Problemlösendes Lernen und Experimentieren in der geographiedidaktischen Forschung : eine Interventions- und Evaluationsstudie zur naturwissenschaftlichen Kompetenzentwicklung im Geographieunterricht

Abstract

Mit Blick auf die Bildungsstandards im Fach Geographie wird in Deutschland im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung/Methode explizit die Fähigkeit benannt, dass die Schülerinnen und Schüler die methodischen Schritte zu geographischer/ geowissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung in einfacher Form beschreiben und reflektieren können. Zur Vermittlung dieser Fähigkeit bietet sich insbesondere die in den Naturwissenschaften angewandte Methode des problemlösenden Lernens an. Basierend auf den Schritten der Erkenntnisgewinnung a) Fragestellung formulieren, d) Hypothesen generieren c) Experiment planen und durchführen sowie d) Daten auswerten, spiegelt der Ansatz die in den Bildungsstandards geforderten methodischen Schritte wider. Dabei scheint der Ansatz des problemlösenden Lernens geeignet, die methodische Kompetenzentwicklung effektiv zu ermöglichen. Es wird die Hypothese formuliert, dass die Schülerinnen und Schüler der Versuchsgruppe, die mit dem Ansatz des problemlösenden Lernens unterrichtet werden, ein höheres Kompetenzniveau (positiver Effekt) in der Methode des Experimentierens erreichen als die Probanden der Vergleichsgruppe, die mit dem fragend-gelenkten Ansatz unterrichtet werden. Ein weiterer Fokus wird auf den Aspekt Fachwissen gelegt. Damit soll erhoben werden, ob der Ansatz neben dem methodischen Aufbau einen fachlichen Lernzuwachs fördert.Drei Studien werden konzipiert und evaluiert: a) Normierungsstudie, b) Interventionsstudie und c) Evaluationsstudie. Ziel ist die Erhebung der Experimentierkompetenz und die anschließende Überprüfung der Kompetenzentwicklung. Durch die Normierungsstudie werden 662 Schülerinnen und Schüler der Klassenstufen 5 bis 9 im Querschnitt mit Hilfe eines paper-and-pencil-tests befragt. Der Test erhebt im Hauptteil die Fähigkeiten der Probanden hinsichtlich der logischen Abfolge des Experimentierens sowie des Fachwissens zum Thema Wasser. Den Kern der Forschungsarbeit bildet die Interventionsstudie, die einem quasi-experimentellen Design im Zwei-Gruppen-Plan entspricht. Die Gruppen werden aus Versuchs- und Vergleichsgruppen mit 191 Probanden im Alter von 12 Jahren gebildet. Das Design beinhaltet drei Erhebungs-/Testphasen sowie eine Interventionsphase, so dass im Vergleich von Vortest (Pretest) zu Nachtest (Posttest) die Effektivität der Intervention durch problemlösendes Lernen evaluiert werden kann. Durch die Follow-Up-Erhebung acht Wochen nach der Intervention können Aussagen über die Langzeitwirkung gemacht werden. Um die Kompetenzentwicklung detaillierter analysieren und Schwierigkeiten beim Kompetenzerwerb in den einzelnen Teilkompetenzen effektiver aufdecken zu können, wird anschließend eine Evaluationsstudie mit 30 Gruppen entwickelt und durchgeführt. According to the German standards of geography, students should be able to reflect and describe the methodic steps of geographical the acquisition of knowledge in a simple way: In the field of competence the acquisition of knowledge as well as the method is considered important. In order to develop this skill the method of problem-solving learning is being offered, which is especially used in natural sciences. On the basis of the following steps of the acquisition of knowledge , this approach reflects the methodic steps which are required by the standards: a) identification of the problem - formulating the right question, b) generating hypotheses, c) planning and performing experiments and d) evaluating data. The second focus is drawn on the aspect of content knowledge. The goal is to analyse, besides the methodic buildup, whether this approach increases the content knowledge of geography as well.In order to test the knowledge of students, three studies were performed: (1) standardization study, (2) intervention study and (3) qualitative study. The goal is to analyze the experimenting competences, the methodological learning value and content knowledge of geography as well. The topic of the test and intervention is water . For the (1) standardization study 662 students at the age of 10 till 15 were surveyed with the help of a paper and pencil test. This test determines the competence of the students concerning the logical order of experimenting as well as their expert knowledge concerning the topic water . In the (2) intervention study 191 students at the age of 12 are taught in the method of experimenting. In order to develop this skill the method of problem-solving learning is being offered, which is especially used in natural sciences. After the intervention phase the development of the competences can be evaluated. The (3) qualitative study allows a differentiated evaluation of the students competences in the method after the intervention. 30 groups of students at the age of 12 work in an open form of.