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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.
„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.
Forschungsarbeiten zeigen, dass negative gruppenbasierte Einstellungen zu diskriminierendem Verhalten und zu sozialen Distanzen führen können, die unter anderem systematisch mit Ungleichheiten im Zugang zu Bildung und in Bildungsprozessen verbunden sein können. Das zentrale Anliegen dieser Arbeit ist es daher, die schulischen Möglichkeiten zu überprüfen, um eine Lernumgebung zu schaffen, in der Fähigkeiten und Fertigkeiten optimal entwickelt werden können. Dazu werden im ersten Manuskript Forschungsergebnisse zu Bildungsbenachteiligungen von Kindern und Jugendlichen mit Migrationshintergrund zusammengefasst und Theorien der Einstellungsänderung sowie Evaluationsbefunde von einstellungsfokussierten Interventionen vorgestellt. Um die Effekte von Interventionsstudien zu quantifizieren, wurde auf der Grundlage expliziter Kriterien eine Metaanalyse von Interventionen durchgeführt, die in den letzten zwei Dekaden mit dem Ziel einer Einstellungsänderung bei Schülerinnen und Schülern in Schulen durchgeführt wurden (zweites Manuskript). Die Ergebnisse zeigen, dass in der Schule durch gut konzipierte und theoretisch fundierte Programme eine Einstellungsänderung bewirkt werden kann. Auf der Grundlage dieser Befunde wurde eine Intervention mit Erstklässlern entwickelt, in der die metaanalytisch nachgewiesenen günstigen Bedingungen umgesetzt und überprüft wurden (drittes Manuskript).