m-boehret Marcus Böhret

Fach: Chemie

 

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Thema der Dissertation:
„Einfluss von Unterrichtstätigkeiten auf die Entwicklung prozessorientierter Kompetenzen und der fachbezogenen Selbstwirksamkeitserwartung im Rahmen der naturwissen-schaftlichen Erkenntnisgewinnung.

 

Ausgangslage

Die Ergebnisse der großen Assessmentstudien PISA 2000 und PISA 2003 haben aufgezeigt, dass deutsche Schülerinnen und Schüler in der Ausbildung naturwissenschaftlicher Kompetenzen Defizite aufweisen. Die Forderung, u.a. prozessorientierte bzw. wissenschaftsmethodische Kompetenzen bei den Lernenden zu stärken, wurde stetig lauter (BMBF, 2003; KMK, 2005). Erst in PISA 2006 konnte eine deutliche Zunahme der naturwissenschaftlichen Leistungen der Schülerinnen und Schüler in Deutschland eruiert werden (Prenzel et al., 2007).
Studien, die naturwissenschaftliche Fragestellungen in unterschiedlich stark geöffneten Lernumgebungen in der Sekundarstufe I näher thematisieren, haben gezeigt, dass Schülerinnen und Schüler oft nur über sehr gering ausgeprägte prozessorientierte bzw. wissenschaftsmethodische Kompetenzen in Bezug auf den naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozess verfügen. Sie äußern nur wenige oder nicht viable Hypothesen, gehen beim Experimentieren unsystematisch mit Variablen um und variieren mehrere Variablen innerhalb eines Experiments. Beobachtungen werden häufig nicht zu den Hypothesen in Bezug gesetzt bzw. es werden falsche Implikationen aus den gewonnenen Ergebnissen gezogen (Walpuski, 2006; Kremer & Schlüter, 2007; Hof & Mayer, 2008; Hof, 2011).
Andere Arbeiten, die sich mit Schüleraktivitäten bzw. Schülertätigkeiten im naturwissenschaftlichen Unterricht befassen, haben aufgedeckt, dass Schülerinnen und Schüler ihr Lernen stärker rezeptiv als konstruktiv empfinden (Heim-Dreger et al., 2009; Körner et al., 2011). Als rezeptiv werden Unterrichtstätigkeiten bezeichnet, bei denen die Schülerinnen und Schüler zuhören, etwas beobachten oder etwas lesen. Diese Tätigkeiten sind davon gekennzeichnet, dass durch sie stellvertretende, symbolische Erfahrungen gemacht werden. Konstruktive Tätigkeiten, wie bspw. Experimente planen, Experimente durchführen oder auch eine (naturwissenschaftliche) Aufgabe berechnen, sind hingegen mit unmittelbaren Erfahrungen verbunden. Im Vordergrund steht hier das aktive Handeln der Lernenden (Hoffmann et al., 1998). Unmittelbare Erfahrungen haben auf die Entwicklung der Selbstwirksamkeitserwartung der Lernenden größere Auswirkungen als stellvertretende bzw. symbolische Erfahrungen (Schwarzer & Jerusalem, 2002). Die Selbstwirksamkeitserwartung von Lernenden kann am besten durch direkte, unmittelbare Erfahrungen („enactive mastery experiences“) gefördert werden. Diese Erkenntnis beschreibt bereits Bandura in seiner sozial-kognitiven Lerntheorie (Bandura, 1997). Erste Untersuchungsergebnisse von Heim-Dreger et al. (2009) und Körner et al. (2011) zeigen, dass eine höhere, konstruktive Eigenaktivität der Lernenden im Unterricht mit einer höher ausgeprägten Selbstwirksamkeitserwartung einhergeht.

 

Ziel der Studie 

In der Untersuchung wird der Frage nachgegangen, ob es Abhängigkeiten der Entwicklung prozessorientierter bzw. wissenschaftsmethodischer Kompetenzen und der fachbezogenen Selbstwirksamkeitserwartung vom Ausmaß der Ausübung verschiedener Tätigkeiten gibt. Es wird erwartet, dass die Art und das Ausmaß der Unterrichtstätigkeiten der Lernenden Auswirkungen auf die von ihnen entwickelten prozessorientierten bzw. wissenschaftsmethodischen Kompetenzen sowie auf die fachbezogene Selbstwirksamkeitserwartung haben.

