Forum STE-PS - Dokumentation Seminar Nuertingen

Prof. Dr. Rita Wodzinski:
Naturwissenschaften und Technik von Klasse 1 bis 6 professionell unterrichten -
Was heißt das und welche Kompetenzen braucht man dazu?
Dr. Mirjam Steffensky:
… mehr als Brausepulverraketen bauen? Zur Didaktik naturwissenschaftlichen
Lernens in der Grundschule und im Übergang zu den weiterführenden Schulen
Dr. Cornelia Sommer:
Standards und Kompetenzen für nachhaltige Bildung im Bereich von
Naturwissenschaft und Technik der Klassen 1-6
STAATLICHES SEMINAR FÜR DIDAKTIK UND
LEHRERBILDUNG NÜRTINGEN (GHWRS)
Forum STE-PS
Veranstaltungsreihe
Naturwissenschaftlich-technische Bildung:
Stand der wissenschaftlichen Erkenntnisse
Dokumentation
2008
Michael Wünsch, SSDL Nürtingen

I. Organisation
Forum STE-PS Referentinnen
o Prof. Dr. Rita Wodzinski, Universität Kassel
o Dr. Mirjam Steffensky, Universität Lüneburg
o Dr. Cornelia Sommer, Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften (IPN) Kiel
STE-PS Projekt-Team
o Siegfried Henzler (Direktor)
o Michael Wünsch (Projektleiter STE-PS)
o Gabi Schick (STE-PS Team)
o Hagen Loop (STE-PS Team)
STE-PS Lehreranwärterinnen und Lehreranwärter Kurs 08/09
o Patricia Dörr
o Lisa Dörreich
o Tanja Eberspächer
o Simone Faller
o Sabrina Göser
o Alexandra Hellmann
o Eva Konietzko
o Alexandra Köhler
o Jan Müller
o Daniela Oschwald
o Ivana Paic
o Anna Pfost
o Florian Sikora
o Sarah Stehle
o Daniela Utzt
o Stephanie Wenzel
o Lisa Zgubinski
Seminarmitarbeiterinnen und -mitarbeiter
o Hans Jürgen Wagener (BL)
o Friedericke Kämpf-Kick (Stellv. Seminarleiterin)
o Andrea Lühne (Blin)
o Eckhard Alber (BL)
o Lisa Reelsen (FL)
o Harald Huss (FL)
o Sabine Doster (Sekretariat)
o Krystyna Heubi-Peters (Sekretariat)
o Karin Pfänder (Sekretariat)
o Volker Planer

II. Forum STE-PS
Das Forum STE-PS ist ein Diskussions- und Kommunikationsfeld des Seminars mit dem
Ziel, im Dialog mit schulischen und außerschulischen Partnern Fragen zu klären und
Ideen zu generieren, um für Lehrerbildung und Unterricht im Feld der
naturwissenschaftlich-technischen Bildung innovative Impulse zu setzen.
Im Dialog mit drei Wissenschaftlerinnen möchten wir im Herbst 2008 im Bereich der
naturwissenschaftlich-technischen Bildung in den Klassen 1-6 aktuelle Erkenntnisse zu
folgenden Fragestellungen gewinnen:
Welche Bildungsstandards sind relevant zur nachhaltigen Förderung und Bildung der
Schülerinnen und Schüler?
Was ist der Stand der Didaktik?
Welche Kompetenzen muss eine Lehrperson besitzen, um Lernprozesse
professionell gestalten zu können?
III. Das Projekt STE-PS
Science Teachers for Europe - Principles and Standards
Mit dem Projekt STE-PS verfolgt das Seminar das Ziel, die Lehrerbildung im Bereich
Naturwissenschaft und Technik für die Klassen 1-6 weiter zu entwickeln. Das heißt,
Lehreranwärterinnen und Lehreranwärter zu befähigen, die Lernumgebung und
Lernprozesse so zu gestalten, dass naturwissenschaftlich-technische Bildung
grundgelegt, nachhaltig entwickelt und gefördert wird.
Die Veranstaltungsreihe soll für die Arbeit im Projekt STE-PS weitere wissenschaftliche
Grundlagen liefern und handlungsleitende Orientierung geben.
IV. Die Forum STE-PS Referentinnen
Prof. Dr. Rita Wodzinski
Universität Kassel
Montag, 15.09.2008, 14.00 – 18.00 Uhr
Seminar Nürtingen, Raum 211
Naturwissenschaften und Technik von Klasse 1 bis 6 professionell unterrichten -
Was heißt das und welche Kompetenzen braucht man dazu?
geb. 1963
Studium für das Lehramt an Gymnasien (Mathematik/Physik) in Osnabrück
Referendariat in Salzgitter
Wissenschaftliche Mitarbeiterin und Promotion in der Physikdidaktik an der Universität Frankfurt,
Wiss. Assistentin in der Physikdidaktik an der LMU München
Seit 2000 Professorin für Didaktik der Physik an der Universität Kassel, zuständig für alle Lehrämter mit Fach Physik
sowie für physikalische Aspekte im Sachunterricht
Seit 2003 Vorsitzende des Fachverbands Didaktik der Physik in der DPG

Dr. Mirjam Steffensky
Universität Lüneburg
Dienstag, 30.09.2008, 14.00 – 18.00 Uhr
… mehr als Brausepulverraketen bauen? Zur Didaktik naturwissenschaftlichen
Lernens in der Grundschule und im Übergang zu den weiterführenden Schulen
geb. 1970
1989 Abitur
04/1990-03/1995 Studium der Chemie (Diplom) an der Universität Hamburg und der University Newcastle upon Tyne
06/1995-05/2000 Promotion in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. W. Francke (Institut für Organische Chemie, Universität
Hamburg) und Prof. Dr. S. Schulz, (Institut für Organische Chemie, TU Braunschweig) über das Thema "Isolierung,
Identifizierung und Synthese von Signalstoffen aus Spinnen"
09/2000-09/2002 Redakteurin bei Wiley-VCH sowie freiberufliche journalistische Tätigkeit (u.a. FAZ, Bild der
Wissenschaft online)
Seit 10/2002 Juniorprofessorin für Chemie-Didaktik an der Universität Lüneburg, Fakultät III - Umwelt und Technik
Dr. Cornelia Sommer
Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Dienstag, 07.10.2008, 14.00 – 18.00 Uhr
geb. 1968
1988-1995 Biologie-Studium an der Johannes-Gutenberg-Universität in Mainz (Vordiplom) und der Ludwig-
Maximilians-Universtität in München (Diplom) Diplomarbeit am Institut für Pädagogische Psychologie der Ludwig-
Maximilians-Universität München bei Frau Prof. Sodian
Seit 1996 Wissenschaftliche Mitarbeiterin am IPN Kiel u.a. in den Projekten: Nachhaltige Nutzung biologischer Vielfalt,
System Erde
2006 Promotion am IPN bei Herrn Prof. Bayrhuber zur Systemkompetenz von Grundschülern

V. Forum STE-PS 1
Vortrag Prof. Dr. Rita Wodzinski, Universität Kassel
Naturwissenschaften und Technik von Klasse 1 bis 6 professionell
unterrichten - Was heißt das und welche Kompetenzen braucht man
dazu?
Montag, 15.09.2008, 14.00 – 18.00 Uhr
1. Programm Forum STE-PS 1
14.00 Uhr Begrüßung
Zum Ablauf der Veranstaltung
Direktor Siegfried Henzler
14.20 Uhr Vortrag:
Naturwissenschaften und Technik von Klasse 1 bis 6 professionell
unterrichten - Was heißt das und welche Kompetenzen braucht man
dazu?
15.20 Uhr Organisation der Gesprächsrunden
Michael Wünsch, Projektleiter STE-PS
15.30 Uhr Pause mit kleiner Stärkung
Lehreranwärterinnen/Lehreranwärter Pädagogik STE-PS
Gabi Schick, Fachleiterin
16.00 Uhr Gesprächsrunden
17.00 Uhr Podium
Lehreranwärterinnen/Lehreranwärter Päd. STE-PS
Moderation: Hans Jürgen Wagener, Seminarschulrat
17.45 Uhr Schlussworte im Dialog
Hans Jürgen Wagener, Seminarschulrat
2. Vortrag Prof. Dr. Rita Wodzinski, Universität Kassel

1
UNIKASSEL
VERSITÄT
Naturwissenschaften und Technik von
Klasse 1 bis 6 professionell
unterrichten –
Was heißt das und welche
Kompetenzen braucht man dazu?
Rita Wodzinski
Universität Kassel
(wodzinski@physik.uni-kassel.de)
Als ich meine Zusage zu diesem Vortrag gegeben habe, habe ich das vor dem
Hintergrund getan, dass ich als Sachunterrichtsausbilderin dazu doch in jedem
Fall etwas sagen können sollte. Ich habe leider sehr schnell gemerkt, dass diese
Frage viel schwieriger zu beantworten ist, als ich dies zunächst erwartet hatte. So
gesehen habe auch ich durch die Vorbereitung auf diesen Vortrag bereits eine
Menge gelernt. Und ich hoffe, dass mein Vortrag Ihnen ebenfalls viele
Anregungen für die Diskussion geben wird.

2
UNIKASSEL
VERSITÄT
Was heißt
professionell
unterrichten in
NaWi und Te?
Welche
Kompetenzen
braucht man
dazu?
Der Titel meines Vortrages besteht aus zwei Fragen, die ich der Einfachheit
halber hier getrennt habe. Naiv würde man vermuten, dass man zunächst die erste
Frage zu klären hat und sich daraus die Kompetenzen von Lehrkräften ableiten
lassen. Und umgekehrt, wenn man weiß welche Kompetenzen eine Lehrkraft
braucht, um guten Unterricht zu machen, besteht nur noch die Aufgabe darin,
Lehrern diese Kompetenzen zu vermitteln, und schon wird
naturwissenschaftlicher Unterricht professionell.
Verfolgt man diese Idee, stößt man allerdings schnell auf Schgwierigkeiten.
Schon die erste Frage bereitet einige Probleme. Denn woran will man eigentlich
festmachen, WAS professioneller Unterricht ist?

3
UNIKASSEL
VERSITÄT
Was heißt
professionell
unterrichten in
NaWi und Te?
Welche
Kompetenzen
braucht man
dazu?
Bildungsplan erfüllen?
didaktische und
pädagogische Ratschläge
befolgen?
erfolgreich unterrichten?
wie ein Profi unterrichten?

4
UNIKASSEL
VERSITÄT
Was heißt
professionell
unterrichten in
NaWi und Te?
Welche
Kompetenzen
braucht man
dazu?
Bildungsplan erfüllen?
didaktische und
pädagogische Ratschläge
befolgen?
erfolgreich unterrichten?
wie ein Profi unterrichten?
Auf welcher Ebene?
Was ist das
Fachspezifische an
den Kompetenzen?
Was ist das Ziel?
Und auch beim zweiten Teil der Frage ergeben sich Schwierigkeiten:
Es gibt eine Reihe von Literatur, die sich mit Kompetenzen von Lehrkräften
befasst, aber die Kompetenzen werden hier in einer Allgemeinheit beschrieben,
die für den konkreten Unterricht wenig herzugeben scheinen. Die
Beschreibungen sind in der Regel auch fachunspezifisch.
Schließlich muss man sich auch fragen, auf welches Ziel hin sollen überhaupt
Lehrerkompetenzen beschrieben werden? Geht es darum, eine klarere Trennung
der Ausbildungsphasen zu charakterisieren? Oder geht es darum, die Qualität von
Lehrkräften zu beschreiben oder geht es möglicherweise darum, Ansatzpunkte
für die eigene Kompetenzentwicklung zu gewinnen?
Ich habe meinen Schwerpunkt vorrangig auf diesen letzten Punkt gelegt. Mein
Ziel ist es, AUCH eine Antwort darauf zu geben, was denn Lehrerinnen und
Lehrer tun können, um ihre Kompetenzen im Bereich der Naturwissenschaften
und der Technik auszubauen.

5
UNIKASSEL
VERSITÄT
Stellen Sie sich bitte folgende Situation vor:
Frau Schmidt ist Klassenlehrerin der Klasse 3 a. In der Hofpause beobachtet sie,
wie Schülerinnen und Schüler der Parallelklasse mit reichlich Material bepackt in
den Werkraum laufen. Sie tragen unter anderem Räder, Stangen und ein großes
Holzbrett. „Wir bauen heute mit Herrn Meier ein lenkbares Auto!“ rufen die
Kinder freudestrahlend.
Was denkt Frau Schmidt in diesem Moment wohl: Vermutlich wird sie denken:
„Meinen Kindern würde das sicher auch viel Spaß machen. Aber ich bin dafür
eben nicht kompentet. Herr Meier, das ist ein Profi in Technik.“
Diese Geschichte liefert uns einen Zugang zum Thema in zwei Richtungen. Wir
können uns einerseits fragen, wie der Unterricht von Herrn Meier wohl aussieht,
damit man ihn zu recht als professionell bezeichnen könnte und wir können uns
fragen, was denn Frau Schmidt an Kompetenzen fehlt, so dass sie vor dem
Thema zurückschreckt.

6
UNIKASSEL
VERSITÄT
Was könnte den Unterricht von
Herrn Meier charakterisieren?
• Lernsituationen
• gründliche Vorbereitung, Zielklarheit
• Platz für Fragen der Kinder
• Problemorientierung
• Vorerfahrungen erheben
• Zeichnen als diagnostisches Mittel
• Anschauungsmaterial
• eigene Vorstellungen weiterentwickeln
• Lernerfolge sichtbar machen
• vergleichen und bewerten
• Verknüpung verschiedener Perspektiven
• Lebensweltbezug
• differenzierte und kognitiv anspruchsvolle Aufgaben
• methodisch variantenreich

7
UNIKASSEL
VERSITÄT
Was fehlt Frau Schmidt, um über
„Fahrzeuglenkung“ professionell zu
unterrichten?
• Zutrauen
• Wissen
• praktische Erfahrung
• Zeit
• Material
• Unterstützung durch Kollegen
• ...

8
UNIKASSEL
VERSITÄT
unterrichten?
• Zutrauen
• Wissen
• Zeit
• Material
• ...

9
UNIKASSEL
VERSITÄT
unterrichten?
• Zutrauen => Selbstwirksamkeitserwartung
• Wissen
• Zeit
• Material
• ...
professionelles Wissen
Um dieses professionelle Wissen genauer zu charakterisieren, ist die Auflistung
von Bromme hilfreich, der folgende Inhaltbereiche benennt:

10
UNIKASSEL
VERSITÄT
Inhaltsbereiche professionellen
Wissens (Bromme, 1997)
• Fachwissen (über Technik z.B. Wissen über Lenkungsarten,
historische Aspekte, Anwendungsbezüge, ...)
• Curriculares Wissen (typische Lerninhalte von Technik im
Sachunterricht z.B. Themenaspekte beim Fahrzeugbau, ...)
• Philosophie des Schulfachs (Bedeutung der Technik im
Bildungsplan, Ziele von technischer Bildung, ...)
• Pädagogisches Wissen (fachunspezifisch, allgemeine
Verhaltensmuster im Unterricht, Unterrichtsmethoden, ...)
• fachdidaktisches Wissen (fachspezifische psychologisch-
pädagogische Kenntnisse z.B. Entwicklung des technischen Denkens,
Sachzeichnen als Medium technischen Denkens, ...)
...
Wie hängt nun dieses Wissen mit dem kompetenten Lehrerhandeln zusammen?

