Neuinterpretation der unterrichtsbasierten Anweisung: Physikleistung von Schülern mithilfe der PHET-Simulation

Der Physikunterricht in der Sekundarstufe ist häufig durch ein geringes Engagement der Schüler und unbefriedigende akademische Leistungen gekennzeichnet, hauptsächlich aufgrund der abstrakten Natur physikalischer Konzepte und der kognitiven Belastung im Zusammenhang mit mathematischen Anforderungen. Während technologiegestützter Unterricht weltweit an Bedeutung gewonnen hat, gibt es einen kritischen Mangel an empirischen Belegen für die Wirksamkeit interaktiver Simulationen in ressourcenbeschränkten Sekundarschulkontexten auf den Philippinen. Diese Studie untersuchte die Effektivität von Physikunterrichtstechnologien (PhET) bei der Verbesserung des konzeptionellen Verständnisses von Schülerinnen und Schülern der 9. Klasse. Die Forschung bewertete insbesondere die Leistung in Bezug auf zentrale Kompetenzen: Änderungen in der Form mechanischer Energie, Energieerhaltung sowie Wärme, Arbeit und Effizienz. Bei einem prä-experimentellen Design mit einer Gruppe wurde eine Vollerhebung von Schülern der 9. Klasse (N = 39) an einer Labor-Oberschule in Camarines Sur durchgeführt. Die Intervention erstreckte sich über fünf Wochen und integrierte strukturierte PhET-basierte interaktive Lektionen in den Lehrplan. Die Daten wurden mittels eines validierten, vom Forscher konstruierten Instruments erhoben und durch deskriptive Statistiken, gepaarte t-Tests und Cohens d zur Bestimmung der Effektstärke analysiert. Die Basisdaten zeigten einen systematischen Mangel an Fachkenntnissen mit einem durchschnittlichen Pre-Test-Wert von 72.59 (SD = 3.95) und einer 100%igen Durchfallquote bei Konzepten der Energieumwandlung. Die Ergebnisse nach der Intervention zeigten signifikante akademische Fortschritte, mit einem durchschnittlichen Wert, der auf 80.49 (SD = 7.91) anstieg. Die Ergebnisse der gepaarten t-Tests zeigten statistisch signifikante Verbesserungen in allen Kompetenzen (p < .001). Bemerkenswert waren große Effektgrößen zwischen d = 0.803 und d = 1.238, wobei der höchste Zuwachs im Bereich Wärme, Arbeit und Effizienz (d = 1.188) verzeichnet wurde. Die Ergebnisse liefern robuste Belege dafür, dass PhET-Simulationen als transformative Unterrichtswerkzeuge dienen, die die Lücke zwischen abstrakter Theorie und konzeptioneller Beherrschung durch interaktive Visualisierung überbrücken. Diese Studie legt nahe, dass die strategische Integration von Simulationen die Einschränkungen traditioneller vorlesungsbasierter Methoden verringern kann und eine skalierbare Lösung für wissenschaftliche Bildungsanbieter bietet, um die Lernergebnisse in herausfordernden Unterrichtsbedingungen zu verbessern.