[PDF] Schülervorstellungen im Zentrum des Unterrichtsgespräches - Ko

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30

Schülervorstellungen im Zentrum

Tanja Fendt

Ko-konstruktive Lernprozesse im Chemieunterricht

30

Band 30

2019

Schülervorstellungen im Zentrum

von Tanja Fendt 2019

Ko-konstruktive Lernprozesse im Chemieunterricht

Bibliographische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliographie; detaillierte bibliographische Informationen sind i m Internet

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Dieses Werk ist als freie Onlineversion über den Publikationsserver (OPUS; http:// - ausgenommen Cover, Zitate und Abbildungen - steht unter der CC-Lizenz CC-BY.

Lizenzvertrag: Creative Commons Namensnennung 4.0

Herstellung und Druck: docupoint, Magdeburg

Umschlaggestaltung: University of Bamberg Press, Larissa Günther

Umschlagbild: © Colourbox

© University of Bamberg Press Bamberg, 2019

http://www.uni-bamberg.de/ubp/ISSN: 1866-8674

ISBN: 978-3-86309-635-9 (Druckausgabe)

eISBN: 978-3-86309-636-6 (Online-Ausgabe)

URN: urn:nbn:de:bvb:473-opus4-541305

DOI: http://dx.doi.org/10.20378/irbo-54130

Gutachter: Prof. Dr. Jorge Groß

Gutachter: Prof. Dr. Michael A. Anton

Tag der mündlichen Prüfung: 22.11.2018

5

1 Einleitung ............................................................................................................ 9

2 Theoretischer Rahmen ..................................................................................... 11

2.1 Die konstruktivistische Sichtweise des Lernens .................................... 11

2.2.2 Scaffolding die aktive Unterstützung durch die Lehrkraft ..... 15

2.2.3 Die Bedeutung des unterstützenden Lernklimas ....................... 20

2.2.4 Die Rolle der sozialen Interaktion ............................................... 21

2.3 Die Bedeutung von Schülervorstellungen aus

konstruktivistischer Perspektive ............................................................. 24

2.3.1 Was sind Vorstellungen? .............................................................. 24

2.3.3 Vorstellungen sind Lernvoraussetzung und Lernmittel ............ 27

2.4.1 Was ist Ko-Konstruktion? ............................................................. 33

2.4.3 Lernprozesse in Gruppen ............................................................. 37

2.5.2 Weiterentwicklung des kommunikativen Lehrerhandelns ....... 47

3 Fragestellungen der Untersuchung ................................................................ 55

4 Untersuchungsdesign und Methoden ............................................................ 57

4.1 Das Modell der Didaktischen Rekonstruktion als

Forschungsrahmen .................................................................................. 58

4.2 Allgemeine Überlegungen zum Einsatz qualitativer Methoden .......... 61

4.3 Leitfadengestützte Interviews in der fachdidaktischen Forschung ...... 63

4.4 Retrospektive Befragung zu Lehr-Lernprozessen ................................. 64

4.5 Auswahl der Probanden und Inhalte ..................................................... 65

4.6 Datenerhebung und -aufbereitung ......................................................... 66

Vorstellungen der Wissenschaftler ......................................................... 69

4.8 Vorgehen und Methoden im Rahmen der Lernerperspektiven ........... 70

6 Inhaltsverzeichnis

4.9 Vorgehen und Methoden im Rahmen der didaktischen

Strukturierung .......................................................................................... 76

5.1 Fragestellungen des Kapitels ................................................................... 79

5.2 Datenerhebung und -auswertung ........................................................... 79

5.3 Rutherfords Forschungen zum Aufbau des Atoms

Beschreibung der Experimente und Einordnung in den

historischen Kontext................................................................................. 80

5.4 Konzepte von Wissenschaftlern zum Streuversuch von

Rutherford und zum Kern-Hülle Modell ............................................... 86 zwischenmolekulare Wechselwirkungen ............................................... 95

6 Lernerperspektiven ......................................................................................... 110

6.1 Empirische Befunde zu Lernervorstellungen unter

Berücksichtigung von Vermittlungsprozessen .................................... 110

