Instruktionen kohärent anlegen und Kompetenzaufbau untersuchen: Zugänge und Herausforderungen am Beispiel experimentbezogener Kompetenz

Zusammenfassung

Instruktionale Kohärenz ist nicht nur für den fachinhaltlichen und fachmethodischen Kompetenzaufbau (z. B. zum experimentellen Arbeiten) zentral, sondern auch wichtig, um Mechanismen des Kompetenzaufbaus untersuchen zu können. Dem Beitrag liegt ein Projekt zugrunde, in dem theoretische Überlegungen und empirische Befunde zu fachlichen Lernprozessen als Ausgangspunkte für die Sequenzierung einer Instruktion genutzt wurden, die auf den Aufbau experimentbezogener Kompetenz (Formulieren von Fragen und Hypothesen, Planen von Untersuchungen, Auswerten und Interpretieren von Daten) abzielt. Die Instruktion hat eine Gesamtdauer von fünf Schulstunden und wurde im Physikunterricht von 12 Klassen der Einführungsphase eingesetzt. Zur Untersuchung des Kompetenzaufbaus und der Wirkung der Instruktion wurden vor und nach der Instruktion schriftliche Testinstrumente eingesetzt und Videoaufzeichnungen von Schüler*innen während des Bearbeitungsprozesses erhoben. Der Fokus des Beitrags liegt auf der Darstellung von zwei videogestützten Zugängen zur Erfassung des Kompetenzaufbaus (kategoriengestützte Erfassung von Aktivitäten, qualitativ-inhaltsanalytische Erfassung von individuellen Verständnissen). Exemplarische Analyseergebnisse werden genutzt, um insbesondere die Herausforderungen der wechselseitigen Bezugnahme zwischen diesen Zugängen und dem testbasierten Zugang zu diskutieren: Auf der Basis des Prä-Post-Vergleichs zeigt sich zwar, dass die Instruktion zur Kompetenzaufbau der Schüler*innen beiträgt, gleichzeitig zeigen sich in den videogestützten Analysen aber z. B. auch für Gruppen mit ähnlichem Kompetenzzuwachs z. T. deutliche Unterschiede in den Aktivitäten. Es lassen sich somit zwar vermittelt über die Testung Hinweise auf die Kohärenz der Instruktion identifizieren, ein systematischer Zusammenhang zwischen dem im Prä-Post-Vergleich ermittelten Kompetenzzuwachs und den kategorial erfassten Aktivitäten sowie den rekonstruierten individuellen Verständnisentwicklungen lässt sich jedoch nicht herstellen.

Abstract

Adapting instruction to students’ prior knowledge and skills is relevant to foster students’ learning of science content as well as their learning of scientific practices (such as conducting an experiment) successfully. Developing such coherent instructions is also important because it allows to investigate the mechanisms by which students’ competences develop and improve. In the study presented in this paper, we used theoretical considerations and empirical evidence about students’ learning to develop a sequenced instruction that aims at fostering students’ experiment-related competence (formulating questions and hypotheses, planning investigations, analyzing and interpreting data). The instruction has a total duration of five school lessons and was administered to 12 upper secondary classes during their regular physics lessons. Pre-Post-test measures and video recordings during instruction were used to investigate how experiment-related competence is developed and how the instruction is used by the students. The paper focuses on the two different video-based approaches employed to analyze the development of students’ competence (category-based analyses of activities and qualitative content analyses of the conceptions of individual students). Based on exemplary results, we discuss several challenges of connecting these approaches with the results from the written test. For instance, the results of the written tests suggest that the instruction has a significant impact on students’ experimental competence, whereas the video data shows that even groups with a similar increase in competence vary considerably in their activities. Therefore, based on the test results, we have some indications for the coherence of our instruction, but at the same time we are not able to identify a clear relationship between students’ pre to post competence increase and their activity patterns or the development of their individual conceptions.