Physik und ihre Didaktik
Level up! Für den physikalischen Sachunterricht
Auswirkungen von Digital Gamification auf Motivation und Lernleistung von Schüler*innen aus sozioökonomisch schwachen Milieus
Projektbeschreibung
Im Promotionsprojekt „Level up!“, entdecken Schüler*innen mittels Digital Gamification und Experimenten Physik auf dem Spielplatz. Digital Gamification beschreibt die Anwendung von digitalen Spielelementen in spielfremden Kontexten. Dazu gehören z. B. Fortschrittsanzeigen, das Sammeln von Punkten und die Einbindung eines Narrativs, das auch dazu dienen kann, Wissen zu vermitteln.
Schüler*innen der dritten und vierten Klassen erlernen mit „Hands on“-Experimenten Grundkenntnisse der klassischen Mechanik. Mechanik findet sich überall im Alltag der Kinder und lässt sich in spannenden und lebensnahen Lernsettings realisieren. Selbstentwickelte und gedruckte 3D-Modelle von typischen Spielgeräten holen den Spielplatz in den Klassenraum. Damit entdecken die Schüler*innen die Themen Hebelgesetze, Kreisbewegungen und Reibung entlang des Forschungskreises. Während sie diesen durchlaufen, werden sie von pädagogischen Agenten, den Robotern Rolli und Bo, digital auf dem Tablet begleitet. Rolli und Bo können optionale Tipps und Feedback geben sowie kurze Erklärungen liefern. Die Schüler*innen können ihr Vorankommen mit Hilfe eines Fortschrittsbalken verfolgen und erhalten für das (erfolgreiche) Abschließen der Aufgaben Punkte. Unabhängig von der erreichten Punktzahl erhalten die Schüler*innen am Ende einer Lerneinheit eine digitale Urkunde.
Die Lernumgebung basiert auf SCRATCH® und ist intuitiv zu bedienen. Die Schüler*innen brauchen somit wenig bis keine Vorkenntnisse, um sich durch die digitale Lernumgebung zu klicken.
Weitere Informationen und Projektbegründung
Die Zielgruppe ist so gewählt, weil Schüler*innen aus sozioökonomisch schwachen Haushalten am Ende der Grundschulzeit in den MINT-Fächern einen Lernrückstand bis zu 1,5 Jahren haben. Dabei sind die Inhalte, die die Schüler*innen dort lernen relevante Grundlagen für die naturwissenschaftlichen Fächer an weiterführenden Schulen. Ein großer Lernrückstand bedeutet, dass die betroffenen Schüler*innen bereits mit einem deutlichen Nachteil z. B. in den Physikunterricht starten. Dieses Ungleichgewicht widerspricht dem weiten Inklusionsbegriff und somit dem Anspruch der Kultusministerkonferenz, eine „Schule der Vielfalt“ umzusetzen.
Trotz der Fokussierung auf eine bestimmte Gruppe Schüler*innen, nehmen alle Kinder – sofern die Erlaubnis der Erziehungsberechtigten vorliegt – einer Klasse an den Erhebungen teil. Die Forschenden können keine Rückschlüsse ziehen, welches Kind welchen finanziellen Hintergrund hat, da die Erhebung von Motivation, Fachwissen und sozioökonomischen Status vollständig anonym abläuft.
Das Projekt ist gefördert durch die Joachim Herz Stiftung im Rahmen des Kolleg Didaktik:digital (Laufzeit 10/2023 – 10/2025)
Publikationen
- Wartig, B., & Stinken-Rösner, L. (2023). Level Up! Für den naturwissenschaftlichen Sachunterricht. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.16214.22080
- Wartig, B., & Stinken-Rösner, L. (2024). Level up! Digital Gamification im naturwissenschaftlichen Sachunterricht. Frühe naturwissenschaftliche Bildung. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik in Hamburg 2023, 947–949. https://gdcp-ev.de/wp-content/uploads/securepdfs/2023/07/Tagungsband_2023_korrigiert.pdf
- Wartig, B., & Stinken-Rösner, L. (2025). Rolli auf dem Spielplatz - Digital Gamification meets klassische Mechanik. https://www.researchgate.net/publication/389652459_Rolli_auf_dem_Spielplatz_-_Digital_Gamification_meets_klassische_Mechanik
- Wartig, B., & Stinken-Rösner. (2025). Fachbezogene Motivation und sozioökonomischer Status von Viertklässler*innen: Einblicke in die Skalenentwicklung. Entdecken, lehren und forschen im Schülerlabor, 45, 217–220. https://gdcp-ev.de/wp-content/uploads/securepdfs/2025/07/Tagungsband_2025_gesamt.pdf