11
UNIKASSEL
VERSITÄT
Wirkungen des professionellen
Wissens
Die Wirkung des professionellen Wissens kann als
eine Veränderung der Wahrnehmung von
Unterrichtssituationen beschrieben werden.
Dadurch wird rasches und situationsangemessenes
Handeln möglich.
Die Wirkung physikalischen Wissens kann übrigens ganz analog ebenfalls als
eine Veränderung der Sichtweise auf die Welt beschrieben werden.

12
UNIKASSEL
VERSITÄT
Ergebnisse aus der
Expertiseforschung
Experten
… erkennen schneller und genauer kritische Situationen, aber
benötigen länger, um Schlussfolgerungen für weiteres Vorgehen
zu ziehen.
… nehmen stärker Informationen wahr, die für den Fortgang des
Unterrichtsgeschehens relevant sind.
… haben die ganze Klasse im Blick, während Anfänger eher
einzelne Schüler unabhängig voneinander im Blick haben.
… erinnern sich nicht an individuelle Lerner, sondern an die Gestalt
des Unterrichtsflusses.
… können ihre Unterrichtsziele situationsangemessen anpassen.
… verfügen über stärkere Vernetzungen zwischen fachlichem und
fachdidaktischem Wissen.
Um dem Professionswissen von Lehrkräften näher zu kommen, wurde in einigen
Studien das Unterrichtsverhalten von Experten und Anfängern miteinander
verglichen. Dabei zeigten sich folgende Ergebnisse:

13
UNIKASSEL
VERSITÄT
Bedeutung von Fachwissen
• Fachwissen beeinflusst die Qualität von Erklärungen und
die Fähigkeit, leicht abweichende Beiträge von Schülern in
Unterricht einzubinden.
• Fachwissen beeinflusst die Fragetechnik:
– wenig Fachwissen => kognitiv wenig anspruchsvolle Fragen
– mehr Fachwissen => mehr und längere Schülerbeiträge
• mehr Fachwissen => weniger direkte Steuerung des
Unterrichts
• Fachwissen ist eine notwendige, aber nicht hinreichende
Bedingung für qualitätsvollen Unterricht.
• „Fachwissen ist die Grundlage, auf der fachdidaktische
Beweglichkeit entstehen kann.“ (Baumert/Kunter, 2006)
Ein wichtiger Teil des Professionswissens ist das Fachwissen. Auch hier hat es
einige Untersuchungen gegeben, die den Einfluss des Fachwissens auf das
Verhalten von Lehrkräften im Unterricht analysiert haben.
Fachwissen ist eine notwendige, aber nicht hinreichende Bedingung für
qualitätsvollen Unterricht. Das bedeutet: ohne Fachwissen, ist kein guter
Unterricht möglich, aber Fachwissen allein genügt nicht: Fachdidaktisches
Wissen muss zwingend hinzu kommen. Fachwissen schafft jedoch erst die Basis,
auf der das fachdidaktische Wissen seine Wirkung entfalten kann.

14
UNIKASSEL
VERSITÄT
Modell professioneller Handlungskompetenz
(Baumert/Kunter, 2006)
Professions-
wissen
Überzeugungen/
Werthaltungen
Motivationale
Orientierungen
selbstregulative
Fähigkeiten
Bislang haben wir uns den Bereich des Professionswissen genauer angesehen.
Für die Handlungskompetenz spielen neben dem Professionswissen aber auch
Überzeugungen und Werthaltungen, motivationale Orientierungen und
selbsregulative Fähgkeiten eine Rolle.
Unter Werthaltungen ist z.B. gemeint, welche Bedeutung Fairness und
Gerechtigkeit im Unterrichten hat.
Motivationale Orientierungen betreffen z.B. das Selbstkonzept der Lehrkräfte, ob
sie sich kompetent fühlen, welches Interesse sie am Unterrichten und am Thema
haben usw. Auch die Selbstwirksamkeitserwartungen gehören in diesen Bereich.
Aus Untersuchungen weiß man, dass dieser Bereich gerade für
Naturwissenschaften und Technik von hoher Bedeutung ist.
Selbstregulative Fähigkeiten mein z.B. die Bereitschaft und die Fähigkeit zur
Selbstreflexion, aber auch die Fähigkeit, sich die Zeit gut einzuteilen, mit den
Kräften zu haushalten, sich Hilfe zu holen etc.

15
UNIKASSEL
VERSITÄT
Die besondere Situation
von Ph/Te
Gründe für die „Vermeidung“ von Ph/Te:
• keine Ausbildung in Ph/Te im Studium
• wenn SU, oft fehlende/mangelnde Ausbildung in
Ph/Te (1. + 2. Phase)
• schlechte Erfahrungen mit vorwiegend rezeptivem
Physik-Unterricht
• geringes eigenes Interesse
• das Gefühl von fachlicher Inkompetenz (gepaart mit
einem schlechten Gewissen)
• schlechte Ausstattung in Schulen
Wenden wir uns nun wieder etwas genauer dem Unterricht in
Naturwissenschaften und Technik zu. Ein Grund, warum Sie dieses Forum
einberufen haben, ist natürlich auch, dass es um die harten Naturwissenschaften
und die Technik in den Klassen 1-6 gesammtgesellschaftlich gesehen schlecht
bestellt ist. Viele Lehrkräfte fühlen sich bei diesen Themen schlicht überfordert
und meiden sie.
Ein Grund dafür ist, dass viele Lehrkräfte sich selbst nie freiwillig dafür
entschieden hätten, diese Themen zu unterrichten, sondern sie als
Sachunterrichtslehrkraft für Klasse 1-4 oder als Biologielehrkraft für Klasse 5
und 6 dazu verpflichtet wurden.

16
UNIKASSEL
VERSITÄT
Weitere Besonderheiten der
Physik
• physikalische Erklärungen sind meist sehr komplex.
(warum schwimmt ein Schiff, warum fliegt ein Flugzeug, wie funktioniert
eine Batterie, was ist ein schwarzes Loch, wie funktioniert eine
Solarzelle, wie entsteht ein Regenbogen, woraus besteht ein Magnet...)
• lesbare Fachliteratur fehlt
• populärwissenschaftliche Literatur vermittelt ein
falsches Bild von Physik
• Zugänge über ergiebige physikalische Phänomene
sind wenig vertraut
Es darf jedoch nicht verschwiegen werden, dass die Physik selbst auch Gründe
liefert, warum Lehrkräfte diese Themen meiden.

17
UNIKASSEL
VERSITÄT
Drei Studien im Kontext von
Lehrerkompetenzen im
naturwissenschaftlichen
Sachunterricht

18
UNIKASSEL
VERSITÄT
Gibt es Zusammenhänge zwischen
Lehrer- und Unterrichtsvariablen und
Unterrichtserfolg?
Ute Franz: Lehrer- und Unterrichtsvariablen im
naturwissenschaftlichen Sachunterricht (2008)
• 19 Klassen, Unterricht zum elektrischen Strom (Klasse 3)
• Korrelation zwischen Unterrichtsmerkmalen und
Unterrichtserfolg (Wissen, Interesse)
• Korrelation zwischen Lehrermerkmalen und Unterrichtserfolg
In der Untersuchung von Frau Franz wurden 19 Klassen einbezogen, in denen
Unterricht zum Thema Strom erteilt wurde.
Es sollte geklärt werden, ob es eine Korrelation zwischen bestimmten
Unterrichtsmerkmalen und dem Unterrichtserfolg gibt. Unterrichtserfolg wurde
dabei als Wissens- und Interessenszuwachs verstanden.
Außerdem sollte geklärt werden, on es eine Korrelation zwischen bestimmten
Lehrervariablen und dem Unterrichtserfolg gibt.

19
UNIKASSEL
VERSITÄT
Unterrichtsvariablen
• Strukturierung
• Autonomieorientierung
• Schülerorientierung
• Arbeitsweisen
• Klassenführung
Als Unterrichrsvariablen wurden folgende didaktisch gut begründbare Variablen
ausgewählt, die jeweils mit mehreren Items eines Fragebogens erhoben wurden.
Dieser Fragebogen wurde von den Lehrkräften nach jeder Unterrichtsstunde
ausgefüllt.
Um einen Eindruck von den Items zu geben, möchte ich für jede Variable jeweils
einige ausgewählte Items nennen. Die Lehrerinnen sollten jeweils ankreuzen, ob
dieses Item zutrifft oder nicht.

20
UNIKASSEL
VERSITÄT
• Strukturierung
• Arbeitsweisen
• Klassenführung
gab ich im Unterricht gezielte Impulse, um
zum Weiterdenken anzuregen
wies ich auf besonders wichtige Aspekte hin.

21
UNIKASSEL
VERSITÄT
• Strukturierung
• Arbeitsweisen
• Klassenführung
wählten die Kinder den Sozialpartner frei.
wählten die Kinder unter verschiedenen
Arten von Aufgaben frei aus.

22
UNIKASSEL
VERSITÄT
• Strukturierung
• Arbeitsweisen
• Klassenführung
ging ich auf inhaltliche Fragen von Kindern ein
orientierte ich mich am Vorwissen der Kinder
besprach ich mit Kindern eine Anwendung für
den Alltag

23
UNIKASSEL
VERSITÄT
• Strukturierung
• Arbeitsweisen
• Klassenführung
wurde experimentiert
wurde etwas konstruiert

24
UNIKASSEL
VERSITÄT
• Strukturierung
• Arbeitsweisen
• Klassenführung
wurde mit Kindern gemeinsam eine
Problemfrage gefunden
wurden von den Kindern Vermutungen
aufgestellt und diskutiert.

25
UNIKASSEL
VERSITÄT
• Strukturierung
• Arbeitsweisen
• Klassenführung
wurde die Zeit zielorientiert genutzt
arbeiteten sehr viele Kinder mit

26
UNIKASSEL
VERSITÄT
Lehrervariablen
• Ausbildung
• Kompetenzgefühl
• Berufliches Interesse
• Privates Interesse

27
UNIKASSEL
VERSITÄT
Lehrervariablen
• Ausbildung
Als wie gut empfanden Sie Ihre
Ausbildung im Studium zum Bereich
physikalische Inhalte des SU?

28
UNIKASSEL
VERSITÄT
Lehrervariablen
• Ausbildung
Wie hoch schätzen Sie Ihre Kompetenz ein,
spontane Fragen der Kinder zu folgenden
Themen beantworten zu können...

29
UNIKASSEL
VERSITÄT
Lehrervariablen
• Ausbildung
Wie gerne unterrichten Sie
folgende Bereiche....

30
UNIKASSEL
VERSITÄT
Lehrervariablen
• Ausbildung
Wie gerne tun Sie privat folgendes:
Bücher lesen, Experimente durchführen...

31
UNIKASSEL
VERSITÄT
Klassenverteilung im Überblick
Interesse
Wissen
Die Wissens- und Interessenszuwächse der Klassen wurden jeweils normiert.
Diese Daten jeder Klasse wurden dann in ein Koordinatenkreuz eingetragen, aus
dem sich dieses Bild ergibt.
Auf Grundlage dieses Bildes wurden nun Klassen ausgewählt, die sich besonders
deutlich unterscheiden, und zwar einerseits im Hinblick auf Wisseszuwachs,
einmal im Hinblick auf Interessenszuwachs und schließlich im Hinblick darauf,
wir gut es gelingt, Interesen. und Wissenszuwachs zu kombinieren.

32
UNIKASSEL
VERSITÄT
Klassenverteilung im Überblick
Interesse
Wissen
Die so ausgewählten Klassen sind auf diesem Bild markiert.

33
UNIKASSEL
VERSITÄT
Wissen
In diesem Bild sind die Profile der Extremklassen dargestellt. Die fette Linie
zeigt das Profil der Klasse mit besonders hohem Wissenszuwachs. Betrachtet
man zunächsat nur die Unterrichtsvariablen, stellt msan fest, dass die Lehrerin in
dieser Klasse in hohem Maß experimentiert hat. Auch hat sie stärker als andere
den Unterricht strukturiert. Alle anderen Variablen sind unterdurchschnittlich
realisiert. Ein ganz ähnliches Profil zeigt aber auch eine der „Negativklassen“.
Die Unterschiede im Lernerfolg lassen sich also nicht darauf zurückführen, dass
die Lehrkräfte sich unterschiedlich gut an die Regeln guter Unterrichtsgestaltung
gehalten hätten.
Sehr deutliche Unterschiede sieht man allerdings bei den Lehrervariablen. Hier
hat die Lehrerin der Positivklasse in allen Variablen (außer der Klassenführung)
überdurchschnittliche Werte, während die der Negativklassen in allen Variablen
unterdurchschnittliche Werte haben.

34
UNIKASSEL
VERSITÄT
Interesse
Am Verblüffendsten ist das Ergebnis hinsichtlich des Interessenszuwachses. Die
Positivklasse, also die, bei der die Interessen am deutlichsten zunehmen, zeigt
fast in allen Unterrichtsvariablen deutlich unterdurchschnittliche Werte.
Insbesondere auch in den Arbeitsweisen. D.h. hier wurde kaum experimentirt,
dennoch stieg das Interesse besonders stark. Im Vergleich dazu weisen die
Negativklassen fast durchweg positive Werte bei den Unterrichtsvariablen auf.
Betrachten wir auch hier wieder die Lehrervariablen, unterscheiden sich die
Lehrerinnen weniger als in der vorherigen Grafik zum Wissen. Aber auch hier
weist die Lehrerin der Positivklasse erwartungsgemäß die vergleichsweise
bessseren Werte auf, wenngleich die Werte insgesamt eher durchschnittlich sind.

35
UNIKASSEL
VERSITÄT
Wissen und Interesse
Schauen wir uns zum Schluss noch die Klassen an, in denen sich Wissen UND
Interesse besonders positiv oder negativ entwickelt.
Auch hier widerspricht das Muster der Unterrichtsvariablen den Erwartungen,
während die Lehrervariablen eher dem entsprechen, was man vermutet hätte. Bei
der Lehrerin der Positivklasse ist das Kompetenzgefühl überdurchschnittlich
ausgeprägt, während die Lehrerin der Negativklasse einen extrem niedrigen Wert
angibt. m Vergleich dazu gehen interessanterweise die privaten Interessen
umgekehrt auseinander.

36
UNIKASSEL
VERSITÄT
Ergebnisse
• Erfolgreicher Unterricht in NaWi und Te lässt sich
nicht (so einfach) anhand allgemeiner
Unterrichtsmerkmale charakterisieren.
• Stärkeren Einfluss zeigen die Lehrervariablen.
• Kompetenzgefühl scheint ein entscheidender Faktor
für erfolgreichen Unterricht zu sein.

37
UNIKASSEL
VERSITÄT
Relativierungen
• Aus der Untersuchung folgt nicht, dass es keine
Merkmale guten Unterrichts gibt.
• Es folgt aber, dass der Zusammenhang zwischen
den Merkmalen guten Unterrichts und dem
Unterrichtserfolg sehr komplex ist!
• Allein das Orientieren an den Merkmalen guten
Unterrichts führt noch nicht zu gutem Unterricht.
Vor dem Hintergrund der bisherigen Überlegungen könnte man erwarten, dass
das Fachwissen und das fachdidaktische Wissen zum Thema Strom mehr
Vorhersagewert auf Unterrichtserfolg hat als allgemeine Unterrichtsmerkmale.
Ehrlichgesagt vermute ich aber, dass auch eine solche Untersuchung keine klaren
Ergebnisse geliefert hätte. Dies spricht jedoch nicht gegen die Bedeutung von
Fachwissen und fachdidaktischem Wissen, sondern eher für die Schwierigkeit,
diese komplexen Zusammenhänge zu erfassen.

