373 Sekundarbildung
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Das Unterrichtsmaterial "Geschichten verstehen" bietet eine umfassende Einführung in ein Lesestrategieprogramm, das speziell für die Vermittlung von Lesestrategien für erzählende Texte entwickelt wurde. Nach einer kurzen theoretischen Einführung, die die Besonderheiten narrativer Texte erläutert, enthält das Material ein Arbeitsheft mit Übungen, um Schülerinnen und Schülern das Verständnis der zentralen Handlungselemente narrativer Texte (Storyelemente) zu erleichtern. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Strategie „Kopfkino“, die das bildliche Vorstellungsvermögen der Lernenden fördern soll. Die bereitgestellten Übungstexte und Methoden helfen dabei, narrative Strukturen zu erkennen, zu analysieren und die Lesekompetenz der Schülerinnen und Schüler nachhaltig zu stärken.
Das Experiment ist eine essentielle Erkenntnisgewinnungsmethode der Naturwissenschaften. Eigenständiges Experimentieren erfordert zahlreiche Kompetenzen und wird als anspruchsvoller Problemlöseprozess betrachtet. Experimentelle Problemlösefähigkeit und damit verbundenes Wissenschaftsverständnis leisten einen wichtigen Beitrag zur naturwissenschaftlichen Grundbildung, sind jedoch bei vielen Lernenden nicht zufriedenstellend ausgeprägt. Fachdidaktische Forschung bemüht sich daher um die Verbesserung schulischer Lehr-Lernprozesse.
Seit Jahrzehnten werden in der naturwissenschaftsdidaktischen Unterrichtsforschung Konzepte zur Förderung experimenteller Kompetenzen entwickelt, implementiert und evaluiert. Dafür müssen Kompetenzmodelle postuliert und empirisch geprüft 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 Effektivität von Naturwissenschaftsunterricht zur Förderung experimenteller Problemlösefähigkeit beeinflussen. Diese Einflussgrößen sind auf ganz unterschiedlichen Ebenen verortet: individuelle Lernvoraussetzungen und Verarbeitungsprozesse der Schülerinnen und Schüler; 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 Entwicklungsverläufe, (b) zur Operationalisierung und Dimensionalität von Kompetenzkonstrukten, (c) zur Wirksamkeit von Treatments für spezielle Kompetenzen und (d) zur Bedeutung des moderaten Konstruktivismus für die Gestaltung erfolgreicher Lernumgebungen. Empirisch wurde hingegen u. a. kaum untersucht, (a) welche Chancen und Herausforderungen für die Förderung domänenübergreifender und -spezifischer experimenteller Kompetenzen mit der komplexen Domäne Ökologie verbunden sind, (b) wie sich anspruchsvolle Lernkontexte im Rahmen der Bildung für nachhaltige Entwicklung in dieser Domäne in der Orientierungsstufe auf verschiedene Zielkriterien auswirken, (c) ob Schulbücher und Lehrerhandreichungen die Kompetenzförderung gut unterstützen und (d) ob systemisches Denken für das Verständnis für externe Validität ökologischer Experimente vorteilhaft sein könnte; des Weiteren wurde (e) der Großteil von Interventionsstudien in Stichproben aus besonders leistungsstarken Versuchspersonen durchgeführt, was deren Übertragbarkeit auf Lernende mit anderen kognitiven Voraussetzungen relativiert.
In dieser Arbeit werden die Befunde einer quasiexperimentellen Interventionsstudie zur Förderung experimenteller Problemlösefähigkeit im Kontext ökologischer Bildung mit mehreren Experimentalgruppen in der 6. Klassenstufe an Realschulen in Baden-Württemberg sowie einer Analyse von Schulbüchern und Lehrerhandreichungen zum Fächerverbund „Naturwissenschaftliches Arbeiten“ der Orientierungsstufe in der aktuellen naturwissenschaftsdidaktischen Forschung verortet und in diesem Rahmen diskutiert.
Die zentralen Erträge der in den Einzelbeiträgen vorgestellten eigenen Studien um-fassen mehrere Erkenntnisse: dass (a) domänenübergreifende experimentelle Kompetenzen in den teilnehmenden Realschulklassen auch in einem anspruchsvollen Lernkontext bereits in der 6. Klassenstufe gefördert werden können, jedoch nur mit kleinem Effekt; (b) das domänennahe Verständnis für Kriterien der externen Validität trotz anschaulicher Beispiele und expliziter Reflexion nicht gefördert wurde, es aber Anhaltspunkte gibt, dass systemisches
Denken das Verständnis besser steigern könnte; (c) sich die Domäne „Ökologie“ zur Einführung grundlegender domänenübergreifender experimenteller Kompetenzen angesichts ihrer Komplexität und des für die Suche im Hypothesen- und Experimentraum, die Interpretation der Befunde und die Beurteilung von Validitätskriterien erforderlichen enormen Domänenwissens in der Orientierungsstufe nicht eignet; (d) Domänenwissen die Suche im Hypothesenraum begünstigt, jedoch für die untersuchten anderen, domänenübergreifenden experimentellen Kompetenzen ohne Belang ist; (e) Schulbücher und Lehrerhandreichungen für die Orientierungsstufe (Bildungsplan 2004) wenig Angebote und Impulse für eigenständiges Experimentieren sowie kaum inhaltliche und didaktisch-methodische Informationen zum Aufbau experimenteller Kompetenzen enthalten.
Als Perspektiven bzw. Implikationen für die Schulpraxis lassen sich aus den eigenen Forschungsarbeiten u. a. ableiten: (a) Gestaltung von Spiralcurricula zur kumulativen Förderung domänenübergreifender und domänenspezifischer experimenteller Kompetenzen; (b) Erarbeitung und Beurteilung von Validitätskriterien sowie Weiterentwicklung des Naturwissenschaftsverständnisses anhand der Domäne Ökologie in höheren Klassenstufen; (c) Schwerpunktsetzung auf der Ebene der Zielkriterien des Unterrichts, intensive Einübung jeder Kompetenz; (d) Reduktion der kognitiven Belastung aus eher nebensächlichen Treatmenteigenschaften, die z. T. kontextbedingt sind; (e) Gestaltung bzw. Auswahl von Schulbüchern und Lehrerhandreichungen mit ausführlichen, möglichst aktuellen didaktisch-methodischen Hinweisen, Informationen zur experimentellen Methode, wissenschaftsmethodischen Fähigkeiten und Strategien sowie Lerngelegenheiten für hands- und minds-on-Schülerexperimente.
Desiderate für die künftige naturwissenschaftsdidaktische Forschung betreffen u. a.
(a) die Optimierung des Designs der Interventionsstudie für differenziertere Analysen von
Gelingensbedingungen der Förderung experimenteller Problemlösefähigkeit, (b) die Weiterentwicklung von Tests sowie (c) die Untersuchung der neuen Generation von Schulbüchern und Lehrerhandreichungen: hinsichtlich Hinweisen, Lernangeboten und spiralcurricularer
Konzeption.
Schlüsselwörter: Experiment, Schülerexperiment, systemisches Denken, Kompetenzförderung, Cognitive Apprenticeship, Domäne, Ökologie, Lernkontext, Bildung für nachhaltige Entwicklung, Interventionsstudie, Validität, Spiralcurriculum, Schulbuchanalyse.
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.