Fehler, Fehlkonzepte und spezifische Vorgehensweisen von Schülerinnen und Schülern beim Experimentieren

Zusammenfassung

Die Individualisierung des Unterrichts setzt Binnendifferenzierung und sachgemäße Pädagogische Diagnostik voraus. Für diagnostische Tätigkeiten wie auch für Differenzierung können schülerspezifische Vorgehensweisen, Fehler und Fehlkonzepte [Problempunkte], im Sinne eines Lernens aus Fehlern, eingesetzt werden. Diese können auch zur Weiterentwicklung des naturwissenschaftlichen Unterrichts nutzbar gemacht werden. In der Literatur werden bereits viele Problempunkte der Schüler/innen beim Anwenden der experimentellen Methode beschrieben. In diesem Artikel werden die beschriebenen Problempunkte und eine Untersuchung (Beobachtung) zu Problempunkten beim Experimentieren dargestellt. Für die Untersuchung wurden einzelne Schüler/innen beim Experimentieren videographiert (Fragestellung und Materialpool gegeben). Die Schüler/innen (n = 18) wurden bei ihrer Experimentierarbeit zu zwei inhaltlich verschiedenen Fragestellungen (erfasste Arbeitszeit pro Proband/in: 2 × 60 min) von studentischen Hilfskräften begleitet, die die Aufgabe hatten, über ständiges Nachfragen zum Vorgehen der Schüler/innen diese zur Verbalisierung ihrer Gedanken und Ideen anzuregen. Über die Analyse der Beobachtungsprotokolle (Transkripte der Videos unter Einbezug der Versuchsprotokolle der Schüler/innen) konnte eine Vielzahl von Problempunkten beim Experimentieren identifiziert werden, die zum Teil noch nicht differenziert beschrieben worden sind. Die Analyse erfolgte mithilfe der Qualitativen Inhaltsanalyse und eines vorab entwickelten Kategoriensystems. Die Schüler/innen konnten zudem vier den Gesamtprozess beschreibenden Vorgehensstrategien zugeordnet werden: „Zuerst nur ein Versuchsansatz mit allen Variablen“, „In den Versuchsansätzen werden Kontrollvariablen variiert“, „Arbeiten im Ingenieur-Modus“ und „Vorgehen ohne Hypothese“.

Abstract

Individualization in educational contexts requires internal differentiation and appropriate pedagogical diagnostics. With respect to diagnostics and differentiation, idiosyncratic approaches, mistakes and misconceptions [problem points] might be used as learning from mistakes. These also can be utilized for ongoing development of scientific education. Literature has already described numerous of pupils’ problem points while experimenting. This article summarizes known problem points and presents a deeper investigation (observation) into these. For the investigation, individual pupils were filmed while experimenting (scientific question and experimental material were given). The pupils (n = 18) were supervised by student assistants while doing experimentation on two different issues (worktime per pupil: 2 × 60 min). Student assistants’ task was to trigger verbalization of pupils’ ideas and thinking by questioning. Analyses of observation protocols (transcript of the videos with inclusion of the pupils’ experimentation protocols) identified a large number of problem points with experimentation, which – to some degree – have not yet been described in literature. The investigation was executed using quality content analysis relying on a previously developed categories system. In addition, it was found that all pupils can be grouped into four classes of strategy-use: “The first laboratory-set contains all possible variables”, “Variation of control variables”, “Work in engineer mode”, and “Experimentation without hypotheses”.

Anhang

Tab. 5 Kategoriensystem – Teil 1

Tab. 6 Kategoriensystem – Teil 2