalen Maßnahmen in Hinblick auf das Erklären (F3)
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   6.1. Herleitung von Forschungsfrage 3
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  6.2. Forschungsmethodik zur Beantwortung von Forschungsfrage 3
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  6.2.1. Lernmaterialien und instruktionale Maßnahmen
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   6.2.1.1 Beschreibung des Lern- bzw. Untersuchungsdiagramms
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   6.2.1.2 Empirische Erprobung der Maßnahmen
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  6.2.1.3 Beschreibung der Maßnahmen
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   6.2.1.3.1. Maßnahme: Kognitive Aktivierung (KA)
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   6.2.1.3.2. Maßnahme: Strukturierung (S)
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   6.2.1.3.3. Maßnahme: Elaborierende Interrogation (EI)
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   6.2.2. Untersuchungsdesign
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   6.2.3. Stichprobe
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   6.2.4. Durchführung der Untersuchung
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  6.2.5. Beschreibung der Variablen
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  6.2.5.1 Kontrollvariable und mediierende Variable
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   6.2.5.1.1. Enzymatisches Vorwissen
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   6.2.5.1.2. Kognitive Belastung
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  6.2.5.2 Abhängige Variablen
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   6.2.5.2.1. Umfang der Erklärung
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   6.2.5.2.2. Vollständigkeit der Erklärung
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   6.2.5.2.3. Selbsteinschätzung der eigenen Leistung beim Erklären
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   6.2.6. Verwendung quantitativer Methoden
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  6.3. Auswertung zur Beantwortung von Forschungsfrage 3
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  6.3.1. Ergebnisse der Auswertung des Vorwissenstests
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   6.3.1.1 Itemanalyse des Vorwissenstests
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   6.3.1.2 Überprüfung der Randomisierung
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  6.3.2. Ergebnisse der Gruppenvergleiche
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   6.3.2.1 Umfang der Erklärung
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   6.3.2.2 Vollständigkeit der Erklärung
•  
   6.3.2.3 Selbsteinschätzung der eigenen Leistung
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   6.3.2.4 Kognitive Belastung beim Erklären
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   6.4. Beantwortung von Forschungsfrage 3
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  7. Operationalisierung Diagrammverstehen (F4)
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   7.1. Herleitung von Forschungsfrage 4
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   7.2. Theoretische Erweiterung: epistemische Perspektive
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   7.2.1. Komplexes Schlussfolgern im Kontext von Diagrammen
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  7.2.2. Einführung in das abduktive Schlussfolgern
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   7.2.2.1 Konzeptualisierung des abduktiven Schlussfolgerns
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   7.2.2.2 Verschiedene Formen von Abduktion
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   7.2.3. Abduktives und induktives Erklären
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   7.2.4. Interaktion von Schlussfolgerungsarten im Erkenntnisprozess
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   7.2.5. Einordnung der Erkenntnisse in die bestehende theoretische Fundierung
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  7.3.1. Vertiefende Analyse des Vorwissenstests
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   7.3.1.1 Ziele der Analyse
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   7.3.1.2 Methode
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   7.3.1.3 Ergebnisse
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   7.3.1.4 Interpretation der Ergebnisse
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   7.3.1.5 Synthese der Erkenntnisse zu vier Analysetypen
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   7.3.2. Schülervorstellungen zum Themenbereich Enzymatik
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  7.3.3. Empirische Analyse der Schulbuchliteratur
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   7.3.3.1 Ziele der Analyse
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   7.3.3.2 Methode
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   7.3.3.3 Ergebnisse der Schulbuchanalyse
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   7.4. Forschungsmethodik zur Beantwortung von Forschungsfrage 4
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   7.5. Theoretische Entwicklung des Kategoriensystems
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  7.6. Spezifizierung der Kategorien anhand von Lernerantworten
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   7.6.1. Niveau 1: Perzeptuelles Analysieren
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   7.6.1.1 Analyse der Lernerantworten
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   7.6.1.2 Synthese zu Niveau 1
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  7.6.2. Niveau 2: Induktives Erklären
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  7.6.2.1 Analyse der Lernerantworten
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   7.6.2.1.1. Fachlich korrekte induktive Erklärungen
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   7.6.2.1.2. Fachlich inkorrekte induktive Erklärungen
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   7.6.2.2 Synthese zu Niveau 2
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   7.6.3. Niveau 3: Abduktives Erklären
