Förderung der Selbsterklärungsqualität und der Problemlösefähigkeit beim Lernen mit biologischen Beispielaufgaben
Final Report Abstract
Im Rahmen einer Interventionsstudie wurde in diesem Projekt der Einfluss von unterschiedlichen Arten der Impulsgebung und Fading-out Geschwindigkeiten beim Lernen mit biologischen Beispielaufgaben auf die Selbsterklärungsqualität und die Problemlösefähigkeit erfasst. Der Schwerpunkt lag auf der Betrachtung von Lernenden mit mittlerem Vorwissen. Hierfür wurden geeignete Testinstrumente und zwei Beispielaufgabenlehrgänge zum Thema Evolution entwickelt. Die Versuchspersonen waren Schülerinnen und Schülern der 10. Jahrgangsstufe aus verschiedenen Gymnasien des Landes Schleswig-Holstein. Vor Beginn der Interventionseinheit wurde das allgemeine biologische Faktenwissen mithilfe eines inhaltlich breiten Multiple-Choice-Tests erhoben. Um Aussagen zum Lernerfolg im Faktenwissen machen zu können, wurden Ankeritems zum Thema Evolution in den Vorwissenstest integriert. Anhand der Ergebnisse des Vorwissenstests erfolgte eine Einteilung der Versuchspersonen in die drei Vorwissensgruppen niedrig, mittel und hoch. Die weitere Zuteilung auf die unterschiedlich gestalteten Beispielaufgabenlehrgänge erfolgte dann zufällig. Für die Auswertung der Selbsterklärungsqualität wurden von einem Teil der Versuchspersonen während der Bearbeitung der Beispielaufgabenlehrgänge Protokolle des lauten Denkens angefertigt, die im Anschluss transkribiert wurden. Für die Erfassung des Lernerfolgs wurde sowohl ein Faktenwissenstest aus Multiple-Choice-Fragen als auch ein Problemlösetest aus offenen Problemlöseaufgaben eingesetzt. Die Testinstrumente für den Lernerfolg orientierten sich inhaltlich an den Beispielaufgabenlehrgängen. Bezüglich der Konstruktion von geeigneten Testinstrumenten zeigen die Ergebnisse insgesamt ein positives Bild. Mithilfe des allgemeinen biologischen Faktenwissenstests konnte eine hinreichend gute Differenzierung des Vorwissens der Versuchspersonen erfolgen. Auch der Lernerfolgstest im Faktenwissen stellte sich für die hier benötigten Gruppenvergleiche als geeignetes Testinstrument dar. Im Lernerfolgstest für das Problemlösen zeigte sich jedoch ein Defizit. So war dieser Test vom Grad der Genauigkeit für Gruppenvergleiche durchaus verwendbar, allerdings haben sich die offenen Problemlöseaufgaben in der Hauptstudie als zu schwer erwiesen. Fundierte Aussagen konnten somit nur bei den Lernenden mit hohem Vorwissen erfolgen. Bei den Lernenden mit niedrigem und mittlerem Vorwissen konnten die Aussagen nur unter Berücksichtigung der Ergebnisse aus dem Lernerfolgstest im Faktenwissen sinnvoll interpretiert werden. Im Lernerfolg beim Faktenwissen zeigen die Ergebnisse, dass in allen Gruppen ein deutlicher mittlerer Lernzuwachs stattgefunden hat. Die Lernenden mit niedrigem und mittlerem Vorwissen profitieren jedoch mehr von den Beispielaufgabenlehrgängen als die Lernenden mit hohem Vorwissen. Den größten Lernzuwachs findet man bei Lernenden mit niedrigem und mittlerem Vorwissen, die mit vorwissensangepassten Impulsen (rein novizenhaften bzw. aufsteigende Sequenz von novizenhaften zu expertenhaften Impulsen) und einem späten Fading-out gelernt haben. Hinsichtlich der Hypothesen konnte bis zum jetzigen Zeitpunkt lediglich der Aspekt der Problemlösefähigkeit betrachtet werden. Die Auswertung der Selbsterklärungen ist noch nicht abgeschlossen. In Ergänzung zu der Problemlösefähigkeit wurde allerdings auch das Faktenwissen in entsprechenden Gruppenvergleichen untersucht. Die Ergebnisse bestätigen den vermuteten Expertiseeffekt im Faktenwissen und in der Problemlösefähigkeit im nahen Transfer. Betrachtet man die Problemlösefähigkeit im mittleren Transfer, unterscheiden sich lediglich die Experten signifikant von den übrigen Lernenden. Ein Unterschied zwischen Lernenden mit mittlerem Vorwissen und Novizen konnte nicht festgestellt werden. In Bezug auf die Impulsgebung konnte leider keine lernförderliche Darbietungsform für Lernende mit mittlerem Vorwissen identifiziert werden. Die aufsteigende Sequenzierung von novizenhaften zu expertenhaften Impulsen hat sich nicht als effektiver erwiesen als die Präsentation von rein novizenhaften oder rein expertenhaften Impulsen. Diese Ergebnisse zeigen sich auch im Faktenwissen. Bei der Geschwindigkeit des Fading-out konnte festgestellt werden, dass Experten bei der Betrachtung der Problemlösefähigkeit im mittleren Transfer mehr davon profitieren, wenn das Fading-out früh einsetzt. Bei den Lernenden mit mittlerem Vorwissen hat sich bezüglich des Faktenwissens ein spätes Fading-out als effektiver erwiesen. Ansonsten konnten keine relevanten Unterschiede in der Fading-out Geschwindigkeit festgestellt werden. Für eine lernförderliche Fading-out-Gestaltung empfiehlt sich demnach bei den Experten ein früher Zeitpunkt und für die Lernenden mit mittlerem Vorwissen tendenziell ein später Zeitpunkt.
Publications
- (2011). Die Einstellung von Biologielehrkräften zum Lernen mit biologischen Beispielaufgaben. In U. Harms, F. X. Bogner, D. Graf, H. Gropengießer, D. Krüger, A. Upmeier zu Belzen (Hrsg.), Internationale Tagung der Fachsektion Didaktik der Biologie (FDdB) im VBIO. Didaktik der Biologie - Standortbestimmung und Perspektiven. Bayreuth: Universität Bayreuth
Neubrand, C., Harms, U., Lücken, M., & Mackensen-Friedrichs, I.
- (2011). Die Einstellung von Biologielehrkräften zum Lernen mit biologischen Beispielaufgaben. Internationale Tagung der Fachsektion Didaktik der Biologie (FDdB) im VBIO, Bayreuth
Neubrand, C. & Harms, U.
- (2011). Förderung der Selbsterklärungsqualität und der Problemlösefähigkeit beim Lernen mit biologischen Beispielaufgaben. Dreizehnte Frühjahrsschule der Sektion Biologiedidaktik im VBIO, Essen/Duisburg
Neubrand, C., Mackensen-Friedrichs, I., Lücken, M. & Harms, U.
