Wie lassen sich Kompetenzen des experimentellen Denkens und Arbeitens fördern?
Andreas Vorholzer
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Andreas Vorholzer, Wie lassen sich Kompetenzen des experimentellen Denkens und Arbeitens fördern? (2016), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832594282
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Beschreibung / Abstract
Der Aufbau von experimenteller Kompetenz ist ein zentrales Ziel des naturwissenschaftlichen Unterrichts. Es stellt sich dabei häufig die Frage, ob Schülerinnen und Schüler diese Kompetenz beim Durchführen von Versuchen automatisch erwerben (impliziter Ansatz) oder ob es erforderlich ist, dass die für das zielgerichtete Experimentieren notwendigen Konzepte zum Gegenstand des Unterrichts gemacht werden (expliziter Ansatz). Im Rahmen einer Interventionsstudie im quasi-experimentellen Design mit N ,= ,222 Schülerinnen und Schülern der Einführungsphase (Klasse 11) wurde deshalb die Wirkung eines expliziten und eines impliziten Instruktionsansatzes auf den Aufbau experimenteller Kompetenz untersucht. "Experimentelle Kompetenz" wurde dafür als dreidimensionales Konstrukt modelliert (Formulierung von Fragen und Hypothesen, Planung von Untersuchungen, Auswertung und Interpretation von Daten) und ein auf dieses Konstrukt bezogener Kompetenztest entwickelt. Zudem wurden vor der Intervention weitere Personenmerkmale erhoben, um deren Einfluss auf die Wirkung der beiden Instruktionsansätze kontrollieren bzw. systematisch untersuchen zu können.
Die Ergebnisse des Pre-Post-Vergleichs zeigen einerseits, dass explizite Instruktion effizienter ist als implizite Instruktion, um bei Schülerinnen und Schülern experimentelle Kompetenz aufzubauen. Sie liefern andererseits wichtige Hinweise darauf, unter welchen Bedingungen auch durch implizite Instruktion der Kompetenzaufbau gefördert werden kann. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die Wirkung beider Instruktionsansätze weder vom fachinhaltlichen noch vom experimentellen Vorwissen der Schülerinnen und Schüler abhängig ist.
Die Ergebnisse des Pre-Post-Vergleichs zeigen einerseits, dass explizite Instruktion effizienter ist als implizite Instruktion, um bei Schülerinnen und Schülern experimentelle Kompetenz aufzubauen. Sie liefern andererseits wichtige Hinweise darauf, unter welchen Bedingungen auch durch implizite Instruktion der Kompetenzaufbau gefördert werden kann. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die Wirkung beider Instruktionsansätze weder vom fachinhaltlichen noch vom experimentellen Vorwissen der Schülerinnen und Schüler abhängig ist.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 2 Allgemeine theoretische Grundlagen der Arbeit
- 2.1 Definition, Einordnung und Abgrenzung naturwissenschaftlicher und experimenteller Denk- und Arbeitsweisen
- 2.2 Modellierung von Teilkompetenzen des experimentellen Denkens und Arbeitens
- ERSTER EMPIRISCHER TEIL – ENTWICKLUNG UND ERPROBUNG DES TESTINSTRUMENTS
- 3 Entwicklung eines Testinstruments zur Erfassung experimenteller Denk- und Arbeitsweisen
- 3.1 Ausgangslage und Zielsetzung der Testentwicklung
- 3.2 Modellierung der in dem Testinstrument adressierten Teilkompetenzen des experimentellen Denkens und Arbeitens
- 3.3 Aufgabenkonstruktion und Testentwicklung
- 4 Methodisches Vorgehen bei der Erprobung des Testinstruments
- 4.1 Stichproben
- 4.2 Studie zur kognitiven Validierung des Testinstruments
- 4.3 Studie zur Pilotierung des Testinstruments
- 5 Ergebnisse der Erprobung des Testinstruments
- 5.1 Ergebnisse der Vorstudie
- 5.2 Ergebnisse der Studie zur kognitiven Validität
- 5.3 Ergebnisse der Studie zur Pilotierung des Testinstruments
- 6 Zusammenfassung und Diskussion der Entwicklung und Erprobung des Testinstruments
- ZWEITER EMPIRISCHER TEIL – FÖRDERUNG VON KOMPETENZEN DES EXPERIMENTELLEN DENKENS UND ARBEITENS
- 7 Forschungsstand zur Förderung des Kompetenzaufbaus im Bereich der experimentellen Denk- und Arbeitsweisen
- 8 Forschungsfragen und Hypothesen zum Kompetenzaufbau
- 9 Methodisches Vorgehen bei der Entwicklung, Durchführung und Auswertung der Interventionsstudie
- 9.1 Stichprobe
- 9.2 Testinstrumente
- 9.3 Entwicklung und Durchführung der Intervention
- 9.4 Statistische Verfahren zur Auswertung der Daten
- 10 Ergebnisse der Interventionsstudie
- 10.1 Vergleich der Effekte von expliziter und impliziter Instruktion auf einer eindimensionalen Gesamtskala
- 10.2 Vergleich der Effekte von expliziter und impliziter Instruktion auf der Ebene der einzelnen Teilkompetenzen
- 10.3 Untersuchung des Zusammenhangs zwischen dem Vorwissen und dem Effekt von expliziter und impliziter Instruktion
- 10.4 Analyse des Delayed-Posttests
- 11 Zusammenfassung und Diskussion der Studie zur Förderung experimenteller Denk- und Arbeitsweisen
- 11.1 Kompetenzaufbau durch explizite und implizite Instruktion zu experimentellen Denk- und Arbeitsweisen
- 11.2 Unterschiede in der Wirkung expliziter und impliziter Instruktion zwischen den Teilkompetenzen
- 11.3 Zusammenhang zwischen fachinhaltlichem und prozessbezogenem Vorwissen und dem Kompetenzaufbau
- 11.4 Langfristige Wirkung expliziter und impliziter Instruktion
- 11.5 Betrachtung möglicher positiver und negativer Konsequenzen der Interventionsstudie
- 12 Ausblick
- Literaturverzeichnis
- Anhang