Lehr- und Lernforschung in der Biologiedidaktik

Band 7

Ulrich Gebhard, Markus Hammann

• Publisher: StudienVerlag
• Year: 2016
• eBook ISBN:
  9783706558556
• Topic: Education
• Subtopic: Teaching Science & Technology

Die Fachdidaktik ist ein Kernbereich der LehrerInnenausbildung in allen Bereichen. Eine fundierte Ausbildung kann dabei nur auf einer fundierten wissenschaftlichen Grundlage erfolgen, weshalb der vorliegende Band eine Auswahl theoretischer und empirischer Originalarbeiten aus aktuellen Forschungsprojekten präsentiert, die 2015 auf der Internationalen Tagung der Fachsektion Didaktik der Biologie an der Universität Hamburg präsentiert wurden. Das Tagungsthema "Bildung durch Biologieunterricht" wurde dabei in vielfacher Weise auf- und angenommen. Die hier versammelten Beiträge spannen einen weiten Bogen von bildungstheoretischen Überlegungen bis hin zu empirischen Untersuchungen im Rahmen fachdidaktischer Lehr- und Lernforschung. Sie beziehen sich auf die Vermittlung biologischer Themen und Fragestellungen in der Grundschule und in weiterführenden Schulen sowie auf die Lehramtsausbildung im Fach Biologie.Die Beiträge lassen sich thematisch den folgenden Schwerpunkten zuordnen: • Biologie und Bildung• Wissenschaftsverständnis (Nature of Science)• Verstehen von zentralen biologischen Zusammenhängen• Moralvorstellungen im Biologieunterricht• Experimentieren im Biologieunterricht und im Lehramtsstudium• Kompetenzmessung und Testaufgaben• Abbildungsmerkmale und Bildverstehen• Fächerverbindendes Arbeiten• Forschendes Lernen im Schülerlabor und in der Lehramtsausbildung

Meta Kambach/Annette Upmeier zu Belzen

Wie experimentieren Lehramtsstudierende der Biologie? Prozessmuster und Niveaustufen zu zwei Fallbeispielen im Vergleich

Zusammenfassung

Obwohl das Experiment in der Lehrerbildung eine zentrale Rolle spielt, weisen Studien darauf hin, dass Studierende Probleme beim Experimentieren haben. Insbesondere zur Phase der Durchführung liegen bislang nur wenige Befunde vor. Diesem Desiderat widmet sich die folgende Studie. Ziel ist es, die prozessbezogenen Experimentierkompetenzen von Lehramtsstudierenden im Fach Biologie zu analysieren. Theoriebezogen folgt ein Experimentierprozess im Zyklus der Erkenntnisgewinnung den idealtypischen Phasen der Problemlösung: Frage, Hypothese, Planung, Durchführung und Auswertung. Die Kompetenzausprägung bezüglich jeder Phase kann dabei qualitativ unterscheidbaren Niveaustufen zugeordnet werden. Lehramtsstudierende der Biologie führten eine offene Hands-On-Experimentieraufgabe durch. Ihr Experimentierprozess wurde, begleitet durch lautes Denken, videografiert und mit Hilfe der qualitativen Inhaltsanalyse deskriptiv analysiert. Die Prozessmuster und Niveaustufen der Experimentierphasen wurden auf der Basis von zwei ausgewählten, kontrastierenden Fallstudien analysiert. Die Vorgehensweise der Probandinnen lässt sich einem in der Literatur beschriebenen Prozessmuster zuordnen. Beide Probandinnen zeigen dasselbe iterativ-oszillierende Prozessmuster, weisen bezüglich der Niveaus jedoch deutliche Unterschiede auf. Die Ergebnisse dieser Studie können Hinweise für die Professionalisierung der Lehrerbildung bieten.

