Inhaltsverzeichnis

I.  Einleitung  1

II.  Theoretischer Grundlagen  2

1.  Zur Kompetenzdiagnostik im Sachunterricht  2

Kompetenz  - Versuch einer Begriffsbestimmung 1.1.  2

Modelle  zur Messung von Kompetenzen 1.2.  3

1.3.  Welche Kompetenzen sollen Schülerinnen und Schüler im  

naturwissenschaftsbezogenen  Sachunterricht erwerben?  6

2.  Naturwissenschaftliches Verständnis durch konzeptuelle Veränderung  8

Zum  Konzeptbegriff 2.1.  9

Die  konzeptuelle Veränderung: vom Prä- zum Postkonzept 2.2.  10

Lernen  als Veränderung von Präkonzepten 2.3.  11

Unterrichtsstrategien  zur Veränderung von Präkonzepten 2.4.  13

2.4.1.  Konfliktstrategie  13

2.4.2.  Anknüpfungsstrategie  14

2.4.3.  Konfliktstrategie vs. Anknüpfungsstrategie  14

Zu  den Anforderungen an die Lehrkraft 2.5.  15

3.  Fragestellung  16

III.  Empirische Untersuchung zur konzeptuellen  

Veränderung  - dargestellt an einer Unterrichtseinheit  

zum  Thema „Warum springt der Ball“  17

4.  Vorstellung der empirischen Erhebung  17

Beschreibung  des Erhebungsverfahrens 4.1.  17

Beschreibung  der Lerngruppe 4.2.  18

Beschreibung  des Auswahlverfahrens 4.3.  19

5.  Persönliche Hypothesen  22

6.  Darstellung der Ergebnisse meiner empirischen Erhebung  23

6.1.  Ergebnisse zur allgemeinen Entwicklung des konzeptuellen  

Verständnisses  bei den „weichen Bällen“  23

6.2.  Ergebnisse der allgemeinen Entwicklung des konzeptuellen  

Verständnisses  bei den „harten Bällen“  25

6.3.  Ergebnisse zur allgemeinen Entwicklung des konzeptuellen  

Verständnisses  bei den „weichen Bällen“ und „harten Bällen“ im  

Vergleich   26

7.  Diskussion der Ergebnisse  27

8.  Persönliches Fazit  29

IV.  Literaturverzeichnis  31

V.  Anhang  35

I. Einleitung

In der heutigen Diskussion zu Bildungsstandards wird immer häufiger auf fachbezogene Kompetenzen verwiesen. Diese gewinnen zunehmend an Bedeutung in der fachdidaktischen Forschung. So orientieren sich zum Beispiel der Perspektivrahmen Sachunterricht oder auch der aktuelle Lehrplan des Landes Nordrhein-Westfalen an Kompetenzen. Dennoch ist die Forschungslage für die Erfassung naturwissenschaftlicher Kompetenzen defizitär. Allerdings befördert die neue konzeptuelle Ausrichtung viele Initiativen Schülerinnen und Schüler im Sachunterricht gezielt mit naturwissenschaftlichen Themen und Fragestellungen vertraut zu machen. Im Bereich der Forschung zum naturwissenschaftlichen Sachunterricht findet man neue Möglichkeiten Kinder mit wichtigen Prinzipien des naturwissenschaftlichen Denkens und anspruchsvollen konzeptuellen Vorstellungen vertraut zu machen. So zeigen einzelne Arbeitsgruppen zum Beispiel, dass das Anknüpfen an Voraussetzungen und Erfahrungen der Schülerinnen und Schüler geeignete Unterrichtszugänge ermöglicht.

In der folgenden Arbeit soll zunächst soll zunächst der Begriff der Kompetenz erläutert werden, um in Anschluss die Anforderungen an ein Kompetenzmodell zu beschreiben. Ausgehend von den Zielen des Sachunterrichts werden anschließend naturwissenschaftliche Kompetenzen diskutiert, die Grundschülerinnen und Grundschüler im Sachunterricht erwerben sollen. Eine Möglichkeit für den Erwerb solcher Kompetenzen bietet ein Unterrichtsstil, der auf naturwissenschaftliches Verständnis durch konzeptuelle Veränderung ausgerichtet ist. Infolgedessen wird der Konzeptbegriff definiert und das Lernen als Verändern von Präkonzepten beschrieben, um im Anschluss zwei Unterrichtsstrategien zu vergleichen. Vor dem Hintergrund der Anforderungen an die Lehrkraft, wird eine eigene empirische Erhebung zum Thema „Warum springt der Ball“ vorgestellt. Diese richtet sich vor allem auf die Frage, wie sich die Konzepte innerhalb einer Unterrichtseinheit entwickeln und wie lange das erworbene Wissen gespeichert bleibt. Also ob es Unterschiede zwischen einer Postkonzeptbefragung direkt nach dem Unterricht und drei Wochen nach dem Unterricht geben wird. Außerdem wird zu analysieren sein, ob die Schülerinnen und Schüler das Dellenkonzept auch die „harten Bälle“ übertragen können. Abschließend werden Überlegungen geäußert, inwieweit die Untersuchungsmethode hilfreich für die Entwicklung eines Kompetenzmodells sein kann.