38
UNIKASSEL
VERSITÄT
Lassen sich Lehrervorstellungen
beeinflussen und zeigen sich Effekte
im Unterrichtserfolg?
Kornelia Möller et al. (2006): Zur Förderung des
konzeptuellen Verständnisses durch Unterricht und
zur Wirksamkeit von Lehrerfortbildungen
„Schwimmen und Sinken“
Exp.gruppe 1: Lernforschungsmodul
Exp.gruppe 2: Selbststudium
Kontrollgruppe: Nur Material

39
UNIKASSEL
VERSITÄT
Ergebnisse
• Signifikante Effekte in EG1 zu „Lehren und Lernen als
conceptual change“ und zu „Schülern mit Präkonzepten“.
• Praktizistische Vorstellungen (Verstehen nur durch Handeln)
gingen bei EG1 zurück, verstärkten sich aber bei der
Selbststudiumsgruppe.
• Nur das Material führte zu keiner Steigerung des
fähigkeitsbezogenen Selbstkonzepts bzw. des Interesses bei
den Lehrkräften.
• Die Schüler erreichen bei EG1 ein signifikant höheres
Konzeptverständnis, das auf die Vorstellungsveränderungen der
Lehrkräfte zurückzuführen ist.

40
UNIKASSEL
VERSITÄT
Fazit
• Man kann das Professionswissen durch
Lehrerfortbildungen verändern und auf diese Weise
Einfluss auf Unterrichtserfolg nehmen.
• Um Lehrkräfte für verbesserten Unterricht zu
motivieren und zu qualifizieren, reicht gut
ausgearbeitetes Material allein nicht aus.

41
UNIKASSEL
VERSITÄT
Professioneller Unterricht, um
Verständnis in NaWi zu fördern
(nach Möller, 2004)
• Vorerfahrungen und Vorkenntnisse der Lernenden aufgreifen
• Kinder explorierend mit Materialien umgehen lassen
• Zeit für intensiven Austausch über Vorstellungen und
Erklärungen ermöglichen
• individuelle Lernwege und einen hohen Grad an
Selbststeuerung zulassen
aber auch deutliche Strukturierung
• gezielt kognitive Konflikte erfahren lassen
• zum Begründen, Weiterdenken, Vergleichen, Anwenden,
Zusammenfassen anregen
• metakognitive Prozesse fördern
• lebensnahe Anwendungskontexte suchen

42
UNIKASSEL
VERSITÄT
Was setzt das voraus?
• das Thema sachlich analysieren
• das Thema in angemessene Teilaspekte gliedern
• Lernstand der Kinder erheben
• mögliche Zugänge und Lernschwierigkeiten
identifizieren
• Freiräume für selbstständiges Lernen finden
• Aufgaben und Materialien auswählen
• Erfahrungsmöglichkeiten präparieren
• interdisziplinäre Vernetzungen suchen

43
UNIKASSEL
VERSITÄT
Notwendige Kompetenzen
• Fachwissen
• Wissen über psychologische Grundlagen
zum Lernen der Naturwissenschaften
• fachdidaktische Kompetenz
• methodische Kompetenz

44
UNIKASSEL
VERSITÄT
Professioneller Unterricht, um
Experimentierkompetenz zu fördern?
Hilde Köster: Freies Explorieren und Experimentieren
(2006)
Eigenständiges Einrichten einer Experimentierecke durch Kinder in
zwei 4. Klassen.
Randbedingung: möglichst große Zurückhaltung der Lehrkraft
geplanter Zeitraum: 6 Wochen, tatsächlicher Zeitraum: 3 Monate
Hospitationen in Abständen von 7-10 Tagen

45
UNIKASSEL
VERSITÄT
Beispiele für eigenständig
forschendes Lernen
(Zitat Köster Seite 140)
(Zitat Köster Seite 143)

46
UNIKASSEL
VERSITÄT
Einfluss der Lehrkraft A
„Beide Male hatten die Kinder plötzlich irgendwie
keine Lust mehr weiterzumachen. Benni (er hatte
vergeblich versucht, ein Schmuckstück mit dem
Magneten zu angeln und war auf die bereits fertig
gestellte Liste verwiesen worden) setzte sich statt
dessen auf seinen Platz und begann, an einer
Aufgabe aus dem Sprachunterricht zu arbeiten, und
Tim, den ich gefragt hatte, ob er mir seinen nicht
funktionierenden Stromkreis erklären könne, baute
an dem Versuch nicht mehr weiter.“

47
UNIKASSEL
VERSITÄT
Einfluss der Lehrkraft B
• „Ja und was bedeutet das denn nun?“
• „Hast du mal darüber nachgedacht, warum das so
ist?“
• „Jetzt erzähl mir mal, warum das mit deinem
Stromkreis überhaupt funktioniert!“
Ein Schüler wendet sich nach solchen Fragen
zweimal von seinem Versuch ab, lässt die
verwendeten Gegenstände achtlos liegen und
beschäftigt sich danach nicht mehr ernsthaft mit den
Versuchen.

48
UNIKASSEL
VERSITÄT
Fazit
• Auch ohne Einfluss der Lehrkraft wird hier viel
gelernt!
• Die Lehrkraft behindert den Lernprozess durch
„didaktisches Nachfragen“.
• Der Zuwachs an Interesse und der Kompetenz,
eigenen Fragen eigenständig nachzugehen, ist
vermutlich groß.
• Beide Lehrkräfte haben über die Kinder ein eigenes
Interesse entwickelt.

49
UNIKASSEL
VERSITÄT
Fazit aus den Studien
Was heißt
professionell
unterrichten in
NaWi und Te?
Welche
Kompetenzen
braucht man
dazu?

50
UNIKASSEL
VERSITÄT
• Es gibt keinen direkten Zusammenhang zwischen den
Merkmalen guten Unterrichts und dem Unterrichtserfolg.
• Unterschiedliche Ziele erfordern unterschiedliches Vorgehen im
Unterricht und unterschiedliche Lehrerkompetenzen.
• Der Zusammenhang zwischen Lehrerkompetenzen und
professionellem Unterricht ist noch weitgehend ungeklärt
• Es gibt auch für fachlich weniger kompetente Lehrkräfte
ergiebige Zugänge für Unterricht.
• Fertig ausgearbeitetes Material genügt jedoch nicht.
Was heißt
professionell
unterrichten in
NaWi und Te?
Welche
Kompetenzen
braucht man
dazu?
Schauen wir uns nun die drei Studien noch einmal vor dem Hintergrund unserer
eigentlichen Fragestellung an. Was heißt Naturwissenschaften und Technik in
Klasse 1-6 professionell unterrichten und welche Kompetenzen braucht man
dazu. Die erste Studie hat gezeigt, dass eine allgemeine inhaltsunabhängige
Beschreibung von Unterricht offenbar wenig Voraussagewert für die Qualität von
naturwissenschaftlichem Sachunterricht besitzt. Die Kontrastierung der Studien
von Kornelia Möller und Hilde Köster sollten außerdem zeigen, dass
unterschiedliche Schülerkompetenzen durch ganz unterschiedlichen Unterricht
erreicht werden können, die wiederum ganz unterschiedliche Lehrerkompetenzen
erfordern.
Insgesamt sollte deutlich gewerden sein, dass der Zusammenhang zwischen den
Kompetenzen einer Lehrkraft und dem Erfolg des Unterrichts empirisch noch
weitgehend ungeklärt ist. Unsere anfängliche Idee, aus den Merkmalen guten
naturwissenschaftlichen Unterrichts Kompetenzen von Lehrkräften ableiten zu
können, die dann wiederum, wenn sie von Lehrern eingehalten werden zu gutem
Unterricht führen, erweist sich als recht naiv.
Die Studien werfen darüber hinaus aber auch andere wichtige Erkenntnisse
hinsichtlich der Frage ab, wie kann man denn die Situation des
naturwissenschaftlichen Unterrichts verändern? Dazu zeigt die Studie von Frau
Köster eindrucksvoll, ... Und die Studie von Frau Möller belegt, dass nur durch
fertig ausgearbeitetes Unterrichtsmaterial noch nicht viel gewonnen ist. Um
Lehrkräften auf die Sprünge zu helfen, muss insbesondere an ihren
motivationalen Orientierungen gearbeitet werden.

51
UNIKASSEL
VERSITÄT
Selbstwirksamkeitserwartungen
fördern – wie?
• wohldosierte persönliche Erfolgserfahrungen
• Orientierung an ähnlichen Verhaltensmodellen
• vorsichtige Überredung im Sinne „du kannst es“
• Reduzierung von ängstlicher, gefühlsmäßiger
Erregung
• Setzen und Verfolgen von Nahzielen
• Selbstwirksamkeitserwartungen von Gruppen nutzen!

52
UNIKASSEL
VERSITÄT
Wie kann man seine eigene
Kompetenzen erweitern?
(Gertrud Beck, 1985)
• Recherchieren – Zugang über die Phänomene
• Diagnostizieren – Zugang über die Schüler
• Material beschaffen – Zugang über die Lernmittel
• Organisieren – Zugang über die Lernsituationen
• Dokumentieren – Zugang über die Lernverläufe

53
UNIKASSEL
VERSITÄT
Schlusswort
Wer mit den Kindern mitmacht und das Risiko
eingeht, mit ihnen am Phänomen selbst die
Antworten zu suchen, wird in der Sache, bei den
Kindern und für sich selbst gewinnen.
(Lauterbach, 1999)

55
UNIKASSEL
VERSITÄT
Literatur
• Baumert, J.; Kunter, M. (2006). Stichwort: Professionelle Kompetenz von Lehrkräften. In:
ZfE 9. Jg., Heft 4, S. 469-520.
• Beck, G. (1985). Anforderungen an den Sachunterrichtslehrer. In DIFF (Deutsches Institut
für Fernstudien an der Universität Tübingen), Sachunterricht. Grundbaustein. Zur Pädagogik
des Heimat- und Sachunterrichts. Teil 4 (S. 123-152).
• Bromme, R. (1997). Kompetenzen, Funktionen und unterrichtliches Handeln des Lehrers.
In: F. E. Weinert (Ed.), Enzyklopädie der Psychologie: Psychologie des Unterrichts und der
Schule (S. 177-212). Göttingen: Hogrefe.
• Franz, U. (2008). Lehrer- und Unterrichtsvariablen im naturwissenschaftlichen
Sachunterricht. Bad Heilbrunn: Klinkhardt.
• Ditton, H. (2006). Unterrichtsqualität. in K.-H. Arnold, U. Sandfuchs, J. Wiechmann (Hrsg.)
Handbuch Unterricht (S. 235-343). Bad Heilbrunn: Klinkhardt.
• Köster, H. (2006). Freies Explorieren und Experimentieren. Berlin: Logos.
• Möller, K. (2006). Zur Förderung des konzeptuellen Verständnisses durch Unterricht und zur
Wirksamkeit von Lehrerfortbildungen. In M. Prenzel, Allolio-Näcke (Hrsg.), Untersuchungen
zur Bildungsqualität von Schule. Münster: Waxmann.
• Möller, K. (2004). Naturwissenschaftliches Lernen in der Grundschule – Welche
Kompetenzen brauchen Grundschullehrkräfte? In H. Merkens (Hrsg.), Lehrerbildung: IGLU
und die Folgen (S. 65-84). Opladen: Leske&Budrich.

56
UNIKASSEL
VERSITÄT
Literatur-Empfehlungen
• http://www.edu.uni-muenchen.de/supra/
• Lambert, Anette; Reddeck, Petra (2007). Brücken - Türme – Häuser. Statisch-
konstruktives Bauen in der Grundschule, Kassel University Press
• Klasse(n) Kisten, Spectra
– „Schwimmen und Sinken“,
– „Luft und Luftdruck“,
– „Schall“
• Lück, G; Köster, H. (2006). Physik und Chemie im Sachunterricht. Bad
Heilbrunn: Klinkhardt
• Spreckelsen, K. (2006). Das U-Boot in der Limo-Flasche. Mit 100 einfachen
Experimenten Naturgesetze verstehen. Frankfurt/Main: Fischer

57
UNIKASSEL
VERSITÄT
Merkmale erfolgreichen
Unterrichts (Klieme in Ditton 2006)
• effektive Unterrichts- und Klassenführung
(Regelklarheit und Umgang mit Störungen, Struktur
und Klarheit des Unterrichts)
• Schülerorientierung/-unterstützung (Eingehen auf
individuelle Potenziale und Bedürfnisse,
unterstützendes Klassenklima)
• kognitive Aktivierung (Angebote für selbstständiges,
eigenverantwortliches Lernen, Anregung zu
vertieftem Nachdenken)

3. Diskussion in Gesprächsrunden – Forum STE-PS 1
Austausch zum Vortag
Impulse / Fragen von Lehreranwärterinnen und Lehreranwärtern
o Wie ist es besser möglich, die erfordeliche Methodenkompetenz zur
Gestaltung von Lernprozessen in den Fächerverbünden aufzubauen und
zu erweitern?
o Konzeption und Struktur der Ausbildung Pädagogische Hochschule
Seminar Schule zu wenig abgestimmt bezogen auf das Ziel der
Professionalisierung von Lehrpersonen!
(Affines Fach, Fächer/Fächerverbünde, Aufbau von ausreichender Fach-
und Sachkompetenz z.B.: MNT, Physik, Chemie, Biologie, Technik,
veränderte Lehrerrolle, etc.)
o Organisationsfähigkeit, Zeitmanagement, Innovationsfähigkeit (Nutzung
von Netzwerken), Classroom-Management sind bedeutsame Kompetenzen
(Ausstattung/Beschaffung, Gestaltung der Lernumgebung, Stundenplan,
Lehrauftrag) –
Ausbildung?
o Etc.
Eine Lehreranwärterin/Lehreranwärter bringt aus der Gesprächsrunde die
wichtigsten Erkenntnisse/Fragen in die Podiumsdiskussion ein.
4. Ergebnisse / Fragen aus den Gesprächsrunden – Forum STE-PS 1
Erkenntnisse aus dem Vortrag:
Studiertes Fach Zu unterrichtendes Fach
Offenheit, Freude der Lehrperson
3 Studien: Kompetenz, Klare Strukturierung, Offenheit, Material zum
Experimentieren
Zentral: Fachwissen
Es ist sehr komplex
Ziel bestimmt guten Unterricht
Situatives Lernen Lehrer benötigt dazu Fachwissen
Lehrer braucht viele „Werkzeuge“
Lehrer und Schüler gehen gemeinsam Lernschritte
Fachfremd unterrichten eröffnet Chancen
Fazit: Problem der Naturwissenschaften wird zum allgemeinen Problem
Lehrerrolle erwächst aus dem Kompetenzgefühl
Man kann sich nur „zurücknehmen“, wenn man Kompetenzgefühl hat
Schülerhorizont Sich nicht einmischen, sondern beobachten
Kompetenzgefühl notwendig
Widerspruch: Mut „machen zu lassen“ – Anleiten
Hoher Zeitaufwand: Recherchieren, Diagnostizieren, Material beschaffen,
Organisieren, Dokumentieren

Erweiterung des Kompetenzgefühls als Aufgabe
Mut für unbekannte Themen
Lehrer muss nicht alles wissen
Es erfordert Zutrauen fachfremde Bereiche zu unterrichten
Lehrerfortbildung
Gute Organisation und Vorbereitung
Frau Wodzinsky = Fachfrau für Physik. Und Fächerverbünde??
Selbsttätigkeit?
Bedeutung von Kooperation/ Netzwerk (Kollegium, Ateliers, Werkstatt, Ste-ps)
Bedeutung der Lernumgebung
Fachwissen ist wichtig!
Kompetenzgefühl (subjektiv) --> Interesse + Wissen
Wichtig: Kompetenzgefühl des Lehrers
Bedeutung der Lehrervariablen!
Bedeutung des Fachwissens / der Fachdidaktik
Fragen zum Vortrag:
Warum ist das Zutrauen an Geschichte größer als an Physik und Chemie?
Zeitproblem (Bsp. 6 Wochen 3 Monate)
Curriculum: Zusammenarbeit zwischen Kollegen
Stoffverteilungspläne = Inhaltsorientiert / Themenorientiert und Bildungsplan =
Kompetenzorientiert
Wie bringe ich Schule dazu die Arbeit zu ändern?
Situatives Lernen nur mit Erfahrung möglich!
Ausbildung effizienter gestalten! Wie?
Bruch zwischen Studium und Seminar!
Wozu dient das PH-Studium?
Nehme ich mich beim Experimentieren wirklich ganz raus?
Wie sieht die Lehrerrolle aus
Wie kann ich mein Kompetenzgefühl erweitern?
Wie führe ich freies Experimentieren durch?
Wie ist eine Selbstwirksamkeit erreichbar?
Wie viel Zeit benötige ich, um mich in fachfremden Themen einzuarbeiten?
Braucht man Fachwissen, um frei zu experimentieren?
Fachwissen Offen unterrichten | Wenig Fachwissen „Geschlossener“ Unt. ?
Zeitfaktor? Bildungsplan Schulbücher?
Wie kann man Kinder motivieren?
Schüler sind zu lehrerzentriert? Wie kann man das ändern? Schüler
aktivieren, zum Denken veranlassen!?
Wie kann man Schüler für „später“ für das Fach motivieren, begeistern? Wie kann
man Schüler dazu bringen?
Welchen Sinn haben Schulbücher?
Kann ein sicheres „Fachwissen“ im Fächerverbund erreicht werden? (2.
Ausbildungsabschnitt)
Wann bin ich kompetent?
Welche Kompetenzen brauchen die SchülerInnen um frei zu experimentieren?
Prozessvariablen zur Förderung der Selbstwirksamkeit???
Sind „Lehrervariablen“ überhaupt veränderbar?
Problem der Fächerverbünde lösbar?

