Dimensionen von Modellierungskompetenz: Eine Analyse des Verhältnisses zwischen Modellierungsmetawissen, Modellierungspraktiken und der Qualität des entwickelten Modells

• Antragsteller: Professor Dr. Moritz Krell
• Fachliche Zuordnung: Allgemeines und fachbezogenes Lehren und Lernen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 510978671

Das Modellieren ist zentraler Bestandteil naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung und die Entwicklung von Modellierungskompetenz wird als ein bedeutendes Ziel naturwissenschaftlicher Bildung definiert. Von angehenden Lehrkräften naturwissenschaftlicher Fächer (PSTs) wird erwartet, dass sie im Laufe Ihres Studiums eine ausgeprägte Modellierungskompetenz erwerben. Es werden drei Dimensionen von Modellierungskompetenz beschrieben: Modellierungsmetawissen (Modellverstehen [MMK] und metakognitives Wissen über den Modellierungsprozess [MKMP]), Modellierungspraktiken und Modellierungsprodukt (d.h. entwickeltes Modell). Obwohl eine Vielzahl von Studien zu den einzelnen Dimensionen vorliegen, ist das Verhältnis zwischen ihnen bislang wenig untersucht. In diesem Projekt wird daher das Verhältnis zwischen den drei Dimensionen der Modellierungskompetenz im Kontext der naturwissenschaftlichen Lehrkräftebildung untersucht. Die Studie wird in einem quasi-experimentellen Design durchgeführt, wobei quantitative und qualitative Instrumente zur Bewertung von MKMP, MMK, der Umsetzung von Modellierungspraktiken sowie der Qualität der entwickelten Modelle integriert werden. Das Sampling basiert auf einem mehrstufigen, absichtsvollen Stichprobenplan: MMK und MKMP werden in vier Kohorten von PSTs erfasst und auf dieser Basis werden N=100 PSTs für die Teilnahme am Experiment ausgewählt. Im Experiment modellieren die PSTs ein biologisches Phänomen zur Enzymaktivität, wobei ihre Modellierungspraktiken sowie die Qualität des von ihnen entwickelten Modells erfasst und bewertet werden. Anschließend werden MMK und MKMP der PSTs sowie der Kontrollgruppe, die das Experiment nicht durchgeführt hat, noch einmal erfasst. Die Daten werden hinsichtlich des Verhältnisses zwischen den drei Dimensionen von Modellierungskompetenz qualitativ und quantitativ analysiert. Damit stellt dieses Projekt theoretisches Wissen über das Verhältnis der drei konstituierenden Dimensionen von Modellierungskompetenz zur Verfügung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel, USA
• Mitverantwortliche: Dr. Sebastian Haase; Dr. Jürgen Kirstein; Professor Dr. Dirk Krüger; Professor Dr. Volkhard Nordmeier; Professorin Dr. Annette Upmeier zu Belzen
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr. Orit Ben Zvi Assaraf; Tom Bielik, Ph.D.; Professorin Christina Schwarz