Kompetenzorientierung und Aufgabenkultur im Natur-und-Technik-Unterricht
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projekts war es, die Kompetenz- und Basiskonzeptorientierung des derzeitigen bayerischen Natur-und-Technik-Unterrichts der Jahrgangsstufe 6 mit Fokus auf dem Aufgabeneinsatz zu beschreiben. Zusätzlich zur deskriptiven Beschreibung sollten Einflüsse von nicht-kognitiven Aspekten der professionellen Handlungskompetenz von Lehrkräften auf die Umsetzung der Kompetenz- und Basiskonzeptorientierung im Unterricht analysiert werden. Zudem sollten Effekte eines solchen Unterrichts auf Schülerleistung und situationales Interesse der Schüler untersucht werden. Hierzu wurden insgesamt 81 Unterrichtsvideos des bayerischen, gymnasialen Natur-und-Technik-Unterrichts von 28 verschiedenen Lehrkräften zum Thema Botanik videographiert. Teilnehmende Lehrkräfte füllten vor der Videographie einen Fragebogen zu nicht-kognitiven Aspekte der professionellen Handlungskompetenz aus. Für die Analyse der eingesetzten Testaufgaben wurden von jeder Lehrkraft drei schriftliche Tests eingesammelt. Die Schülerleistung wurde über die zentrale freiwillige Lernstandserhebung in Natur und Technik des Staatsinstituts für Schulqualität und Bildungsforschung erfasst. Zusätzlich wurden mittels Fragebögen vor der Videoaufnahme motivationale Variablen der Schüler sowie das situationale Interesse der Schüler nach jeder Unterrichtsstunde erfasst. Die nicht-kognitiven Aspekte der professionellen Handlungskompetenz von Lehrkräften wurden über das Erwartungs-Wert-Modell von Wigfield und Eccles (2000) operationalisiert. Die Analyse der Aufgabenkultur erfolgte über verschiedene Kategoriensysteme; u. a. wurde darin die Kompetenz- und Basiskonzeptorientierung in Anlehnung an das Kompetenzmodell des Projekts ESNaS zur Beschreibung der Bildungsstandards definiert. Mithilfe dieses Kategoriensystems wurden Lernaufgaben im videographierten Unterricht hinsichtlich der Komplexität, dem kognitive Niveau und dem entsprechenden Kompetenzbereich kodiert. Parallel dazu wurden auch Testaufgaben der beteiligten Lehrkräfte nach den gleichen drei Variablen kodiert. Außerdem wurde der Unterricht mittels zweier Ratingmanuale zur kognitiven Aktivierung und Konzeptorientierung analysiert. Deskriptive Ergebnisse der Kodierung zeigten, dass der derzeitige bayerische Natur-und-Technik-Unterricht vor allem durch Lernaufgaben gekennzeichnet ist, in denen die Schüler Wissen reproduzieren oder selegieren müssen und in denen sich der Inhalt um ein oder mehrere Fakten dreht. Im Bereich der prozessbezogenen Kompetenzen werden bereits einige Lernaufgaben gestellt. Im Bereich der Testaufgaben werden mehr Reproduktions- und Selektionsaufgaben gestellt und noch mehr nach Fakten und weniger nach Zusammenhängen gefragt als in den Lernaufgaben. Zudem werden als Testaufgaben auch vor allem Aufgaben des Kompetenzbereichs Fachwissen eingesetzt. Inferenzstatistische Analysen machten deutlich, dass ein höherer Anteil an Lernaufgaben auf höherem kognitivem Niveau positive Einflüsse auf die Schülerleistung hat. Zur breiteren Erfassung der Unterrichtsqualität im Bezug auf die Kompetenz- und Basiskonzeptorientierung wurden ferner die kognitive Aktivierung und Konzeptorientierung des Unterrichts erfasst. Sowohl bei der kognitiven Aktivierung als auch bei der Konzeptorientierung konnte eine erste Umsetzung in den videographierten Unterrichtsstunden beobachtet werden. Bei beiden Konstrukten konnten positive Effekte auf die Leistung der Schüler und deren situationalen Interesse gezeigt werden. Demnach führte ein kognitiv aktivierender als auch ein konzeptorientierter Unterricht zu einer Steigerung der Leistung als auch des situationalen Interesses der Schüler. Ergebnisse zu den Einflüssen der nichtkognitiven Aspekte der professionellen Handlungskompetenz von Lehrkräften auf die Kompetenz- und Basiskonzeptorientierung deuten darauf hin, dass vor allem ein höherer zugeschriebener Nutzen und geringere Kosten bei der Umsetzung zu Kompetenz- bzw. konzeptorientierten Unterricht führen. Betrachtet man die Ergebnisse zum Einsatz von Lern- und Testaufgaben im Unterricht scheint es sinnvoll, zukünftigen Lehramtsstudierenden im Studium die Konstruktion von Lern- und Testaufgaben beizubringen, die sich noch stärker als bisher an der Kompetenz- und Basiskonzeptorientierung der Bildungsstandards orientieren. Die Analysen nach