Sonstige Aussagen:
Ausbildung PH
o Die Ausbildung an den Pädagogischen Hochschulen ist zu kurz, um die
Kompetenzen zu erlangen, die man für ein professionelles Unterrichten in
den nat.-wiss. Fächerverbünden braucht.
o Die Inhalte in der Hochschulausbildung sind zu oberflächlich
o Trotz Fächerverbünden werden an den Hochschulen meistens eher
einzelne Fächer studiert
o Das Studium ist zu kurz, um ein ausreichendes Basiswissen zu erreichen
Fächerverbünde
o Die Fachlichkeit fehlt
o In der Ausbildung sollte eher der Weg physikalischen Wissens betrachtet
werden
o Elementare Grundlagen werden benötigt, müssen nachgeholt/angeeignet
werden am Seminar, OFSA
Kompetenzen
o Das Kompetenzgefühl der Anwärter ist gering
o Möglichkeiten der Stärkung des Gefühls liegen in der Eigeninitiative des
Anwärters
o Stärkung durch Beschaffung von Material (Bsp.: „wie geht’ das“ - Bücher)
o Stärkung durch ausprobieren / an Neues heran wagen
o Auch bereits fertige Konzepte dürfen von den LA’s ausprobiert werden
(„Man muss das Rad nicht immer neu erfinden!“)
o Eigene Schlüsse aus den Erfahrungen mit bereits erarbeiteten Konzepten
ziehen, sich weiter entwickeln
Lehrerausbildung am Seminar – OFSA (Offene Seminar-Arbeit)
o Fachliche Schwächen der LA’s können individuell „nachgeholt“ und Wissen
kann erweitert werden
o OFSA ist erfolgreich, wenn der Lernentwicklungsprozess im Blick behalten
wird (nicht durch Lehrbeauftragte, sondern eigenverantwortlich durch die
LA’s)
o Der Lernentwicklungsprozess der LA’s, in Bezug auf OFSA und Schule,
sollte über längere Zeit dokumentiert werden
o Auch in der Prüfung sollten Unterschiedlichkeiten zugelassen und die
persönliche Lernentwicklung berücksichtigt werden

VI. Forum STE-PS 2
Vortrag Dr. Mirjam Steffensky, Universität Lüneburg
… mehr als Brausepulverraketen bauen? Zur Didaktik
naturwissenschaftlichen Lernens in der Grundschule und im Übergang
zu den weiterführenden Schulen
Dienstag, 30.09.2008, 14.00 – 18.00 Uhr
14.20 Uhr Vortrag:
… mehr als Brausepulverraketen bauen?
Zur Didaktik naturwissenschaftlichen Lernens in
der Grundschule und im Übergang zu den weiterführenden Schulen
Dr. Mirjam Steffensky
17.00 Uhr Podium
Dr. Miriam Steffensky
2. Vortrag Dr. Mirjam Steffensky, Universität Lüneburg

1
…mehr als Brausepulverraketen bauen?
Naturwissenschaftliches Lernen in der Grundschule und
im Übergang zu den weiterführenden Schulen
Nürtingen, 30. September 2008
Mirjam Steffensky
Agenda
Naturwissenschaftliche Grundbildung (Scientific
Literacy)
Merkmale von gutem naturwissenschaftlichem
Unterricht
Lernen beim Experimentieren
Ausblick

2
3
Entwicklung naturwissenschaftlicher
Grundbildung
Gesellschaft/Beruf
Ausbildung
Chemie
Physik
Biologie
Nawi 5/6
Nawi im SU
Elementarbereich
•Aufbau naturwissenschaftlicher
Kompetenzen als kontinuierlicher
Prozess (Rost et al. 2004)
•Orientierung an Scientific Literacy
(Gräber u.a., 2002; Norris & Phillips,
2003, Bildungsstandards, PISA)
•Bildungsanspruch an Grundschule
(vgl. Kerncurricula) und Kindergarten
(KMK, 2004)
Grundbildung-Merkmale-Experimentieren-Ausblick
4
Naturwissenschaftliche Grundbildung
(Scientific Literacy)
Scientific knowledge and use of that knowledge to identify
questions, to acquire new knowledge, to explain scientific
phenomena, and to draw evidence-based conclusions
about science-related issues;
understanding of the characteristic features of science as
a form of human knowledge and enquiry;
awareness of how science and technology shape our
material, intellectual, and cultural environments;
willingness to engage in science-related issues, and with
ideas of science, as a reflective citizen.
(OECD 2006; Norris & Phillips, 2003)

3
5
Scientific Literacy und Wissen
Scientific Literacy
Wissen
„Naturwissenschaftliches Wissen“ bezeichnet
Wissen und Verständnis zentraler Konzepte und
Theorien.
„Wissen über Naturwissenschaften“ bezeichnet
Wissen über
•Struktur und Vorgehensweisen bei der
naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung,
•die Rolle der Naturwissenschaften in unserer
Gesellschaft
•das Verhältnis zwischen Technik und
Naturwissenschaften
Ziele früher naturwissenschaftlicher Bildung
Ziele
anschlussfähiges konzeptuelles Basiswissen, das zum Vorhersagen
und Erklären genutzt werden kann,
beginnendes Verständnis naturwissenschaftlicher Denk- und
Arbeitsweisen, von Wissenschaft und wissenschaftlichem Arbeiten,
Interesse an Naturwissenschaften, am Nachdenken über
Naturwissenschaften,
Selbstvertrauen in die eigenen Fähigkeiten, etwas herauszufinden
(z.B. Harlen, 2002, NRC, 2007, Möller, 2007)

4
Forschungsbefunde zur frühen
naturwissenschaftlichen Bildung
tragfähige Vorstellungen über naturwiss. Denk- und
Arbeitsweisen (Sodian u.a. 2006; Tytler & Peterson,
2005)
anschlussfähige fachliche Konzepte (Möller u.a. 2006;
Sharp & Kuerbis, 2006)
Motivation und Interesse hoch (Prenzel u.a. 2003, Lück,
2005)

5
Concepetual-Change-Theorien
• Lerner haben bereits durch Beobachtungen,
Erfahrungen Vorstellungen entwickelt (tabula rasa)
• Lernen beinhaltet aktive
Umstrukturierungsprozesse
• gradueller Prozess
• Konzeptwechseln benötigen Zeit
(diSessa, 2006)
Konstruktiver Wissensaufbau
Bewusstmachung von Vorstellungen, Begriffen
(Vorbereitung von Konzeptwechseln)
Anregung, Vorstellungen zu versprachlichen
Anregung, eigene Ideen, Vermutungen zu überprüfen
z.B. Konfrontation mit Evidenz, die Erwartungen
widerspricht (Vermutungen aufstellen)
z.B. Anknüpfungsstrategien
(Tytler, 2002)
Konzeptwechsel-fördernde
Lernumgebungen

6
Lernumgebungen
kognitive Aktivierung
Komplexität von Aufgaben
Intensität des fachlichen Lernens
(Duit & Treagust, 2003; Lipowsky et al., 2005)
Theoretischer Hintergrund situierte Kognition
bedeutungsvolle Kontexte
alltagsnah
Anwendung
Dekontextualisierung, z.B. durch Artikulation und
Reflexion, Wiederentdeckung in variierenden Kontexten
Lernumgebungen
(Renkl, 1998)

7
Theoretischer Hintergrund: Sozialkonstruktivismus
Soziales und kooperatives Lernen
Auseinandersetzung in sozialen Austauschprozessen
Aushandeln von Deutungen
Vygotsky, 1978
Lernumgebungen
Unterstützung der Lernenden
Strukturierungsmaßnahmen z.B. im Sinne von
Scaffolding
Sequenzierung, Gliederung von Inhalten
unterstützende Gesprächsführung
Fokussierungshilfen
Denkhilfen
Hervorheben wichtiger Aussagen
advanced organizer
(Möller et al., 2006)
Lernumgebungen

8
Von Lerntheorien zu Lehrtheorien?
•Lehrtheorien lassen sich nicht aus Lerntheorien
ableiten, z.B.
•Lernen läuft selbstgesteuert ab, bedeutet nicht, dass
Selbststeuerung eine (immer) sinnvolle
Unterrichtsmethode ist
•Lernen ist ein aktiver Prozess, bedeutet nicht, dass
praktische Tätigkeiten im Unterricht immer realisiert
werden sollten
(Mayer, 2004)
Handlungssituationen im nawi Unterricht
z.B. Versuche, Experimente, Überprüfung, Anwendung
von Denk- und Arbeitsweisen…
Tendenz zu einem praktizistischen Unterricht, der wenig
auf kognitive Aktivierung abzielt
(Mayer, 2004)

9
Welche Erwartungen sind an das
Experimentieren geknüpft?
primäre Erfahrungen
Phänomene und Konzepte
verdeutlichen/veranschaulichen
Naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen
(kennen) lernen
Aufbau praktischer Fähigkeiten, spezifische Methoden
Motivation
multiple Lernzugänge
Sozialkompetenzen, z.B. Teamarbeit
(vgl. z.B. von Aufschnaiter & Riemeier, 2004)
Was wird durch Experimentieren gelernt?
Befunde zeigen, dass das Experimentieren per
se nicht die Erwartungen erfüllt, die an diese
Tätigkeit im Unterricht gestellt werden (Hofstein
& Lunetta, 2004, Euler, 2001), d.h.
ein Verständnis von Konzepten, der Aufbau von
Wissen,
ein vertieftes Verständnis naturwissenschaftlicher
Denk- und Arbeitsweisen,
die Steigerung der Motivation und die Entwicklung
eines nachhaltigen Interesses wird nicht automatisch
unterstützt.

10
Wo liegt das Problem?
z.T. Einbettung des Experiments in den Lehr-Lern-
Prozess
Planung und Auswertung des Experimentes kommt z.T.
zu kurz
nur wenig Reflexion der Aktivitäten
viel Zeit für Nebenaktivitäten
Vorschriften werden z.T. rezeptartig abgearbeitet
(Duit, 2005, Seidel & Prenzel, 2004)
Wie kann man diesen Problemen
begegnen?
klares Ziel formulieren
kognitiv aktivierend, aber nicht überfordernd
Lerner unterstützen, ihre eigenen Ideen zu formulieren
und zu erproben
Reflexion des Vorgehens
explizite Bezugnahme zu Lebenswelt
mehr Zeit für die Vor- und Nachbereitung
Versuchsserien mit Versuchen in (leicht) variierenden
Kontexten

11
Zum Beispiel Concept Cartoons
z.B. zur Vorbereitung eines
Experiments
(Naylor & Keogh, 2000)
Zum Beispiel Salz- und Süßwasser
ohne
schmecke
n geht das
nicht
mit einer
Lupe?
vielleicht
sieben?
das Wasser
verdampfen
?
(z.B. bei der Durchführung
eines Experiments:
unterschiedlich viele)
Materialien hinlegen

12
Zum Beispiel Trennung eines Salz-Sand-
Gemisches
Picknick am Strand
Gib 30 ml Wasser in das Becherglas mit dem
Salz-Sand-Gemisch
Gieße dann das Gemisch durch einen Trichter
mit einem Papierfilter und fange das Filtrat
mit einer Porzellanschale auf.
Stell die Porzellanschale mit der Lösung
auf einen Dreifuß und erhitze die
Lösung mit einem Bunsenbrenner.
Alltagsnähe
24 Grundbildung-Merkmale-Experimentieren-Ausblick

13
Dekontextualisierung
Für die Anbahnung eines Verständnisses des Messens reicht es in der
Regel nicht etwas abzuwiegen, sondern es kann mit den Kindern auch
darüber gesprochen werden,
•warum man etwas abmisst und nicht eine beliebige Menge nimmt,
•welche anderen Möglichkeiten außer z.B. dem Wiegen denkbar
wären, z.B. einheitliche Becher, eine bestimmte Anzahl von Löffeln
•welche Situationen sie kennen, in dem etwas gewogen wurde, z.B.
sie selbst beim Arzt, beim Kuchenbacken, ein Päckchen bei der Post,
•welche Dinge man noch messen kann, z.B. Länge und Zeit.
Reflexion
Transfer
Generali-
sierung
Zunehmende Schwierigkeit Prozesse
sammeln, ordnen, vergleichen
beobachten, versprachlichen, dokumentieren
Beziehungen aufstellen (wenn-dann, je-desto)
Vermutungen überprüfen
eigene Fragen stellen
systematische Experimente durchführen, entwickeln
…

14
Anregungen in Experimentiermaterialien
Häufig: Kindgemäße Erklärungen,
Phänomenorientierung (unterschiedlich nah an der
Lebenswelt der Kinder)
Selten: Anregung zu Reflexion, Transfer,
fachdidaktische Hinweise zum Lernen, zu Vorstellungen
und Unterstützung von Selbstlernprozessen
Themenbereiche vielfältig, zufällig, ungeordnet, von
unterschiedlicher Schwierigkeit und Angemessenheit
Sehr häufig Orientierung an besonderem Phänomen
(„Aha-Effekt“), z.B. Oberflächenspannung,
mögliche Probleme
Inselwissen, d.h. keine anschlussfähigen
Basisqualifikationen
Erklärungen werden den Kindern übergestülpt
(„Halbwissen“, unverstandene Begriffe,
„Naturwissenschaft ist nur etwas für Experten“)
Vorstellungen von Experimenten als Möglichkeiten zur
Erzeugung eines Phänomens (und nicht als Methode,
Ideen und Vermutungen zu überprüfen)
Dopplung (und mehr) von Themen und Versuchen
(Elementarbereich-5/6)

