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„Sollte ich mich impfen lassen?“, „Wie sollte ich mein Geld anlegen?“, „Wie wichtig sind
Vorsorgeuntersuchungen?“
Kompetenzen, Risiken einzuschätzen und auf Basis von Daten Entscheidungen unter Unsicherheit zu treffen, spielen heutzutage eine bedeutende Rolle. Befunde aus der kognitionspsychologischen Forschung belegen, dass statistische Informationen über Chancen und Risiken in der Medizin, der Umwelt oder Finanzwelt meistens nicht richtig interpretiert werden (Gigerenzer, 2013; Spiegelhalter, Pearson & Short, 2011). Dies liegt oft am Darstellungsformat dieser Informationen: Bei der Kommunikation von Risiken sollten statt Wahrscheinlichkeiten oder Prozentsätzen vermehrt intuitiv greifbare Häufigkeitsformate (natürliche Häufigkeiten) und ikonische Darstellungen (in Form von Piktogrammen) eingesetzt werden (Brase, 2008; Gigerenzer & Hoffrage, 1995; Schapira, Nattinger & McHorney,2001). In der vorliegenden Arbeit zeige ich auf, wie sich diese Darstellungsformate auch für die Grundschulstochastik eignen, um mit Kindern „Risiko und Entscheidungen unter Unsicherheit“ zu modellieren. Durch den zusätzlichen Einsatz enaktiver Informationsformate in Form bunter Steckwürfel ist es für sie ohne den Bruchzahl- und Prozentbegriff möglich, elementare, qualitative und quantitative Wahrscheinlichkeitsaussagen in risikobehafteten Situationen zu treffen. In einer Interventionsstudie wurden Belege dafür gefunden, dass
sich diese ersten elementaren Kompetenzen zu Risiko nachhaltig fördern lassen. Zur Intervention in Form einer vierstündigen Unterrichtseinheit gehörten: Vergleichen von Verhältnissen und elementaren Wahrscheinlichkeiten, Abwägen von Handlungsoptionen
anhand von Zufallsexperimenten und die Auseinandersetzung mit sich verändernden
Wahrscheinlichkeiten durch neue Information sowie die Auseinandersetzung mit Risikoreduktionen.
Verglichen wurden die Testleistungen der Schülerinnen und Schüler aus den Treatmentklassen mit den Testleistungen der Schülerinnen und Schüler aus Kontrollklassen. Es zeigte sich Vorwissen bezüglich der geförderten Inhalte in Form von mathematischen Intuitionen (Fischbein, Pampu & Minzat, 1970a) und ein signifikanter, nachhaltiger Lernzuwachs durch die Intervention. Die Förderung verschiedener elementarer
Kompetenzen und Konzepte zum Themenbereich „Risiko und Entscheidungen unter Unsicherheit“ anhand geeigneter Repräsentationen kann daher als erfolgreich bezeichnet
werden.
Für die informierte Teilhabe an der Gesellschaft sind grundlegende Fähigkeiten des Verste-hens und Interpretierens von Daten unumgänglich. Insbesondere werden diese benötigt, um evidenzbasierte Entscheidungen im privaten und öffentlichen Leben treffen zu können. Ebenso spielen sie eine Rolle, um wichtige und komplexe soziale Themen wie Armut, Migration, Gesundheit, Kriminalität oder Bildung zu verstehen. Für die Entwicklung diesbezüglicher Fähigkeiten sind – wie für jegliche Lernprozesse – auch motivationale Komponenten wie Interesse und Selbstkonzept von großer Bedeutung. Trotz der Bedeutung datenbezogener Fähigkeiten im Alltag vieler Menschen gibt es kaum empirische Befunde dazu, welche allgemeinen Lernermerkmale mit diesen zusammenhängen bzw. sie bedingen. Ebenso fehlt es an empirischer Evidenz zur Wirksamkeit von Lernarrangements, die auf die Förderung von kognitiven und motivationalen Variablen im Bereich Statistik abzielen. An diesem Punkt setzt die vorliegende Dissertation mit drei Teilstudien an, die jeweils unterschiedliche Zielsetzungen verfolgen. Das erste Ziel der Dissertation besteht in der Erforschung von Zusammenhängen zwischen statistikbezogener Kompetenz und bestimmten Lerner- bzw. Kontextmerkmalen. Das zweite Ziel ist es, die Wirkung einer statistikspezifischen Intervention auf diese Kompetenz sowie auf Sichtweisen bezüglich Variabilität zu untersuchen. Die dritte Zielsetzung der Dissertation liegt in der Analyse von Effekten dieser Intervention auf bereichsspezifische motivationale Variablen. Mit diesen drei Zielsetzungen fokussiert die Dissertation auf einen Erkenntnisgewinn, der sowohl für die Unterrichtspraxis als auch für die fachdidaktische Theoriebildung von Bedeutung ist. Eine Besonderheit dieser Arbeit stellt die Berücksichtigung der gruppierten Datenstruktur in allen drei Teilstudien durch die Verwendung geeigneter Analyseverfahren dar.
