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Instruktionale Hilfen
<b>Didaktik der Biologie
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Didaktik der Biologie

Antragssteller    
Prof. Dr. Angela Sandmann  
Prof. Dr. Philipp Schmiemann  
 
Projektmitarbeiter    
Christina Burmeister  
 
Projektdauer:10.2009-9.2011
Förderkennziffer: SA 1712/2
Projektbeschreibung
Inhaltliche und strategische Hilfen beim kooperativen Lernen mit biologischen Aufgaben  
Bei der Bilanzierung und Optimierung von Bildungsprozessen und Kompetenzmodellierung spielen Testaufgaben eine zentrale Rolle. Dabei sind schwierigkeitserzeugende Aufgabenmerkmale sowohl für die Konstruktion als auch für die Validierung von großer Bedeutung. Auf der Personenebene sind bei der erfolgreichen Aufgabenbearbeitung neben kognitiven Fähigkeiten auch affektive Faktoren wie das Interesse von Bedeutung. Bezogen auf die Biologie ist bekannt, dass das Interesse von Schülerinnen und Schüler bezüglich verschiedener biologiespezifischer Interessengegenständen stark divergiert. So konnten diverse Studien grundsätzlich ein höheres Interesse an humanbiologischen und zoologischen Interessengegenständen nachweisen als im Bereich der Botanik.  
Vor diesem Hintergrund untersucht das Projekt, inwieweit verschiedene Lebewesen als Beispiele die Schwierigkeit von ansonsten identischen Testaufgaben beeinflussen. Hierzu wurden Testaufgaben zu den biologischen Konzepten Vererbung und Zellbiologie entwickelt, die jeweils die Tiefenstruktur der Konzepte repräsentieren. Anschließend wurden diese systematisch in der Oberflächenstruktur variiert indem in die Aufgaben verschiedene reale und auch fiktive Lebewesen als Beispiele integriert wurden. Die insgesamt 70 Aufgaben wurden in einem Multimatrix-Design von N=480 Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufe 10 bearbeitet und mit ACER-Conquest skaliert. Zusätzlich wurde vorab das Interesse und Vorwissen bezüglich der Lebewesen erfragt und prozessbegleitend das situationale Interesse und die kognitive Belastung erhoben.  
Der Vergleich des Gesamtmodells mit einem zweidimensionalen Modell für die beiden Konzepte legt eine konzeptspezifische Auswertung nahe. Nach Ausschluss einiger Items wegen schlechter Itemfitwerte verbleiben 29 (Vererbung) bzw. 33 (Zellbiologie) Aufgaben für die endgültige Auswertung. Dabei zeigen sich für das Konzept Vererbung keine Unterschiede in den Aufgabenschwierigkeiten zwischen den Lebewesengruppen Pflanzen, Tiere und Mensch. Es ist also anzunehmen, dass die Aufgaben primär auf der Ebene der Tiefenstruktur wahrgenommen werden. Im Gegensatz dazu sind beim Konzept Zellbiologie Aufgaben signifikant schwieriger, wenn sie Pflanzen als Beispiel beinhalten. Dies deutet darauf hin, dass die Bearbeitung der Aufgaben auch durch Merkmale der Oberflächenstruktur beeinflusst wird. Dieser Unterschied ist möglicherweise darauf zurückzuführen, dass die beiden Konzepte im Schulunterricht an unterschiedlichen Beispielen vermittelt werden. So kann angenommen werden, dass Pflanzen im Bereich der Vererbung prominenter vertreten sind als bei der Zellbiologie. Dies wird aktuell noch näher in einer Schulbuchanalyse untersucht. Einschränkend ist allerdings festzuhalten, dass der Test für das Konzept Zellbiologie insgesamt recht schwer für die untersuchte Stichprobe ist und eine recht geringe Varianz und Reliabilität aufweist, so dass dieses Ergebnis vorsichtig interpretiert werden sollte. Die Schwierigkeitsunterschiede spiegeln sich teilweise auch im Interesse der Probanden bezüglich der verschiedenen Lebewesen wider. So bekunden sie allgemein ein hohes Interesse an Menschen und Tieren und ein niedriges an Pflanzen. Eine Detailanalyse zeigt allerdings deutliche Unterschiede für verschiedene Lebewesen, die sich auch in anderen Studien gezeigt haben. Ob es sich um reale oder fiktive Lebewesen handelt, scheint hingegen bei beiden Konzepten keine Rolle für die Aufgabenschwierigkeit zu spielen. Ebenso lässt sich kein Zusammenhang zwischen der Aufgabenschwierigkeit und der im Prozess erhobenen kognitiven Belastung und dem situationalen Interesse nachweisen.
Seite zuletzt bearbeitet am: 07.01.2014 Alle Inhalte © NWU Essen, soweit nicht anderweitig bezeichnet