Entwicklung und Evaluation von Methoden zum Umgang mit Heterogenität im Biologieunterricht

  • Hintergrund: Um der Leistungsheterogenität in ihren Klassen gerecht zu werden, müssen Lehrkräfte (binnen-)differenzieren. Dies findet im Biologieunterricht bisher jedoch kaum statt. Ziele: Vor diesem Hintergrund verfolgt diese Studie folgende Ziele: (a) Welche Ansätze innerer Differenzierung eignen sich aus fachdidaktischer Sicht für die Vermittlung biologischer Inhalte? Welche dieser Ansätze nehmen Lehrkräfte aufgrund ihres Erfahrungswissens an? (b) Hat eine differenzierende Darstellungsform annähernd identischer Lehrinhalte über Experten-Concept-Maps oder Text Auswirkungen auf das Wissen und Können bei Lernenden mit unterschiedlichen Leistungsniveaus? (c) Treten bei den eingesetzten Differenzierungsmaßnahmen geschlechtsspezifische Unterschiede auf? (d) Welchen Einfluss hat die Lernzeit auf das Ergebnis der Schüler? (e) Wie gestaltet sich der Lernprozess der Schüler mit den differenzierten Darstellungsformen und der Lernaufgaben und wo treten dabei Schwierigkeiten auf? Methodik: (a) In einem ersten Schritt wurden praktische Ansätze zu Binnendifferenzierung während einer Lehrerfortbildung in einem symbiotischen Setting mit zwölf Lehrkräften diskutiert und ausprobiert. Die Fortbildung erstreckte sich über einen Zeitraum von 1,5 Jahren mit insgesamt zehn Sitzungen. Die Teilnehmer setzten sich aus Lehrerinnen zwischen 26 und 57 Jahren mit unterschiedlicher Berufserfahrung zusammen. Die Daten aus der Fortbildung wurden mittels der Methode der teilnehmenden Beobachtung erhoben. (b) Die Wirkung des kooperativ entwickelten Ansatzes wurde in Dyaden-Interviews mit 112 Realschülern aus dem südlichen Schwarzwald in Baden-Württemberg überprüft (62 ♀ / ♂ 50, Alter 12 bis 14). Hierfür wurden Daten mit einem Fragebogen erhoben und mittels einer zweifaktoriellen Varianzanalyse ohne Messwiederholung untersucht (two-way ANOVA). (c) Darüber hinaus wurden die Daten durch lineare Regressionen und t-Tests auf geschlechtsspezifische Unterschiede hin analysiert und durch qualitative Daten aus der Videoanalyse der Dyaden-Interviews ergänzt. Auf die gleiche Weise wurden die Ziele (d) und (e) überprüft. Ergebnisse: (a) Die teilnehmende Beobachtung erbrachte fünf Punkte für das Gelingen eines Ansatzes zur Binnendifferenzierung im Biologieunterricht: Erstens sollte der Differenzierungsansatz von Lehrkräften den jeweiligen Schülern zugewiesen und nicht von diesen selbst ausgewählt werden. Ferner sollte er explizit leistungsschwächere Schüler unterstützen. Zweitens sollte das Verfahren die Wissenslücken zwischen den Schülern nicht erweitern sondern die Lernenden möglichst auf einem Level halten, damit diese zur Leistungsermittlung die gleichen Tests schreiben können. Drittens sollte das Verfahren schlicht und einfach in der Durchführung sein, mit leicht zu verstehenden Aufgabenstellungen und vorzugsweise mit einer integrierten Musterlösung oder Beispiel-Antwort, damit die Schüler sich selbst korrigieren können. Viertens sollte die Methode nicht zu viel zusätzliche Zeit und Materialien in der Vor- und Nachbereitung beanspruchen und fünftens von so wenig geschriebenem Text wie möglich Gebrauch machen. (b) Bei der Überprüfung dieses Ansatzes hat sich gezeigt, dass sich Experten-Concept-Maps für die Inhaltsvermittlung bei allen Schülern eignen. (c) Bei der Überprüfung der Intervention traten keine messbaren Unterschiede zwischen den Geschlechtern auf, jedoch ergaben sich unerwartete Ergebnisse bei der Analyse der Daten. Diese traten auf, als die von den Schülern in dieser Studie erbrachten Leistungen in Relation zu ihren eingereichten Schulnoten gesetzt wurden. (e) Hierbei zeigte sich qualitativ wie quantitativ, dass Mädchen nicht so gut abgeschnitten haben wie es aufgrund ihrer Schulnoten zu erwarten gewesen wäre. Dies machte sich besonders bei Aufgaben der Anwendung und des Transfers von Wissen bemerkbar. (d) In Bezug auf Schülerleistung und Zeit kam heraus, dass die Lernzeit bei leistungsschwächeren Schülern im Vergleich zu leistungsstärkeren Schülern einen signifikanten Unterschied macht. Fazit: Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass Experten-Concept-Maps für die Inhaltsvermittlung bei allen Schülern eingesetzt werden sollten und die Lernzeit eine effektive und wirksame Differenzierungsmöglichkeit darstellt. Zudem liefern die Ergebnisse Ansätze für weitere Entwicklungen von Differenzierungsansätzen im Biologieunterricht und geben Hinweise auf die Notwendigkeit eines mehr gendersensiblen Unterrichts.