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II. Theoretische Grundlagen

1. Zur Kompetenzdiagnostik im Sachunterricht

In den neuen Bildungsplänen werden immer häufiger Kompetenzen und Standards formuliert, die von den Kindern am Ende des zweiten oder vierten Schuljahres erreicht sein sollen. Dies spiegelt sich zum Beispiel auch im Perspektivrahmen Sachunterricht oder im aktuellen Lehrplan NRW wieder. Was aber sind Kompetenzen überhaupt und wie können diese gemessen werden? Welche Kompetenzmodelle wurden bereits entwickelt und welche Kompetenzen sollen Schülerinnen und Schüler in der Grundschule erwerben? Dieses Kapitel solle nun einen kurzen Überblick verschaffen.

1.1. Kompetenz - Versuch einer Begriffsbestimmung

Eine sehr häufig zitierte Definition von Kompetenz findet man bei Franz Weinert. Grundsätzlich definiert er Kompetenzen als „die bei Individuen verfügbaren oder durch sie erlernbaren kognitiven Fähigkeiten und Fertigkeiten, um bestimmte Probleme zu lösen, sowie die damit verbundenen motivationalen, volitionalen und sozialen Bereitschaften und Fähigkeiten, um die Problemlösungen in variablen Situationen erfolgreich und verantwortungsvoll nutzen zu können“ (Weinert 2001b, S. 27f). Diese Definition wurde beispielweise auch in der Expertise von Klieme et al. 2003 aufgenommen.

Aus der Definition geht zwar hervor, dass kognitive Merkmale im Vordergrund stehen allerdings gehören hier auch motivationale und handlungsbezogene Merkmale ebenso zum Kompetenzbegriff (vgl. Klieme et al. 2003, S. 72). Deswegen werde ich nun die kognitiven, motivationalen und handlungsbezogenen Merkmale kurz beschreiben, um mich dann auf eine Interpretation des Kompetenzbegriffs festzulegen.

Weil Kompetenzen kontextabhängig ausgeprägt sind, lässt sich ihr Aufbau nur als Ergebnis von Lernprozessen denken, in denen sich das Individuum mit seiner Umwelt auseinandersetzt (vgl. Klime/Harting 2007, S. 17). Kognitive Grundfunktionen sind in wesentlich geringerem Maße erlernbar und trainierbar (vgl. Weinert 2001a, S. 57). Kompetenzen können also durch Erfahrungen in relevanten Anforderungssituationen erworben, durch Training oder äußere Interventionen

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beeinflusst und durch langjährige Praxis ausgebaut werden (vgl. Klieme/Harting 2007, S. 17).

Versteht man Kompetenz ganz allgemein als „the mental conditions necessary for cognitive, social, and vocational achievement“ (Weinert 2001a, S. 56), kann Motivation zu den mentalen Voraussetzungen zum Kompetenzerwerb gehören. So muss man zum Beispiel bei Leistungsbewertungen häufig motivationale Einflüsse berücksichtigen. Aber auch eine langfristige Entwicklung von Kompetenz ist stark von motivationalen Einflüssen und Reizen abhängig.

Als Handlungskompetenzen bezeichnet Weinert Kompetenzen, „die neben kognitiven auch soziale, motivationale, volitionale und oft moralische Kompetenzen enthalten und es erlauben, erworbene Kenntnisse und Fertigkeiten in sehr unterschiedlichen Lebenssituationen erfolgreich, aber auch verantwortlich zu nutzen“ (Weinert 2001b, S. 28).

Manche kognitionspsychologisch orientierte Autoren wie etwa Mayer (vgl. Mayer 2003, S. 265-274) oder Csapo (vgl. Caspo 2004, S. 35-50) setzen Kompetenz mit deklarativem und prozedualen Wissen gleich, welches erfolgreiches Verhalten bzw. Handeln ermöglicht. Mit Simonton (vgl. Simonton 2003, S. 213-239) kann man andererseits Wissen von Fertigkeiten unterscheiden, die erst gemeinsam eine Leistung ermöglichen. Schließlich kann man wie Ceci et al. (vgl. Ceci et al. 2003, S.71) Kompetenzen als im Lebenslauf erworbene Fähigkeiten und Fertigkeiten einführen.

