Didaktik der Biologie, Pädagogische Psychologie

Hintergrund

Der globale Klimawandel – seine Ursachen und Auswirkungen – ist wohl eines der gesellschaftlichen Probleme unserer Zeit. Für den Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern stellt es Schülerinnen und Schüler aber auch Lehrende vor große Herausforderungen. Bei der Bearbeitung des Themas geht es nicht mehr nur um naturwissenschaftlich komplexe sondern auch um gesellschaftlich, politisch komplexe Zusammenhänge. Darüber hinaus gibt es keine optimale Lösung des Problems. Vielmehr existieren diverse Lösungsansätze, die alle ihre Limitationen aufweisen und die darüber hinaus oftmals durch ein hohes Maß an Unsicherheit bzw. unsicherem Wissen gekennzeichnet sind.

Ziel naturwissenschaftlichen Unterrichts ist es, Lernende im Umgang mit derartigen komplexen Umweltproblemsituationen zu fördern. Dazu benötigen sie nicht nur ein elaboriertes naturwissenschaftliches Verständnis, sondern v.a. auch Bewertungs- und Argumentationskompetenzen, um begründete Entscheidungen treffen zu können und sich letztendlich am gesellschaftlichen Diskurs um derartige Themen beteiligen zu können.

Ziele und Forschungsfragen des Projekts

Ziel des Forschungsprojektes ist es, Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II bei der Bearbeitung komplexer Umweltprobleme – wie z.B. dem Klimawandel – zu unterstützen und sie in ihrem Wissens- und Kompetenzerwerb zu fördern. Das Projekt möchte dabei einen Beitrag leisten, Unterrichtsinterventionen zu Themen moderner Naturwissenschaften im Sinne einer Bildung für Nachhaltige Entwicklung für den Biologie- aber auch für den fächerübergreifenden Unterricht zu entwickeln und dessen Wirkung zu evaluieren.

Konkret wird im Projekt untersucht, inwiefern der Einsatz computerbasierten Concept Mappings als Lernstrategie sich positiv auf den Fachwissens- und Kompetenzerwerb von Lernenden auswirkt. Dazu wurde in einem ersten Schritt eine computerbasierte Lernumgebung zum Thema Klimawandel mit integriertem Concept Mapping entwickelt. In einer ersten quasi-experimentellen Studie (N=160) wurde im Rahmen eines 2×2 Designs der Einfluss verschiedener computerbasierter Concept Mapping Varianten, die sich im Grad ihrer Vorstrukturierung unterschieden, untersucht. Zentrale Ergebnisse dieser Studie sind, dass Lernende im Hinblick auf konzeptuellen, fächerübergreifenden Wissenserwerb zum Thema Klimawandel insbesondere dann gefördert werden, wenn Sie mit Concept Maps arbeiten, in denen zentrale Konzepte zu diesem Thema vorgeben sind. Eine derartige Vorgabe fördert die Informationssuche- und -verarbeitung der Lernenden, unterstützt sie in ihrem Textverständnis und ermöglicht eine optimale Fokussierung auf die Zusammenhänge innerhalb des komplexen Problems Klimawandel. Des Weiteren deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Vorgabe von argumentativen Relationen, Lernende in der Strukturierung und Visualisierung ihrer Argumentationsprozesse zu möglichen Lösungsansätzen unterstützen kann. Interessanterweise konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass zu viele Unterstützungshilfen für Lernende der Sekundarstufe II ungeeignet sind und diese in ihren Lernprozessen eher behindern. Die Ergebnisse dieser Studie wurde für eine Optimierung der Lernumgebung genutzt. Die optimierte Lernumgebung wurde in einer weiteren quasi-experimentellen Studie mit 250 Schülerinnen und Schüler getestet. Die Ergebnisse werden derzeit analysiert.