15
Ausblick
Forschung
Untersuchungen zur
Entwicklung von Kompetenzen
Untersuchungen zur
Unterstützung der Entwicklung
von Kompetenzen
Praxis
kritische Analyse von
Angeboten, Entwürfen
stärkere Berücksichtigung von
Vorstellungen ihres
konstruktiven Aufbaus
Vernetzung Kita und WS
Forschung und Praxis
Identifizierung geeigneter Themen, Inhalte und Versuche für die
jeweiligen Ebenen
Konzeption, Erprobung, Evaluation und Weiterentwicklung von
Einheiten
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
steffensky@uni-muenster.de

16
Literaturauswahl
Duit, R., & Treagust, D. F. (2003). Conceptual change: A powerful framework for improving science teaching and learning. International Journal of
Science Education, 25(6), 671– 688.
Euler M. (2002), Lernen durch Experimentieren. In Ringelband U., Prenzel, M., Euler, M. (Hrsg.): Lernort Labor. Initiativen zur
naturwissenschaftlichen Bildung zwischen Schule, Forschung und Wirtschaft. Bericht über einen Workshop. IPN: Kiel, 13-42.
Gräber W., Nentwig P., Koballa, T., Evans R. (Hrsg.) (2002). Scientific Literacy. Der Beitrag der Naturwissenschaften zur Allgemeinen Bildung.
Leske + Budrich, Opladen.
Harlen, W. (1999), Effective Teaching of Science. A review of Research. SCRE-Publication 142, 75 ff.
Harlen, W. (2004), Evaluating Inquiry-Based Science Developments, National Academy of Sciences.
Hofstein, A., Lunetta, V. (2004). The laboratory in science education: Foundations for the twenty- first century. Science Education, 88, 28-54.
Kultusministerkonferenz (2004), Bildungsstandards im Fach Chemie für den Mittleren Schulabschluss (Jahrgangsstufe 10), Luchterhand.
Kultusministerkonferenz (2004). Gemeinsamer Rahmen der Länder für die frühe Bildung in Kindertageseinrichtungen. Beschluss der
Kultusministerkonferenz vom 03./04.06.2004. KMK:Berlin.
Lück, G. (2000). Interesse und Motivation im frühen Kindesalter. Untersuchungen zur Primärbegegnung mit Naturphänomenen im Vorschulalter.
In: Brechel, R. (Hrsg.): Zur Didaktik der Physik und Chemie. Probleme und Perspektiven, 32-44.
Mayer, R. E. (2004). Should there be a three strikes rule against pure discovery learning? The case for guided methods of instruction. American
Psychologist, 59(1), 14-19.
Möller, K., Hardy, I., Jonen, A., & Kleickmann, T. (2006). Naturwissenschaften in der Primarstufe. Zur Förderung konzeptuellen Verständnisses
durch Unterricht und zur Wirksamkeit von Lehrerfortbildungen. In M. Prenzel & L. Allolio-Näcke (Eds.), Untersuchungen zur Bildungsqualität von
Schule. Abschlussbericht des DFG-Schwerpunktprogramms. BiQua (pp. 161-193). Münster: Waxmann.
Möller, K. „Primary Science“ – ein internationaler Überblick. In: D. Höttecke (Hrsg.): Naturwissenschaftlicher Unterricht im internationalen
Vergleich. Münster: Lit-Verlag, 98-121.
Naylor, S. & Keogh, B. (2000). Concept cartoons Science Education. Cheshire: Milligate House Publisher.
Norris, S. P., Phillips, L. M. (2003). How Literacy in Its Fundamental Sense Is Central to Scientific Literacy. Science Education 87/2, 224-240.
Tytler, R. (2002). Teaching for understanding in science: Student conceptions research, and changing views of learning. Australian Science
Teachers Journal, 48(3), 14-21.

• Austausch zum Vortrag – Offene Fragen
• Impulse / Fragen von Lehreranwärterinnen und Lehreranwärtern
o Was sind die Bausteine einer naturwissenschaftlich-technischen
Grundbildung?
o Wie müssen Experimente eingebunden werden, um einen erkenntnis-
geleiteten Lernprozess zu initiieren?
o Wie führe ich Schüler zum (freien) Experimentieren?
o Wie bringe ich Schüler dazu, Vermutungen und Fragestellungen zu äußern?
o Wie finde ich schüler- und altersgerechte Problemstellungen? („Wie macht
man ein Problem zum Problem des Schülers?“)
o Was sind aktuelle Erkenntnisse zur did. Struktur eines Experiments?
o Freies Experimentieren versus Sicherheit?!
o
o
• Eine Lehreranwärterin bringt aus der Gesprächsrunde die wichtigsten
Erkenntnisse / Fragen in die Podiumsdiskussion ein.
Einfache Experimente
Auswertung / Gespräche sind wichtig!
Freies Experimentieren Kinder kommen zu einem Ergebnis
„Fragenspeicher“ anlegen
Erfolgszuversicht des Lehrers Erfolgszuversicht des Lerners
Kontextorientierung / Experimente in Themen einbinden
Experimente zu einem Produkt führen (Herstellung, Ausstellung, …)
Wenige Experimente mehr Buch
Viele vorgeschriebene Experimente im Bildungsplan Weniger ist mehr!
Wichtig: Nachhaltigkeit von Experimenten
Versprachlichung der Erkenntnisse ist wichtig!
Vor- und Nachbereitung von Experimenten!
Genügend Zeit für die Erfassung von Präkonzepten einräumen.
Merkmale von lernwirksamem naturwissenschaftlichen Unterrichts gelten auch für
andere Fächer Chancen für fächerübergreifende Arbeit.
Fragen zum Vortrag:
Freies Experimentieren Sicherheit?
Brauchen wir psychologische Kenntnisse zum Interpretieren von
Schülerzeichnungen?
Wie merke ich, dass ein Konzeptwechsel erfolgreich war?
Wie fange ich an?

Welche Experimente eignen sich?
Wie wähle ich Experimente aus?
Differenzierung?
Welche Themen für welche Altersklasse? (Kita, 1/2, 3/4, 5/6, …)
Welche Möglichkeiten zur Vorbereitung und Reflexion (von Experimenten) gibt es?
Wird das Experimentieren entsprechend benotet? Lernhemmung
Sind Aha-Effekte für die Motivation wichtig?
Welche Methoden gibt es, um Schüler dazu zu bringen Fagestellungen zu äußern?

VII. Forum STE-PS 3
Vortrag Dr. Cornelia Sommer, Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Dienstag, 07.10.2008, 14.00 – 18.00 Uhr
14.20 Uhr Vortrag:
Dr. Cornelia Sommer
17.00 Uhr Podium
Dr. Cornelia Sommer
2. Vortrag Dr. Cornelia Sommer, Leibniz-Institut für die Pädagogik der

Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften an der Universität Kiel
Cornelia Sommer
Naturwissenschaftliche
Kompetenzen von Primarschülern
Forum STE-PS am 7.10.08

Cornelia Sommer
Kompetenzen
Krise Schul-
vergleichsstudien
Wissenschaftliche
Definitionen für
Kompetenzen
Struktur-
modell
Stufen-
modell
Entwicklungs-
modell
Bildungs-
standardsFachdidaktische
Forschung
Unterricht
Normatives
Modell
Deskriptives
Modell
Schüler
Lehrkräfte

Cornelia Sommer
Modell der Funktionsweise von Bildungssystemen
Kontext
Lehrer(fort)bildung, Schulpolitik,
professionelle (Lehrer), familiale
und peer-bezogene (Schüler)
Unterstützungssysteme
Input
Materiale und personale
Ressourcen, Lehrpläne,
Stundentafeln,
Regelungen
Prozess
Schulkultur, Praktiken
von Lehren und
Lernen,
Lerngelegenheiten und
ihre Nutzung
Output
Lernergebnisse,
(über-)fachliche
Leistungs- und
Wirkungsprofile
nach Oelkers/Reusser 2008
Der heutige Diskurs über Bildungsstandards geht zurück auf einen
Wechsel in der Perspektive der Bildungspolitik. Die politische
Aufmerksamkeit richtete sich bisher auf die Systemeingänge. Die Qualität
der Prozesse, bzw. der Kontexte und der Resultate wurden nicht
sonderlich beachtet. Die Verschiebung der Aufmerksamkeit auf die
Output-Seite hat zu tun mit der Frage der Effektivität, als des Einsatzes
von Ressourcen, die nur mit Ergebnissen beantwortet werden kann.
Im Rahmen dieser Perspektivenerweiterung haben Bildungsstandards an
Bedeutung gewonnen. Die Bedeutung zeigt sich nicht nur im Wandel der
Expertensprache, sondern auch in Veränderungen der Politik. Die
Aufmerksamkeit richtet sich nun auch auf die Resultate des Unterrichts
und damit zusammenhängend auf die Leistungen des Schulsystems
insgesamt.
Der Wandel betrifft mehr als nur die Leistungen der Schüler, die ja auch
bisher schon beurteilt wurden. Die Diskussion über Bildungsstandards
steht im Zusammenhang mit Konzepten der Qualitätssicherung.
3

Cornelia Sommer
Standards sind nicht neu
Standards legen für einen bestimmten Geltungsbereich
Maßstäbe oder Verfahren fest. Sie bestimmen so den
Erwartungshorizont und reglementieren die Praxis.
Historische Standards z.B. für
• Praxis des Unterrichtens
• gleiche oder ähnliche Lehrbücher auf gleichen Stufen
• Versetzung von Schülern in höhere oder niedrigere Stufen
• Verteilung der Lernzeit auf Unterrichtsfächer
• Zeittakt des Unterrichts
Qualitätssicherung in Schulen ist nicht neu. Es gab auf verschiedenen
Systemebenen schon immer Standards.
Auf allgemeiner Ebene legen Standards Maßstäbe oder Verfahren für
einen bestimmten Geltungsbereich fest. Sie bestimmen so den
Erwartungshorizont und reglementieren die Praxis.
Standards sind historisch gewachsenen z.B.
-Für die Praxis des Unterrichtens: Einführung neuer Lehrmittel wie der
großen Landkarten, Lernhilfen wie Lesekarteien, Formen von
Klassenarbeiten, Rückmeldungen von Lehrkräften auf Leistungen usw.
- darüberhinaus aber auch für Lehrbücher, die auf gleichen Stufen gleich
eingesetzt werden, es gibt Standards für Versetzungen oder
Sitzenbleiben, für Verteilung der Lernzeit auf Unterrichtsfächer, für den
Zeittakt des Unterrichts.
Standards sind also nichts grundsätzlich Neues, weder als Teil des realen
Schulgefüges, noch als Voraussetzung für die Gleichheit der
Bildungschancen in einem stark individualisierten Berufsfeld.
Was ist dann neu in der Diskussion um Bildungsstandards?
4

Cornelia Sommer
Was ist neu an Diskussion um Bildungsstandards?
Grundsätzlich neu sind Funktion und Ausgestaltung von
Standards sowie deren Platzierung im gesamten
Bildungssystem.
Output-Steuerung: objektive, regelmäßig überprüfte
Leistungen der Schule, gemessen an den
Lernergebnissen der Schüler
Grundsätzlich neu sind Funktion und Ausgestaltung von Standards sowie
deren Platzierung im gesamten Bildungssystem.
Bislang wurden die Ergebnisse des Unterrichts zwar auch schon
gemessen, dies geschah aber auf der Ebene der einzelnen Lehrer.
Schulnoten wurden und werden aus der Sicht der Lehrkraft vergeben, sie
orientieren sich damit am Klassendurchschnitt und erfassen nicht oder nur
oberflächlich eine tatsächlich erreichte, durch Fachstandards
umschriebene Kompetenz, weil qualitativ-inhaltliche Bezugsnormen
fehlen.
Man kann nun argumentieren, die Noten wären an den Zielvorgaben der
Lehrpläne orientiert. Aber diese Lehrpläne sind in aller Regel überfrachtet
und lassen zugleich viel offen. Praktisch beziehen sich die Leistungen der
Schüler auf Aufgaben aus Lehrmitteln. Diese Lehrmittel sind aber
wiederum oft nur schwach zielorientiert, taugen damit auch nur schlecht
zur Lernzielüberprüfung.
Was Schülerinnen und Schüler am Ende eines Lernprozesses tatsächlich
wissen oder können, muss anders bestimmt werden.
5

Cornelia Sommer
Konzepte im Zusammenhang mit der Output-Orientierung
- Ist nicht Intelligenz: kontextfreie, kognitive Disposition, sondern
bezieht sich auf wissensbasierte Fähigkeiten in bestimmten
kulturellen und lebensweltlichen Domänen
Kompetenz ist domänenspezifisch
Kompetenz Bildungsstandards
- Ist keine Schlüsselkompetenz: hohe Generalisierbarkeit der
Leistungsfacetten, sondern Bezug zu Lernbereichen (Weinert
1999, 2001).
A competence is the ability to successfully meet complex demands
in a particular context (DeSeCo 2003).
Kompetenz ist kontextspezifisch
?
In der politischen Neuorientierung am Output von Lernprozessen geht es
um verschiedene Konzepte, die zum Teil unterschiedliche Bezüge haben.
Es geht um Konzepte wie Kompetenz, Feedback und Evaluation,
Standards und Implementation. Um die Erläuterung der Konzepte
Kompetenz und Bildungsstandards soll es jetzt noch einmal gehen:
Was ist eine Kompetenz?
Das Konzept des Kompetenzbegriffs lässt sich abgrenzen von anderen
Konzepten:
- Es ist nicht Intelligenz: Intelligenz wird im allgemeinen beschrieben als
eine kontextfreie, kognitive Disposition. Im Gegensatz dazu beziehen sich
Kompetenzen auf wissensbasierte Fähigkeiten in bestimmten
kulturellen und lebensweltlichen Domänen.
-Kompetenzen sind keine übergeordneten Fähigkeiten, die heute gerne
auch als Schlüsselkompetenzen bezeichnet werden. Schon Weinert hat
sie dagegen abgegrenzt, in dem er feststellte, dass das auszeichnende
Merkmal von Schlüsselkompetenzen die Generalisierbarkeit der
Leistungsfacetten sei. Kompetenzen haben nach Weinert immer einen
Bezug zu einem Lernbereich.
- Kompetenzen sind erlernbar: d.h. sie sind erworbene Handlungs-
Operations- und Begriffsschemata, die Personen dazu befähigen sollen,
innerhalb bestimmter bereichsspezifischer Rahmen Probleme zu lösen
6