6.1.1 Fragestellungen des Kapitels ...................................................... 110

6.1.2 Datenerhebung und -auswertung .............................................. 110

6.1.3 Ergebnisse .................................................................................... 110

6.1.3.1 Das Teilchenkonzept als Bezugsrahmen ..................... 111

6.1.3.2 Die Bedeutung von Modellen sowie Risiken und

Grenzen der Veranschaulichung .................................. 111

6.1.3.3 Atommodelle in der unterrichtlichen Umsetzung ...... 113

6.1.3.4 Der Versuch zur Volumenkontraktion und die

kontroverse Diskussion seines unterrichtlichen Einsatzes ......................................................................... 116

6.1.3.5 Schülervorstellungen zum Teilchenkonzept ............... 119

6.1.3.6 Schülervorstellungen zu Atomen und

Wechselwirkungen zwischen Molekülen ..................... 122 Volumenkontraktion ...................................................... 128

6.2.1 Formale Analyse der Ko-Konstruktionsprozesse ...................... 132

6.2.1.1 Fragestellungen des Kapitels ......................................... 132

6.2.1.2 Datenerhebung und -auswertung ................................. 133

6.2.1.3 Ergebnisse Formale Analyse ...................................... 135

Inhaltsverzeichnis 7

6.2.1.4 Diskussion der Ergebnisse ............................................ 138

6.2.2 Inhaltliche Analyse der Ko-Konstruktionsprozesse

Vorstellungen der Lernenden .................................................... 145

6.2.2.1 Fragestellungen des Kapitels ........................................ 145

6.2.2.2 Datenerhebung und -auswertung ................................. 145

6.2.2.3 Ergebnisse Vorstellungen im Ko-

Konstruktionsprozess zum Streuversuch von

Rutherford ...................................................................... 146

6.2.2.4 Diskussion der Ergebnisse ............................................ 150

6.2.2.5 Ergebnisse Vorstellungen im Ko-

6.2.2.6 Diskussion der Ergebnisse ............................................ 164

6.3 Lernerperspektiven zum individuellen Lernprozess und zur

6.3.1 Fragestellungen des Kapitels...................................................... 171

6.3.2 Datenerhebung und -auswertung .............................................. 171

6.3.3 Ergebnisse ................................................................................... 171

6.3.4 Diskussion der Ergebnisse ......................................................... 185

7 Didaktische Strukturierung ........................................................................... 191

7.1 Fragestellungen des Kapitels ................................................................ 191

7.2 Datenerhebung und -auswertung ......................................................... 191

7.3 Ergebnisse .............................................................................................. 191

7.3.1 Übergeordnete Prinzipien im Umgang mit

Schülervorstellungen (Kategorie I) ............................................ 193 (Kategorie II) ............................................................................... 203

7.3.4 Ziele im Umgang mit Schülervorstellungen und

methodische Umsetzung (Kategorie IV) ................................... 220

7.4 Diskussion der Ergebnisse .................................................................... 240

8 Ein mehrperspektivischer Blick auf die Ergebnisse und Empfehlungen

für den Unterricht .......................................................................................... 245

individuelle Rekonstruktion .................................................................. 245

8.2 Ausrichtung des Unterrichts an Vorstellungen der Lernenden ......... 248

8.3 Ko-Konstruktionsprozesse besitzen formale Funktionen .................. 252

8.4 Fazit: Vorstellungen als Lernvoraussetzung und Lernmittel

8 Inhaltsverzeichnis

8.5 Empfehlungen für den Unterricht ........................................................ 258

9 Reflexion .......................................................................................................... 263

9.1 Reflexion des theoretischen Rahmens .................................................. 263

9.2 Reflexion des methodischen Rahmens................................................. 265

9.3 Relevanz der Studie für die fachdidaktische Forschung ..................... 269

10 Zusammenfassung ......................................................................................... 271

Anhang ................................................................................................................... 273

Literatur .................................................................................................................. 275

Abbildungsverzeichnis .......................................................................................... 295

Tabellenverzeichnis ............................................................................................... 297

