Developing Geographic Skills through Experiments: Implementing Experiments in Geography Classroom through GeoBoxes

Abstract

Experiments are an important way of working in the geography classroom. They promote and require numerous geographic skills. At the same time, experiments are only used comparatively rarely in geography lessons in Germany. In order to increase the frequency of experiments in the classroom and to better exploit their potential, GeoBoxes have been developed. These can be borrowed by teachers and contain all materials and worksheets. In the article the steps of the development of the GeoBox are presented. In addition, the concept, which aims in particular at a cognitive activation of the students during experimentation, is presented. Accompanying research provides first indications that the GeoBox seems to be suitable to arouse especially the situational interest of the students..

Keywords

• Geographic Skils
• Geography Education Research
• Curriculum Material
• Design Based Research
• Students' Interests

Kaynakça

1. Adey, K., & Biddulph, M. (2001). The Influence of Pupil Perceptions on Subject Choice at 14+ in Geography and History. Educational Studies, 27(4), 439–450. https://doi.org/10.1080/03055690120071894
2. Akuma, F. V., & Callaghan, R. (2019). Characterising Extrinsic Challenges Linked to the Design and Implementation of Inquiry-Based Practical Work. Research in Science Education, 49(6), 1677–1706. https://doi.org/10.1007/s11165-017-9671-x
3. Bent, G. J., Bakx, A., & Brok, P. den (2014). Pupils’ Perceptions of Geography in Dutch Primary Schools: Goals, Outcomes, Classrooms Environment, and Teacher Knowledge and Performance. Journal of Geography, 113(1), 20–34. https://doi.org/10.1080 /00221341.2013.810299
4. Design-Based Research Collective (2013). Design-Based Research: An Emerging Paradigm for Educational Inquiry. Educational Researcher, 32(1), 5–8. https://doi.org/10.3102/0013189X032001005
5. Duit, R., Gropengießer, H., & Stäudel, L. (2007). Naturwissenschaftliches Arbeiten: Eine Einführung [Working in the natural sciences: An Introduction]. In R. Duit, H. Gropengießer, & L. Stäudel (Eds.), Naturwissenschaftliches Arbeiten: Unterricht und Material 5-10 (pp. 4–8). Seelze-Velber: Erhard Friedrich Verlag.
6. Duit, R., & Tesch, M. (2006). Eigenständiges Experimentieren im naturwissenschaftlichen Unterricht–Theorie, empirische Forschungsergebnisse, Unterrichtspraxis [Independent experimentation in science education - theory, empirical research results, teaching practice]. Fachtagung „Selbständiges Lernen im Fachunterricht”, pp. 1–19.
7. Edelson, D. C. (2002). Design Research: What We Learn When We Engage in Design. Journal of the Learning Sciences, 11(1), 105–121. https://doi.org/10.1207/ S15327809JLS1101_4
8. Feulner, B., Ohl, U., & Hörmann, I. (2015). Design-Based Research – ein Ansatz empirischer Forschung und seine Potenziale für die Geographiedidaktik [Design-Based Research - an approach of empirical research and its potentials for geography didactics]. Zeitschrift Für Geographiedidaktik, 43(3), 205–232.

