Progressives computerbasiertes Concept Mapping und Kommunikation zur Förderung des Verständnisses von Basiskonzepten im Chemieunterricht
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die hier vorgestellte Studie beschäftigt sich mit der Frage, inwieweit unterschiedliche methodische Unterstützungsangebote den Reflexions- und somit den damit verbundenen Verstehensprozess eines ersten Teilchenmodells (Kugelteilchenmodell) zu fördern vermögen. Die Untersuchung wurde als eine Feldstudie in den regulären Chemieunterricht der siebten bzw. sechsten Jahrgangsstufe (Niedersachsen) integriert, wobei die zugrunde liegende Unterrichtseinheit nach der Konzeption „Chemie im Kontext“ strukturiert war. Es reflektierten 297 Schülerinnen und Schüler insgesamt drei Mal im Verlauf der Unterrichtseinheit. Die nach der ersten und zweiten Reflexionsphase vorliegenden Ergebnisse wurden nicht korrigiert oder kommentiert. Für die Reflexion verwendeten die Lerner entweder die computerbasierte Concept Mapping Methode oder die Lernbegleitbogenmethode. Sie reflektierten außerdem in Einzelarbeit oder diskutierten ihre Ergebnisse in der zweiten und dritten Reflexionsphase mit einem Partner. Die Ergebnisse der sehr erfolgreich durchgeführten Studie zeigen, dass die Lerner, die in den Reflexionsphasen in Einzelarbeit ein Concept Map erstellen und dann überarbeiten konnten, den größten Lernzuwachs aufwiesen. Den geringsten Lernzuwachs wiesen die Lerner auf, die in Einzelarbeit die Lernbegleitbogenmethode nutzten. Der Lernzuwachs der beiden Partnerarbeitsgruppen lag zwischen den beiden zuvor genannten Gruppen. Die in dieser Studie gewonnen Erkenntnisse weisen also darauf hin, dass durch den Einsatz der computerbasierten Concept Mapping Methode die Schülerinnen und Schüler bei einem iterativen Verständnisaufbau unterstützt werden können, was weitere Forschungsbemühungen in diesem Bereich rechtfertigt. Dass eine Kombination aus Concept Mapping und kollaborativen Lernphasen nicht per se zu einem größeren Lernerfolg führt, ist bereits aus der Concept Mapping Forschung bekannt. Dennoch überrascht das recht heterogene Bild des Lernerfolgs nach dieser oft als wertvoll beschriebene Form der Zusammenarbeit. Wir erachten es daher als sinnvoll, den Prozess der kollaborativen Reflexion, also den Überarbeitungs- wie auch den Diskussionsprozess detailliert zu analysieren, um daraus mögliche Faktoren und Wechselwirkungen ableiten zu können, die einer Verständnisförderung dienlich sind bzw. ihr entgegenstehen können. Der Lernfortschritt wurde mithilfe eines adaptierten und weiter entwickelten Multiple Choice Tests gemessen. Dieser Test wurde auf Basis einer Interviewstudie mit 29 Schülerinnen und Schülern positiv auf seine Validität überprüft. Die Erkenntnisse aus dieser Validitätsprüfung haben testtheoretischen Wert. Sie weist darauf hin, dass die Lerner für den Bereich der Attraktoren ein konsistentes und für den Bereich der Distraktoren ein inkonsistentes Antwortverhalten an den Tag legen. Damit können derartige Leistungstests dazu genutzt werden, das Verständnis der Lerner zu beurteilen. Eine Aussage über die Häufigkeit einzelner inadäquater Vorstellungen ist allerdings mit Unsicherheiten behaftet. Das Selbstkonzept der Lerner hatte keinen Einfluss auf die gemessene Leistung. Allerdings ist als sehr positiver Aspekt der Maßnahme zu bewerten, dass der vor der Untersuchung gemessene deutliche Unterschied zwischen der Selbsteinschätzung der Mädchen und der der Jungen durch die progressiven Reflexionsaktivitäten egalisiert werden konnte. Mädchen und Jungen wiesen unmittelbar nach der Untersuchung ein vergleichbares Selbstkonzept auf. Basierend auf diesem Befund einer realistischen Einschätzung des Selbstkonzeptes nach der Reflexion sollte der Naturwissenschaftsunterricht und damit auch der Chemieunterricht den Lernern die Möglichkeit eröffnen, beständig - also über einen längeren Zeitraum als ein Schulhalbjahr - und regelmäßig den eigenen Wissensstand beurteilen zu können, ohne dass diese Aktivität von einer Beurteilungsmaßnahme der Lehrkraft beeinflusst wird. Die Bewertung der Lerner zur Akzeptanz der genutzten Methoden und zur progressiven Bearbeitung einer Fragestellung fiel überwiegend positiv aus.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2008). Supporting comprehension in chemistry education - the effect of computer generated and progressive concept mapping. Third International Conference on Concept Mapping (Concept Mapping: Connecting Educators), Tallin, Estonia & Helsinki, Finland
Schanze, S., & Grüß-Niehaus, T.
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(2009). Das Salz gibt die Farbe ab – Zur Einführung eines tragfähigen Löslichkeitskonzeptes. Naturwissenschaften im Unterricht Chemie. Heft 114. pp. 38-43
Grüß-Niehaus, T. & Schanze, S.
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(2010). Lernvervorstellungen zum Dichtebegriff. ChemKon 17 (2). S. 71-74
Grüß-Niehaus T., Schanze S.
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(2010). Zum Verständnis des Löslichkeitskonzeptes im Chemieunterricht - der Effekt von Methoden progressiver und kollaborativer Reflexion. Berlin: Logos-Verlag
Grüß-Niehaus, T.
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(2011). Eine kategoriegestützte Übersicht von Lernervorstellungen zum Löslichkeitsbegriff. ChemKon, 1(18), 19-26
Grüß-Niehaus, T. & Schanze, S.
