Bio-Math-Modelle im Grundschulunterricht - Selbstgesteuerte kooperative Arbeitsumgebungen zu beziehungsreichen und lebensweltlichen Problemkreisen in Biologie und Mathematik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im zweiten Teil des Kasseler BioMath-Projekts werden anhand von Schrift- und Videodokumenten Kompetenzen evaluiert, die Grundschüler in Abhängigkeit von ihrer typologischen Einstellungsausprägung zu Schule und Sachunterricht (TESU2; CHRISTEN 2004) beim modellierenden Bearbeiten von sachunterrichtlichen, hier biologischen bzw. mathematischen offenen Problemstellungen zeigen. Dabei wird angenommen, dass es zum Ausführen der Modellbildung verschiedener Kompetenzen im Sinne von WEINERT (2002) bedarf. Die domänenumspannende explorative Fragestellung lautet daher: 1. Welche charakterisierbaren Unterschiede existieren zwischen schriftlichem Kooperationsprodukt und mündlichem Kooperationsprozess hinsichtlich der Kompetenzspektren und den Ausprägungen dieser darin enthaltenen Kompetenzen 2. bei der Bearbeitung von ausgewählten offenen Problemstellungen mit Modellierungsanspruch aus den Domänen Biologie und Mathematik; 3. bei den ausgewählten Grundschülern am Ende der Grundschulzeit in Abhängigkeit von ihrer typologischen Einstellungsausprägung zu Schule und Sachunterricht und worauf lassen sich diese Unterschiede zurückführen? Zur Beantwortung dieser Frage wurde Video-Datenmaterial analysiert (176 Videos; 88 je Domäne), das während der kooperativen Bearbeitung der M(odellbildungs)-offenen Probleme von jeweils zwei Grundschülern gleicher TESU im ersten Teil des Kasseler BioMath-Projekts erhoben wurde. Hierzu wurde das erhobene Videodatenmaterial u.a. mit einer speziellen Analyse-Software für Videos INTERACT P.A.T.T.E.R.N © und einem eigens für das vorliegende Untersuchungsdesign entwickelten Codeschema codiert. Das entwickelte Codeschema setzt sich aus Common-sense-Verhaltenskennzeichen zusammen, die zu nicht immer ausschöpfenden Kategorien zusammengefasst wurden. Des Weiteren wurden die Kompetenzen, welche die Grundschüler bei der schriftlichen und mündlichen Bearbeitung der M-offenen Probleme zeigten, mittels einer von MOGGE (2007) im Kasseler BioMath-Projekt neu entwickelten Kompetenzmatrix evaluiert. Diese Kompetenzmatrix ermöglicht es, die gezeigten Kompetenzen nach einem dreidimensionalen Muster zu verorten: Kompetenzen (Spektrum bzw. Grad der Erreichung der hinter den Kompetenzen liegenden Subkompetenzen), Verarbeitungstiefen (Grad der Durchdringung der Kompetenzen bzw. Subkompetenzen) und Teildimensionen (domänenspezifischer inhaltlicher Bereich, in dem die Kompetenzen gezeigt werden). Die Ergebnisse aus der Videostudie des Kasseler BioMath-Projekts zeigen, dass die ausgewählten Grundschüler im Gegensatz zum schriftlichen Kooperationsprodukt im mündlichen Kooperationsprozess quantitativ und qualitativ mehr Modellierungen anstellten, diese aber im Hinblick auf den Modellierungsprozess kaum bzw. selten fortführenden, anpassenden, korrigierenden oder revidierenden Charakter hatten. So kann davon ausgegangen werden, dass die ausgewählten Grundschüler zwar einen Modellierungsprozess vollzogen haben, aber keinen Modellierungskreislauf im Sinne von BLUM & NISS (1989) und MOGGE (2007), in dem die Schritte Modellieren, Lösen, Interpretieren und Befund erschließen mehrfach durchlaufen werden sollten. Am stärksten konnten die ausgewählten Grundschüler ihr Kompetenzspektrum im reproduktiven Bereich (sich erinnern und erfassen) ausbauen. Die Durchdringungen der in den Spektren enthaltenen Kompetenzen unterschieden sich jedoch so gut wie nicht vom schriftlichen Kooperationsprodukt zum mündlichen Kooperationsprozess.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- M-offene Probleme in Biologie und Mathematik. In: Vogt, H., D. Krüger, M. Herget & S. Bögenholz [Hrsg.]: Erkenntnisweg Biologiedidaktik. Ausgewählte Beiträge der 7. Frühjahrsschule der Sektion Biologiedidaktik im VdBiol in Göttingen – 2005. S. 35-49, ISBN 3-9806803-4-7.
