Thema: Experimentierspezifische Qualitätsmerkmale – Eine Videostudie im Chemieunterricht

In den letzten Jahren ist die Diskussion um Unterrichtsqualität immer mehr in den Fokus des Interesses gerückt. Einsiedler (2002) definiert Unterrichtsqualität als „ein Bündel von Unterrichtsmerkmalen, die sich als Bedingungsseite (Prozessqualität) auf Unterrichts- und Erziehungsziele (Produktqualität) positiv auswirken.” Dieser Blick, insbesondere auf Prozess und Produkt des Unterrichts wird auch in verschiedenen Modellen von Unterrichtsqualität aufgegriffen, wie zum Beispiel im systemischen Modell von Unterrichtsqualität von Reusser und Pauli (2003) oder auch im Unterrichtsqualitätsmodell nach Helmke (2009). Betrachtet man die in der Literatur aufgeführten Merkmale, die guten Unterricht ausmachen (Brophy & Good, 1986; Ditton, 2000; Helmke, 2003; Tobin & Fraser, 2003; Helmke, 2009), so findet man hauptsächlich Merkmale, die den Unterrichtsprozess betreffen.

Jedoch wird zumeist nur die allgemeine Seite des Unterrichtsprozesses betrachtet und nicht die der einzelnen Fächer. Daher wird an die Fachdidaktiken die Forderung gestellt, auch die fachspezifische Sichtweise, beziehungsweise spezifische Eigenarten und Prozesses eines Faches bei der Erfassung von Unterrichtsqualität einzubeziehen (Ditton, 2002; Helmke, 2002; Rakoczy & Pauli, 2006). Im Chemieunterricht stellt gerade das Experiment einen solchen fachspezifischen Prozess dar (Pfeifer, Häußler & Lutz, 2002; Bader & Schmidkunz, 2002; Barth, 2005; Hofstein & Lunetta, 1982; KMK, 2004).

Projektziele

Ziel dieser Studie war es, experimentierspezifische Qualitätsmerkmale im Chemieunterricht in Bezug auf Leistung, Interesse und Motivation der Schülerinnen und Schüler zu identifizieren. Zur Erfassung von experimentierspezifischen Qualitätsmerkmalen im Chemieunterricht wurden Videoanalysen und Schülerfragebögen eingesetzt. Für die Videoanalyse konnte ein Kategoriensystem entwickelt werden, welches diese Merkmale anhand der Oberflächen- und Tiefenstruktur von Unterricht erfasst (Schulz & Walpuski, 2009).

In einer ersten Studie (2008/2009) wurden insgesamt 18 Unterrichtsvideos, die jeweils mindestens ein Experiment im realen Chemieunterricht zeigen, mit Hilfe dieses Kategoriensystems ausgewertet. Zusätzlich wurden die Schülerinnen und Schüler (N=264; 10. Klasse an Realschulen, Thema: Alkohole) hinsichtlich ihrer Leistung, Motivation und Interesse vor und nach der Videographierung getestet. Die Probanden dieser Studie stellen die Kontrollgruppe des Gesamtprojektes dar. Diese Schülerdaten wurden dann auf ihren Zusammenhang mit den Ergebnissen der Videoanalysen überprüft. Da die Ergebnisse von Korrelationsstudien zwar Zusammenhänge verschiedener Variablen, jedoch keine Wirkungszusammenhänge zeigen, wurden die höchsten Korrelationen als mögliche Qualitätsmerkmale in Experimentierphasen in einer zweiten Studie (Interventionsstudie) auf ihre Bedeutung hin überprüft. Zur Planung der Intervention wurde zunächst ein Stundenverlauf der beobachteten Stunden aus dem Schuljahr 2008/2009 erstellt und hinsichtlich der möglichen Qualitätsmerkmale verändert. Diese veränderten Stunden wurden dann den Lehrkräften vorgestellt und diese dahingehend trainiert, dass sie dieselbe Stunde anhand der Qualitätskriterien optimiert durchführen. Die Intervention fand im Schuljahr 2009/2010 mit den gleichen Lehrkräften statt (N=322, 10. Klasse an Realschulen, Thema: Alkohole).

In der ersten Studie (2008/2009) konnten signifikante Zusammenhänge zwischen den Schülermerkmalen und den Merkmalen von Experimenten festgestellt werden. Es hat sich beispielsweise gezeigt, dass eine klare Problem- oder Fragestellung, das Einbringen von Vorwissen und die Schülererklärungen in Kleingruppen, sowie die Nachvollziehbarkeit des Experiments einen hohen Zusammenhang zum Lernzuwachs der Schülerinnen und Schüler aufweisen. Diese und weitere Merkmale wurden in einer Interventionsstudie auf ihre Bedeutsamkeit hin überprüft.

Anhand der Videoanalysen konnten die Ausprägungen der Merkmale beider Studien miteinander verglichen werden. Es zeigte sich, dass insbesondere die Merkmale Schülererklärung, hypothesenüberprüfendes Experimentieren in Kleingruppen, Instruktionseffizienz, Problemlösender Unterricht und Nachvollziehbarkeit des Experiments in der Interventionsgruppe signifikant höher ausgeprägt war als in der Kontrollgruppe.

Bezüglich des Lernzuwachses wurde die Interventions- und Kontrollgruppe auf Mittelwertunterschiede getestet. Es konnte gezeigt werden, dass die Interventionsgruppe einen signifikant höheren Lernzuwachs aufweist, als die Kontrollgruppe. Im Hinblick auf die Motivation der Schüler konnten keine signifikanten Unterschiede der Gruppen festgestellt werden. Auch hinsichtlich des Interesses am Experiment und des allgemeinen Chemieinteresses zeigten sich keine signifikanten Unterschiede. Ein signifikanter Unterschied der beiden Gruppen konnte jedoch im Bereich des situationalen Interesses gezeigt werden, welches in der Interventionsgruppe höher ausgeprägt war, als in der Kontrollgruppe. Zudem konnte nachgewiesen werden, dass das situationale Interesse einen partiell mediierenden Effekt auf den Lernerfolg der Schüler hat.

Projektlaufzeit

• 2008-2010

Betreuer

• Maik Walpuski & Elke Sumfleth

Dissertation

• Alexandra Schulz

Publikationen

• Schulz, A. (2011). Experimentierspezifische Qualitätsmerkmale im Chemieunterricht: Eine Videostudie. Berlin: Logos Verlag. https://www.logos-verlag.de/cgi-bin/engbuchmid?isbn=2817&lng=deu&id=
   
• Walpuski, M., & Schulz, A. (2011). Erkenntnisgewinnung durch Experimente: Stärken und Schwächen deutscher Schülerinnen und Schüler im Fach Chemie. Chimica et ceterae artes rerum naturae didacticae, 37(104), 6–27.