Kurzfassung Dissertationsvorhaben Prädiktoren von visuellem Modellverständnis in der Chemie

Mein Projekt befasst sich mit der Frage, inwiefern visuelles Modellverständnis Studienerfolg erklären kann und ist Teil des Alster-Projekts (Teilprojekt D). Im Rahmen der Alster-Forschungsgruppe (Akademisches Lernen und Studienerfolg in der Studieneingangsphase in den MINT-Studiengängen) wird versucht, Antworten auf die hohe Abbruchquote in den MINT-Studiengängen aus unterschiedlichen Perspektiven (Psychologie, Didaktik der Naturwissenschaften, Erziehungswissenschaften) zu finden. Dabei liegt im ersten Teil des Alster-Projekts der Fokus der Forschung auf folgenden Fragen: Welche Anforderungen stellt das Studium an die Studierenden und welche Voraussetzungen bringen die Lerner in das Studium ein? An dieser Stelle ist mein Projekt verankert.

In der Forschung ist es Konsens, dass das Modellverständnis in der Chemie das zentrale Element des Konzeptaufbaus ist. Dies belegt auch die Vielfalt der verwendeten Modelle in den Lehrbüchern der Chemie. Gleichzeitigt wirft die häufige Verwendung visueller Modelle in Lehrbüchern die Frage auf, inwiefern diese lernförderlich sind. Zur Lernförderlichkeit von Abbildungen gibt es drei grundlegende Modelle, die Cognitive Load Theory (Sweller, van Merrienboer & Paas, 1998), das integrierte Modell des Text-Bild-Verständnisses (Schnotz, 2005) und die Cognitive Theory of Multimedia Learning (Mayer, 2009). All diese Modelle unterstreichen, dass das instruktionale Design von Materialen, sowie die individuellen Voraussetzungen der Lerner enorme Bedeutung für Modellverständnis und Konzeptaufbau haben.
Aufgrund dieser Überlegungen wird das Modellverständnis untersucht. Dabei wird einerseits der Fokus auf die Ebene der Visualisierung (ikonisch vs. symbolisch) und anderseits auf die Ebene Lerner und deren individuelle Voraussetzungen (Vorwissen, räumlich-visuelle Fähigkeiten, etc…) gelegt. Zunächst wird mittels einer Lehrbuchanalyse eine Forschungslücke geschlossen, indem untersucht wird, welche Art von Visualisierungen und in welcher Anzahl Visualisierungen in Lehrbüchern eingesetzt werden.
In einem zweiten Schritt wird der Fokus auf die Studierenden und der Umgang mit Visualisierungen gelegt. Das Projekt ist eine Längsschnittstudie, in welcher die Erstsemesterstudierenden über zwei Semester zu je drei Messzeitpunkte (Anfang 1. Semester, Ende 1. Semester und Ende 2. Semester) begleitet, getestet und befragt werden. Die Fokussierung auf das visuelle Modellverständnis macht es notwendig ein Test zu entwickeln, der eben jene Fähigkeiten abfragt. Der von mir entwickelte Modellverständnistest wird zu allen
drei Messzeitpunkten eingesetzt. Dabei werden zu jeden Messzeitpunkt dieselben Items verwendet. Alle weiteren Voraussetzungen der Lerner werden innerhalb der anderen Teilprojekte erhoben, so dass am Ende das Modellverständnis in das Gesamtmodell eingebettet werden kann.