Maik Walpuski und Alexandra Hauck

Experimente und Lernerfolg

Naturwissenschaftlich Arbeiten, Experimentieren
Wie lassen sich Experimentierphasen sinnvoll in den Unterricht integrieren?, Foto: © Alfried Krupp-Schülerlabor der Ruhr-Universität Bochum

Maik Walpuski und Alexandra Hauck

Wie können Experimentierphasen optimiert werden, um Interesse und Lernerfolg der Schülerinnen und Schüler zu erhöhen?

Die Qualität des Unterrichts ist spätestens seit der regelmäßigen Teilnahme Deutschlands an Large-Scale-Assessments ein wichtiges Thema in der Bildungslandschaft, aber auch in der Öffentlichkeit geworden. Mit ihrer Überprüfungs- und Entwicklungsfunktion haben die von der KMK beschlossenen Bildungsstandards explizit das Ziel, „zur Entwicklung eines Unterrichts bei[zu]tragen, der auch den Kriterien ‚guten‚ Unterrichts, die aus der Unterrichtsforschung abgeleitet werden können, entspricht [1]. Mit einem steigenden Bewusstsein für die Bedeutung der Unterrichtsqualität ist nicht zuletzt auch die enorme Aufmerksamkeit zu erklären, die in Deutschland der Hattie-Studie [2] zuteil wurde. Zahlreiche Publikationen mit Bezug zur Unterrichtsqualität widmen sich jedoch ähnlich wie die Hattie-Studie der allgemeinen Qualität von Unterricht (z.B. [3 – 5]), fachspezifische Untersuchungen sind deutlich seltener. Die bisher identifizierten Qualitätsmerkmale beziehen sich folglich auf Unterricht im Allgemeinen und nicht auf bestimmte Fächer. Entsprechend sind die beschriebenen Qualitätsmerkmale mit Bezug auf fach- und domänenspezifische Prozesse zu prüfen und ggf. zu ergänzen. In der PISA-Studie werden in diesem Zusammenhang distale (domänenübergreifende) und proximale (an konkreten, fachlichen Lernprozessen orientierte) Merkmale des Unterrichts unterschieden [6]. Beide zeigen positive Zusammenhänge zum Unterrichtserfolg im Sinne von Lernerfolg und Motivation.
Eine Weiterentwicklung der Unterrichtsqualität setzt sinnvollerweise zunächst auf der Ebene der Unterrichtsprozesse an, bevor Änderungen auf anderen Ebenen (wie z.B. Curricula, Lehrerausbildung, Schulsystem usw.) vorgenommen werden [7]. Grundsätzlich ist zu beachten, dass die Beschreibung der Qualität von Unterricht insgesamt komplex ist, wie z.B. das Angebots-Nutzungs-Modell [5] verdeutlicht.
Die Qualität des Unterrichts hängt zum einen von den Voraussetzungen ab, die die Schülerinnen und Schüler mitbringen, zum anderen hängt die Unterrichtsqualität von den Merkmalen der Lehrkräfte ab. Zwar erklären gerade die Lernvoraussetzungen der Schülerinnen und Schüler einen erheblichen Anteil des Unterrichtserfolgs im Allgemeinen [8], jedoch sind diese kaum in einem kurzen Zeitraum veränderbar. So ist es wenig verwunderlich, dass typische Merkmalslisten (z.B. [5, 9]) für guten Unterricht im Wesentlichen auf den Unterricht selbst und weniger auf dessen Rahmenbedingungen fokussieren. Dieser Artikel legt sein Augenmerk ebenfalls auf den Unterricht (Angebot) im Zusammenhang mit dem Ertrag. Persönliche Merkmale der Lehrkräfte und der Lernenden werden dabei nicht differenziert betrachtet. Stattdessen wird eine fachliche Ausdifferenzierung der Merkmale für das Experimentieren im Fach Chemie vorgenommen.
Ansprüche an gelungene Experimentierphasen
Dem Experiment kommt im Chemieunterricht eine wichtige Rolle zu. Dabei können Experimente verschiedene Funktionen und Positionen im Unterricht einnehmen. Lehrkräfte nennen als typische Funktionen die Verbindung von Theorie und Praxis, das Erwerben von experimentellen Fähigkeiten und Methoden wissenschaftlichen Denkens sowie Motivation, Entwicklung der Persönlichkeit und der sozialen Kompetenz oder die Überprüfung von Wissen [10]. Wenn allein die Anzahl der Bildungsstandards im Fach Chemie, die sich auf Experimente beziehen, als Maß für die Bedeutsamkeit herangezogen wird, so kann festgestellt werden, dass sich sechs der acht Standards im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung auf das Experimentieren beziehen [11]. Entscheidend ist jedoch, dass die Standards beim Experimentieren den gesamten Prozess von der Fragestellung über die Planung bis zur Interpretation der Daten umfassen. Keineswegs wird das Experiment als Selbstzweck verstanden, der z.B. Schülerinnen und Schüler...

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aus: Unterricht Chemie Nr. 158 / 2017

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