In einem ersten Schritt (Teilstudie 1) wurde in 25 achten Realschulklassen durch Mehrebe-nenregressionen die Beziehung zwischen der Kompetenz „Nutzen von Darstellungen und Modellen in statistischen Kontexten“ und Leseverständnis sowie allgemeinen kognitiven Fähigkeiten untersucht. Zusätzlich wurden individuelle und klassenbezogene Eingangsvoraussetzungen der Lernenden als Kontrollvariablen einbezogen. Das Kompetenzkonstrukt stellte sich als relativ eigenständig von den eher allgemeinen Schülervariablen Leseverständnis und kognitiven Fähigkeiten heraus. Dieses Ergebnis legt einerseits nahe, dass das in der vorliegenden Studie verwendete Testinstrument geeignet ist, Kompetenz im Bereich Statistik inhaltsspezifisch zu messen. Andererseits deutet dies darauf hin, dass die textgestützte Anlage der Lernmaterialien der Intervention für Schüler mit schwächerem Leseverständnis beziehungsweise mit niedrigeren kognitiven Fähigkeiten nicht grundsätzlich ein Hindernis darstellen muss. Außerdem ergaben sich signifikante aber moderate Zusammenhänge mit den zusätzlich einbezogenen Kovariaten Mathematiknote und Geschlecht auf Individualebene sowie mit dem sozioökonomischen Status auf Klassenebene.
Teilstudie 2 nahm in den Blick, inwiefern die individuellen Eingangsvoraussetzungen Lese-verständnis, allgemeine kognitive Fähigkeiten, die Mathematiknote sowie das Geschlecht die Entwicklung der Kompetenz „Nutzen von Darstellungen und Modellen in statistischen Kontexten“ sowie die Sichtweisen der Lernenden auf zufallsbedingte Variabilität im Verlauf einer Intervention beeinflussten. Während vier Unterrichtsstunden bearbeiteten die Lernenden aus 25 achten Realschulklassen aufgeteilt in jeweils vier Treatmentgruppen speziell für diese Studie konzipierte Materialien. In ähnlicher Weise wie in Teilstudie 1 stellte sich das Leseverständnis trotz textgestützter Anlage der Lernmaterialien als wenig bedeutsam für die Kompetenzentwicklung heraus, so dass Lerner mit schwachem Leseverständnis in vergleichbarem Maße von der Intervention profitieren konnten wie ihre stärkeren Peers. Dagegen spielten die kognitiven Fähigkeiten sowie die Mathematiknote der Lernenden eine bedeutsamere Rolle für die Kompetenzentwicklung. Insgesamt verzeichneten die teilnehmenden Jungen einen höheren Kompetenzzuwachs als die Mädchen. Im Vergleich zu diesen individuellen Eingangsvoraussetzungen war die Zugehörigkeit zu den verschiedenen Treatments der Intervention relativ unbedeutend für die Entwicklung von statistikbezogener Kompetenz. Insbesondere konnte keine Verbesserung durch die Anregung von spezifischen Reflexionen im Vergleich zu einem eher algorithmischen Basis-Training festgestellt werden. Dagegen führte die Zugehörigkeit zu einem dieser reflexionsorientierten Treatments dazu, dass die Lernenden nach erfolgter Intervention zufallsbedingte Variabilität im Vergleich zu den Lernenden des Basis-Trainings signifikant stärker berücksichtigten als zuvor. Während die verschiedenen Treatments also kaum zu Unterschieden in der Kompetenzentwicklung führten, hatten sie bedeutsame Unterschiede in den Sichtweisen auf Variabilität zur Folge.
Neben der Entwicklung kognitiver Variablen stellt auch die Förderung motivationaler Variablen ein wichtiges Ziel schulischen Lehr-Lernhandelns dar. Durch Teilstudie 3 wurde der Fokus dieser Dissertation entsprechend erweitert und der Einfluss der Intervention auf das bereichsspezifische Selbstkonzept und Interesse analysiert. Dabei diente eine Baseline-Gruppe aus vier zusätzlichen Klassen als Referenzpunkt über den zeitlichen Verlauf der Intervention. Die Schüler dieser Baseline-Gruppe absolvierten lediglich in analogen Zeitabständen die Tests, nahmen aber an Stelle der Intervention an ihrem regulären Mathematik-Unterricht teil. Zunächst wurde durch konfirmatorische Faktorenanalysen abgesichert, dass die verwendeten Skalen zur Erhebung von Selbstkonzept und Interesse bezogen auf Mathematik und Statistik empirisch trennbare Faktoren darstellten. Zudem legte es der Vergleich jeweils einer allgemeinen und einer aufgabenspezifischen Skala bezüglich des statistikbezogenen Selbstkonzepts und Interesses nahe, dass die Lernenden den Begriff Statistik mit dem Umgang mit Tabellen, Diagrammen und Kennwerten assoziierten. Im Verlauf der statistikbezogenen Intervention blieben die Durchschnittswerte der mathematikbezogenen Skalen recht stabil, während sich die Durchschnitte der statistikbezogenen Skalen in allen vier Treatmentgruppen im Vergleich zur Baseline-Gruppe signifikant erhöhten. Die verschiedenen Treatments zogen keine signifikanten Unterschiede nach sich. Es scheint so, dass die Auseinandersetzung mit statistischen Inhalten in einer schülerzentrierten Arbeitsform die Verstärkung des Selbstkonzepts und des Interesses bezogen auf den Bereich Statistik bewirkte – unabhängig von unterschiedlichen inhaltlichen Schwerpunkten der Treatments. Insbesondere Schüler, die bereits zum Zeitpunkt des Vortests über relativ hohe Kompetenz im Bereich Statistik verfügten, konnten durch die Intervention in ihrem statistikbezogenen Selbstkonzept und tendenziell auch in ihrem Interesse gefördert werden. Dieses Ergebnis unterstreicht die wechselseitige Beziehung zwischen Leistungs- und motivationalen Variablen und somit die Bedeutung der Förderung beider Bereiche durch geeignete Materialien.