 

Forschungsfragen und Hypothesen

 

Im Einzelnen werden folgende Forschungsfragen gestellt:

 

Nehmen die von den Lernenden ausgeübten Unterrichtstätigkeiten Einfluss auf ...

  1. ... die Entwicklung der prozessorientierten Kompetenzen?
  2. ... die Entwicklung der fachbezogenen Selbstwirksamkeitserwartung?
  3. ... die (aktuelle) emotionale Befindlichkeit?
  4. ... die Entwicklung der experimentellen Selbstwirksamkeitserwartung?
  5. ... die Entwicklung des Interesses an den Naturwissenschaften?

 

Und die folgenden Hypothesen dazu formuliert:

  1. Lernende, die überwiegend konstruktive Tätigkeiten im NWU ausüben, zeigen eine höhere prozessorientierte Kompetenz als jene, die vorwiegend rezeptive Tätigkeiten verrichten.
  2. Eine hohe Eigenaktivität der Lernenden im NWU wirkt sich positiv auf die Entwicklung der fachbezogenen Selbstwirksamkeitserwartung aus. 
  3. Eine hohe Eigenaktivität der Lernenden im NWU wirkt sich positiv auf deren (aktuelle) emotionale Befindlichkeit aus.
  4. Lernende, die überwiegend konstruktive Tätigkeiten im NWU verrichten, zeigen eine höhere experimentelle Selbstwirksamkeitserwartung als Lernende, die vorwiegend rezeptive Tätigkeiten ausüben.
  5. Lernende, die vorwiegend konstruktive Unterrichtstätigkeiten ausüben, entwickeln ein stärkeres Interesse an den Naturwissenschaften als jene, die überwiegend rezeptive Unterrichtstätigkeiten verrichten.

 

Datenerhebung 

Das Konzept der Studie folgt grundsätzlich einem Pre-Post-Design. Darüber hinaus finden zusätzliche Teilerhebungen statt. Die Untersuchung findet innerhalb des regulären naturwissenschaftlichen Chemieunterrichts in achten und neunten Klassen an Realschulen in Baden-Württemberg statt. Es sind 16 Klassen mit ungefähr 400 Schülerinnen und Schülern beteiligt. Nach Abschluss der Datenerhebung werden post-hoc zwei Extremgruppen gebildet – Extremgruppe 1: eher lehrerorientierter Unterricht; Extremgruppe 2: eher schülerorientierter Unterricht. Die Extremgruppenbildung erfolgt auf Basis der ausgeübten Unterrichtstätigkeiten der Schülerinnen und Schüler, die in den Teilerhebungen ermittelt werden. Das Augenmerk liegt hierbei auf dem Verhältnis von rezeptiven zu konstruktiven Tätigkeiten im beobachteten Unterricht. Innerhalb der Pre- und Post-Erhebungen sowie in den Teilerhebungen kommen quantitative Testinstrumente zum Einsatz.
In zwei Experimentiersituationen, die zur Erfassung der Experimentierkompetenz dienen und sowohl vor als auch nach den Teilerhebungen erfolgen, wird auf ein qualitatives Erhebungsinstrument zurückgegriffen. In einer Experimentiersituation müssen die Schülerinnen und Schüler selbstständig in Kleingruppen Experimente planen, durchführen, auswerten und dabei ihre Erkenntnisse protokollieren. Die methodische Grundlage der Experimentiersituation orientiert sich eng am „scientific inquiry“-Ansatz nach Klahr bzw. dem SDDS-Modell (Klahr, 2000). Nach diesem erfolgt die Gewinnung neuer Erkenntnisse - ausgehend von einem Problem bzw. einem Phänomen und/oder einer Fragestellung - durch die Generierung von Hypothesen (search hypothesis space), welche dann mit Hilfe von Experimenten überprüft (test hypothesis) und auf der Basis der gewonnen Experimentierergebnisse bewertet werden (evaluate evidence).