Projektbezogene Publikationen:

Eggert, S., Nitsch, A., Boone, W. J., Nückles, M. & Bögeholz, S. (2016). Supporting Students´ Learning and Socioscientific Reasoning About Climate Change. The Effect of Computer-Based Concept Mapping Scaffolds. Research in Science Education. DOI 10.1007/s11165-015-9493-7; Online First.

Kongressbeiträge:

Eggert, S., Nitsch, A., Nückles, M. & Bögeholz, S. (2015). Concept Mapping als Lernstrategie im Umgang mit Socioscientific Issues. Das Beispiel Klimawandel. In K. Kremer & S. Sprenger (Leitung), Nachhaltigkeit vermitteln. Vortrag für Symposium auf der 20. Internationalen Tagung der Fachsektion Didaktik der Biologie (FDdB) im VBIO: Bildung durch Biologie, 14.-17.09., Universität Hamburg.

Eggert, S., Nitsch, A., Bögeholz, S. & Nückles, M. (2014). Using concept maps to foster students’ understanding and socioscientific reasoning about climate change. Poster presented at the 10th Conference of European Researchers in Didactics of Biology (ERIDOB), June 30th – July 4th, Technion University Haifa, Israel.

Eggert, S., Nitsch, A., Nückles, M. & Bögeholz, S. (2013). Förderung von Schülerkompetenzen im Umgang mit fragiler und konfligierender Evidenz am Beispiel Klimawandel – Der Einfluss verschiedener Concept Mapping Vorstrukturierungen. In J. Bauer, M. Prenzel & K. Berthold (Leitung), Kompetenzen zur Bewertung und argumentativen Nutzung von Evidenz. Symposium auf 1. Tagung der Gesellschaft für Empirische Bildungsforschung (GEPF) vom 11.-13. März 2013, Kiel.

Nitsch, A., Eggert, S. & Bögeholz, S. (2013). Förderung von Schülerkompetenzen im Umgang mit Socioscientific Issues. Der Einfluss verschiedener Concept Mapping Techniken. Vortrag auf der Internationalen Tagung der Fachsektion Didaktik der Biologie (FDdB) im VBIO: Didaktik der Biologie, 16. – 20. September, Universität Kassel.

Nitsch, A., Eggert, S., Bögeholz, S. & Nückles, M. (2013). How do students reconstruct the issue of global climate change – The influence of different concept mapping support measures. In K. Berthold & A. Deiglmayer (Leitung), How to deal with fragile and conflicting evidence in school. Vortrag für Symposium auf der 15th Biennial EARLI Conference for Research on Learning and Instruction, 27-31. August 2013, München.

Antragstellerin 1
Dr. Sabina Eggert
Didaktik der Biologie
Waldweg 26
37073 Göttingen
Tel.: +49 551 3914014
seggert1@gwdg.de
Website
Forschungsschwerpunkte/-interessen:
Bewertungs- und Argumentationskompetenz
Bildung für Nachhaltige Entwicklung

Antragstellerin 2
Prof. Dr. Susanne Bögeholz
Didaktik der Biologie
Waldweg 26
37073 Göttingen
Tel.: +49 551 399314
sboegeh@gwdg.de
Website
Forschungsschwerpunkte/-interessen:
Bewertungs- und Argumentationskompetenz
Bildung für Nachhaltige Entwicklung

Antragsteller 3
Prof. Dr. Matthias Nückles
Institut für Erziehungswissenschaft
Abteilung Empirische Unterrichts- und Schulforschung
Rempartstr. 11
79098 Freiburg
Tel.: +49 761 2032449
matthias.nueckles@ezw.uni-freiburg.de
Website
Forschungsschwerpunkte/-interessen:
Lerntagebücher
Tutoring
Concept Mapping

Projektmitarbeiterin 1
Anne Nitsch
Didaktik der Biologie
Waldweg 26
37073 Göttingen
Tel.: +49 551 3914014
anitsch@gwdg.de
Website
Forschungsschwerpunkte/-interessen:
Bewertungs- und Argumentationskompetenz
Bildung für Nachhaltige Entwicklung