@phdthesis{Roesch2017, author = {Frank R{\"o}sch}, title = {F{\"o}rderung experimenteller Probleml{\"o}sef{\"a}higkeit. Empirische Befunde und konzeptionelle {\"U}berlegungen unter besonderer Ber{\"u}cksichtigung der komplexen Dom{\"a}ne {\"O}kologie und kontextbasierten Lernens in der Orientierungsstufe der SEK I}, url = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:frei129-opus4-7197}, pages = {XIX, 517 S.}, year = {2017}, abstract = {Das Experiment ist eine essentielle Erkenntnisgewinnungsmethode der Naturwissenschaften. Eigenst{\"a}ndiges Experimentieren erfordert zahlreiche Kompetenzen und wird als anspruchsvoller Probleml{\"o}seprozess betrachtet. Experimentelle Probleml{\"o}sef{\"a}higkeit und damit verbundenes Wissenschaftsverst{\"a}ndnis leisten einen wichtigen Beitrag zur naturwissenschaftlichen Grundbildung, sind jedoch bei vielen Lernenden nicht zufriedenstellend ausgepr{\"a}gt. Fachdidaktische Forschung bem{\"u}ht sich daher um die Verbesserung schulischer Lehr-Lernprozesse. Seit Jahrzehnten werden in der naturwissenschaftsdidaktischen Unterrichtsforschung Konzepte zur F{\"o}rderung experimenteller Kompetenzen entwickelt, implementiert und evaluiert. Daf{\"u}r m{\"u}ssen Kompetenzmodelle postuliert und empirisch gepr{\"u}ft sowie Messverfahren und Testinstrumente zur Erfassung der Performanz entwickelt, erprobt, validiert und optimiert werden. Zahlreiche Studien bezeugen, wie hochkomplex das Zusammenspiel diverser Voraussetzungen und Faktoren ist, welche die Effektivit{\"a}t von Naturwissenschaftsunterricht zur F{\"o}rderung experimenteller Probleml{\"o}sef{\"a}higkeit beeinflussen. Diese Einflussgr{\"o}{\"s}en sind auf ganz unterschiedlichen Ebenen verortet: individuelle Lernvoraussetzungen und Verarbeitungsprozesse der Sch{\"u}lerinnen und Sch{\"u}ler; Eigenschaften der Klasse, der Schule und des Soziotops; Unterrichtsmedien; Merkmale der Lehrkraft sowie Aspekte der Unterrichtsprozesse. Inzwischen liegen zahlreiche Forschungserkenntnisse vor: (a) zur Bedeutung kognitiver, metakognitiver und affektiver Voraussetzungen und deren Entwicklungsverl{\"a}ufe, (b) zur Operationalisierung und Dimensionalit{\"a}t von Kompetenzkonstrukten, (c) zur Wirksamkeit von Treatments f{\"u}r spezielle Kompetenzen und (d) zur Bedeutung des moderaten Konstruktivismus f{\"u}r die Gestaltung erfolgreicher Lernumgebungen. Empirisch wurde hingegen u. a. kaum untersucht, (a) welche Chancen und Herausforderungen f{\"u}r die F{\"o}rderung dom{\"a}nen{\"u}bergreifender und -spezifischer experimenteller Kompetenzen mit der komplexen Dom{\"a}ne {\"O}kologie verbunden sind, (b) wie sich anspruchsvolle Lernkontexte im Rahmen der Bildung f{\"u}r nachhaltige Entwicklung in dieser Dom{\"a}ne in der Orientierungsstufe auf verschiedene Zielkriterien auswirken, (c) ob Schulb{\"u}cher und Lehrerhandreichungen die Kompetenzf{\"o}rderung gut unterst{\"u}tzen und (d) ob systemisches Denken f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis f{\"u}r externe Validit{\"a}t {\"o}kologischer Experimente vorteilhaft sein k{\"o}nnte; des Weiteren wurde (e) der Gro{\"s}teil von Interventionsstudien in Stichproben aus besonders leistungsstarken Versuchspersonen durchgef{\"u}hrt, was deren {\"U}bertragbarkeit auf Lernende mit anderen kognitiven Voraussetzungen relativiert. In dieser Arbeit werden die Befunde einer quasiexperimentellen Interventionsstudie zur F{\"o}rderung experimenteller Probleml{\"o}sef{\"a}higkeit im Kontext {\"o}kologischer Bildung mit mehreren Experimentalgruppen in der 6. Klassenstufe an Realschulen