 

In der Studie werden folgende Variablen erhoben:

 

Kriteriumsvariablen 

(schriftliche und praktische Pre-Post-Tests):

  

  • prozessorientierte Kompetenzen
  • fachbezogene Selbstwirksamkeitserwartung
  • experimentelle Selbstwirksamkeitserwartung
  • Emotionen
  • Interesse an den Naturwissenschaften
  • praktische Experimentierkompetenz 

Prädiktorvariable 

(schriftliche Teilerhebungen):

 

  • Unterrichtstätigkeiten 

 

 

 

 

 

 

Literatur

  • Bandura, A. (1997). Self-efficacy: The exercise of control. New York: Freeman.
  • BMBF [Hrsg.] (2003). Zur Entwicklung nationaler Bildungsstandards, Bonn.
  • Heim-Dreger et al. (2009). Schüleraktivitäten im Physikunterricht: Bedeutung für Positiven Affekt und Selbstwirksamkeitserwartung. PH Schwäbisch Gmünd.
  • Henke, C. (2007). Experimentell-naturwissenschaftliche Arbeitsweisen in der Oberstufe. (vols. 59), Logos Verlag, Berlin.
  • Hillmann, T. (2008). Konzeption, Durchführung und Auswertung eines Test zur Erhebung naturwissenschaftlicher Kompetenzen im Bereich der Erkenntnisgewinnung in der Sekundarstufe I, Wissenschaftliche Hausarbeit zur Ersten Staatsprüfung für das Lehramt an Realschulen, Pädagogische Hochschule schwäbisch Gmünd.
  • Hof, S., Mayer J. (2008). Förderung von wissenschaftsmethodischen Kompetenzen durch forschendes Lernen. In Krüger et al. (Hrsg.). Erkenntnisweg Biologiedidaktik 7, 69-84.
  • Hof, S. (2011). Wissenschaftsmethodischer Kompetenzerwerb durch Forschendes Lernen. Entwicklung und Evaluation einer Interventionsstudie. Kassel: University Press.
  • Hoffmann, L., Häussler, P. & Lehrke, M. (1998). Die IPN-Interessenstudie Physik. Kiel: IPN.
  • Hübinger, R. (2008). Schüler auf Weltreise: Entwicklung und Evaluation von Lehr-/ Lernmaterialien zur Förderung experimentell-naturwissenschaftlicher Kompetenzen für die Jahrgangsstufen 5 und 6, Band 80 von Studien zum Physik- und Chemielernen, Logos Verlag, Berlin.
  • Jerusalem, M., Mittag, W. (1999). Selbstwirksamkeit, Bezugsnormen, Leistung und Wohlbefinden in der Schule. In Jerusalem, M. (Hrsg.). Emotion, Motivation und Leistung. Göttingen: Hogrefe Verlag. 223-245.
  • Jerusalem, M., Hopf, D. (2002). Selbstwirksamkeit und Motivationsprozesse, Zeitschrift für Pädagogik, 44. Beiheft, Beltz Verlag, Weinheim.
  • Klahr, D. (2000). Exploring Science - The Cognition and Development of Discovery Processes. Cambridge: The MIT Press. 
  • Klieme et al. (2003). Expertise zur Entwicklung nationaler Bildungsstandards. BMBF (Hrsg.).
  • Klos, S. (2006). Der Einfluss des Fachs Naturwissenschaften auf Lernerfolg und Interesse. In Pitton (Hrsg.). Lehren und Lernen mit neuen Medien, Lit-Verlag, Berlin.
  • KMK (2005). Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz – Erläuterungen zur Konzeption und Entwicklung. München: Luchterhand.
  • KMK [Hrsg.] (2005). Bildungsstandards im Fach Chemie für den Mittleren Schulabschluss. München, Luchterhand.
  • Körner, H.-D., Hübinger, R. (2006). Erhebung prozessorientierter Kompetenzen. Praxis der Naturwissenschaften Chemie, 55, 29-33.
  • Körner et al. (2011). Interesse und Selbstwirksamkeitserwartungen von Schülerinnen und Schülern im naturwissenschaftlichen Unterricht. In Höttecke, D. (Hrsg.). Naturwissenschaftliche Bildung als Beitrag zur Gestaltung partizipativer Demokratie. Tagungsband GDCP Jahrestagung in Potsdam 2010. Berlin: LIT Verlag. 453-455.
  • Prenzel et al. (2007). Die Ergebnisse der dritten internationalen Vergleichsstudie. Berlin: Waxmann.
  • Schwarzer, R., Jerusalem, M. (2002). Das Konzept der Selbstwirksamkeit. Zeitschrift für Pädagogik, 44. Beiheft: Selbstwirksamkeit und Motivationsprozesse in Bildungsinstitutionen. 28−53.
  • Walpuski, M. (2006). Optimierung von experimenteller Kleingruppenarbeit durch Strukturierungshilfen und Feedback. Studien zum Physik- und Chemielernen (49). Berlin: Logos Verlag.