Concept Maps zur Förderung von Bewertungskompetenz bei Umweltproblemsituationen

DFG-Projekt im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1409 "Wissenschaft und Öffentlichkeit: Das Verständnis fragiler und konfligierender Evidenz"

Der globale Klimawandel - seine Ursachen und Auswirkungen - ist wohl eines der gesellschaftlichen Probleme unserer Zeit. Für den Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern stellt es Schülerinnen und Schüler aber auch Lehrende vor große Herausforderungen. Bei der Bearbeitung des Themas geht es nicht mehr nur um naturwissenschaftlich komplexe sondern auch um gesellschaftlich, politisch komplexe Zusammenhänge. Darüber hinaus gibt es keine optimale Lösung des Problems. Vielmehr existieren diverse Lösungsansätze, die alle ihre Limitationen aufweisen und die darüber hinaus oftmals durch ein hohes Maß an Unsicherheit bzw. unsicherem Wissen gekennzeichnet sind.
Ziel naturwissenschaftlichen Unterrichts ist es, Lernende im Umgang mit derartigen komplexen Umweltproblemsituationen zu fördern. Dazu benötigen sie nicht nur ein elaboriertes naturwissenschaftliches Verständnis, sondern v.a. auch Bewertungs- und Argumentationskompetenzen, um begründete Entscheidungen treffen zu können und sich letztendlich am gesellschaftlichen Diskurs um derartige Themen beteiligen zu können.

Ziele und Forschungsfragen des Projekts
Ziel des Forschungsprojektes ist es, Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II bei der Bearbeitung komplexer Umweltprobleme - wie z.B. dem Klimawandel - zu unterstützen und sie in ihrem Wissens- und Kompetenzerwerb zu fördern. Das Projekt möchte dabei einen Beitrag leisten, Unterrichtsinterventionen zu Themen moderner Naturwissenschaften im Sinne einer Bildung für Nachhaltige Entwicklung für den Biologie- aber auch für den fächerübergreifenden Unterricht zu entwickeln und dessen Wirkung zu evaluieren.
Konkret wird im Projekt untersucht, inwiefern der Einsatz computerbasierten Concept Mappings als Lernstrategie sich positiv auf den Fachwissens- und Kompetenzerwerb von Lernenden auswirkt. Dazu wurde in einem ersten Schritt eine computerbasierte Lernumgebung zum Thema Klimawandel mit integriertem Concept Mapping entwickelt. In einer ersten quasi-experimentellen Studie (N=160) wurde im Rahmen eines 2x2 Designs der Einfluss verschiedener computerbasierter Concept Mapping Varianten, die sich im Grad ihrer Vorstrukturierung unterschieden, untersucht.
Zentrale Ergebnisse dieser Studie sind, dass Lernende im Hinblick auf konzeptuellen, fächerübergreifenden Wissenserwerb zum Thema Klimawandel insbesondere dann gefördert werden, wenn Sie mit Concept Maps arbeiten, in denen zentrale Konzepte zu diesem Thema vorgeben sind. Eine derartige Vorgabe fördert die Informationssuche- und -verarbeitung der Lernenden, unterstützt sie in ihrem Textverständnis und ermöglicht eine optimale Fokussierung auf die Zusammenhänge innerhalb des komplexen Problems Klimawandel. Des Weiteren deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Vorgabe von argumentativen Relationen (wie beispielsweise "spricht dafür" oder "spricht dagegen"), Lernenden in der Strukturierung und Visualisierung ihrer Argumentationsprozesse zu möglichen Lösungsansätzen unterstützen kann. Interessanterweise konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass zu viele Unterstützungshilfen für Lernende der Sekundarstufe II ungeeignet sind und diese in ihren Lernprozessen eher behindern. Diese Ergebnisse stützen existierende Forschung zu "overscripting" Effekten (Dillenbourg, 2002) bzw. zum "expertise reversal effect" (zB. Kalyuga, 2007).