in Baden-W{\"u}rttemberg sowie einer Analyse von Schulb{\"u}chern und Lehrerhandreichungen zum F{\"a}cherverbund „Naturwissenschaftliches Arbeiten“ der Orientierungsstufe in der aktuellen naturwissenschaftsdidaktischen Forschung verortet und in diesem Rahmen diskutiert. Die zentralen Ertr{\"a}ge der in den Einzelbeitr{\"a}gen vorgestellten eigenen Studien um-fassen mehrere Erkenntnisse: dass (a) dom{\"a}nen{\"u}bergreifende experimentelle Kompetenzen in den teilnehmenden Realschulklassen auch in einem anspruchsvollen Lernkontext bereits in der 6. Klassenstufe gef{\"o}rdert werden k{\"o}nnen, jedoch nur mit kleinem Effekt; (b) das dom{\"a}nennahe Verst{\"a}ndnis f{\"u}r Kriterien der externen Validit{\"a}t trotz anschaulicher Beispiele und expliziter Reflexion nicht gef{\"o}rdert wurde, es aber Anhaltspunkte gibt, dass systemisches Denken das Verst{\"a}ndnis besser steigern k{\"o}nnte; (c) sich die Dom{\"a}ne „{\"O}kologie“ zur Einf{\"u}hrung grundlegender dom{\"a}nen{\"u}bergreifender experimenteller Kompetenzen angesichts ihrer Komplexit{\"a}t und des f{\"u}r die Suche im Hypothesen- und Experimentraum, die Interpretation der Befunde und die Beurteilung von Validit{\"a}tskriterien erforderlichen enormen Dom{\"a}nenwissens in der Orientierungsstufe nicht eignet; (d) Dom{\"a}nenwissen die Suche im Hypothesenraum beg{\"u}nstigt, jedoch f{\"u}r die untersuchten anderen, dom{\"a}nen{\"u}bergreifenden experimentellen Kompetenzen ohne Belang ist; (e) Schulb{\"u}cher und Lehrerhandreichungen f{\"u}r die Orientierungsstufe (Bildungsplan 2004) wenig Angebote und Impulse f{\"u}r eigenst{\"a}ndiges Experimentieren sowie kaum inhaltliche und didaktisch-methodische Informationen zum Aufbau experimenteller Kompetenzen enthalten. Als Perspektiven bzw. Implikationen f{\"u}r die Schulpraxis lassen sich aus den eigenen Forschungsarbeiten u. a. ableiten: (a) Gestaltung von Spiralcurricula zur kumulativen F{\"o}rderung dom{\"a}nen{\"u}bergreifender und dom{\"a}nenspezifischer experimenteller Kompetenzen; (b) Erarbeitung und Beurteilung von Validit{\"a}tskriterien sowie Weiterentwicklung des Naturwissenschaftsverst{\"a}ndnisses anhand der Dom{\"a}ne {\"O}kologie in h{\"o}heren Klassenstufen; (c) Schwerpunktsetzung auf der Ebene der Zielkriterien des Unterrichts, intensive Ein{\"u}bung jeder Kompetenz; (d) Reduktion der kognitiven Belastung aus eher nebens{\"a}chlichen Treatmenteigenschaften, die z. T. kontextbedingt sind; (e) Gestaltung bzw. Auswahl von Schulb{\"u}chern und Lehrerhandreichungen mit ausf{\"u}hrlichen, m{\"o}glichst aktuellen didaktisch-methodischen Hinweisen, Informationen zur experimentellen Methode, wissenschaftsmethodischen F{\"a}higkeiten und Strategien sowie Lerngelegenheiten f{\"u}r hands- und minds-on-Sch{\"u}lerexperimente. Desiderate f{\"u}r die k{\"u}nftige naturwissenschaftsdidaktische Forschung betreffen u. a. (a) die Optimierung des Designs der Interventionsstudie f{\"u}r differenziertere Analysen von Gelingensbedingungen der F{\"o}rderung experimenteller Probleml{\"o}sef{\"a}higkeit, (b) die Weiterentwicklung von Tests sowie (c) die Untersuchung der neuen Generation von Schulb{\"u}chern und Lehrerhandreichungen: hinsichtlich Hinweisen, Lernangeboten und spiralcurricularer Konzeption. Schl{\"u}sselw{\"o}rter: Experiment, Sch{\"u}lerexperiment, systemisches Denken, Kompetenzf{\"o}rderung, Cognitive Apprenticeship, Dom{\"a}ne, {\"O}kologie, Lernkontext, Bildung f{\"u}r nachhaltige Entwicklung, Interventionsstudie, Validit{\"a}t, Spiralcurriculum, Schulbuchanalyse.}, language = {de} }