Durch die Untersuchung von statistikbezogener Kompetenz, Sichtweisen auf Variabilität und motivationalen Variablen im Verlauf einer Intervention nimmt die vorliegende Dissertation eine breite Perspektive an Lernervariablen im Bereich Statistik in den Blick. Mit dieser Herangehensweise wird der Tatsache Rechnung getragen, dass schulischer Unterricht nicht nur auf den Aufbau von Kompetenz abzielen sollte, sondern auch die Persönlichkeitsentwicklung der Lernenden, die wiederum Lernprozesse determiniert, von wesentlicher Bedeutung ist. Die vorliegenden Ergebnisse liefern über eine Verbreiterung der fachdidaktischen Basis hinaus eine evidenzbasierte Einschätzung, inwiefern die untersuchten Variablen durch die Auseinandersetzung mit schülerzentrierten Lernmaterialien, wie sie im Rahmen dieser Studie entwickelt wurden, gefördert werden können.
Die Akteur*innen aus Kultur und Tourismus müssen sich heutzutage auf einem Käufer*innenmarkt behaupten. Dies macht die Entwicklung adäquater Marketingstrategien erforderlich. Hierfür sind insbesondere auch digitale Transformationsprozesse innerhalb der Institutionen und Organisationen erforderlich. Die kulturtouristischen Akteur*innen, die im städtischen Raum angesiedelt sind, stellen sich solchen Transformationsprozessen immer mehr und machen für ihr Tourismusmarketing inzwischen breit gestreut von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) Gebrauch. Im ländlichen Raum hingegen wird hinsichtlich des Einsatzes von IKT noch immer ein großer Nachholbedarf deutlich - obwohl insbesondere die dortigen Akteur*innen in erheblichem Maße von einem Einsatz von IKT profitieren können. Gleichzeitig ist eine Transformation im ländlichen Raum auch deshalb erforderlich, weil dieser zunehmend an Relevanz für den Kulturtourismus gewinnt. Bisher existieren jedoch nur wenige Publikationen zur Digitalisierung im Kontext Kulturtourismus im ländlichen Raum, insbesondere auch mit Blick auf das Kulturtourismusmarketing. Konkret fehlen noch immer empirische Erkenntnisse dazu, welche Anforderungen an den erfolgreichen Einsatz von IKT im ländlichen Kulturtourismusmarketing bestehen.
Sarah Schuhbauer gibt in ihrer Arbeit deshalb einen Einblick in den aktuellen Stand der Digitalisierung im ländlichen Kulturtourismusmarketing, bei dem sie sowohl die Kultur- als auch Tourismusseite berücksichtigt. Aus den empirischen Erkenntnissen mehrerer Untersuchungen leitet sie zudem geeignete Rahmenbedingungen und Strategien ab, mithilfe derer den Anforderungen an den erfolgreichen Einsatz von IKT begegnet werden kann. Hierfür hat sie drei qualitative Studien konzipiert und durchgeführt, die den Kern dieser publikationsbasierten Arbeit bilden. Diese drei Studien bindet sie in einen gemeinsamen kontextuellen Rahmen ein, diskutiert deren Ergebnisse und stellt sie einander gegenüber. Anschließend leitet sie daraus Implikationen für die Kulturtourismuspraxis und -forschung ab.
Digitale Medien sind zur Zeit noch eine Randerscheinung in Umweltbildung und Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE). Auch wenn es vielversprechende Ansätze gibt, die u.a. die mobil-LU-Studie von Lude und Kollegen (2013) bundesweit dokumentiert, hört man von Praktikern und Naturschützern kritische Stimmen. Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, die Frage zu untersuchen, ob sich ortsbezogene Spiele mit Smartphones, sogenannte Geogames, eignen, Naturverbundenheit aufzubauen und komplexere Lernziele der BNE zu erreichen.
Im Rahmen des Projektes „FindeVielfalt - Biodiversität erleben mit ortsbezogenen Spielen (BioDiv2Go)“ wurde ein Geogame zum Thema Wildkatze entwickelt und evaluiert. Ziel dieses Geogames ist es, Jugendlichen einen kognitiven und affektiven Zugang zum Lebensraum der Wildkatze zu ermöglichen. Verortet ist das Spiel im UNESCO-Biosphärenreservat Rhön, einer Modellregion für eine nachhaltige Entwicklung. Die Spielerzählung behandelt eine grundlegende Herausforderung aller Biosphärenreservate: Die Abwägung von Naturschutz und der Nutzung natürlicher Ressourcen. Das Geogame verbindet dafür die reale Welt mit der virtuellen Spielerzählung: Geführt über eine GPS-Navigation erkunden die Spielgruppen den Naturraum, lösen an relevanten Orten Aufgaben und treffen Entscheidungen in Dilemma-Situationen. In einer integrierten ökologischen Simulation versuchen sie, den Schutz der Wildkatze mit der Holznutzung in ihrem Wald auszubalancieren. Diese Simulation stellt ein zentrales Spielelement dar, das ohne den Einsatz digitaler Technik nicht möglich wäre. Für die Vergleichsstudie wurde ein einfacheres ortsbezogenes Spiel entwickelt, das auch mit mobilen Endgeräten gespielt wird, diese Simulation aber nicht enthält.