9 1 Die Ergebnisse der fachdidaktischen Forschung zu Vorstellungen von Lernenden haben in den letzten Jahrzehnten grundlegende Voraussetzungen geschaffen, den naturwissenschaftlichen Unterricht an Schülervorstellungen auszurichten. Wesentliche Felder sind die Erfassung und Beschreibung von Vorstellungen so- wie die Entwicklung und Überprüfung von Strategien, Modellen und Unter- ses stellen. genden fachlichen Themen der Biologie und Chemie berichten. Weiterhin gibt Umsetzung im Unterricht finden sich viele Materialien und Methoden, insbe- sondere zur Erhebung von Vorstellungen in der jeweiligen Lernergruppe. liegen bisher noch wenige Forschungsergebnisse vor und das adaptive, situati- Herausforderungen. So formuliert eine Lehrkraft, die in der Lehramtsausbildung rers. Und die Moderation von Schülervorstellungen (...) ist die Kür. Und es ist mit das Schwierigste, was man in diesem Beruf erlernen muss, wenn man ein -43.53). Das Zitat zeigt, dass der Umgang des Professionswissens angesehen wird und gerade in der Lehramtsausbildung gen werden oder versucht wird, diese Anfangsvorstellungen durch Nachfragen sofort richtig zu stellen. Ursachen sind die Überforderung durch die Verschie- ermaßen fࡇr beide Geschlechter.

10 Einleitung

denheit der Vorstellungen und der Mangel an Strategien und Methoden, die Vor- um den Lernprozess voranzubringen. Dabei geht es um die Ziele für die Ge- und die Lernenden zu ihrer Sicht befragt. Dieser mehrperspektivische Blick zeigt struktionsprozessen bei der Weiterentwicklung von Schülervorstellungen. 11 2 Der th eoretische Hintergrund o rientiert sich an den Perspektiven der For- trachtung der konstruktivistischen Auffassung von Lehren und Lernen (Punkt

2.1) sowie die Überlegungen zu entsprechenden Lernumgebungen (Punkt 2.2).

deutung diese aus konstruktivistischer Sicht einnehmen (Punkt 2.3). Die Unter- schließend werden Erken ntnisse und Empfehlu ngen aus d er Forschung zur 2.5).

2.1Die konstruktivistische Sichtweise des Lernens

Innerhalb der verschiedenen Perspektiven des Konstruktivismus bezieht sich die vorliegende Arbeit auf den pragmatisch moderaten Konstruktivismus, der Ler- nen als aktiven, selbstgesteuerten und selbstreflexiven Prozess des Individuums beschreibt (nach Gerstenmaier & Mandl, 1995, S. 882). Der moderate Konstruk-

1981) die Betonung der individuellen Konstruktion von Wissen auf und verbindet

diese mit Aspekten der sozial-konstruktivistischen Perspektive (z.B. Vygotskij,

2002). Damit wird die Rolle der vorunterrichtlichen Vorstellungen der Lernenden

und der Einfluss der sozialen und materialen Lernumgebung bei der Konstruk- tion von Wissen betont (Widodo & Duit, 2004, S. 234). Der moderate Konstrukti- vismus fokussiert somit auf die Prozesse des Lernens und bildet derzeit den vor- herrschenden Rahmen fü r fachdidaktisch e Forsc hungen (Duit & Treagus t,

2003a; Tanja Riemeier, 2007; Widodo & Duit, 2004).

genden Merkmalen beschrieben (Reinmann & Mandl, 2006): Aktiv: Voraussetzung für Lernprozesse ist die aktive Beteiligung des Lerners. Selbstgesteuert: Die Steuerung und Kontrolle des Lernprozesses geht vom Ler- nenden aus. Die Umgebung kann den Prozess anregen und unterstützen, jedoch nicht determinieren. Konstruktiv: Wenn Lernende Wissen erwerben, konstruieren sie Bedeutungen auf der Basis ihrer individuellen Vorstellungen. Voraussetzung für den Erwerb

12 Theoretischer Rahmen

und die Nutzung von neuem Wissen ist das Aufbauen auf vorhandenen Wissens- vgl. Kap. 2.3. Sozial: Lernen unterliegt soziokulturellen Einflüssen und beinhaltet soziale In- muniziert und diskutiert werden (vgl. auch Punkt 2.2.4). Emotional: Lernen wird durch soziale und leistungsbezogene Emotionen beein- flusst (z.B. Motivation). Situativ: Der Erwerb von Wissen erfolgt in sozialen Situationen und inhaltsbezo- genen Kontexten und ist mit diesen verbunden. Ausgehend von den konst ruktivi stischen Theo rien des Lernens wurden ver- risch wird die Umsetzung im naturwissenschaftlichen Unterricht anhand der Ka- tegorien von Widodo und Duit (2004) aufgezeigt. Die Konzeption umfasst fol-

S. 238):

Vorwissen und vorunterrichtliche Vorstellungen der Schüler ermitteln

Denkweisen von Schülern ermitteln

Gezielter Umgang mit Schülervorstellungen

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