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Die Schaltlogik bildet das Fundament der Informationstechnik. Die Informationstechnik hat eine sehr hohe Relevanz für den Alltag und die Berufswelt, insbesondere für heutige
Grundschulkinder. Die Grundlage für ein Verständnis vom Zusammenhang von Eingangssignalen und Ausgangssignalen zu legen, ist im Sinne einer spiralcurricular aufgebauten
Allgemeinbildung daher besonders sinnvoll. Damit eine Grundlage gelegt werden kann, müssen die Kinder dazu in der Lage sein, die Informationen zu verstehen und anzuwenden. Die Ergebnisse dieses Tests legen nahe, dass Kinder im Grundschulalter dazu in
der Lage sind. Mit der altersgerechten Thematisierung können Kompetenzen angelegt und gefördert werden, die spätestens in der Sekundarstufe 1 relevant werden.
Systemmodellierung ist Bestandteil vieler technischer Studiengänge. Sie wird beispielsweise in der Regelungstechnik eingesetzt, um mechatronische Systeme zu beschreiben (vgl. Lunze 2013, S. 31). Dabei werden Strukturen technischer Systeme, die häufig Rückkopplungen enthalten, sowie das zeitliche Verhalten dieser Systeme untersucht (vgl. ebd., S. 11). System Dynamics ist eine Form der Systemmodellierung, welche dieselben Analyseprinzipien auf andere Themenbereiche, wie die Wirtschaft, überträgt. Systemmodellierung wird daher auch in Studiengängen wie dem Wirtschaftsingenieurwesen unterrichtet (vgl. Sterman 2000, S. 4ff., Lane 2000, S. 3).
Anstelle technische Systeme isoliert zu betrachten, schlägt Ropohl in seiner Allgemeinen Technologie vor, Technik stets in ihrer Wechselwirkung auf Mensch, Gesellschaft und Umwelt zu untersuchen (vgl. Ropohl 2009, S. 32ff.). Eine solche mehrperspektivische Systemsicht ist in Lehrveranstaltungen für angehende Techniklehrer*innen grundlegend (vgl. z.B. Schmayl 1995, S. 55ff., Schmidt 2009, S. 49ff., Gschwendtner und Geißel 2021, S. 168ff.).
Die vorliegende empirische Studie versucht, Systemmodellierung mit einer mehrperspektivischen Systemsicht für Studierende verschiedener Technikstudiengänge zu verknüpfen. Hierzu setzen die Teilnehmer*innen der Studie Wirkungsdiagramme als leicht zu erlernende Form der Systemmodellierung (vgl. Ossimitz und Lapp 2006, S. 63) ein, um die deutsche Energiewende mit Bezug auf ihre dynamische Entwicklung und die Integration verschiedener Perspektiven zu untersuchen.
Das Ziel der empirischen Studie ist zu beschreiben und darzustellen, in welcher Form Teilnehmer*innen verschiedener technischer Studiengänge in einem aktiven Modellierungsprozess dynamische und perspektivische Komplexität dieses sozio-technischen Systems (vgl. Pfenning 2016, S. 102) durch Systemmodellierung abbilden.
Hierzu wurde eine Interventionsstudie durchgeführt. Die Teilnehmenden entschieden sich nach einer Informationsphase über das System Energiewende und über die Systemmodellierung mit Wirkungsdiagrammen für die Betrachtung ausgewählter Perspektiven aus dem Spektrum Technik, Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft. Sie formulierten eine Leitfrage, zu der sie ein Wirkungsdiagramm erstellten. Das entwickelte Modell wurde anschließend anderen Teilnehmenden in Kleingruppen vorgestellt.
Zu den erhobenen Daten gehören Arbeitsdokumente der Intervention, Transkripte der Modellpräsentationen, Antworten von Pre- und Posttests, sowie soziodemografische Daten.
Das bislang weitreichend unerforschte Themenfeld der mehrperspektivischen Systemmodellierung als Inhalt bildungswissenschaftlicher Studien wurde mit einem qualitativen Forschungsdesign erkundet: Es wurden Kategorien einer qualitativen Inhaltsanalyse entwickelt, um die erhobenen Daten zunächst textstellenbasiert und später fallbasiert zu beschreiben und zu strukturieren. Hieraus wurde eine Typologie entwickelt, in der die Fälle in einem Merkmalsraum eingeordnet und nach Ähnlichkeit gruppiert wurden.
Innerhalb der Typologie wurden fünf Typen identifiziert, die sich bezüglich der Vernetzung von Perspektiven und der Entwicklung ihrer Modellierungskenntnisse unterscheiden. Eine Mehrheit der Teilnehmenden wurde dem zentralen Teil der Typologie zugeordnet und konnte sowohl die Modellierung mit Wirkungs-diagrammen, als auch die Vernetzung von Perspektiven in der Studie umsetzen.
Für die Zusammenhangsanalyse wurden die fünf Typen in zwei Gruppierungen zusammengefasst: Für drei Randtypen mit einer extremeren Merkmalsausprägung im typologischen Raum wurde die Leistung in der Intervention mit Bezug auf die erhobenen Sekundärdaten eingeordnet und kontextualisiert.
Für die Vertreter*innen der zwei Zentraltypen wurde gezeigt, dass das von ihnen erreichte Niveau der Systemmodellierung und mehrperspektivischen Systembetrachtung von Personen mit unterschiedlichen Vorkenntnissen und Studienhintergründen erreichbar ist.
Dieses Ergebnis spricht dafür, dass eine Lernumgebung, die eine selbstständige Wahl von Perspektiven und Leitfragen, ein aktives Erstellen von Modellen, sowie die Interaktion mit anderen Teilnehmenden ermöglicht, den Einsatz von Wirkungsdiagrammen zur mehrperspektivische Modellierung sozio-technischer Systeme fördern kann.
Die vorliegende qualitative Studie bietet nur einen ersten Einblick in den Forschungsbereich, der Systemmodellierung und Mehrperspektivität als Thema bildungswissenschaftlicher Forschung betrachtet. Es werden daher abschließend Vorschläge für weitere Forschungsthemen und für die Gestaltung von Lernkonzepten formuliert, die den Einsatz von Systemmodellierung zur Förderung einer mehrperspektivischen Systembetrachtung in der Hochschullehre unterstützen können.