In der ersten Studie wird die Übertragung dieser Simulation in den Naturraum und ihre Wirkung auf die Spielfreude untersucht. Ökologische Simulationen für die Bildungsarbeit sind meist sehr komplex und beanspruchen längere Spielzeiten. Für die Anwendung im Rahmen des Geogames mussten deshalb Komplexität und Spielzeit deutlich reduziert werden, ohne aber die inhaltliche Validität zu verlieren. Als Indikator für den Erfolg dieses mehrstufigen Design-Prozesses wird in der Interventionsstudie die Spielfreude der Spielenden erfasst und eine Bewertung der einzelnen Spielelemente erhoben. Es zeigt sich dabei, dass die Simulation zur Spielfreude beiträgt, auch wenn sie nur 3% der Gesamtspielzeit umfasst. Bei den Spielgruppen der Mittelschulen ist eine Bevorzugung des Geogames mit Simulation gegenüber der einfacheren Spielversion feststellbar.
Die Frage nach der Wirkung auf die Naturverbundenheit wird in der zweiten Studie untersucht: Sind die Geogames förderlich für die Naturverbundenheit oder bindet die digitale Präsentation der Aufgaben die Aufmerksamkeit? Für beide Spielformen, das komplexe Geogame mit Simulation und die einfachere Version, zeigen die Ergebnisse einen signifikanten Anstieg der Naturverbundenheit nach dem Spiel. Die Spielfreude wirkt hier als Kovariate, d.h. je höher die Spielfreude ist, desto stärker ist die Entwicklung der Naturverbundenheit.
In der BNE hat die Bewertungskompetenz große Bedeutung. In einer streng operationalisierten Form auf die Teilkompetenz „Bewerten und Entscheiden“ wird sie in der dritten Studie herangezogen, um die Eignung der Geogames für die BNE zu untersuchen. Gelegenheiten zum Bewerten und Entscheiden geben im Geogame die Dilemma-Aufgaben, die in beiden Spielformen zu bearbeiten sind, im komplexeren Geogame kommt die Simulation als weitere Entscheidungssituation hinzu. Diese scheint aber für die Entwicklung der Bewertungskompetenz keine Wirkung zu haben, denn die Ergebnisse sind für beide Spielformen gleich: Nur für die älteren Spielenden (>17 Jahre), die schon mit höheren Werten in das Spiel einsteigen, zeigt sich eine signifikante Verbesserung der Bewertungskompetenz.
Zusammengefasst ergeben diese Studien, dass ortsbezogene Spiele mit mobilen Endgeräten eine vielversprechende Methode für Umweltbildung und BNE sind. Durch Variation der Spielelemente kann der Komplexitätsgrad der Spiele an die entsprechende Zielgruppe angepasst werden. Als erste Heranführung von „naturfernen“ Jugendlichen an den Naturraum sind die aktuellen Geogames ein geeignetes Mittel. Für die Verwirklichung komplexerer Lernziele bei jungen Erwachsenen, wie die Förderung von Bewertungskompetenz, braucht es anspruchsvolle Bewertungsaufgaben und/oder eine stärkere Verankerung der Simulation.
Die Arbeit befasst sich mit der Frage, wie Schultheaterangebote an Grundschulen, die sowohl als Kunstform als auch als schulisches Bildungsangebot situiert sind, gelingen könnten bzw. worin möglicherweise Erschwernisse für eine ästhetisch erfahrungswirksame Schultheaterarbeit liegen.
Ausgehend von der theoretischen Auseinandersetzung mit den Spezifika ästhetischer Erfahrungen und der Mimesis als Spielart der ästhetischen Erfahrung, werden zunächst Kategorien definiert, mit deren Hilfe Expert*inneninterviews, die mit Verantwortlichen für Theaterangebote an Grundschulen geführt wurden, untersucht werden. Die räumlichen, zeitlichen, personellen, finanziellen und konzeptionellen Rahmungen der Schultheaterangebote der befragten Grundschultheaterexpert*innen werden ebenfalls beschrieben.
Die Analyse des Datenmaterials führt zur Formulierung von Handlungsempfehlungen für eine ästhetisch erfahrungswirksame Schultheaterarbeit an Grundschulen. D. h., es werden konkrete Gelingensbedingungen für Schultheaterangebote, die zwischen Unterricht, Theaterprobe und experimenteller Performance oszillieren, aufgelistet.