Trotzdem diese psychologischen Meinungen im Grunde unterschiedlich sind, kann man davon ausgehen, dass sie kognitive, motivationale und handlungsbezogene Kompetenzen im kompetenten Handeln vereinigen (vgl. Klieme/Harting 2007, S. 19). Somit kann man Kompetenz als Verbindung von Wissen und Können in der Bewältigung von Situationen bzw. Aufgaben interpretieren (vgl. Klieme 2004, S. 10-13).

1.2. Modelle zur Messung von Kompetenzen

Nachdem der Begriff der Kompetenz beschrieben wurde, sollen nun Kompetenzmodelle vorgestellt werden. Dies möchte ich erst theoretisch durch Anlehnung an Klieme et al. und dann beispielhaft an IGLU und HarmoS vornehmen.

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Zunächst werde ich allerdings noch einmal kurz auf die Kompetenz allgemein eingehen, denn laut Klieme et al. ergeben sich für die Entwicklung von Kompetenzmodellen einige wichtige Forderungen. Demnach kann Kompetenz nur leistungsbezogen gemessen und erfasst werden und muss sich daher auf konkrete Anforderungsbereiche beziehen. Daraus ergibt sich, dass man Kompetenzen nicht durch einzelne, isolierte Leistungen darstellen oder erfassen kann. Die Entwicklung und Förderung von Kompetenzen gelingt daher nur durch eine Vielfalt von Lernkontexten, Aufgabenstellungen und Transfersituationen. Daher genügt eine zu eng gefasste Leistungserfassung nicht den Ansprüchen eines Kompetenzmodells. Wichtig ist, dass ein Kompetenzmodell die sieben Facetten von Kompetenz (Fähigkeit, Wissen, Verstehen, Können, Handeln, Erfahrung und Motivation) beinhaltet. Dies erfordert viele differenzierte Aufgaben und Test, die über die bloße Wissensabfrage hinauszielen (vgl. Klieme et al. 2003, S. 73f).

Im Bezug auf Klieme et al. kann man zwischen zwei Sorten von Kompetenzmodellen unterscheiden. Zum einen wird das Komponentenmodell erwähnt, welches die Anordnung verschiedener Kompetenzbereiche, die von den Schülern bewältigt werden sollen, beschreibt. Und zum anderen spricht er von einem Stufenmodell, das Auskunft zur Abstufung und zeitlichen Entwicklung von Kompetenzen geben kann (vgl. Klieme et al. 2003, S. 74). Somit geben Kompetenzmodelle zum einen Aufschluss darüber, welche Wege zum „Wissen und Können“ (Klieme et al. 2003, S. 71) eingeschlagen werden können und zum anderen welche Lernergebnisse in den einzelnen Fächern von Schülerinnen und Schülern einer Alterstufe erwartet werden können.

Im Folgenden soll nun eine kurze Beschreibung zweier Kompetenzmodelle folgen. Während HarmoS (Harmonisierung obligatorische Schule) ein Kompetenzmodell darstellt, welches beabsichtigt verbindliche Bildungsstandards für das Ende des zweiten, sechsten und neunten Schuljahres festzulegen, handelt es sich bei IGLU um ein Kompetenzmodell, das das Erfassen naturwissenschaftlicher Kompetenzen im Rahmen von internationalen Schülerleistungsstudien zum Ziel hat.

Das Projekt HarmoS kommt aus der Schweiz, welche die Arbeitsgruppe Labudde beauftragt hat, ein Kompetenzmodell sowie die Konzeption und Validierung eines Testinventars zu entwickeln und empirisch zu prüfen (vgl.

Gingins/Labudde/Adamina 2007). Das nationale Konsortium, in welchem sieben Bildungsinstitutionen vertreten sind und welches mit der Entwicklung von nationalen 4


Bildungsstandards für die Naturwissenschaften beauftragt worden ist, orientiert sich in seinen Arbeiten unter anderem an einer detaillierten Analyse aller kantonalen Lehrpläne im Bereich Naturwissenschaften, den Bildungsstandards bzw. den Konzepten zur Scintific Literacy in PISA, USA, Kanada, Deutschland, Belgien etc. sowie an der Expertise „Zur Entwicklung nationaler Bildungsstandards“ von Klieme et al (vgl. Gingins/Labudde/Adamina 2007, S. 230). Das nationale Konsortium ist in Fachdidaktik und Schulpraxis verwurzelt, die Projektarbeiten hatten eine Dauer von drei Jahren (2005-2008) und die Bildungsstandards betreffen das Ende des zweiten, sechsten und neunten Schuljahrs. Durch das vom Konsortium entwickelte Kompetenzmodell sollen Basisstandards entwickelt werden, welche sich eng an der Expertise von Klieme et al. (2003) orientieren.

