Kompetenzstruktur und -niveaus von Methoden naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung


Universität Kassel

Fachbereich 10: Mathematik und Naturwissenschaften

Didaktik der Biologie

Heinrich-Plett-Str. 40

34132 Kassel

Projektleiter: Prof. Dr. Jürgen Mayer

Promovierende: Nicole Wellnitz

Förderkennzeichen: 01GJ0862

Förderbetrag: 131.242 EUR

Laufzeit: 01.01.2009 - 31.12.2011


Die Ausrichtung des Biologieunterrichts auf die Förderung wissenschaftsmethodischer Kompetenzen setzt die Beschreibung und Erklärung zugrunde liegender Kompetenzkonstrukte voraus. Bildungsstandards definieren normative Erwartungen. Da diese weder theoretisch hergeleitet noch mit empirischen Studien abgeglichen wurden, bleibt im Unklaren, welche Teilkompetenzen von Lernenden beim Beobachten, Vergleichen und Experimentieren benötigt werden. Im Kooperationsprojekt "Evaluation der Standards in den Naturwissenschaften für die Sekundarstufe I" (ESNaS) wurde ein fächerübergreifendes Kompetenzmodell entwickelt. Das prozessbezogene Kompetenzkonstrukt "Naturwissenschaftliche Untersuchungen" (Fragestellung, Hypothese, Untersuchungsdesign und Datenauswertung) des ESNaS-Modells wird in dieser Studie um methodenspezifische Kompetenzkonstrukte (Beobachten, Vergleichen und Experimentieren) erweitert. Das zweidimensionale Facettendesign erlaubt die Beantwortung der Frage, ob wissenschaftsmethodische Kompetenzen naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung vorrangig methodenspezifisch oder prozessbezogen zu interpretieren sind. Zur Prüfung der Dimensionalität wurden die Daten von 986 Lernenden der 10. Jahrgangsstufe, die einen Test mit 132 Aufgaben im Multi-Matrix-Design bearbeitet haben, herangezogen und mit probabilistischen und klassischen Verfahren ausgewertet. Erstmalig liegt nun ein Kompetenzstrukturmodell für das Unterrichtsfach Biologie vor, das über das Experimentieren hinaus, welches bisher vorrangig modelliert wurde, auch die Operationalisierung weiterer Erkenntnismethoden ermöglicht. Die Datenauswertung belegt, dass trotz Ausdifferenzierung des eindimensionalen Modells "Naturwissenschaftliche Untersuchungen" in weitere methoden- bzw. prozessbezogene Subdimensionen keine signifikante Abnahme der Modellgüte zu verzeichnen ist. Zudem zeigt sich, dass Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I Schwierigkeiten haben, Hypothesen zu formulieren. Das hypothesengeleitete Beobachten von biologischen Systemen stellt eine besondere Herausforderung dar. Die Ergebnisse legen insgesamt schulpraktische Konsequenzen nahe.

Weitere Informationen unter:
http://www.uni-kassel.de/fb10/institute/biologie/fachgebiete/didaktik-der-biologie/startseite.html