Ziel dieser Arbeit ist es eine innovative statistische Lerneinheit zu entwickeln und zu evaluieren, mit deren Hilfe Mathematiklehramtsstudierende der Sekundarstufe I (und dann auch ihre Schülerinnen und Schüler) sich anhand multivariater Datensätze zu gesellschaftlich-relevanten Themen die Bereiche erarbeiten, die für eine evidenzbasierte Bewertung einer datenbasierten Aussage berücksichtigt werden sollten. Dazu wird zunächst ein Überblick über verschiedene Definitionen von statistischer Grundbildung gegeben, um im Anschluss die Verwendung innerhalb dieser Arbeit zu beschreiben. Sowohl die Relevanz statistischer Kompetenzen für mündige Bürger und deren Bedeutung innerhalb der Demokratie, als auch die Förderung von Mündigkeit in der Schule werden erörtert. Daran im Anschluss wird untersucht, welche Beiträge zur Verknüpfung von Statistik und Mündigkeit es innerhalb der Fachdidaktischen Statistik-Community gibt. Die statistische Lerneinheit, das CQS-Modul (critical questioning of data-based statements), und das Seminar, in dem es eingesetzt wurde, werden ausführlich beschrieben. Das CQS-Modul dient der Erarbeitung der Bereiche, die für eine evidenzbasierte Bewertung einer datenbasierten Aussage berücksichtigt werden sollten. Der empirische Teil der Arbeit besteht aus der Auswertung des eingesetzten Fragebogens, mit dem die Wirksamkeit des CQS-Moduls und des Seminars getestet wird, in welchem das CQS-Modul eingesetzt wurde. Dies impliziert die Aufstellung und Analyse von Strukturmodellen zu den Einflüssen der Variablen Wissen im Bereich Statistical Literacy, Einstellungen zur Statistik, Geschlecht und Teilnahme am Seminar im Pre-Posttestdesign. Die Ergebnisse werden im Anschluss diskutiert.
Der Schutz und die nachhaltige Nutzung lokaler Biodiversität sind wichtige Grundlagen für das menschliche Wohlergehen und wurden in der nationalen Strategie zur biologischen Vielfalt als Ziele festgeschrieben. Lokale Biodiversität spielt im Alltag von Jugendlichen jedoch kaum eine Rolle. Um die Wahrnehmung und Wertschätzung lokaler Biodiversität bei Jugendlichen zu fördern, wurde im Rahmen des Projekts „Finde Vielfalt – Biodiversität erleben mit ortsbezogenen Spielen (BioDiv2Go)“ das Geogame „FindeVielfalt Simulation“ (FVS) im Rahmen einer Educational Design Research Studie entwickelt und evaluiert. Das Geogame FVS ist ein ortsbezogenes digitales Spiel für Smartphones, das die reale mit einer virtuellen Welt verbindet. Die Spieler tauchen in eine Spielerzählung ein, navigieren mit GPS im realen Naturraum und lösen dort verschiedene Aufgaben, die zur Entdeckung der Natur anregen. Der Einsatz des Smartphones ermöglicht durch die Einbettung von Videosequenzen, Simulationen und einem unmittelbaren Feedbacksystem beim Lösen der Aufgaben einen exklusiven Lernzugang, den es ohne die Technologie nicht gäbe. Die ortsgebundenen Aufgaben garantieren dabei die Naturkontakte und die Auseinandersetzung mit der konkreten lokalen Biodiversität. Das Hauptanliegen dieser Studie ist, die Bedeutung des spielbezogenen Enjoyments innerhalb der Wirksamkeitsanalyse des Geogames „FindeVielfalt Simulation“ (FVS) zu erforschen. Die theoriegeleitete Entwicklung und evidenzbasierte Überprüfung des Geogames FVS und des Rahmenmodells wird in mehreren Design- und Evaluationszyklen vollzogen und ausführlich dargestellt. Die Ergebnisse der Interventionsstudie zeigen, dass durch die Nutzung des Geogames FVS bei den jugendlichen Spielern das biodiversitätsbezogene Wissen zunimmt und die Naturverbundenheit steigt. Das spielbezogene Enjoyment beeinflusst dabei die Steigerung der Naturverbundenheit positiv. Der spielbezogene Ansatz mit den Smartphones stellt in diesem Fall einen Mehrwert dar. Geschlechtereffekte können nicht festgestellt werden. Alterseffekte zeigen sich bereits bei den Einstiegswerten vor der Intervention in den Dimensionen Wissen und Naturverbundenheit. Für die Steigerung der Naturverbundenheit zeigt sich ein signifikanter Effekt beim sozioökonomischen Status. Demnach profitieren hier besonders die Jugendlichen mit einem niedrigen sozioökonomischen Status. Da die Studie eine Feldstudie darstellt, sind die Ergebnisse nicht generalisierbar. Sie zeigen aber für die Stichprobe bedeutsame Effekte. Neben den wissenschaftlichen Erkenntnissen werden aus dieser Studie auch praxisrelevante Designkriterien für die Entwicklung ortsbezogener digitaler Spiele abgeleitet. Im Rahmen des Educational Design Research Ansatzes wurden während des gesamten Prozesses sowohl Experten der verschiedenen wissenschaftlichen Bereiche als auch Experten der pädagogischen Praxis wie auch die Jugendlichen selbst einbezogen. Dadurch werden die wissenschaftliche Strenge und Gültigkeit und auch die praktische Relevanz der Studie sichergestellt.
