Die Entwicklung der Kompetenzen zur naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung und zum selbstständigen Experimentieren stellt für viele Lernende eine hohe kognitive Anforderung dar. Doch wie können die Lernenden beim Experimentieren im Biologieunterricht sowohl im Bereich Fachwissen als auch im Bereich Erkenntnisgewinnung optimal unterstützt werden?
Untersucht wird diese Frage im Rahmen einer Interventionsstudie in der drei verschiedene Beispielaufgabenformate zum Einsatz kommen. Die drei Experimentalgruppen unterscheiden sich hinsichtlich des Einsatzes bildbasierter, textbasierter oder text-bildbasierter Beispielaufgaben, die die Lernenden jeweils in ihrem Lernprozess beim Experimentieren unterstützen.
Beispielaufgaben haben sich in den Naturwissenschaften bereits als lernförderlich erwiesen. In der vorliegenden Studie wird der Bildanteil der Beispielaufgaben sukzessive erhöht und anschließend die Lernwirksamkeit der Formate überprüft.
Die Studienergebnisse zeigen unter anderem, dass besonders die bild- und text-bildbasierten Beispielaufgabenformate eine hohe Lernwirksamkeit im Bereich des biologischen Fachwissens haben. Im Bereich der Erkenntnisgewinnung können mit allen Beispielaufgabenformaten gute Lernwirksamkeiten erreicht werden.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Das Experimentieren im Sinne der Erkenntnisgewinnung stellt ein entscheidendes Element des naturwissenschaftlichen Unterrichts dar und lässt sich als Problemlöseprozess modellieren (z.B. das SDDS-Modell). Um diesen Prozess bestmöglich unterstützen zu können, ist es notwendig, die von Lernenden angewendeten Vorgehensweisen zu kennen und diagnostizieren zu können. In der Literatur wurden bereits Vorgehensweisen und Strategien beschrieben, die allerdings nur selten auf einheitlichen Konstrukten fußen und daher häufig keine trennscharfen Beschreibungen darstellen.
In dieser Arbeit werden von Schülerinnen und Schülern angewendete Strategien anhand konsistenter Kategorien beschrieben und untersucht. Hierfür wurden Lernende der Sekundarstufe I (N=98) beim experimentellen Problemlösen in Dyaden videografiert und bekannte Begleitvariablen erhoben, sodass der Arbeit ein qualitatives und quantitatives Forschungsdesign zugrunde liegt. Es konnten sechs deskriptive Strategien identifiziert werden, die anhand eines einheitlichen Kategoriensystems unterschieden werden können und Parallelen zu Strategiebeschreibungen der Literatur aufweisen. Vergleiche mit dem normativen SDDS-Modell zeigen übereinstimmende Strukturen, aber auch Abweichungen der identifizierten Strategien. Insgesamt planen leistungsstärkere Lernende ihr Vorgehen eher, während Leistungsschwächere eher explorativ vorgehen. Eine Diagnostik der Strategien erscheint dabei über das Methodenwissen, das Vorwissen und die Motivation insbesondere für zwei Strategien vielversprechend.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Modelle sind ein wichtiger Aspekt des Biologieunterrichts, um naturwissenschaftliche Gegenstände oder Phänomene darstellen, erklären oder vorhersagen zu können. In Form der Modellbildung können sie außerdem als Methode der Erkenntnisgewinnung in den Unterricht integriert werden. Dennoch ist empirisch bisher nur wenig untersucht, wie Kompetenzen im Umgang mit Modellen effektiv gefördert werden können. Verschiedene Ansätze vertreten die Annahme, dass Metawissen über Modelle und Modellbildung (Metamodeling Knowledge) eine wichtige Voraussetzung für einen elaborierten Umgang mit Modellen darstellt. Darüber, inwiefern das Erlernen von Metamodeling Knowledge wiederum vom fachspezifischen Wissen über das modellierte Original abhängt, ist bislang jedoch nur wenig bekannt.
In der vorliegenden Studie wurden nun unter anderem Zusammenhänge zwischen fachspezifischen Informationen über das modellierte Original und dem Erlernen von Metamodeling Knowledge untersucht. Die empirischen Ergebnisse zeigen, dass die Vermittlung fachwissenschaftlicher Informationen zwar keine grundlegende Voraussetzung für einen Lernerfolg im Bereich Metamodeling Knowledge ist. Dennoch stellt der Zeitpunkt, zu dem den Lernenden diese Informationen vermittelt werden, einen wichtigen Einflussfaktor für eine erfolgreiche Vermittlung dar.
