Die Entwicklung von wissenschaftlichen Prozessfähigkeiten in authentischen Kontexten

Zusammenfassung Lehrstrategien und Curriculum-Sequenzen, die auf die Vermittlung von Prozessfähigkeiten abzielen, haben in der Naturwissenschaftsausbildung erhebliche Aufmerksamkeit erhalten. Andererseits wurde das Lehren von domänenunabhängigen, kontextfreien Fähigkeiten kritisiert, da wichtige Aspekte kognitiver Aktivitäten Funktionen von sinnvollen Kontexten sind. Ziel dieser Studie war es, die Entwicklung integrierter Prozessfähigkeiten im Kontext von offenen Laboranleitungen zu untersuchen. Der Ansatz zur Datensammlung war qualitativ und umfasste Videoaufnahmen von Laborstunden, Laborberichte der Schüler und die Reflexionsjournale der beiden im Studium beteiligten Lehrer. Achtundvierzig Schüler aus dem Einführungskurs Physik der 11. Klasse, 29 Schüler aus dem Physikkurs der 12. Klasse und 60 Schüler aus dem allgemeinen Wissenschaftskurs der 8. Klasse einer rein männlichen Privatschule nahmen an der Studie teil. Eine interpretative Forschungsmethodologie wurde für die Bedeutungsfindung aus den Daten angenommen. Die Schüler arbeiteten während aller offenen Laboranleitungen in kollaborativen Gruppen. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Schüler höhere Prozessfähigkeiten durch unkonventionelle Laborerfahrungen entwickeln, die den Schülern die Freiheit gaben, Experimente von persönlicher Relevanz in authentischen Kontexten durchzuführen. Die Schüler lernten, (a) relevante Variablen zu identifizieren und zu definieren, (b) Daten zu interpretieren, zu transformieren und zu analysieren, (c) ein Experiment zu planen und zu entwerfen und (d) Hypothesen zu formulieren. Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass Prozessfähigkeiten nicht separat vermittelt werden müssen. Integrierte Prozessfähigkeiten entwickeln sich allmählich und erreichen ein hohes Niveau an Raffinesse, wenn Experimente in einem sinnvollen Kontext durchgeführt werden.