In Germany, secondary school students differ greatly in their science achievement, a dispersion that is far above the OECD average (Schiepe-Tiska, Rönnebeck, & Neumann, 2019). Immigrant students tend to be at the lower end of the scale in Germany – on average, they achieve substantially less well in science than non-immigrant students (OECD, 2016d), which is partially due to the German school system (Zoido, 2013). These differences in achievement translate into underrepresentation of immigrants in science-related jobs in Germany (OECD, 2008). Achievement and career choices are closely intertwined with academic self-concept (for an overview see Marsh & Craven, 2006). Regarding science self-concept, the pattern that immigrant students tend to score lower is present in many countries (e.g. Riegle-Crumb, Moore, & Ramos-Wada, 2011).
The goal of the present research project was to investigate these inequalities between immigrant and non-immigrant secondary school students. This was done focusing on secondary school students’ chemistry self-concepts. Chemistry self-concepts were focused on because achievement in chemistry is an important factor for careers in natural sciences (Cohen & Kelly, 2019). Research on chemistry self-concept has concentrated on young adults (e.g. Bauer, 2005; Xu & Lewis, 2011) and so little is known about secondary school students. Besides the impact of students’ migration background, the research project analyses the role that gender plays because gender has important effects on science self-concepts (e.g. Jurik, Gröschner, & Seidel, 2013; Riegle-Crumb et al., 2011; Wan & Lee, 2017).
A big challenge in this context was that the prevailing methods in academic self-concept research are prone to yield biased data (Byrne, 2002; Byrne et al., 2009). Although this was pointed out more than 15 years ago, the problem persists in science self-concept research. The present research project addresses this issue and presents a new mixed methods approach to culture-sensitive academic self-concept research. The term ‘culture’ is used in the sense of migration background, a concept that categorizes people’s migration histories in Germany. A combination of qualitative interview data and quantitative data permit an investigation of certain types of bias defined by Byrne and colleagues (2009). The pilot study operated with a chemistry self-concept questionnaire (N=116) and qualitative interviews (N=43). The main study was based on an extended questionnaire comprising several other scales (N=585) and deeper qualitative interviews (N=48).
The hypotheses based on the literature were that in Germany, (h1) immigrant students would show more negative chemistry self-concepts than non-immigrant students. (h2) Female students would show more negative chemistry self-concepts than male students. The third hypothesis (h3) was that the home environment has an important impact on students’ chemistry self-concepts. The first two hypotheses (h1 and h2) were not confirmed. Gender and migration background did not show a significant effect on students’ chemistry self-concepts. Instead, gender relations differ depending on the students’ migration background. Among students without a migration background, boys tend to have stronger chemistry self-concepts than girls. In contrast, among students with a Turkish migration background, girls tend to have stronger chemistry self-concepts. Existing science self-concept literature did not explain this.
Literature on gender relations in science in Turkey suggests that this interaction effect could be due to a more gender-neutral conception of science in Turkey. Slightly more women than men work in science in Turkey (OECD, 2009a) and girls achieve substantially better (Batyra, 2017a, 2017b). According to the third hypothesis (h3), the gender conceptions in Turkey could potentially be transmitted to students with a Turkish migration background in the home environment, through their parents or other people.
Science education literature did not provide a satisfying model for conceptualizing the influence of the home environment on students in the field of chemistry that would allow investigating the third hypothesis (h3). Therefore, the concept of chemistry capital was introduced based on the analysis of the interviews in the main study. Chemistry capital was developed based on the concept of science capital by Archer and colleagues (2015). Chemistry capital conceptualizes the resources a person possesses that have value in the field of chemistry. This encompasses social networks (e.g. knowing a chemist) as well as emotional and cognitive resources (e.g. attitudes towards chemistry and chemistry knowledge), and the engagement in chemistry-related activities. In particular, the concept allows analyzing the transmission processes of chemistry from the home environment to the individual student.
The qualitative analyses in the main study showed that the chemistry capital home environment influences the students in the field of chemistry in multiple ways. This supports hypothesis 3 (h3). Further, the data suggest that structural inequalities in the German school system might foster differences in chemistry. Students who already possess little chemistry capital in their home environments are in addition found more often at the type of school (Hauptschule) in which the proportion of chemistry teachers who do not hold a university degree in chemistry is the highest, depriving these students of another possible source of chemistry capital. Vice versa, students who already possess a lot of chemistry capital in their home environments more often attend school types (Gymnasium, Realschule) where also more formally qualified chemistry teachers are available, thus potentially widening the gap.
The mixed methods analysis in the main study suggested that a simple linear relationship between student chemistry self-concept and chemistry capital in the home environment does not exist. A study based on quantitative (or mixed methods) analyses of data of a larger sample on chemistry capital in the home environment and students’ chemistry self-concepts could provide further insights. It is not yet clear if the third hypothesis (h3) is true.
To sum up, the present research project thus advances the field of chemistry education in three regards: (i) it provides an approach to culture-sensitive academic self-concept. This approach proved to increase both the validity and the explanatory power of chemistry self-concept research. It is not chemistry-specific and can, thus, be used in other areas of research as well. (ii) The research discovered an interaction effect of gender and migration background on chemistry self-concept that was unknown in science education literature. (iii) It introduces and defines the concept of chemistry capital which permits to analyze chemistry education from a sociocultural perspective. Employing the concept of chemistry capital helps to shift the focus from the individual student to the resources a student possesses in the sociocultural context that help him or her succeed in the field of chemistry. This allows uncovering social inequalities in the field that need to be addressed in educational policy. Moreover, it can inspire intervention studies and application-focused research (e.g. approaches to culture-sensitive chemistry teaching).
