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Ziel dieser Studie ist es, Schülervorstellungen, im Elsass und in Baden-Württemberg, in Grund- und weiterführenden Schulen zum Lebenszyklus der Blütenpflanzen zu untersuchen, mögliche Einflussfaktoren aufzuzeigen und Hauptlernhindernisse zu ermitteln. Drei Elemente gliedern diese Doktorarbeit: 1) eine Vorstudie mit Hilfe von Interviews (n=49), 2) eine Kontextanalyse der naturwissenschaftlichen und im soziokulturellen Bereich liegenden Referenzen, der “zu lehrenden Curricula” anhand von Bildungsplänen und Schulbüchern, und der “unterrichteten Curricula”; 3) eine Hauptstudie anhand von Fragebögen (n=1388). Die Erhebungsinstrumente enthielten Fragen zu Schlüsselkonzepten (Samen, Blüte, Frucht) und Prozessen (Bestäubung, Befruchtung, Frucht- und Samenbildung, Verbreitung), die den Lebenszyklus der Blütenpflanzen charakterisieren. Insbesondere wurden Schüler geben, verschiedene Entwicklungsstadien einiger Pflanzen in eine Reihenfolge zu bringen und diese zu erklären. Unterschiedliche Denkmodelle konnten aus den Ergebnissen abgeleitet werden. Die Konzeptualisierung des pflanzlichen Lebenszyklus ist von der sexuellen Fortpflanzung abhängig und somit auch von Pflanzentypen (zum Beispiel Blume, im alltagssprachlichen Sinn oder Früchte tragende Bäume). Kulturelle Unterschiede konnten ebenfalls ermittelt werden.
Recognizing anatomical structure properties depicted within digital representations may be the first step to conceptual understanding. Comparing stereoscopic and non-stereoscopic visualizations, there is little evidence whether stereoscopic visualisations better support the recognition of anatomical structure properties. Likewise, insufficient indication is given whether working with stereoscopic visualizations is in connection with situational variables such as increased situational intrinsic motivation and decreased visual attention performance. To clarify these queries, the present study focused on two e-learning environments dealing with the anatomy and physiology of the nasal cavity and with the anatomy and physiology of hearing. Participants were 8th grade students and teacher students. Working with stereoscopic imagery instead of non-stereoscopic imagery, both succeeded better in absolving anatomical structure-related tasks such as estimating anatomical spatial-relationships. Working with stereoscopic visualizations neither led to increased situational intrinsic motivation nor to decreased visual attention performance. On the one hand, the results show that stereoscopic visualization technology can be used without having any novelty effects. On the other hand, stereoscopic visualizations can be used without having impairments on visual working memory. Coming from these findings it should be investigated, whether the enhanced performance on anatomical structure-related tasks due to stereoscopic imagery can be used to also enhance conceptual understanding.