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   7.6.3.1 Kategorisierung von Schülervorstellungen
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  7.6.3.2 Analyse: Leitmotiv-Schemata
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   7.6.3.2.1. Leitmotiv Reaktionsgeschwindigkeit als abhängige Variable
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   7.6.3.2.2. Leitmotiv Enzym-Substrat-Komplex als Produkt der enzymatischen Reaktion
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  7.6.3.3 Analyse: fehlkonstruierte abstrakte Erklärungskonzepte
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   7.6.3.3.1. Temperatur
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   7.6.3.3.2. Hemmung
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   7.6.3.3.3. Aktivierungsenergie
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   7.6.3.4 Analyse: Gleichgewichtsvorstellungen
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   7.6.3.4.1. Gleichgewicht als Voraussetzung
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   7.6.3.4.2. Gleichgewicht als Zielzustand
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   7.6.3.5 Analyse: Anthropomorphistische Vorstellungen
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   7.6.3.6 Synthese zu Niveau 3
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  7.6.4. Niveau 4: Abduktives Erklären unter kritischer Evaluation von Schlussfolgerungen
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   7.6.4.1 Analyse der Lernerantworten
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   7.6.4.2 Synthese zu Niveau 4
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  7.6.5. Niveau 5: Eingeschränktes Denken in Wahrscheinlichkeiten
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   7.6.5.1 Analyse der Lernerantworten
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   7.6.5.2 Synthese zu Niveau 5
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  7.6.6. Niveau 6: Umfassendes Denken in Wahrscheinlichkeiten
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   7.6.6.1 Analyse der Lernerantworten
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   7.6.6.2 Synthese zu Niveau 6
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   7.7. Beantwortung von Forschungsfrage 4
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  8. Evaluation der instruktionalen Maßnahmen in Hinblick auf das Diagrammverstehen (F5)
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   8.1. Herleitung von Forschungsfrage 5
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   8.2. Forschungsmethodik zur Beantwortung von Forschungsfrage 5
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  8.3. Auswertung zur Beantwortung von Forschungsfrage 5
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  8.3.1. Analyse des Messinstruments zur Erfassung der kognitiven Belastung
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   8.3.1.1 Empirische Dimensionierung
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   8.3.1.2 Konstruktvalidität
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   8.3.1.3 Reliabilitätsanalyse
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   8.3.2. Überprüfung der Randomisierung in Hinblick auf vorwissensgestützte Schlussfolgerungsfähigkeiten
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  8.3.3. Ergebnisse der Gruppenvergleiche
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   8.3.3.1 Unterschiede in Hinblick auf das Diagrammverstehen
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  8.3.3.2 Zusammenhang zwischen Gruppenzugehörigkeit und Verstehen
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   8.3.3.2.1. Analyse der Verteilung der Lernenden auf die sechs Verstehensniveaus
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   8.3.3.2.2. Analyse von Lern- und Verstehenshürden
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   8.3.3.3 Unterschiede in Hinblick auf die kognitive Belastung
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   8.3.3.4 Unterschiede in Hinblick auf die mentale Effektivität
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   8.4. Beantwortung von Forschungsfrage 5
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  9. Entwicklung des zyklisch-progressiven Modells des Diagrammverstehens (F6)
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   9.1. Herleitung von Forschungsfrage 6
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   9.2. Zyklisch-progressives Modell des Diagrammverstehens
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   9.3. Analyse von Lern- und Verstehenshürden und ihrer Überwindung
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   9.3.2. Abduktionshürde
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   9.3.3. Revisionshürde
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   9.4. Beantwortung von Forschungsfrage 6
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   10. Diskussion der Übertragbarkeit der gewonnenen Erkenntnisse
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   11. Konsequenzen für die Schulpraxis
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   12. Ausblick
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   13. Literaturverzeichnis
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  14. Anhang
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   14.1. Titelblatt des Untersuchungsheftes
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   14.2. Vorwissenstest
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  14.3. Lernmaterialien
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   14.3.1. Lernmaterialien der Interventionsgruppe-I-S-EI-Erk
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   14.3.2. Lernmaterialien der Kontrollgruppe-K-Erk
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   14.3.3. Lernmaterialien der Interventionsgruppe I-KA-S-EI-Erk
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   14.3.4. Lernmaterialien der Kontrollgruppe K-Erk-Be-nErk
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   14.3.5. Lernmaterialien der Kontrollgruppe-K-Be-Erk
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   14.4. Selbsteinschätzung