Das Ziel dieser Studie war, das Potential von naturnah gestalteten Schulhöfen für informelle Naturerfahrungen zu untersuchen. Dazu wurde zunächst der aktuelle Forschungsstand zum Einfluss von Naturerfahrungen auf die kindliche Entwicklung geprüft. Dann wurde empirisch untersucht, in wie weit Naturkontakt auf naturnah gestalteten Schulhöfen stattfindet und ob dieser Naturkontakt auch zu Naturerfahrungen führt.
Die Studie war aufgeteilt in eine theoretische und drei empirische Phasen.
Zunächst wurde eine ausführliche Literaturrecherche zum Einfluss von Naturerfahrungen auf die kindliche Entwicklung durchgeführt. Aus dieser Recherche wurden die Problemstellung der Studie und die übergeordneten Fragestellungen zur Nutzung der naturnah gestalteten Schulhöfe und der auf ihnen stattfindenden Naturerfahrungen entwickelt.
Darauf folgte die erste empirische Phase. Über Beobachtungen auf einem naturnah gestalteten Schulhof wurde qualitativ untersucht, welche Aktivitäten dort vorkamen und ob es potentielle Zusammenhänge zwischen den Aktivitäten der Kinder und dem Schulhofsetting, dem Geschlecht und dem Alter der Kinder geben könnte. Die Beobachtungen zeigten Hinweise auf Naturkontakte auf dem Schulhof in zwei verschiedenen Dimensionen, einer Umgebungsdimension und einer Handlungsdimension, außerdem schienen Altersunterschiede bei der Häufigkeit von Naturkontakt auf dem Schulhof vorzuliegen. Aus diesen Erkenntnissen wurden Hypothesen zu Einflussfaktoren auf den Naturkontakt auf naturnah gestalteten Schulhöfen für die weitere Untersuchung abgeleitet.
In der zweiten empirischen Phase wurden die gestellten Hypothesen über Beobachtungen quantitativ geprüft. Dazu wurden 71 Beobachtungen auf Schulhöfen durchgeführt und quantitativ ausgewertet. Dabei zeigten sich signifikante Alterseffekte. Je jünger die Kinder sind, desto häufiger haben sie auf dem Schulhof Naturkontakt. Vegetationsdichte und Geländestrukturierung hatten nur geringen Einfluss. Allerdings konnten funktionale Ausstattungsmerkmale (z.B. eine Sitzgelegenheit oder eine Rutsche) bestimmt werden, die positiven oder negativen Einfluss auf den Naturkontakt spezifisch für Altersgruppen haben.
In der dritten empirischen Phase wurden mit Interviews die Häufigkeit und die Arten von Naturerfahrungen qualitativ untersucht. Außerdem wurden kausale Zusammenhänge zur Nutzung von naturnahen Schulhofbereichen und zu Kohorteneffekten geprüft. Es traten auch hier Alterseffekte zu Tage. Jüngere Kinder bevorzugten naturnahe Schulhofbereiche, ältere Kinder naturferne. Naturkontakt lag nicht im Fokus der Aktivitäten der Kinder. Dennoch berichteten sie von Naturerfahrungen, die bei jüngeren Kindern und bei Mädchen häufiger vorkamen. Die aufgetretenen Naturerfahrungen waren vor allem passiver Natur.
„Der bilinguale Unterricht breitet sich europaweit immer stärker aus (vgl. Eurydice, 2006). Empirisch weitestgehend gesichert ist, dass sich diese Unterrichtsform positiv auf die sprachlichen Kompetenzen der Lernenden auswirkt (vgl. Dallinger et al., zur Veröffentlichung eingereichtes Manuskript (b); Köller et al., 2012; Nold et al., 2008). Wenig erforscht sind hingegen die Auswirkungen auf den sachfachlichen Kompetenzzuwachs (vgl. Hollm et al., 2013b: 8; Bonnet & Dalton-Puffer, 2013: 273), obwohl der ein gleichbedeutendes Ziel darstellt (vgl. Eurydice, 2006: 7). Weiterhin fehlen Studien, die die Effekte des bilingualen Unterrichts an anderen Schularten als dem Gymnasium in den Blick nehmen (vgl. Küppers & Trautmann, 2013: 291f.). Dabei ist eine zunehmende Implementierung dieser Unterrichtsform v. a. an Realschulen zu beobachten (vgl. Ministerium für Kultus, Jugend und Sport Baden-Württemberg, o. J.a). Ziel der Arbeit war es deshalb herauszufinden, wie sich der bilinguale naturwissenschaftliche Unterricht an Realschulen auf die sachfachlichen Kompetenzen (Wissenszuwachs und motivationale Orientierungen; vgl. Weinert, 2001: 27f.) der Lernenden an Realschulen auswirkt. Dabei wurde die potentiell moderierende Wirkung des Geschlechts sowie der sprachlichen und sachfachlichen Kompetenzen untersucht.
