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Modellkompetenz im Kontext Biologieunterricht

Validierung eines Kompetenzmodells mit geschlossenen Aufgaben

Laufzeit01.10.2009 - 31.10.2012

Um zu klären, wie Schüler Kompetenzen [im Umgang mit Modellen - Bestandteil einer naturwissenschaftlichen Grundbildung (scientific literacy) - ] erwerben können, ist eine empirische Beschreibung von Modellkompetenz notwendig, die Teilkompetenzen und Niveaus umfasst. Eine Beschreibung von Modellkompetenz, die auf wissenschaftstheoretischen Arbeiten und empirischen Studien beruht, wurde im vorgestellten Projekt mit Hilfe von Multiple-Choice-Items (MC-Items) empirisch überprüft. Hierfür wurden zunächst entsprechende Items entwickelt und mit Blick darauf evaluiert, inwiefern sie die zugrunde liegende Teilkompetenz repräsentieren, bei der Itembearbeitung entsprechende kognitive Prozesse ablaufen und adäquate Itemkennwerte aufweisen. Für die empirische Beschreibung von Modellkompetenz wurden anhand dieser drei Kriterien 40 MC-Items ausgewählt. Diese wurden neben Fragebögen zu weiteren Konstrukten 1136 Schülerinnen und Schülern des Gymnasiums in den Jahrgangsstufen 7 bis 10 vorgelegt. Für die empirische Überprüfung der Strukturierung von Modellkompetenz wurden die Daten mit IRT-Modellen (Item-Response-Theorie) analysiert. Die Itemschwierigkeiten wurden in einer einfaktoriellen Varianzanalyse zur empirischen Überprüfung der Niveaus von Modellkompetenz genutzt. Darüber hinaus wurde anhand der Personenfähigkeiten in einer latenten Regression geprüft, inwieweit sich Schüler in den Jahrgangsstufen 7 bis 10 in ihrer Modellkompetenz unterscheiden, um Lernvoraussetzungen zu beschreiben. Zum anderen wurde untersucht, wie Modellkompetenz mit anderen Variablen wie zum Beispiel Intelligenz zusammenhängt. Die empirischen Befunde sprechen für spezifische enge Verknüpfungen zwischen den Teilkompetenzen. Die Niveaus bilden empirisch insgesamt steigende Anforderungen an die Schüler ab. Lehrer können die Teilkompetenzen und Niveaus somit sinnvoll als Referenzsystem heranziehen. (DIPF/Projektträger)

ProjektleitungUpmeier zu Belzen, Annette

Beteiligte Wissenschaftler/innenTerzer, Eva

Beteiligte Institution(en)Institut für Biologie (Humboldt-Universität zu Berlin)

Kontakt des Projektsannette.upmeier@biologie.hu-berlin.de

AlternativtitelEmpirische Beschreibung von Modellkompetenz im Biologieunterricht

Projektwebsitehttp://www.empirische-bildungsforschung-bmbf.de/de/790.php

SchlagwörterModell; Kompetenz; Schüler; Gymnasium; Schuljahr 07; Schuljahr 08; Schuljahr 09; Schuljahr 10; Sekundarstufe I; Biologieunterricht; Naturwissenschaftliche Kompetenz; Testaufgabe; Multiple-Choice-Verfahren; Testentwicklung; Erhebungsinstrument; Testvalidität; Kompetenzmessung; Deutschland

Forschungs-/FörderprogrammRahmenprogramm zur Förderung der empirischen Bildungsforschung (EBF)
Schwerpunkt: Promotionsförderung für Nachwuchswissenschaftler/-innen - Empirische Fundierung der Fachdidaktiken

FörderungBundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Förderkennzeichen01JG0906

Die Multiple Choice-Items, die den Schülern zur empirischen Überprüfung des Kompetenzmodells der Modellkompetenz vorgelegt werden sollten, wurden vorab daraufhin überprüft, ob sie Schlüsse auf die Modellkompetenz von Schülern zulassen. Hierzu wurden mit Hilfe der Methode des lauten Denkens Denkprotokolle von 22 Schülern der Zielpopulation (Jahrgangsstufe 7 sowie Jahrgangsstufe 10, Sekundarschule und Gymnasium) erhoben und anhand eines Codierleitfadens inhaltsanalytisch ausgewertet. Die Reliabilität der Codierung wurde mit Cohens Kappa geprüft. Aufgrund der großen sprachlichen Verständnisschwierigkeiten und der damit einhergehenden geringen Aussagekraft der zwölf Sekundarschulprotokolle beziehen die publizierten Ergebnisse sich ausschließlich auf die zehn Gymnasialprotokolle. (Projekt)

StudienleitungTerzer, Eva

UntersuchungsdesignQuerschnitt

Erhebungsmethode(n)Beobachtung: Feldbeobachtung

Untersuchungsgebiet (geogr.)Deutschland (Berlin)

UntersuchungseinheitSchüler

AuswahlverfahrenWahrscheinlichkeitsauswahl

Population / StichprobeSchülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 10 des Gymnasiums (N=10); Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 7 an Sekundarschulen (N=12)

Zur empirischen Überprüfung des Kompetenzmodells der Modellkompetenz bearbeiteten Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe 1 Multiple Choice-Items sowie Fragebögen zu verschiedenen weiteren Variablen und Konstrukte (...): Die Items aus KFT, LGVT und NOS-Fragebogen sowie Fragen zu Schulnoten und Geschlecht wurden von allen Schülern bearbeitet. Die Multiple-Choice-Items zur Modellkompetenz wurden in einem Multi-Matrix-Design (15,3,1-BIBD) vorgelegt. Multiple-Choice-Items, die vorgegeben, aber nicht beantwortet wurden, wurden für die Schätzung sowohl der Itemparameter als auch der Personenfähigkeiten als falsch gewertet, da sie das nächste Testheft mit weiteren Aufgaben erst erhielten, wenn sie angaben, alle Items bearbeitet zu haben. Die Daten von 42 Schülern, die bei mehr als der Hälfte der MC-Items doppelt oder nichts angekreuzt hatten, wurden ausgeschlossen, da hier nicht davon ausgegangen werden kann, dass sie ausreichend viele Items konstruktgemäß bearbeitet haben. Für die Berechnung der Korrelationen von Modellkompetenz zu anderen Konstrukten und Variablen (Geschlecht, Schulnoten, allgemeine kognitive Fähigkeiten, Lesefähigkeiten, Wissenschaftsverständnis) wurden darüber hinaus fehlende MC-Items bei 291 Schülern imputiert (multiple Imputation mit R). Die Daten wurden nach der Item-Response-Theorie mit Conquest modelliert. In das Hintergrundmodell zu den Zusammenhängen von Modellkompetenz mit anderen Konstrukten und Variablen gingen sämtliche Variablen ein (KFT LGVT, Nature of Science-Fragebogen (Urhahne et al., 2008), Schulnoten, Angaben zum Geschlecht). (DIPF/Projekt)

StudienleitungUpmeier zu Belzen, Annette; Terzer, Eva

UntersuchungsdesignQuerschnitt

Erhebungsmethode(n)Messungen und Tests: Leistungs- und Kompetenztests

Untersuchungsgebiet (geogr.)Deutschland (Berlin)

UntersuchungseinheitSchüler

AuswahlverfahrenWahrscheinlichkeitsauswahl: Klumpenauswahl

Population / StichprobeSchülerinnen und Schüler des Gymnasiums, Jahrgangsstufen 7 bis 10 (N=1178)

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

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