Förderung der experimentellen Problemlösefähigkeit im Kontext ökologischer Bildung

Titel: Förderung der experimentellen Problemlösefähigkeit im Kontext ökologischer Bildung. Zur Bedeutung domänen-übergreifender Fähigkeiten und domänen-spezifischer Kompetenzen beim Experimentieren. Eine Interventionsstudie im naturwissenschaftlichen Unterricht.

Doktorand: Frank Rösch, Institut Biologie, PH Freiburg
Betreuer: Prof. Dr. W. Rieß (Biologie und ihre Didaktik), PH Freiburg

Aus Sicht der Problemlöseforschung wird naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung als relativ komplexer kognitiver, wissensbasierter Problemlöseprozess aufgefasst. Als solcher stellt auch naturwissenschaftliches Experimentieren ein komplexes heuristisches Handlungssystem dar. Folglich setzt sich experimentelle Problemlösefähigkeit aus verschiedenen Teilschritten und Operationen zusammen, die in einer bestimmten Reihenfolge bzw. gemäß einer bestimmten Systematik auszuführen sind. Hierzu gehören domänen-spezifische und domänen-übergreifende Komponenten: Einerseits kontextuelles Vorwissen und situationale Kenntnisse, andererseits allgemeine methodisch-prozedurale und strategische Kompetenzen sowie adäquate epistemologisch-konzeptuelle Vorstellungen.

Das Promotionsprojekt verfolgt als quasiexperimentelle Interventionsstudie mehrere Ziele: Erstens soll eine im Kontext ökologischer Bildung angesiedelte 15-stündige Unterrichtseinheit kompetenz-orientiert konzipiert und zweitens deren Effekte evaluiert werden. In Kooperation mit dem Projekt SYSDENA („Systemisches Denken im Umgang mit Natur als Element einer Bildung für nachhaltige Entwicklung“; Pädagogische Hochschule und Universität Freiburg) werden drittens Interaktionen zwischen systemischem Denken und experimenteller Problemlösekompetenz untersucht – v. a. im Bereich der Hypothesen-Generierung. Viertens sind mögliche Zusammenhänge zwischen Moderatorvariablen und der abhängigen Variable „experimentelle Problemlösefähigkeit“ von Interesse.

Drei Experimental-Gruppen (pro Gruppe ein Treatment mit unterschiedlicher Schwerpunktsetzung: „Förderung experimenteller Kompetenzen“ oder „Förderung systemischen Denkens“ oder „integrative Förderung“) stehen einer Kontrollgruppe gegenüber. Die Stichprobe umfasst in der Hauptstudie insgesamt ca. 600 Schülerinnen und Schüler der 6. Klassenstufe verschiedener weiterführender Schularten. Im Rahmen eines Prä-Post-Test Designs werden anhand schriftlicher Instrumente verschiedene Komponenten der experimentellen Problemlösefähigkeit sowie Moderatorvariablen quantitativ erhoben.

Das Projekt soll im Kontext aktueller didaktischer Forschung insofern Beiträge hinsichtlich von Kompetenzmodellen sowie der konkreten unterrichtlichen Förderung von Teilkompetenzen der experimentellen Problemlösefähigkeit leisten, auf welche in höheren Klassen systematisch aufgebaut werden kann.