9. German Geographical Society (2014). Educational Standards in Geography Educational Standards in Geography for the Intermediate School Certificate: with sample assignments (3rd ed.). Bonn: German Geographical Society. Retrieved from https://geographie.de/wp-content/uploads/2016/06/geography_education.pdf
10. Hammann, M., Ganser, M., & Haupt, M. (2007). Experimentieren können: Kompetenzentwicklungsmodelle und ihre Nutzung im Unterricht [Being able to experiment: Competence development models and their use in the classroom]. Geographie heute, 28(255-256), 88–91.
11. Hammann, M., Phan, T. T. H., Ehmer, M., & Grimm, T. (2008). Assessing pupils’ skills in experimentation. Journal of Biological Education, 42(2), 66–72. https://doi.org/10.1080/00219266.2008.9656113
12. Hemmer, I., & Hemmer, M. (2010). Interesse von Schülerinnen und Schülern an einzelnen Themen, Regionen und Arbeitsweisen des Geographieunterrichts – ein Vergleich zweier empirischer Studien aus den Jahren 1995 und 2005 [Students' interest in individual topics, regions, and ways of working in geography classes - a comparison of two empirical studies conducted in 1995 and 2005].
13. In I. Hemmer & M. Hemmer (Eds.), Schülerinteresse an Themen, Regionen und Arbeitsweisen des Geographieunterrichts. Ergebnisse der empirischen Forschung und deren Konsequenzen für die Unterrichtspraxis (pp. 65–145). Weingarten: Selbstverlag des Hochschulverbandes für Geographie und ihre Didaktik e.V. (HGD).
14. Hemmer, I., & Hemmer, M. (2017). Teachers’ Interests in Geography Topics and Regions - How they Differ from Students’ Interests? Empirical Findings. Review of International Geographical Education Online, 7(1). Retrieved from http://www.rigeo.org/vol7no1/Number1Spring/RIGEO-V7-N1-1.pdf
15. Hemmer, I., Hemmer, M., Warnke, M., & Zietzsch, J. P. (2019). Welche Themen interessieren bayerische Schülerinnen und Schüler im Geographieunterricht? Ausgewählte Ergebnisse einer schulartübergreifenden empirischen Untersuchung in der Sekundarstufe I.
16. [What topics interest Bavarian students in geography classes? Selected Results of an Empirical Investigation in Secondary Level I Across Schools.] Der Bayerische Schulgeograph, 41(85), 37–45.
17. Hidi, S., & Renninger, K. A. (2006). The Four-Phase Model of Interest Development. Educational Psychologist, 41(2), 111–127. https://doi.org/10.1207/ s15326985ep4102_4
18. Höhnle, S., & Schubert, J. C. (2016). Hindernisse für den Einsatz naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen im Geographieunterricht aus Studierendenperspektive [Barriers to the use of science work practices in geography classrooms from a university student perspective].
19. Ausgewählte Ergebnisse einer empirischen Studie mit Lehramtsstudierenden. GW-Unterricht: Eine Zeitschrift Des “Forums GW - Verein Für Geographie Und Wirtschaftserziehung, 153–161.
20. Institut für Schulqualität und Bildungsforschung München (2020). LehrplanPLUS: Geographie (Gymnasium). Retrieved from https://www.lehrplanplus.bayern.de/schulart/gymnasium/fach/geographie/inhalt/fachlehrplaene
21. Kauertz, A., Kleickmann, T., Ewerhardy, A., Fricke, K., Lange, K., Ohle, A., . . . Möller, K. (2013). Dokumentation der Erhebungsinstrumente im Projekt PLUS [Documentation of the survey instruments in the PLUS project]. Retrieved from https://duepublico2.uni-due.de/receive/duepublico_mods_00035341
22. Klahr, D., & Dunbar, K. (1988). Dual Space Search During Scientific Reasoning. Cognitive Science, 12(1), 1–48. https://doi.org/10.1207/s15516709cog1201_1
23. Mattissek, A., Pfaffenbach, C., & Reuber, P. (2013). Methoden der empirischen Humangeographie [Methods of empirical human geography]. Braunschweig: Westermann.
24. Miener, J. P., & Köhler, K. (2013). Experimentelle Arbeitsweisen im Geographieunterricht: Vorstellungen von Geographielehrern zu Chancen und Barrieren [Experimental ways of working in the geography classroom: geography teachers' perceptions of opportunities and barriers]. (1. Aufl.). Saarbrücken: AV Akademikerverlag.
25. Möller, K. (2000). Verstehendes Lernen im Vorfeld der Naturwissenschaft? Forschung für den Sachunterricht. [Learning in advance of science? Research for general studies in primary schools]. Die Grundschulzeitschrift, 14(139), 54–57.
26. National Research Council (2012). Framework for k-12 science education - practices, crosscutting concepts, and Core Ideas. Washington, D.C.: National Academies Press.
27. Otto, K.‑H. (2009). Experimentieren als Arbeitsweise im Geographieunterricht. [Experimentation as a way of working in geography lessons]. Geographie Und Schule. (180), 4–15.
28. Palmer, D. H. (2009). Student interest generated during an inquiry skills lesson. Journal of Research in Science Teaching, 46(2), 147–165. https://doi.org/10.1002/tea.20263
29. Parchmann, I. [Ilka], & Prenzel, M. (2003). Kompetenz entwickeln. Vom naturwissenschaftlichen Arbeiten zum naturwissenschaftlichen Denken [Developing competence. From scientific work to scientific thinking]. Naturwissenschaften im Unterricht. Chemie, 14(76-77), 15–19.
30. Pfeffer, K.‑H. (2006). Arbeitsmethoden der Physischen Geographie. Geowissen kompakt [Working methods of physical geography. Geoknowledge compact]. Darmstadt: WBG.
31. Roberts, M. (2010). Geographical enquiry. Teaching Geography, 35(1), 6–9.
32. Schubert, J. C. (2016). Kognitiv aktivierend und eigenständig Experimentieren: Schüler erforschen das Wasserhaltevermögen von Böden [Cognitively activating and independent experimentation: Students explore the water-holding capacity of soils]. Geographie Aktuell & Schule, 38, 24–34.
33. Tesch, M., & Duit, R. (2004). Experimentieren im Physikunterricht - Ergebnisse einer Videostudie [Experimentation in physics lessons - results of a video study]. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 10, 51-69. Retrieved from ftp://ftp.rz.uni-kiel.de/pub/ipn/zfdn/2004/3.Tesch_Duit_051-070.pdf
34. Wilhelm, T., & Hopf, M. (2014). Design-Forschung [Design-Research]. In D. Krüger, I. Parchmann, & H. Schecker (Eds.), Methoden in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung (pp. 31–42). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg; Imprint: Springer Spektrum. https://doi.org/10.1007/978-3-642-37827-0_3