  • Introduction: To cope with heterogeneity of performance, teachers have to differentiate within their class, however internal differentiation hardly takes place in biology classes so far. Objectives: The main objectives of this study are to find out (a) which approaches of internal differentiation to teaching biology are suitable from the didactical point of view? Which of these approaches do biology teachers accept based on their experience and knowledge? (b) Does this approach, a differentiating representation of nearly identical biological content (in this case expert-concept-maps versus plain text), have an effect on the performance of underachieving students? (c) Do any gender differences occur in connection to the intervention? (d) Does study time influence the results of students? (e) How are the learning processes of students with the learning material and where do difficulties in understanding arise? Methods: (a) As an initial step, practical approaches to internal differentiation have been discussed and actively tried out with twelve teachers in a symbiotic setting (all women with different levels of job experience) during a teacher training with ten meetings over a period of 1.5 years. The data of this step were collected through participant observation. The second step included the development of an approach to internal differentiation. (b) The effect of this approach (expert-concept-map versus text) on underachieving students was tested through dyadic interviewing with 112 students from schools (Realschule) in the southern Black Forrest region of the German federal state of Baden-Württemberg (62 ♀ / 50 ♂, age 12 to 14). The data for the developed internal differentiation approach were collected with a paper-questionnaire and analyzed by conducting a two-way ANOVA. (c) Gender related differences were also analyzed through quantitative methods (two-way ANOVA, linear regression and t-tests) and additionally confirmed by qualitative data through video graphic methods of the interviews. The same combinations of qualitative and quantitative data were conducted for the objectives (d) and (e). Results: (a) The participant observation of our teachers showed five points according to possible ways of internal differentiation: First, the method should be assigned by the teacher to certain students (not picked by students themselves) and should support underachieving students explicitly. Second, the method should not widen the knowledge gap between students but keep them on the same level so they can write the same tests. Third, the method should be plain and simple, with task instructions that are easy to understand, preferably with an integrated task solution or worked-out example that students have the chance to correct their answers themselves. Forth, the method should not require much additional time and material for the preparation and follow-up. Fifth, the method material and instruction should make use of as little written text as possible. (b) The examination of the effectiveness of our approach showed that expert-concept-maps are good for the transmission of content for all students. (c) There were no measurable differences between genders through the intervention, but other gender differences occurred. The disparities between sexes first showed up when the submitted school grades of students were related to their actual performance in this study, both qualitatively and quantitatively. (e) Female students didn’t perform as well as they were expected to by their school grade. Furthermore they underperformed especially in tasks of application of knowledge and transfer. (d) Regarding the performance of students in relation to study time, it turned out that learning time of underachievers made a significant difference in comparison to achievers. Conclusion: The results of this study not only indicated that expert-concept-maps could be used for the transmission of content for all students, they also proofed that learning time is a powerful tool for differentiation. In addition, the results provide approaches to further developments of internal differentiation in biology classes and give indications on the necessity of a more gender-sensitive teaching.

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Metadaten
Author:Wolfgang Feller
URN:urn:nbn:de:bsz:frei129-opus4-6118
Referee:Ulrike Spörhase, Silke Mikelskis-Seifert
Advisor:Ulrike Spörhase
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2016
Date of first Publication:2016/09/27
Publishing Institution:Pädagogische Hochschule Freiburg
Granting Institution:Pädagogische Hochschule Freiburg, Fakultät III
Date of final exam:2015/10/13
Release Date:2016/09/27
Tag:Aufgaben mit gestuften Hilfen; Binnendifferenzierung; Experten Concept Map
GND Keyword:Biologieunterricht; Didaktik; Heterogenität; Innere Differenzierung; Lernaufgabe
Pagenumber:285
Dewey Decimal Classification:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 570 Biowissenschaften, Biologie
Access Right:Frei zugänglich
Licence (German):License LogoCreative Commons - Namensnennung-Nicht kommerziell-Keine Bearbeitung

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