Cornelia Sommer
Konzepte im Zusammenhang mit der Output-Orientierung:
Kompetenz
- Bezieht sich auf das Problemlösen: Kompetenzen sind die bei
Individuen verfügbaren oder durch sie erlernbaren kognitiven
Fähigkeiten und Fertigkeiten, bestimmte Probleme zu lösen, sowie
die damit verbundenen motivationalen, volitionalen und sozialen
Bereitschaften und Fähigkeiten, um die Problemlösung in variablen
Situationen erfolgreich und verantwortungsvoll nutzen zu können
(Weinert 2001)
- Ist mehr als Wissen, es gehören noch allg. kognitive Fähigkeiten
dazu, Erfahrungen und Routinen, fachbezogenes Gedächtnis
usw. Aber: Ohne Wissen nützt die beste Kompetenz nichts.
- Ist erlernbar: erworbene Handlungs-, Operations- und
Begriffsschemata, die Personen dazu befähigen (sollen),
innerhalb bestimmter bereichsspezifischer Rahmen Probleme zu
lösen (Aebli 1980/1981)
- Kompetenzen beziehen sich auf das Problemlösen. Dies ergibt sich aus
der allgemein bekannten Definition von Weinert. …
- Eine Kompetenz wird zwar durch kognitive Fähigkeiten und Fähigkeiten
beschrieben, sie ist aber mehr als Wissen: Kompetenzen werden
bestimmt von allgemeinen kognitiven Fähigkeiten, vom Wissen, von
Erfahrungen und Routinen, vom fachbezogenen Gedächtnis usw. Das
zeigt aber auch, dass Wissen eine grundlegende Voraussetzung für
Kompetenz ist: Ohne Wissen nützt die beste Kompetenz nichts.
- Eine Kompetenz bezieht sich eigentlich auf mehr als den kognitiven
Bereich: A competence is not reducible to ist cognitive dimension
(DeSeCo 2003). Das heißt, die motivationale, volitionale und soziale
Disposition zu ihrer Nutzung gehören laut Weinerts Definition auch
maßgeblich dazu. Allerdings ist es äußerst schwierig, insbesondere
volitionale und soziale Dispositionen im Sinne der Kompetenzmessung zu
testen, geschweige denn Maße oder Standards festzulegen. In der
Forschung hat man den Kompetenzbegriff daher weitgehend auf die
kognitive Dimension beschränkt: Im Sinne einer inhaltlichen Fokussierung
des DFG-Schwerpunktprogrammes beschränkt sich der hier verwendete
Kompetenzbegriff auf kognitive Dispositionen (SPP-Antrag, Klieme)
7

Cornelia Sommer
Kompetenz
- Muss mit unterschiedlichen Prozessen ihrer Erreichung verknüpft
werden: individuelle Förderung, Kompetenzbezogenes Lehren
- Bezieht sich eigentlich auf mehr als den kognitiven Bereich: A
competence is not reducible to ist cognitive dimension (DeSeCo
2003). Wird aber in der Leistungsmessung und Forschung auf
den kognitiven Bereich eingeschränkt: Im Sinne einer inhaltlichen
Fokussierung des DFG-Schwerpunktprogrammes beschränkt
sich der hier verwendete Kompetenzbegriff auf kognitive
Dispositionen (SPP-Antrag, Klieme)
Kompetenzbegriff hat auch praktische Bedeutung
für Unterrichtsgestaltung:
Nur was gelehrt wird, kann auch gelernt werden!
- Ziele für Fähigkeiten und Fertigkeiten wurden bislang für alle
Schülerinnen und Schüler einigermaßen gleich definiert. Kompetenzen
dagegen müssen auch mit Prozessen ihrer Erreichung verknüpft sein. Da
dieses Kompetenzerreichen eine persönliche Leistung ist, muss es auch
mit unterschiedlichen Prozessen ihrer Erreichung verknüpft sein. Und
damit eng zusammen hängt das kompetenzbezogene Lehren, denn es
reicht nicht, Inhalte nur auf Kompetenzziele hin zu formulieren, sie
müssen auch vermittelt werden.
Ich habe sie mit dieser Auflistung nicht geplagt, um eine theoretische
Basis für die Vorstellung der Forschungsansätze zu haben, sondern auch,
weil diese Auflistung ganz praktischen Bezug zu ihrer Arbeit als Lehrer
hat. Da in aller Regel nur das gelernt werden kann, was auch gelehrt wird,
hat diese Auflistung auch große Bedeutung für die Unterrichtsgestaltung:
die genannten Anforderungen oder Bezüge einer Kompetenz müssen bei
der Konzipierung eines Lernangebots berücksichtigt werden, damit ein
erfolgreicher Kompetenzerwerb möglich wird!
-
8

Cornelia Sommer
Kompetenzbegriff: Praktische Bedeutung für die
Konzeption von Lernangeboten
Nur was gelehrt wird,
kann auch gelernt werden!
Kompetenzfördernde
Lernangebote:
- sind domänenspezifisch
- sind kontextspezifisch
- beziehen sich auf Problemlösen
- verlangen mehr als Wissen,
benötigen aber Wissen
- verbinden kognitive mit
motivationalen, volitionalen und
sozialen Anforderungen

Cornelia Sommer
Kompetenz Bildungsstandards
- Bildungsstandards sind im output-orientierten Bildungssystem ein
zentraler Teil der Qualitätssicherung.
- Allgemein wird der Ausdruck „Standard“ mit einer doppelten
Bedeutung gebraucht, als Ziel und als Maß der Zielerreichung.
Förderung von
Kompetenzen
Prüfung von
Kompetenzen
Zurück zu den Konzepten im modernen Bildungssystem: Schauen wir uns
noch einmal die Standards an:
-Bildungsstandards sind im output-orientierten Bildungssystem ein
zentraler Teil der Qualitätssicherung. Sie sollen entwickelt und eingeführt
werden, um den Prozess der output-Steuerung zu intensivieren und zu
beschleunigen.
-Allgemein wird der Ausdruck „Standard“ mit einer doppelten Bedeutung
gebraucht, als Ziel und als Maß der Zielerreichung. Das unterscheidet
die Standards von den bisherigen Zielen. Für die Ziele war wichtig, wie sie
zustande kamen und auf welchen Ebenen sie formuliert wurden. Für die
Standards ist es aber auch von elementarer Bedeutung, ob und vor allem
wie diese Ziele auch erreicht werden.
Diese beiden Foki, auf die Bildungsstandards ausgerichtet sind, führen zu
einem grundsätzlich verschiedenen Umgang mit Kompetenzen.
Werden Standards als das Ziel eines Lehr- und Lernprozesses gesehen,
dann hat dies etwas mit der Förderung von Kompetenzen zu tun. Nimmt
man dagegen Standards als Maßstab für die Erreichung eines
Bildungsziels, dann geht es darum, erreichte Kompetenzen zu messen.
10

Cornelia Sommer
Bildungsstandards
- Standards müssen präzise inhaltliche Vorgaben für die
Lernerwartungen machen: Die Lehrkräfte müssen wissen, was
von den Schülern erwartet wird und sie ihren Unterricht so
einrichten, dass er den Schülern hilft, auch tatsächlich lernen zu
können, was von ihnen erwartet wird (Ravitch 1995).
- Standards müssen verschiedene Niveaustufen der Leistung
unterscheiden, damit auch heterogene Schülerschaft individuell
gefördert werden kann.
Standards sollten festlegen: Inhalte, Leistungsniveaus und
Ressourcen (Ravitch 1995).
- Standards sollten auch die Ressourcen festlegen, die die
Möglichkeiten des Lernens bestimmen: Finanzmittel, Kompetenz
der Lehrkräfte, Qualität der Lehrmittel und –medien, Fortbildungs-
und Unterstützungssysteme, Lern- und Arbeitsbedingungen,
Wertschätzung des Fachs usw.
Standards sollten eigentlich drei Bereiche von Festlegungen machen:
Standards sollten Inhalte, Leistungsniveaus und Ressourcen festlegen
(Ravitch 1995).
-Standards müssen präzise inhaltliche Vorgaben für die
Lernerwartungen machen: Die Lehrkräfte müssen wissen, was von den
Schülern erwartet wird und sie ihren Unterricht so einrichten, dass er den
Schülern hilft, auch tatsächlich lernen zu können, was von ihnen erwartet
wird. Ansonsten kommt der Lernerfolg mehr oder weniger zufällig
zustande und wird sehr stark von der sozialen Herkunft bestimmt.
-Standards müssen verschiedene Niveaustufen der Leistung
unterscheiden. Hinter den traditionellen Lehrplänen stand die Erwartung,
dass alle Schülerinenn und Schüler mehr oder weniger das gleiche Ziel
erreichen können oder müssen. Dass dies nicht möglich ist, steht
vermutlich außer Frage. Damit auch eine heterogene Schülerschaft
individuell gefördert werden kann, müssen deshalb Kompetenzen in
verschiedenen Niveauanforderungen formuliert sein.
- Standards sollten auch die Ressourcen festlegen, die die Möglichkeiten
des Lernens bestimmen: Finanzmittel, Kompetenz der Lehrkräfte, Qualität
der Lehrmittel und –medien, Fortbildungs- und Unterstützungssysteme,
Lern- und Arbeitsbedingungen, Wertschätzung des Fachs usw. Dahinter
steht die politische Forderung, dass die Erwartungen an die Lehrenden
und Lernenden nicht erhöht werden können, ohne gleichzeitig die
Ressourcen zu verbessern. (Es ist ein wenig beachtetes Resultat der
ersten PISA- Studie, dass die vor Ort vorhandenen schulischen
Möglichkeiten des Lernens, also die Ressourcen, den gewichtigsten
internen Faktor ausmachen, um die Leistungen der Schüler zu
beeinflussen (OECD 2001, S. 241ff.)
11

Cornelia Sommer
Was sind gute Bildungsstandards?
Hans Traxlers Karikatur (in Klant 1983, 25)

Cornelia Sommer
Praxis: Was sind gute Bildungsstandards?
• Fachlichkeit: sind auf bestimmten Lernbereich
bezogen
• Fokussierung: konzentrieren sich auf einen
Kernbereich
• Kumulativität: zielen auf kumulatives, systematisch
vernetztes Lernen
• Verbindlichkeit für alle: beschreiben
schulartübergreifende Mindeststandards (!)
• Differenzierung: beschreiben verschiedene
Kompetenzstufen und machen damit
Lernentwicklungen sichtbar
• Verständlichkeit: klar, knapp und nachvollziehbar
formuliert
• Realisierbarkeit: stellen Herausforderung dar, sind
aber mit realistischem Aufwand realisierbar
(Klieme/Avenarius/Blum 2003)
• Fachlichkeit: Bildungsstandards sind jeweils auf bestimmten
Lernbereich bezogen und arbeiten die Grundprinzipien der Disziplin
bzw. des Unterrichtsfachs klar heraus.
• Fokussierung: Die Standards decken nicht die gesamte Breite des
Lernbereichs, bzw. des Fachs in all seinen Verästelungen ab, sondern
konzentrieren sich auf einen Kernbereich.
• Kumulativität: Standards beziehen sich auf die Kompetenzen, die bis zu
einem Bestimmten zeitpunkt im Laufe der Lerngeschichte aufgebaut
worden sind. Damit zielen sie auf kumulatives, systematisch vernetztes
Lernen.
• Verbindlichkeit für alle: Standards drücken die Mindestvoraussetzungen
aus, die von allen Lernenden erwartet werden. Diese Mindeststandards
müssen schulformübergreifend für alle Schüler gelten. (!) (An dieser
Stelle merkt man, dass nicht alles wie ursprünglich konzipiert
umgesetzt wurde. Wie Sie wissen, stellen die von der KMK formulierten
Bildungsstandards ja Regelstandards dar.
• Differenzierung: Die Standards legen nicht nur eine Messlatte an,
sondern differenzieren Kompetenzstufen, die über und unter, bzw. vor
und nach dem Erreichen des Mindestniveaus liegen. Sie machen damit
Lernentwicklungen sichtbar und ermöglichen weitere Abstufungen oder
Profilbildungen.
• Verständlichkeit: die Bildungsstandards sollten klar, knapp und
nachvollziehbar formuliert sein.
• Realisierbarkeit: Die in den Bildungsstandards dargestellten
Anforderungen stellen eine Herausforderung für die Lehrenden und
Lernenden dar, sind aber mit realistischem Aufwand realisierbar
13

Cornelia Sommer
Bildungsstandards
Standards sind Festlegungen von
Inhalten, Zielen oder Maßstäben und
Ressourcen, mit denen die
Lernprozesse von Schülern
beeinflusst und verbessert werden
sollen. (Ravitch 1995).
- Aufnahme von Aufgaben und
Leistungen in ein Programm
- Abverlangen der Leistung
- Überprüfung der Zielerreichung
Bildungsstandards
Standards sind Festlegungen von
Inhalten, Zielen oder Maßstäben und
Ressourcen, mit denen die
Lernprozesse von Schülern
beeinflusst und verbessert werden
sollen. (Ravitch 1995).
- Aufnahme von Aufgaben und
Leistungen in ein Programm
Kompetenz
Kompetenz ist die persönlich
erreichte und automatisierte
Fähigkeit , in bestimmten
Wissensdomänen und nach
Abschluss vieler verschiedener
Lernsequenzen in begrenzter
Generalisierung auf neue
Anforderung hin Probleme lösen
zu können (Oelkers/Reusser
2008)
Kompetenz
Kompetenz ist die persönlich
erreichte und automatisierte
Fähigkeit , in bestimmten
Wissensdomänen und nach
Abschluss vieler verschiedener
Lernsequenzen in begrenzter
Generalisierung auf neue
Anforderung hin Probleme lösen
zu können (Oelkers/Reusser
2008)
Die Bildungsstandards legen fest, welche Kompetenzen die Schüler bis zu
einer bestimmten Jahrgangsstufe erworben haben sollen. Die Kompetenzen
werden so konkret beschrieben, dass sie in Aufgabenstellungen umgesetzt
und prinzipiell mit Hilfe von Testverfahren erfasst werden können
(Klieme/Avenarius/Blum 2003)
Standards sind also Festlegungen von Inhalten, Zielen oder Maßstäben
und Ressourcen, mit denen die Lernprozesse von Schülern beeinflusst
und verbessert werden sollen. (Ravitch 1995). Sie haben 3 Kriterien:
- Aufnahme von Aufgaben und Leistungen in ein Programm
Eine Kompetenz ist die persönlich erreichte und automatisierte Fähigkeit ,
in bestimmten Wissensdomänen und nach Abschluss vieler verschiedener
Lernsequenzen in begrenzter Generalisierung auf neue Anforderung hin
Probleme lösen zu können (Oelkers/Reusser 2008)
Die Verbindung zwischen diesen beiden Konzepten besteht darin, dass
die Bildungsstandards festlegen, welche Kompetenzen die Schüler bis zu
einer bestimmten Jahrgangsstufe erworben haben sollen. Die
Kompetenzen werden so konkret beschrieben, dass sie in
Aufgabenstellungen umgesetzt und prinzipiell mit Hilfe von Testverfahren
erfasst werden können (Klieme/Avenarius/Blum 2003)
14