Bei dem Modell handelt es sich um ein dreidimensionales Modell, welches die drei Achsen Handlungsaspekte, Themenbereiche und Niveaus umfasst. Der Bereich der Handlungsaspekte umfasst neun einzelne Aspekte, welche jeweils in vier bis fünf Teilaspekte gegliedert sind. Die Themenbereiche sind in zehn einzelne Bereiche gegliedert. Auch werden einige Teilthemen formuliert. Die eigentlichen Kompetenzen ergeben sich durch das Zusammenspiel von Handlungsaspekten und Themenbereichen. Die Definition der Niveaus steht noch bevor. Für den Großteil der Handlungsaspekte sollen Testaufgaben entwickelt werden. Geplant sind drei Aufgabentypen (paper-and-pencil-test, Experimentiertest und angeleiteter Test). Die Testergebnisse werden eine wichtige Grundlage bilden, um Bildungsstandards zu formulieren und das Kompetenzmodell zu überarbeiten (vgl.

Gingins/Labudde/Adamina 2007, S. 231f).

Mit der deutschen Studie IGLU werden die naturwissenschaftlichen Kompetenzen von Kindern am Ende der Grundschule untersucht. Diese Studie orientiert sich in erster Linie an der Scintific Literacy, welche eine naturwissenschaftliche Grundbildung darstellen soll (vgl. Prenzel 2000). Scintific Literacy beruht auf naturwissenschaftlichen Begriffen und Prinzipien, naturwissenschaftlichen Untersuchungen und Denkweisen, Vorstellungen über die Besonderheit von Naturwissenschaft und Vorstellungen über die Beziehung zwischen

Naturwissenschaft, Technik und Gesellschaft (vgl. Bos et al. 2003, S. 146f).

Da es unter anderem das Ziel der Untersuchung ist die deutschen Leistungen im internationalen Vergleich darzustellen, werden ausreichend TIMSS-Items mit einbezogen. Des Weiteren sollen auch Aussagen über die naturwissenschaftliche Kompetenz von Viertklässern getroffen werden. Dies gelingt nur auf der Basis eines 5


kombinierten Tests. So sollen Schüler auch Fragebögen zur Lernmotivation und zur Wahrnehmung des Sachunterrichts ausfüllen. Durch den Aufbau des Kompetenzmodells lassen sich fünf Kompetenzstufen mit einer Vorstufe unterscheiden: (Vorstufe) Vorschulisches Alltagswissen, (1) Einfache

Wissensreproduktion, (2) Anwenden naturwissenschaftlicher Begriffe, (3) Anwenden naturwissenschaftsnaher Begriffe, (4) Beginnendes Naturwissenschaftliches Verständnis, (5) Naturwissenschaftliches Denken und Lösungsstrategien (vgl. Bos et al. 2003, S. 156).

Bei beiden Modellen also bei HarmoS und bei IGLU handelt es sich um ein Stufenmodell. Während HarmoS dreidimensional arbeitet, werden bei ILGU die Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern anhand von konkreten Aufgaben beschrieben. Bei HarmoS wird nicht nur beschrieben, in welchen Bereichen Kompetenzen zu erwerben sind, sondern auch Abstufungen formuliert. Es handelt sich um ein implizites Entwicklungsmodell, da aus einer zeitlichen Perspektive (Schulstufe) Erwartungen über das Erreichen bestimmter Kompetenzen beschrieben wird.

1.3. Welche Kompetenzen sollen Schülerinnen und Schüler im

naturwissenschaftsbezogenen Sachunterricht erwerben?

Im vorherigen Kapitel wurden die naturwissenschaftlichen Kompetenzen, die Schülerinnen und Schüler in der Grundschule erwerben sollen, wie sie beispielsweise IGLU definiert, bewusst ausgelassen. Dies soll in diesem Kapitel nachgeholt werden und im Anschluss auf die Ziele des Sachunterrichts eingegangen werden.

Laut der Gesellschaft für Didaktik des Sachunterrichts heißt „kompetent sein“, kompetent für etwas zu sein (vgl. GDSU 2002, S. 4). Weiterhin werden dort Kompetenzen als Könnensziele formuliert. Also stellt sich hier die Frage, was sollen Kinder denn „können“ am Ende der Grundschule? Welche Kompetenzen sollen sie beherrschen?

Frauke Gittner nennt vier Grundkompetenzen und bezieht sich dabei auf Vorgaben vom Ministerium für Bildung, Jugend und Sport des Landes Brandenburg (vgl. Gittner 2007, S. 515). Laut Gittner also sollen die Schüler Sachkompetenz, 6