Mogge, S. & H. Vogt
- Selbstgesteuerte kooperative Arbeitsumgebungen zu beziehungsreichen und lebensweltlichen Problemkreisen in Biologie und Mathematik. In: Bayrhuber, H. et al. [Hrsg.]: Bildungsstandards Biologie. Internationale Tagung der Sektion Biologiedidaktik im VdBiol in Bielefeld. Universität Kassel, S. 13-16, ISBN 3-9806803-8-X.
Mogge, S., H. Vogt & B. Wollring
- ... und wenn der mir nachts ins Ohr krabbelt? Ohrwürmer mit einem Projektbuch hypothesengeleitet erforschen.
Die Grundschulzeitschrift, Bd. 20. 2006, Nr. 192, S. 21-40.
Mogge, S.
- Qualitative analysis of modelling processes of primary level students regarding M-open biological and mathematical problems.
Proceedings of the Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching (NARST) “Learning in informal and formal contexts”, April 4-7, 2006. San Francisco, United States.
Mogge, S., H. Vogt & B. Wollring
- Schüler-subjektive Beschreibung des M-offenen Formats. In: Vogt, H., D. Krüger & S. Marsch [Hrsg.]: Erkenntnisweg Biologiedidaktik 5. Kassel Berlin – 2006. S. 37-52, ISBN 978-3-9809485-3-6.
Mogge, S. & H. Vogt
- Schülereigene Bewertung eines Instruments zur Kompetenz-entwicklung und -diagnose für Grundschüler. In: Möller, K., P. Hanke, C. Beinbrech, A.K. Hein, T. Kleickmann, R. Schrages [Hrsg.]: Qualität von Grundschulun-terricht entwickeln, erfassen und bewerten. Bonn: Verlag für Sozialwissenschaften (Jahrbuch Grundschulforschung Bd. 11).
Mogge, S. & H. Vogt
- Erhebung und Evaluation biologischer und mathematischer Kompeten-zen von Grundschülern. Eine Analyse mit Hilfe modellbildungs-offener Arbeitsformate im Rahmen des Kasseler BioMath-Projekts. Internationale Hochschulschriften, Bd. 499. 2007, Waxmann Verlag, Münster New York München Berlin, ISBN 978-3-8309-1884-4.
Mogge, S.
- Kompetenzen bei Grundschülern. In: Bayrhuber, H., D. Höttecke & H. Vogt [Hrsg.]: Kompetenzen, Kompetenzmodelle, Kompetenzentwick-lung – Empirische Forschung in den Fachdidaktiken. 3. Kongress der Gesellschaft für Fachdidaktiken (GFD) in Essen. Universität Kassel, ISBN 978-3-9809485-9-5
Mogge, S. & H. Vogt
- Naturwissenschaftliche Kompetenzen bei Grundschülern. In: Bayrhuber, H. et al. [Hrsg.]: Ausbildung und Professionalisierung von Lehrkräf-ten. Internationale Tagung der Fachgruppe Biologiedidaktik im VBIO – Verband Biologie, Biowissenschaften & Biomedizin in Essen. Universität Kassel, S. 183-186, ISBN 978-3-9806803-9-8.
Mogge, S. & H. Vogt
- Selbstgesteuerte kooperative Arbeitsumgebungen zu M-offenen Problemen in Biologie und Mathematik. In: Vogt, H. & A. Upmeier zu Belzen [Hrsg.]: Bildungsstandards – Kompetenzerwerb. Forschungsbei-träge der biologiedidaktischen Lehr- und Lernforschung, Herzogenrath: Shaker Verlag, S. 101-117, ISBN 978-3-8322-6448-2.
Mogge, S., B. Wollring & H. Vogt
- Vom Blicken und Erblicken. Koma, Wachkoma und Locked-in-Syndrom – ein Ansatz für kumulative Wissensvernetzung im Biologieunterricht der Oberstufe. Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht, Bd. 60. 2007, Nr. 6, S. 350-355.
Mogge, S.
- ... und wenn der mir nachts ins Ohr krabbelt? Ohrwürmer mit einem Pro-jektbuch hypothesengeleitet erforschen. Unterricht konkret Bd. 7. 2008, S. 30-33 und Material-Beilage.
Mogge, S.