Cornelia Sommer
Kompetenzen und Bildungsstandards
Allgemein wird der Ausdruck „Standard“ mit einer doppelten
Bedeutung gebraucht, als Ziel und als Maß der Zielerreichung.
Förderung von
Kompetenzen
Prüfung von
Kompetenzen
Nötig sind bereichsbezogene Struktur-, Niveau- und
Entwicklungsmodelle
Nötig sind bereichsbezogene Struktur-, Niveau- und
Entwicklungsmodelle
Bildungspläne mit
Kompetenzbeschreibungen
Erfahrungsbasiert, kein
empirischer Nachweis
Leistungsstandserhebungen,
International.
Schulleistungsuntersuchungen
Empirische Daten, post-hoc
Ableitung deskriptiver Modelle
Da wir nun den theoretischen Zusammenhang zwischen Standards und
Kompetenzen geklärt haben, möchte ich noch einmal zurückkommen auf
die Folgen für den Umgang mit den Kompetenzen:
Ich habe schon dargestellt, dass es seinen Unterschied macht, ob ich
Standards als Ziel betrachte – dann muss ich zur Zielerreichung
Kompetenzen fördern, oder ob ich Standards als Maß der Zielerreichung
in den Blick nehme, dann beschäftige ich mich mit der Prüfung einer
erreichten Kompetenz. In beiden Fällen benötigt man jedoch Modelle zur
Struktur, zu den Niveaus und zur Entwicklung der jeweiligen
bereichsbezogenen Kompetenz. So ist zumindest die Forderung aus Sicht
der Bildungswissenschaftler, die zur Umsetzung dieser Aufgaben eine
Basis an empirisch bestätigten Modellen als wesentliche Grundlage
ansehen.
Und nun kommt der Moment, an dem ich Sie vermutlich sehr enttäuschen
muss: es gibt noch so gut wie keine Modelle dieser Art für die
Naturwissenschaften im Primarbereich. Nun werden Sie protestieren und
sagen, wir haben doch Bildungspläne, in denen Kompetenzen formuliert
sind! Ja, aber: diese Bildungspläne sind erstellt worden auf der Basis der
Erfahrung im Unterrichten verschiedener Inhalte, sie sind nicht empirisch
abgesichert. D.h. es wurde niemals empirisch überprüft, ob die
beschriebenen Kompetenzen bei Kindern der entsprechenden Altersstufe
tatsächlich im vermuteten Ausmaß vorhanden sind, ob sich die
angenommenen Niveaustufen tatsächlich so in der Realität wieder finden
oder ob sich eine Kompetenz bei einem Schüler tatsächlich in der
angenommenen Weise entwickelt. Für all das gibt es gute Gründe
anzunehmen, dass die Erfahrungen tragen werden, aber sie sind nicht
empirisch belegt!
Auf der anderen Seite sieht es nicht besser aus: Es werden überall
L i t t d h b V l i h b it i t ti l
15

Cornelia Sommer
Fachdidaktische Forschung
Forschung
Normative
Modelle:
beschreiben die
Fähigkeiten, die
vorhanden sein sollen
Normative
Modelle:
beschreiben die
Fähigkeiten, die
vorhanden sein sollen
Deskriptive
Modelle:
Beschreiben typische
Muster von
Fähigkeiten, die man
bei Schülern tatsächlich
findet
Deskriptive
Modelle:
Beschreiben typische
Muster von
Fähigkeiten, die man
bei Schülern tatsächlich
findet
Empirische
Überprüfung:
Wie verhalten sich die
Schüler?
Empirische
Überprüfung:
Wie verhalten sich die
Schüler?
Was macht die Forschung nun?
Die Forschung erstellt, modelliert und prüft Kompetenzmodelle. Zugespitzt
könnte man sagen: Die Forschung versucht, den bildungspolitischen
Beschlüssen hinterherzuforschen, in dem sie die Kompetenzmodelle
untersucht, die laut Expertengutachten Grundlage des gesamten
Prozesses sein müssten.
Das Kerngeschäft der Forschung ist also, normative Modelle aus der
Theorie abzuleiten. Normative Modelle beschreiben damit Fähigkeiten,
von denen man theoriegeleitet annimmt, dass sie bei den Schülern
vorhanden sein sollen.
Dann beschäftigt man sich mit der empirischen Prüfung dieser normativen
Modelle: man operationalisiert das normative Modell, entwickelt
Testinstrumente und prüft damit, wie sich die Schüler tatsächlich
verhalten.
Das Ergebnis dieser Untersuchung ist ein deskriptives Modell, das
beschreibt, welche typischen Muster von Fähigkeiten man bei den
Schülern tatsächlich findet. Dieses deskriptive Modell stimmt nun mehr
oder weniger mit dem normativen Modell überein, das dann aufgrund der
empirischen Daten überarbeitet wird.
16

Cornelia Sommer
Kompetenzmodelle
Strukturmodell:
beschreibt die zu
einer Kompetenz ge-
hörigen Teilbereiche
Niveaumodell:
beschreibt die
Abstufungen einer
Kompetenz
Entwicklungsmodell:
beschreibt die Abfolge
des Aufbaus einer
Kompetenz
Dimensionen Komponenten
Ballsport
Geräteturnen
Bodenturnen
Tischtennis Volleyball Fussball
Reck Barren Stufenbarren
1. Rolle vorwärts
2. Luftrolle
3. Gestandener Salto
Gestuft?
Qualitativ unterschiedlich?
Parallel?
Wir hatten eben schon mal gesehen, dass zur Förderung und Prüfung von
Kompetenzen laut Expertengutachten verschiedene Formen der
Kompetenzbeschreibung vorhanden sein müssten:
-Strukturmodelle, die die zu einer Kompetenz gehörigen Teilbereiche
beschreiben
-Niveaumodelle, die die Abstufungen einer Kompetenz beschreiben
-Entwicklungsmodelle, die die Abfolge des Aufbaus einer Kompetenz
beschreiben.
17

Cornelia Sommer
Kompetenzmodelle
Strukturmodell:
beschreibt die zu
einer Kompetenz ge-
hörigen Teilbereiche
Niveaumodell:
beschreibt die
Abstufungen einer
Kompetenz
Entwicklungsmodell:
beschreibt die Abfolge
des Aufbaus einer
Kompetenz
National Curriculum for England – Science
• 4 Bereiche:
− naturwissenschaftliches Arbeiten
− Leben
− Materie und ihre Eigenschaften
− Physikalische Vorgänge
• 9 Stufen:
− einfache Erklärungen von Phänomenen (Stufe 1-3)
− systematische eigene Untersuchungen, Schlüsse ziehen (Stufe 4/5)
− quantitative Betrachtungen (Stufe 6/7)
− Verständnis des Nutzens von Modellen (Stufe 8/9)
• 4 Entwicklungsstadien:
− Beginn bis Ende Pflichtschulzeit
− Zielvorgaben: zu erreichende Levels am Ende bestimmter Entwicklungsstadien
Ein Beispiel ist das Kompetenzmodell für Science aus England: es
beschreibt 4 Bereiche, die sich auf Inhalte beziehen. Diese Bereiche
definieren, was Science ist.
Es hat 9 Stufen, die Steigerungen der Kompetenzausprägung
beschreiben. Und es enthält Zielvorgaben für 4 Entwicklungsstadien, d.h.
es wird festgelegt, welche Teilkompetenz sich wie über die Altersstufen
hin entwickeln sollte.
18

Cornelia Sommer
Bundesweite Bildungsstandards in den Naturwissenschaften
für
Hauptschul-
abschluss (9)
für
Hauptschul-
abschluss (9)
für Mittleren
Schulabschluss
(10)
für Mittleren
Schulabschluss
(10)
für
Primarstufe
(4)
für
Primarstufe
(4)
Kompetenzbereiche: Biologie, Chemie, Physik
Fachwissen [Lebewesen], Phänomene, Begriffe, Prinzipien,
Fakten, Gesetzmäßigkeiten kennen und den
Basiskonzepten zuordnen
Erkenntnisgewinnung Beobachten, Vergleichen, Experimentieren,
Modelle nutzen und Arbeitstechniken
anwendenKommunikation Informationen sach- und fachbezogen
erschließen und austauschen
Bewertung Sachverhalte in verschiedenen Kontexten
erkennen und bewerten
Nicht vorhanden Nicht vorhanden
Wenden wir uns dem deutschen Bildungssystem zu:
Bundesweite Standards sind auf Übergänge und Abschlüsse bezogen.
Sie sollten laut KMK für den Hauptschulabschluss (Ende 9. Klasse), für
den Mittleren Schulabschluss (Ende 10. Klasse) und für das Ende des
Primarbereichs (Ende 4. Klasse) entwickelt werden.
Betrachtet man die Naturwissenschaften, so muss man feststellen, dass
für den Hauptschulabschluss und für die Primarstufe keine bundesweiten
Standards vorhanden sind. Nur für den Mittleren Schulabschluss hat man
Bildungsstandards festgelegt. Die grundlegende Struktur ist für alle
Naturwissenschaften gleich:
Sie gliedern sich in 4 Kompetenzbereiche: Fachwissen mit den
Basiskonzepten, Erkenntisgewinnung, Kommunikation und Bewertung.
19

Cornelia Sommer
Bundesweite Bildungsstandards für Primarstufe
Probleme:
• Sachunterricht ist Zusammensetzung aus
unterschiedlichen Fächern: Naturwissenschaften,
Gesundheits- und Verkehrserziehung, Geschichte,
Erdkunde, Gesellschaftswissenschaften; dazu evtl. Technik,
Musik, Kunst
• Zusammensetzung ist in den Bundesländern verschieden
Sind übergreifende Kompetenzformulierungen im Sinne
von Bildungsstandards sind für Sachunterricht überhaupt
möglich?
Fächer- /inhaltsspezifische Formulierungen sind
notwendig
Warum gibt es bislang keine übergreifende Kompetenzformulierungen für
den Sachunterricht?
Zwei praktische Probleme sehe ich, die eine mögliche Erklärung liefern
könnten:
Zum einen ist der Sachunterricht eine Zusammensetzung aus
verschiedenen Fächern. Es war schon schwierig, Kompetenzen in den
einzelnen Fächern zu formulieren, noch schwieriger ist es, eine so
übergreifende Klammer zu finden, dass alle beteiligten Fächer sich darin
wiederfinden könnten.
Dazu kommt noch, dass die Zusammensetzung des Sachunterrichts,
Heimat- und Sachunterrichts, hier: Mensch, Natur und Kultur in allen
Bundesländern verschieden ist, so dass man sich auch hier nur schwer
wird einigen können.
Aber noch viel mehr sprechen meines Erachtens inhaltliche Gründe gegen
eine übergreifende Formulierung fürden Sachunterricht: Die Inhalte der
einzelnen Fachbereiche sind so verschieden, dass die gemeinsame
Klammer über alle Bereiche zwangsläufig sehr allgemein und abstrakt
wird. Wenn man sich an die Forderungen zur Formulierung guter
Bildungsstandards erinnert, dann wird klar, dass dies nicht mit der
geforderten Bereichs- und Kontextabhängigkeit zusammenpasst. Es muss
deshalb innerhalb des Fächerverbundes spezifiziert werden. So wurde es
ja auch in Baden-Württemberg gemacht.
Noch etwas wird schnell klar: Nur die bereichsspezifischen Standards
lassen sich operationalisieren und sind damit der Förderung und der
Prüfung, aber auch der Forschung zugänglich.
Was hat nun die Forschung zu Kompetenzmodellen in den
Naturwissenschaften für die Primarstufe zu bieten? 20

Cornelia Sommer
Fachdidaktische Forschung: Was macht sie?
entwickelt und prüft Kompetenzmodelle
Fach-
wissen
Erkenntnis-
gewinnung
Kommuni-
kation
Bewertung
Vergleichen
und Ordnen
Experimen
-tieren
Basiskonzept:
System
Diagramm-
kompetenz
Was macht nun die fachdidaktische Forschung?
Sie entwickelt und prüft Kompetenzmodelle! Damit steht sie aber für den
Primarbereich ganz am Anfang, es gibt so gut wie keine empirisch
abgesicherten Modelle für naturwissenschaftliche Kompetenz. Damit stellt
sich das nächste Problem: Woran orientiert man sich, wenn man
Forschungsneuland betritt? Zunächst muss festgelegt werden, welche
Kompetenzmodelle genau modelliert werden sollen. Eine Struktur dafür
könnten die Bildungspläne für den Primarbereich darstellen. Sie sind
allerdings, wie vorhin schon erläutert, weniger fachsystematisch
aufgebaut. Mit dem Wunsch der Anschlussfähigkeit, die für die
Beschreibung von Niveau- und Entwicklungsmodellen unumgänglich ist,
ist es daher pragmatischer, sich an den vorhandenen Bildungsstandards
zu orientieren und diese als Grundlage für die Forschung auch in der
Primarstufe heranzuziehen.
Die Ergebnisse, die bisher vorliegen, gleichen aber wenigen einzelnen
Puzzleteilchen.
21

Cornelia Sommer
Fachdidaktische Forschung: Wie macht sie das?
Nicht so …
sondern …
• durch das Ableiten von
normativen Modellen aus der
Theorie,
• deren empirischer Prüfung,
• dem Abgleich von
normativem und
empirischem Modell
Bleibt noch die Frage zu klären, wie die Fachdidaktik zu Ergebnissen
kommen kann.
Nicht so…
Sondern
• durch das Ableiten von normativen Modellen aus der Theorie,
• deren empirischer Prüfung,
• dem Abgleich von normativem und empirischem Modell.
Ich möchte Ihnen nun an einem Beispiel einmal genauer erklären, wie die
Fachdidaktik zu Kompetenzmodellen kommt, damit Sie verstehen können,
warum es bislang noch so wenige empirisch abgesicherte
Kompetenzmodelle gibt.
Ich möchte dies an einem Beispiel aus dem Bereich Fachwissen tun,
nämlich dem Basiskonzept System.
Anschließend möchte ich Ihnen dann anhand der Puzzleteile noch kurz
zeigen, in welchen anderen Bereichen schon Ergebnisse vorliegen.
Und zum Schluss werde ich versuchen, Ihnen praktische Konsequenzen
für den schulischen Umgang mit Kompetenzen aufzuzeigen.
22

Cornelia Sommer
Modellierung der Kompetenz zum
systemischen Denken:
Können Grundschüler systemisch denken?
Basiskonzept
System
Kommen wir zum ersten Puzzleteil, das ich Ihnen etwas näher vorstellen
möchte: es bezieht sich auf das Basiskonzept System.
Die Forschung drehte sich um die Modellierung der Kompetenz zum
systemischen Denken und ging vor allem der Frage nach,
Ob Grundschulkinder bereits etwas mit dem Basiskonzept System
anfangen können.
Mit anderen Worten: Können Grundschüler schon systemisch denken und
wenn ja, in welchem Ausmaß ?
23

Cornelia Sommer
Modellierung der Kompetenz zum systemischen Denken
Bildungsstandards Mittl.
Schulabschluss (KMK)
Kompetenzbereich: Fachwissen
Basiskonzept: System
Die Schülerinnen und Schüler
• verstehen die Zelle als System,
• erklären den Organismus und
Organismengruppen als System,
• erklären Ökosystem und Biosphäre als
System,
• beschreiben und erklären
Wechselwirkungen im Organismus,
zwischen Organismen sowie zwischen
Organismen und unbelebter Materie
• wechseln zwischen den Systemebenen,
• stellen einen Stoffkreislauf sowie den
Energiefluss in einem Ökosystem dar,
• beschreiben Wechselwirkungen zwischen
Biosphäre und den anderen Sphären der
Erde,
• kennen und verstehen die grundlegenden
Kriterien von nachhaltiger Entwicklung.
Bildungsstandards MeNuK (BW):
(4. Kl)
Mensch, Tier und Pflanze: staunen,
schützen, erhalten und darstellen
Die Schülerinnen und Schüler können
• an Beispielen aufzeigen, wie Menschen seit
jeher Naturräume und Landschaften
gestalten, nutzen und verändern
• die Bedeutung der Artenvielfalt an
Beispielen aufzeigen
• …
Inhalte:
• Pflanzen, Tiere und Menschen in
exemplarischen Lebensräumen,
Wechselbeziehungen, jahreszeitliche
Anpassung
• …
.
Wenn man nun versucht, die Bildungsstandards für den Mittleren
Schulabschluss in Beziehung zu den Bildungsstandards für die
Grundschule zu setzen, dann fällt für Baden-Württemberg schon mal auf,
das man eigentlich keinen Zusammenhang herstellen kann. Einzig die
Begriffe Wechselbeziehungen und jahreszeitliche Anpassung, die etwas
mit dem Systemgedanken zu tun haben, werden unter den Inhalten für die
4. Klasse genannt. Aber schon die Rückbeziehung der genannten Inhalte
auf eine Kompetenz im dazugehörigen Abschnitt unter „Mensch, Tier und
Pflanze: staunen, schützen, erhalten und darstellen“ ist mir nicht
gelungen. Dieser Inhalt hat, wenn überhaupt, dann noch am ehesten
etwas mit den Kompetenzen
•an Beispielen aufzeigen, wie Menschen seit jeher Naturräume und
Landschaften gestalten, nutzen und verändern
•die Bedeutung der Artenvielfalt an Beispielen aufzeigen
zu tun.
24

