Dissertationsprojekt Carina Gehlen

Kurzfassung Dissertationsvorhaben Systematische Untersuchung von Schülerkompetenzen im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung

Internationale Vergleichsstudien wie PISA (Baumert, Artelt, Klieme,Neubrand, Prenzel, Schiefele et al., 2003) und TIMSS ( Baumert, Bos, Brockmann, Gruehn, Klieme, Köller et al., 2000) lösten in ganz Deutschland heftige Debatten über die Probleme im Bildungsbereich in Gesellschaft, Politik und Forschung aus. Die Folge war ein Paradigmenwechsel von der Input- zur Outputsteuerung, welcher unter anderem durch die Einführung „Nationaler Bildungsstandards“ (NBS) erfolgte (Klieme, Avenarius, Blum, Döbrich, Gruber, Prenzel et al., 2003). In der Schule sollen Schülerinnen und Schüler in den Fächern Chemie, Biologie und Physik eine naturwissenschaftliche Grundbildung (scientific literacy) erhalten. Dazu zählen das Wissen über die Naturwissenschaften, sowie das Verständnis darüber, wie dieses Wissen zustande gekommen ist (Duit, Gropengießer & Stäudel, 2004). Diese naturwissenschaftliche Grundbildung ermöglicht es Schülerinnen und Schülern gesellschaftlich verantwortungsvoll zu handeln und ihre Rolle als Wähler oder auch Verbraucher bewusst und reflektiert wahrzunehmen. Kompetenzen, die erlernt werden müssen, um diese naturwissenschaftliche Grundbildung zu erlangen, werden in den nationalen Bildungsstandards beschrieben (Sekretariat der Ständigen Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik Deutschland, 2005). 2003 wurden die Nationalen Bildungsstandards für die Fächer Deutsch, Mathematik und die erste Fremdsprache eingeführt. 2004 folgte die Einführung der Nationalen Bildungsstandards für die Fächer Biologie, Chemie und Physik, die jeweils in die vier Kompetenzbereiche (Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation & Bewertung) unterteilt werden.

Im Rahmen der Evaluation der Nationalen Bildungsstandards wurde 2004 ein gemeinsames Institut der Bundesländer, das Institut für Qualitätsentwicklung im Bildungswesen (IQB), gegründet. Durch das IQB wurde das Projekt „Evaluation der Standards in den Naturwissenschaften der Sekundarstufe 1 (ESNaS) initiiert. Innerhalb dieses Projektes wurde ein Kompetenzstrukturmodell als Rahmenvorgabe für die Entwicklung von Testaufgaben entwickelt (Walpuski, Kauertz, Kampa, Fischer, Mayer, Sumfleth et al., 2010). Dieses dreidimensionale Kompetenzstrukturmodell beinhaltet, neben den vier Kompetenzbereichen auf einer Dimension, zwei weitere, schwierigkeitsbestimmende Dimensionen. Dies ist einerseits die Komplexität, die den Umfang der zu bearbeitenden Inhaltsstruktur widerspiegelt. Die dritte Dimension bildet die kognitiven Prozesse ab. Der Kompetenzbereich Fachwissen wird durch die Nationalen Bildungsstandards durch sogenannte Basiskonzepte weiter untergliedert. Für die anderen drei Kompetenzbereiche liegt eine solche Unterteilung durch die NBS nicht vor. Eine Unterteilung für den Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung wurde im Projekt ESNaS durch eine Übertragung nationaler und internationaler Konstrukte auf die NBS vorgenommen (Abd-El-Khalick et al., 2004; Mayer, 2007; Lederman et al., 2002; Upmeier zu Belzen & Krüger, 2010; Mayer et al., 2009). Die Kompetenzteilbereiche für diesen Kompetenzbereich lauten daher Naturwissenschaftliche Untersuchungen, Naturwissenschaftliche Modellbildung und Wissenschaftstheoretische Reflexion. Die einzelnen Teilbereiche werden wiederum in einzelne Aspekte untergliedert. Für den ersten Teilbereich handelt es sich dabei beispielsweise um die Aspekte Hypothese, Untersuchungsdesign oder Datenauswertung.

Die Evaluation der Nationalen Bildungsstandards erfolgt zunächst für die Kompetenzbereiche Fachwissen und Erkenntnisgewinnung. Für diese beiden Kompetenzbereiche wurden, im Jahr 2008 beginnend, Testaufgaben entwickelt und mehreren Zyklen der Qualitätsanalyse unterzogen..  Die Entwicklung der Testaufgaben wurde modellbasiert durch trainierte Lehrkräfte der verschiedenen Bundesländer vorgenommen. Des Weiteren wurden die Testaufgaben linguistisch überprüft und von Experten der einzelnen Fachdidaktiken und Psychologen überprüft. Insgesamt ca. 50.000 Schülerinnen und Schüler von über 1.300 Schulen bearbeiteten schließlich deutschlandweit im Rahmen der Evaluation diese Testaufgaben zur Kompetenzmessung im nationalen Vergleich für die ersten beiden Kompetenzbereiche. Die Evaluation für die Kompetenzbereiche Kommunikation und Bewertung verlaufen zeitversetzt. Der dazugehörige Ländervergleich soll 2018 stattfinden.

Ziel des hier beschriebenen Projektes ist, durch eine Analyse der bereits vorliegenden Testdaten im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung, die Leistungen deutscher Schülerinnen und Schüler im Detail beschreiben zu können und den Bericht zum Ländervergleich, der 2013 erscheinen wird, um Detailanalysen zu ergänzen.

Eine Untersuchung der Schülerkompetenzen auf Aspektebene ist im Projekt ESNaS nicht vorgesehen. Um dies untersuchen zu können, müssen also in einem ersten Schritt zusätzliche Aufgaben entwickelt werden, damit jeder Aspekt von einer ausreichend großen Anzahl an Aufgaben abgebildet wird. Aus diesem Grund werden im ersten Schritt dieses Dissertationsprojektes neue Aufgaben entwickelt, mit dem Ziel diese Datenlücke zu schließen.

Abbildung 1: Differenzierung des Kompetenzbereichs Erkenntnisgewinnung in Kompetenzteilbereiche und Aspekte

Im Anschluss werden diese Aufgaben in einer neuen Stichprobe in Nordrhein-Westfalen getestet und validiert. In der Hauptstudie werden die neuen Aufgaben durch den Einsatz von Ankeritems mit den ESNaS Daten in Verbindung gebracht. Der dann vorliegende erweiterte Datensatz lässt eine differenzierte Analyse der Teilkompetenzen und Aspekte  zu. Aufbauend auf diese Analyse können in einem dritten Schritt Stärken und Defizite deutscher Schülerinnen und Schüler in diesem Bereich benannt und Hinweise zur Unterrichtsentwicklung beschrieben werden. Eine Curriculumsanalyse für das Bundesland NRW soll zuletzt aufzeigen, inwieweit die defizitären Bereiche dort thematisiert werden.

Des Weiteren soll das Projekt zeigen, ob die die einzelnen Kompetenzteilbereiche und die einzelnen Aspekte im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung in der Chemie empirisch trennbar sind, wie es beispielsweise in der Biologie der Fall ist (Wellnitz, 2012). Bisherige Untersuchungen (NAW-Test, EEST-2) konnten dies für das Fach Chemie nicht bestätigen (Henke, 2007; Marschner, 2011).

Projektlaufzeit

  • 2012-2015

Finanzierung

  • IQB

Betreuer

  • Maik Walpuski

Dissertation

  • Carina Gehlen