Förderung der Falsifikationsfähigkeit durch Unterstützung von Modellbildungsprozessen im Rahmen eines scientific inquiry-orientierten Unterrichts in der Primarstufe

• Antragstellerin: Professorin Dr. Kornelia Möller
• Fachliche Zuordnung: Allgemeines und fachbezogenes Lehren und Lernen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234582103

Sowohl in conceptual change- als auch in scientific inquiry-orientierten Instruktionsansätzen wird das Falsifizieren von Hypothesen als bedeutende Fähigkeit angesehen, die einerseits Einsicht in die Unzulänglichkeit naiver Vorstellungen ermöglicht und damit Bedingung für die Entwicklung adäquaterer Vorstellungen ist, und andererseits entscheidende Bedeutung im Prozess der Erkenntnisgewinnung hat. Beide Zielbereiche, die Veränderung naiver Vorstellungen sowie das Falsifizieren von Hypothesen, werden in internationalem wie auch nationalem Konsens als wesentliche Kompetenzbereiche eines auf scientific literacy abzielenden naturwissenschaftlichen Grundschulunterrichts angesehen. Das Falsifizieren von Hypothesen basiert auf der Wahrnehmung von Diskrepanzen zwischen angenommenen Vermutungen und vorliegenden Evidenzen. Hierzu müssen allerdings Lernende bestätigende, widerlegende und für die Prüfung der Hypothese irrelevante Ereignisse unterscheiden können. Nach der mental models theory des deduktiven Schließens von Johnson-Laird beruht die Evaluation von Ereignissen im Hinblick auf zu prüfende Hypothesen auf der Fähigkeit zur Repräsentation relevanter mentaler Modelle im Arbeitsgedächtnis. Bei Kindern ist diese Fähigkeit, in unserem Projekt als Modellbildungsfähigkeit bezeichnet, allerdings noch unzureichend entwickelt.Das vorliegende Projekt zielt auf die Verbesserung der Modellbildungs- und Falsifikationsfähigkeit im naturwissenschaftlichen Grundschulunterricht. Eine im ersten Antragszeitraum durchgeführte Querschnittstudie an Elementar- und Grundschulkindern hatte signifikante Zusammenhänge zwischen der Modellbildungsfähigkeit und der Inhibitionsfähigkeit, dem Arbeitsgedächtnis und dem Wissenschaftsverständnis gezeigt. Diese Ergebnisse wurden für die Gestaltung von unterschiedlich strukturierten Lernsequenzen genutzt, um die notwendigen kognitiven Operationen zu unterstützen. Die Instruktion, die sich unter Laborbedingungen am wirksamsten erwiesen hat, wird nun in eine Instruktion für natürliche Klassen überführt. Dabei soll untersucht werden, wie sich eine explizite Förderung der Modellbildung auf die Fähigkeit zur Bildung mentaler Modelle und zur Falsifikation von Hypothesen sowie auf die Veränderung von Konzepten auswirkt. Zur Untersuchung dieser Frage wird ein quasi-experimentelles Design gewählt. Es wird angenommen, dass eine explizite Förderung der Modellbildung in einem Unterricht mit strukturierten Phasen der Hypothesengenerierung und -prüfung notwendig ist, um die kognitiv anspruchsvollen Modellbildungs- und Falsifikationsprozesse wirksam zu fördern und konzeptuelle Veränderungen zu begünstigen.Der gewählte Unterrichtsgegenstand Wie kommt es, dass ein Ball springt? kann als exemplarisch für einen aktuellen scientific inquiry- und conceptual change-orientierten Unterricht in der Primarstufe angesehen werden. Nach Projektende sollen die Erkenntnisse für die Entwicklung von Instruktionsbeispielen für Grundschullehrkräfte genutzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professorin Dr. Ilonca Hardy