Abstract

Although the process of experimenting plays an essential role in teacher education, different findings indicate that pre-service teachers have problems carrying out experiments. Since only a few studies deal with this issue, the present study focuses on this desideratum. Our aim is to analyse the process-related experimental skills of biology pre-service teachers. According to theory, the experimental process follows the so-called cycle of scientific inquiry, and it is characterized by the typical phases of the problem solving process (question, hypothesis, planning, implementation, evaluation). Each phase can be assigned to qualitatively distinct levels. In our study, two biology pre-service teachers carried out an open hands-on experimental task. Accompanied by the method of think-aloud, the experimental processes were, videotaped and descriptively analysed using the method of qualitative content analysis. Inquiry patterns of the experimental processes and different levels of the phases were analysed and related to each other on the basis of two contrasting case studies. In summary, the two presented case studies show the same overarching iterative-oscillating inquiry pattern, but with respect to the levels there are significant differences. The results of this study provide information for professionalizing teacher education.

Ausgangslage

Die Ergebnisse internationaler Vergleichsstudien wie PISA (Baumert et al., 2001) verdeutlichen die Bedeutung eines verständnisorientierten Unterrichts in den Naturwissenschaften. Stärker als bisher wird seitdem die Förderung von Kompetenzen im Bereich der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung, wie zum Beispiel Kenntnisse und Fertigkeiten in Bezug auf das hypothesengeleitete Experimentieren, gefordert (z. B. KMK, 2005). Auch international stellen die Kompetenzen im Bereich der Erkenntnisgewinnung ein wichtiges Bildungsziel der Naturwissenschaften dar (z. B. ECC⁸, 2004). Viele Studien zeigen jedoch auf, dass erforderliche Experimentierkompetenzen oft nicht gezeigt werden (z. B. Gyllenpalm & Wickman, 2011; Wellnitz, Hartmann & Mayer, 2009). Die Erfassung von Experimentierkompetenzen erfolgt häufig mithilfe von Large-Scale-Verfahren, welche die prozessbezogenen Fähigkeiten des Experimentierens nicht umfassend abbilden (z. B. Emden, 2011). Außerdem liegt der Fokus vieler Studien auf den Experimentierkompetenzen von Schülerinnen und Schülern (z. B. Wellnitz et al., 2009) und Lehrerinnen und Lehrern (z. B. Gallagher, 1991), zu denen von Studierenden im Lehramt gibt es bisher kaum Befunde (z. B. Gyllenpalm & Wickman, 2011). Ziel dieser Untersuchung ist es, die prozessbezogenen Experimentierkompetenzen von Lehramtsstudierenden im Fach Biologie zunächst zu beschreiben und individuelle Prozessmuster sowie phasenbezogene Niveaustufen zu analysieren. Die Befunde sollen Hinweise für Weiterentwicklungen in diesem Bereich der Lehrerbildung geben.

Theoretischer Hintergrund

Der Prozess naturwissenschaftl...

Table of contents

• Cover
• Impressum
• Titel
• Vorwort
• Biologie und Bildung
• Britta Lübke/Ulrich Gebhard
• Wissenschaftsverständnis (Nature of Science) als Element von Scientific Literacy
• Jürgen Paul/Jorge Groß
• Julia Birkholz/Doris Elster
• Verstehen von zentralen biologischen Zusammenhängen
• Friederike Trommler/Helge Gresch/Marcus Hammann
• Ulrich Kattmann
• Monika Reimer/Eva-Maria Pahl
• Moralvorstellungen im Biologieunterricht
• Experimentieren im Biologieunterricht und im Lehramtsstudium
• Christoph Thyssen/Gabriele Hornung/Jochen Mayerl
• Meta Kambach/Annette Upmeier zu Belzen
• Empirische Bildungsforschung: Kompetenzmessung und Testaufgaben
• Mariella Roesler/Nicole Wellnitz/Jürgen Mayer
• Moritz Krell/Amelie Vierarm
• Abbildungsmerkmale und Bildverstehen
• Fächerverbindendes Arbeiten
• Forschendes Lernen im Schülerlabor und in der Lehramtsausbildung
• Katrin Kaufmann/Daria Chernyak/Andrea Möller
• Birgit Heyduck/Julia Schwanewedel/Jörg Großschedl
• Autorenverzeichnis