(…I)n interdisziplinärer Zusammenarbeit zwischen pädagogischen Psychologen und Vertretern der Fachdidaktiken Englisch und Naturwissenschaften (wurde) ein längsschnittlich angelegtes randomisiertes kontrolliertes Feldexperiment entwickelt und durchgeführt. Dabei wurden 30 Realschulklassen der Klassenstufe 6 (N = 722) randomisiert der deutsch- bzw. englischsprachigen Bedingung zugeteilt. Die Unterrichtsintervention bestand aus einer moderat-konstruktivistischen Unterrichtseinheit zum Thema „Schwimmen und Sinken“ (vgl. Möller, 2005), die sich über fünf Doppelstunden erstreckte. Alle Klassen wurden von derselben Lehrkraft unterrichtet und im Vorfeld der Studie, im Anschluss an jede der unterrichteten Doppelstunden, direkt nach der Intervention und sechs Wochen später befragt.
(Es …) zeigte sich zunächst, dass die bilingual unterrichteten Lernenden direkt nach der Unterrichtsintervention im sachfachlichen Wissenstest signifikant niedrigere Werte erzielten als die monolinguale Vergleichsgruppe. Dieser Effekt verringerte sich zwar durch die Aufnahme verschiedener Kontrollvariablen ins Modell (…), er blieb aber weiterhin signifikant (Studie 1). (…)
Außerdem konnte in der vorliegenden Studie kein signifikanter Unterschied zwischen den Unterrichtsbedingungen in der Behaltensleistung vom Post- zum Follow-up-Test identifiziert werden. Eine qualitativ bessere Informationsverarbeitung, die Untersuchungen sowohl bei zweisprachig aufwachsenden Kindern in natürlicher Umgebung (vgl. Bialystok & Martin, 2004; Bialystok, 1999) als auch bei Schülerinnen und Schülern, die am bilingualen Unterricht teilnehmen (vgl. Heine, 2010b; Wannagat, 2013; Koch, 2005), bereits nachgewiesen haben, kann aus den vorliegenden Ergebnissen nicht abgeleitet werden. (…)
Mit Hinblick auf wichtige motivationale Konstrukte (Kompetenzerleben, Angst, intrinsische Motivation und kognitive Mitarbeit) verdeutlichen die Analysen, dass es mit der realisierten Unterrichtsintervention sowohl im monolingualen als auch im bilingualen Unterricht gelang, die Lernenden auf einem überdurchschnittlich hohen Niveau zu motivieren. Dennoch zeigten sich in Bezug auf das Kompetenzerleben und die empfundene Angst – wie zuvor schon beim Wissenszuwachs – signifikante Vorteile zugunsten der monolingual unterrichteten Versuchsgruppe. Auch diese Effekte wurden nach der Aufnahme von Kontrollvariablen (…) geringer, blieben jedoch statistisch bedeutsam. Für die abhängigen Variablen intrinsische Motivation und kognitive Mitarbeit konnten keine statistisch bedeutsamen Befunde ermittelt werden. Tendenziell zeigten sich aber auch hier Nachteile für die bilingualen Lernenden (Studie 3). (…)
Was die moderierende Wirkung des Geschlechts betrifft, so konnten weder für den Wissenszuwachs noch für die Motivationsentwicklung statistisch bedeutsame Effekte identifiziert werden (Studien 2 und 3). (…) Die Hoffnung, wonach es mit dem bilingualen naturwissenschaftlichen Unterricht (…) gelingen könnte, Mädchen an die Naturwissenschaften heranzuführen (vgl. Schenk, 2004: 285), kann also nicht bestätigt werden.
Auch die sprachlichen Kompetenzen moderierten den sachfachlichen Lernzuwachs und die Motivationsentwicklung im bilingualen Unterricht weniger als erwartet. Lediglich Lernende mit einem hohen Englischselbstkonzept erzielten in beiden Unterrichtsbedingungen vergleichbare Wissenszuwächse. Gleiches galt für Lernende mit einer hohen Englischleistung und einem hohen Englischselbstkonzept bezüglich des Kompetenzerlebens (Studien 2 und 3). Anders als bei Cummins (1979b), Marsh et al. (2000) und Farrell (2011) war es in der vorliegenden Studie nicht so sehr die objektive Englischleistung der Lernenden, sondern vielmehr das Englischselbstkonzept, also das Vertrauen in die eigenen Englischfähigkeiten, das sich positiv auf die Kompetenzentwicklung im bilingualen Unterricht auswirkte.
Bezüglich der Moderation der Ergebnisse durch die sachfachlichen Kompetenzen zeigt die vorliegende Arbeit, dass sich bei Jungen ein hohes physikalisches Vorwissen im bilingualen Unterricht signifikant schlechter auf den Wissenszuwachs auswirkt als im monolingualen Setting. Gleiches gilt für die Wirkung eines hohen naturwissenschaftlichen Interesses bei Lernenden, die über ein ausgeprägtes thematisches oder physikalisches Vorwissen verfügen. Wie schon bei Abendroth-Timmer (2007) zeigte sich außerdem, dass sachfachorientierte Lernende Einbußen bezüglich der Motivation erfahren. Schülerinnen und Schüler mit einem hohen Selbstkonzept oder einem hohen Interesse in den Naturwissenschaften arbeiteten im bilingualen Unterricht signifikant weniger kognitiv mit (Studien 2 und 3).“
Auszug aus der Dissertation, S. 151ff.