Die Erkenntnisse dieser Studie geben Hinweise darauf, wie Metamodeling Knowledge und damit auch Modellbildung möglichst erfolgreich im Biologieunterricht gefördert werden können.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Das Experimentieren im Sinne der Erkenntnisgewinnung stellt ein entscheidendes Element des naturwissenschaftlichen Unterrichts dar und lässt sich als Problemlöseprozess modellieren (z.B. das SDDS-Modell). Um diesen Prozess bestmöglich unterstützen zu können, ist es notwendig, die von Lernenden angewendeten Vorgehensweisen zu kennen und diagnostizieren zu können. In der Literatur wurden bereits Vorgehensweisen und Strategien beschrieben, die allerdings nur selten auf einheitlichen Konstrukten fußen und daher häufig keine trennscharfen Beschreibungen darstellen.
In dieser Arbeit werden von Schülerinnen und Schülern angewendete Strategien anhand konsistenter Kategorien beschrieben und untersucht. Hierfür wurden Lernende der Sekundarstufe I (N=98) beim experimentellen Problemlösen in Dyaden videografiert und bekannte Begleitvariablen erhoben, sodass der Arbeit ein qualitatives und quantitatives Forschungsdesign zugrunde liegt. Es konnten sechs deskriptive Strategien identifiziert werden, die anhand eines einheitlichen Kategoriensystems unterschieden werden können und Parallelen zu Strategiebeschreibungen der Literatur aufweisen. Vergleiche mit dem normativen SDDS-Modell zeigen übereinstimmende Strukturen, aber auch Abweichungen der identifizierten Strategien. Insgesamt planen leistungsstärkere Lernende ihr Vorgehen eher, während Leistungsschwächere eher explorativ vorgehen. Eine Diagnostik der Strategien erscheint dabei über das Methodenwissen, das Vorwissen und die Motivation insbesondere für zwei Strategien vielversprechend.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Die Entwicklung der Kompetenzen zur naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung und zum selbstständigen Experimentieren stellt für viele Lernende eine hohe kognitive Anforderung dar. Doch wie können die Lernenden beim Experimentieren im Biologieunterricht sowohl im Bereich Fachwissen als auch im Bereich Erkenntnisgewinnung optimal unterstützt werden?
Untersucht wird diese Frage im Rahmen einer Interventionsstudie in der drei verschiedene Beispielaufgabenformate zum Einsatz kommen. Die drei Experimentalgruppen unterscheiden sich hinsichtlich des Einsatzes bildbasierter, textbasierter oder text-bildbasierter Beispielaufgaben, die die Lernenden jeweils in ihrem Lernprozess beim Experimentieren unterstützen.
Beispielaufgaben haben sich in den Naturwissenschaften bereits als lernförderlich erwiesen. In der vorliegenden Studie wird der Bildanteil der Beispielaufgaben sukzessive erhöht und anschließend die Lernwirksamkeit der Formate überprüft.
Die Studienergebnisse zeigen unter anderem, dass besonders die bild- und text-bildbasierten Beispielaufgabenformate eine hohe Lernwirksamkeit im Bereich des biologischen Fachwissens haben. Im Bereich der Erkenntnisgewinnung können mit allen Beispielaufgabenformaten gute Lernwirksamkeiten erreicht werden.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Modelle sind ein wichtiger Aspekt des Biologieunterrichts, um naturwissenschaftliche Gegenstände oder Phänomene darstellen, erklären oder vorhersagen zu können. In Form der Modellbildung können sie außerdem als Methode der Erkenntnisgewinnung in den Unterricht integriert werden. Dennoch ist empirisch bisher nur wenig untersucht, wie Kompetenzen im Umgang mit Modellen effektiv gefördert werden können. Verschiedene Ansätze vertreten die Annahme, dass Metawissen über Modelle und Modellbildung (Metamodeling Knowledge) eine wichtige Voraussetzung für einen elaborierten Umgang mit Modellen darstellt. Darüber, inwiefern das Erlernen von Metamodeling Knowledge wiederum vom fachspezifischen Wissen über das modellierte Original abhängt, ist bislang jedoch nur wenig bekannt.
In der vorliegenden Studie wurden nun unter anderem Zusammenhänge zwischen fachspezifischen Informationen über das modellierte Original und dem Erlernen von Metamodeling Knowledge untersucht. Die empirischen Ergebnisse zeigen, dass die Vermittlung fachwissenschaftlicher Informationen zwar keine grundlegende Voraussetzung für einen Lernerfolg im Bereich Metamodeling Knowledge ist. Dennoch stellt der Zeitpunkt, zu dem den Lernenden diese Informationen vermittelt werden, einen wichtigen Einflussfaktor für eine erfolgreiche Vermittlung dar.
Die Erkenntnisse dieser Studie geben Hinweise darauf, wie Metamodeling Knowledge und damit auch Modellbildung möglichst erfolgreich im Biologieunterricht gefördert werden können.
Aktualisiert: 2023-04-17
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