dem Erwartungs-Wert-Modell der Lehrereinstellungen unterstreichen dieses Vorhaben. Aus diesem Grund wurden in Anlehnung an dieses Projekt bereits erste basiskonzept- und kompetenzorientierte Materialien entwickelt und evaluiert, die in der Ausbildung von Biologielehramtsstudierenden genutzt werden können. Das Projekt leistet einen Beitrag zur Operationalisierung von Kompetenz- und Basiskonzeptorientierung innerhalb der Biologiedidaktik. Die in diesem Projekt entwickelten Ratingmanuale können genutzt werden, um Kompetenz- und Basiskonzeptorientierung in das Lehramtsstudium und die Lehrerfortbildung zu integrieren. Hierzu bietet es sich an, dass Unterrichtssequenzen im Sinne von best practice Beispielen in universitäre Veranstaltungen integriert werden. Zudem können Ratingmanuale als Beobachtungs- und Evaluationsinstrumente von Unterricht im Rahmen von Seminaren und Praktika genutzt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2013). Kompetenzorientierung und Aufgabenkultur im Natur-und-Technik-Unterricht. Eine Videostudie. In: D. Krüger, P. Schmiemann, A. Möller, A. Dittmer, & J. Zabel (Hrsg.), Erkenntnisweg Biologiedidaktik 12 (pp. 59-73). Universitätsdruckerei Kassel: Kassel
Förtsch, C., Sczudlek, M. & Neuhaus, B. J.
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(2013). Kompetenzorientierung und Aufgabenkultur im Natur-und-Technik-Unterricht. In J. Mayer, M. Hammann, N. Wellnitz, J. Arnold, & M. Werner (Hrsg.), Theorie, Empirie, Praxis. 19. Internationale Tagung der Fachsektion Didaktik der Biologie (FDdB) im VBiO (S. 32-33). Kassel: Universitätsdruckerei Kassel
Förtsch, C., Werner, S., Sczudlek, M., & Neuhaus, B.
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(2014). Biology teachers' beliefs in standards and how these beliefs influence the assessment tasks they use. In: T. Seidel (Hrsg.), Conference Program. EARLI Special Interest Group, Research in Teaching and Teacher Education, SIG 11 Conference, Frauenchiemsee, Germany {S. 32-33)
Förtsch, C., Werner, S. & Neuhaus, B. J.
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(2014). Der Einfluss von kognitiver Aktivierung auf die Leistung und das situationale Interesse von Lernenden im Fach Biologie. In: K. Schwippert (Hrsg.), Tagungsprogramm und Abstractband zur 79. Tagung der AEPF in der Freien und Hansestadt Hamburg (S. 117). Hamburg
Förtsch, C., Werner, S., Dorfner, T., von Kotzebue, L & Neuhaus, B. J.
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(2014). Kognitive Aktivierung im Biologieunterricht. In: D. Chernyak, A. Möller, A. Dittmer, & P. Schmiemann (Hrsg.), 15. Internationale Frühjahrsschule der Fachsektion Didaktik der Biologie im Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (S. 56-57). Trier
Dorfner, T., Förtsch, C., Werner, S., & Neuhaus, B.
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(2015). High Linking and High Cognitive Level Instructional Tasks in Biology Lessons. In: K. Hahl, K. Ahtiainen, & K. Mannermaa (Hrsg.), ESERA 2015. Conference Book. Helsinki: Finnland
Förtsch, C., Werner, S., von Kotzebue, L. & Neuhaus, B. J.
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(2015). How biology teachers' beliefs influence the tasks they use. In: NARST (Hrsg.), NARST2014. Annual International Conference. Pittsburgh, PA March 30th - April 2nd, Advancing Scinec Education Research, Practices and Policies
Förtsch, C., Werner, S., Jüttner, M., & Neuhaus, B. J.
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(2015). Kognitive Aktivierung im Biologieunterricht - Wie werden situationales Interesse und Leistung von Lernenden beeinflusst? In: GEBF (Hrsg.), Abstractband, 3. Jahrestagung der Gesellschaft für Empirische Bildungsforschung (GEBF). Bochum 11. -13. März 2015 (S. 648)
Förtsch, C., Werner, S., Dorfner, T., von Kotzebue, L. & Neuhaus, B. J.
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(2015). Quantitative Videostudien zum gymnasialen Biologieunterricht in Deutschland - Aktuelle Tendenzen und Entwicklungen. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 21(1), 231-237
von Kotzebue, L., Förtsch, C., Reinold, P., Werner, S., Sczudlek, M. & Neuhaus, B. J.
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(2016). Effects of cognitive activation in biology lessons on students' situational interest and achievement. Research in Science Education
Förtsch, C., Werner, S., Dorfner, T., von Kotzebue, L & Neuhaus, B. J.