Cornelia Sommer
• erklären den Organismus und
Organismengruppen als System,
• erklären Ökosystem und Biosphäre als
System,
• beschreiben und erklären
Wechselwirkungen im Organismus,
zwischen Organismen sowie zwischen
Organismen und unbelebter Materie
• stellen einen Stoffkreislauf sowie den
Energiefluss in einem Ökosystem dar,
• beschreiben Wechselwirkungen zwischen
Biosphäre und den anderen Sphären der
Erde,
• kennen und verstehen die grundlegenden
Kriterien von nachhaltiger Entwicklung.
Bildungsstandards Sachunterricht
(Niedersachsen):
(4. Kl)
Themenbereich Natur:
• wechselseitige Abhängigkeiten, die
zwischen Lebewesen untereinander und
dem sie umgebenden Lebensraum
bestehen, erkennen und erklären.
• …
Kenntnisse und Fähigkeiten:
• Anpassung von Lebewesen an den
Lebensraum erläutern (z.B. Wald, Teich)
• Abhängigkeiten von Lebewesen zueinander
und Lebensgemeinschaften beschreiben
• Kreisläufe kennen und erklären (z.B.
Wasserkreislauf)
• Jahreszyklen kennen und verstehen
• Sichtbare Auswirkungen von
Veränderungen durch Menschen erkennen
• …
Anders sieht es z.B. im Kerncurriculum für den Sachunterricht in
Niedersachsen aus:
Dort heißt es im Themenbereich Natur:
25

Cornelia Sommer
Was ist systemisches Denken?
Die Systemkompetenz soll die grundlegenden
Systemmerkmale in den Fähigkeiten einer Person
widerspiegeln.
(nach Maierhofer, 2001)
Was ist ein System?
„[…] sets of elements standing in interaction […]“
(Ludwig von Bertalanffy, 1968 ).
Als wir mit der Untersuchung anfingen, waren gerade die
Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss in der
Abstimmungsphase. An Bildungsstandards für den Primarbereich war
noch gar nicht zu denken. Das erste Problem war also, festzulegen, was
mit dieser Kompetenz zum systemischen Denken überhaupt erfasst
werden soll. Was genau macht systemisches Denken aus?
In der Literatur ließ sich dazu die folgende Definition finden:
Die Systemkompetenz soll die grundlegenden Systemmerkmale in den
Fähigkeiten einer Person widerspiegeln.
Das führt zur nächsten Frage, nämlich:
Was ist ein System überhaupt? Wodurch ist es gekennzeichnet?
Ich war nicht die erste, die sich mit dem systemischen Denken befasst
hat, es gab schon Untersuchungen zum systemischen Denken von älteren
Schülern und Erwachsenen. Für den Grundschulbereich habe ich aber
Neuland betreten.
Um mich dieser Frage zu nähern, musste ich zuerst einmal in die
Systemtheorie einsteigen und zusammenfassen, was ein System ist.
Eine ganz übergreifende Definition stammt von dem Systemtheoretiker
und Biologen Ludwig von Bertalanffy:
Er definierte Systeme als „sets of elements standing in interaction […]“ .
26

27
Cornelia Sommer
(v. Bertalanffy (1968); Bayrhuber & Schäfer (1978); Bossel (1987, 1994,
1999)
Elemente Ein System besteht aus Systemelementen, die mit einander
in Beziehung stehen. Aus den Elementen und Beziehungen
ergibt sich die Struktur des Systems. Die Struktur des
Systems bestimmt seine Funktion.
Beziehungen
Identität Es besteht eine gewisse Systemgrenze nach außen.
Integrität Systeme besitzen hervortretende Eigenschaften oder
Funktionen, welche nicht in ihren Teilen enthalten sind. Ein
zerlegtes System verliert diese Eigenschaft, bzw. Funktion
(Systemintegrität).
Wirkungen In einem System treten vielfältige Wirkungsbeziehungen
auf. (z.B. Nebenwirkungen, Rückwirkungen, Nah- und
Fernwirkungen)
Dynamik Ein belebtes System weist ein Entwicklungsverhalten auf
(Dynamik).
System-
Organisation
System-
Eigenschaften
Merkmale von Systemen
Über diese Definition lassen sich eine Reihe von charakteristischen
Merkmalen eines Systems bestimmen:
•Ein System besteht aus Elementen, die mit einander in Beziehung
stehen. Es hat also eine Struktur, die sich aus bestimmten Elementen und
ihren Beziehungen zusammensetzt. Diese Struktur bestimmt die Funktion
des Systems.
•Die Identität eines Systems wird durch seine Grenze zur Systemumwelt
bestimmt. Diese Grenze ist vom Betrachter abhängig.
•Systeme besitzen Eigenschaften oder Funktionen, die nicht in ihren
Teilen enthalten sind. Wenn man wesentliche Teile aus dem System
entfernt oder hinzufügt verliert das System diese Eigenschaft, seine
Integrität wird zerstört.
Mit diesen Merkmalen lassen sich Systeme von Nicht-Systemen
unterscheiden.
Beispiel: So ist z.B. ein Sandhaufen kein System. Er besteht zwar aus
verschiedenen Elementen, den Sandkörnern, die im weitesten Sinne auch
einen Zweck erfüllen können, nämlich z.B. die Lagerung von Sand. Ein
Entfernen der Hälfte des Sandes ändert aber nichts an der Identität eines
Sandhaufens.
Diese Merkmale gelten für jedes System, darüber hinaus gibt es aber
noch Merkmale, die speziell für komplexe, dynamische Systeme gelten.
Das System Storch, das die Grundlage dieser Arbeit bildet, ist ein
komplexes, dynamisches System.
•Dynamik: Alle dynamischen Systeme unterliegen einem (zeitlichen)
Entwicklungsprozess

28
Cornelia Sommer
System-
merkmale
Strukturmodell der Systemkompetenz
Elemente
Modell-
bildung
Beziehungen
Identität
Integrität
Dynamik
Wirkungen
Strukturkompetenzmodell zum systemischen Denken
System-
Eigenschaften
System-
Organisation
wesentliche Systemelemente identifizieren und
durch Beziehungen verknüpfen
Systemelemente und ihre Beziehungen in einem
Bezugsrahmen organisieren
Systemgrenzen sowohl erkennen als auch sinnvoll
ziehen
zwischen Eigenschaften des Systems und
Eigenschaften der Elemente unterscheiden
dynamische Beziehungen erkennen
Folgen v. Veränderungen vorhersagen
Wirkungen in einem System beurteilen können
Rückwirkungen erkennen und beschreiben können
Systemisches Denken: Klieme & Maichle 1994, Ossimitz 2000, Maierhofer 2001, Assaraf & Orion 2005 u.a.
Gemäß der Definition, dass sich beim systemischen Denken die
Merkmale eines Systems in den Fähigkeiten der Personen widerspiegeln,
lassen sich aus den Merkmalen eines Systems, die ich bereits vorgestellt
habe, die entsprechenden Komponenten der Systemkompetenz ableiten.
Aus der Organisation eines Systems in Form von Systemelementen und
Beziehungen zwischen diesen Elementen leitet sich die Fähigkeit zur
Modellbildung ab.
Zur Systemkompetenz im Bereich Systemorganisation gehören daher
verschiedene Teilkompetenzen:
Die wesentlichen Systemelemente müssen identifiziert und durch
Beziehungen verknüpft werden.
Man muss Systemgrenzen sowohl erkennen als auch sinnvoll ziehen
können.
Und man muss die Systemelemente und ihre Beziehungen in einem
Bezugsrahmen organisieren können.
Im Bereich der Systemeigenschaften gehört weiter dazu, dass man ....
Damit ist ein normatives Modell der Systemkompetenz abgeleitet, dass es
aber natürlich noch empirisch nachzuweisen gilt. Wie das getan wurde,
möchte ich Ihnen als nächstes schildern.

Cornelia Sommer
VT
Schule
VT
Storch
ZT
Storch
PT
Storch
NT
Storch Interview
Intervention 1:
Unterrichts-
einheit
CT
biologisches
Wissen
Intervention 2:
Computerspiel
Ciconia
IT
abstraktes
Denken
Untersuchungsdesign
Beschreibung der Stichprobe
• 363 Schüler (159 ♀, 186 ♂; 8 – 12 Jahre)
• 146 Schüler Klasse 3, 217 Schüler Klasse 4
• 24 Klassen aus 22 Grundschulen S-H
Modellierung der Kompetenz zum systemischen Denken:
Methoden
Vorbereitung der Studie
Theoretische
Basis
Strukturmodell der
Systemkompetenz
Operationalisie-
rung des
Strukturmodells:
Testitems
Erprobung
der Testitems
und des
Unterrichts
Entwicklung
von
Unterricht
Die Untersuchung folgte einem Vortest/Nachtest-Design mit zwei
Interventionen. Die 1. Intervention bestand aus einer Unterrichtseinheit
zum System Weißstorch von 8 bis 10 Stunden, die zweite Intervention
war ein eigens entworfenes Computerspiel, das die Unterrichtsinhalte
nochmal in spielerischer Form zusammenfasste. Der Unterricht war so
konzipiert, dass er das systemischen Denken anregen sollte ohne es
explizit zu trainieren. Die Kinder erhielten also keine Einführung zum
Umgang mit Systemen. Ich habe mich zu diesem Vorgehen entschlossen,
weil ich herausfinden wollte, ob Kinder in diesem Alter von sich aus in der
Lage sind, systemisch zu denken, und wenn ja, auf welchem Niveau.
Zu verschiedenen Zeitpunkten wurden durch unterschiedliche Instrumente
die Fähigkeiten zum systemischen Denken erfasst.
Die Stichprobe bestand aus 363 Grundschülern, 159 waren Mädchen, 186
Jungen.
Die Studie wurde mit 146 Drittklässlern und 217 Viertklässlern
durchgeführt. Diese Schüler waren zwischen 8 und 12 Jahren alt. Sie
stammten aus 24 Schulklassen aus 22 Grundschulen Schleswig-
Holsteins.
29

30
Cornelia Sommer
Elemente nicht verbunden
Netz
Zweierbeziehungen
Stern
Lineare Kette
Linear verzweigt
Kreislauf
Wilcoxon-Test
Auswertung der Begriffslandkarten: Struktur
*** p < ,001
Ergebnisse Systemorganisation
Nur exemplarisch zeige ich Ihnen Ergebnisse der empirischen
Untersuchung. Die Fähigkeiten im Bereich Systemorganisation (Erkennen
der beteiligten Elemente und ihrer Beziehungen, Grenzen ziehen) habe
ich u.a. über das Erstellen von Begriffslandkarten (Concept maps) geprüft.

31
Cornelia Sommer
Elemente nicht verbunden
Netz
Zweierbeziehungen
Stern
Lineare Kette
Linear verzweigt
Kreislauf
Wilcoxon-Test
Auswertung der Begriffslandkarten: Struktur
*** p < ,001Z = - 9,3*** Z = -6,6*** Z = -8,6***
Z = -7,9***
0,9
8,5
21,4
61,5
6,2
25,6
11,7
26,4
0
10
20
30
40
50
60
70
VT Schule VT Storch ZT Storch PT Storch
%
Ergebnisse Systemorganisation
Sie sehen hier eine Auswertung, die sich auf die Struktur der
Begriffslandkarten bezieht. Ich habe zwischen 7 verschiedenen Strukturen
unterschieden. Hier sind nur die beiden Extreme aufgeführt. Die grüne
Säule sind der Anteil Kinder, die ihre Elemente überhaupt nicht verbinden
konnten, und die blauen Säulen stellen die Kinder dar, die ein Netz
zeichnen.
Man sieht, dass im Vortest zum System Schule nur 6,2% der Kinder die
Elemente nicht verbinden können, aber schon gut ein Viertel aller Kinder
ein Netz zeichnen kann. Zum selben Zeitpunkt, aber für ein noch nicht
bekanntes System, dreht sich das Verhältnis um, ein Viertel der Kinder
können die Elemente nicht verbinden und nur 8,5 % zeichnen ein Netz. Im
Laufe der Unterrichtseinheit wächst der Anteil der Kinder, die ein Netz
zeichnen und nach der Bearbeitung des Computerspiels sind es 61,5%,
die diese komplexeste Form zeichnen.
Die statistische Auswertung zeigt, dass die Unterschiede zwischen den
Testteilen alle höchst signifikant sind.
(Variable Struktur ist ordinalskaliert. Wilcoxon-Test zum nicht-
parametrischen Vergleich von zwei abhängigen Stichproben. Er basiert
auf einer Rangreihe der absoluten Wertpaardifferenzen.)

32
Cornelia Sommer
System-
merkmale
Strukturmodell der Systemkompetenz
Elemente
Modell-
bildung
Beziehungen
Identität
Integrität
Dynamik
Wirkungen
System-
Eigenschaften
System-
Organisation
wesentliche Systemelemente identifizieren und
durch Beziehungen verknüpfen
Systemelemente und ihre Beziehungen in einem
Bezugsrahmen organisieren
Systemgrenzen sowohl erkennen als auch sinnvoll
ziehen
zwischen Eigenschaften des Systems und
Eigenschaften der Elemente unterscheiden
dynamische Beziehungen erkennen
Folgen v. Veränderungen vorhersagen
Wirkungen in einem System beurteilen können
Rückwirkungen erkennen und beschreiben können
Ergebnisse
Was Sie gerade gesehen haben, war ein Ergebnis aus dem Bereich
Fähigkeiten im Hinblick auf die Systemorganisation, nun möchte ich Ihnen
ebenfalls exemplarisch ein Beispiel für den Bereich Systemeigenschaften
zeigen. Die Systemkompetenz im Bereich Systemeigenschaften wurde
über verschiedene Fragen geprüft, die sich hinsichtlich ihrer Komplexität
unterschieden. Ich möchte Ihnen am Beispiel der Fähigkeit, Wirkungen zu
erkennen, vorstellen, welche Leistungen Grundschüler hier zeigen.

33
Cornelia Sommer
Ergebnisse Systemeigenschaften: direkte Wirkung
Fr. 23: Früher gab es noch keine Stromleitungen. Heute hängen überall
Stromleitungen, die den Menschen Strom in die Häuser bringen. Auf die
Störche hat das keinen Einfluss.
Stimmt oder stimmt nicht, weil ...
N = 270
17,4
82,6
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Einfluss nicht erkannt Einfluss erkannt
NennungeninProzent
Mit dieser Frage soll das Erkennen einer direkten Wirkung getestet
werden.
82,6% der Kinder erkennen, dass die Stromleitungen einen Einfluss auf
den Storch haben und begründen ihre Einschätzung auch richtig, in dem
sie z.B. angeben, dass sich der Storch beim Flug gegen die Leitungen
verletzt oder beim Landen auf nicht-isolierten Teilen einen Stromschlag
zuzieht.

34
Cornelia Sommer
Ergebnisse Systemeigenschaften: indirekte
WirkungFr. 24: Die Menschen in Deutschland wollen alles Land möglichst gut
nutzen, deshalb legen sie sumpfige Wiesen trocken, damit darauf Getreide
wachsen kann. Oder sie leiten Bäche in Betonrinnen um, damit das Land
nicht überschwemmt wird. Für die Störche ist das kein Problem.
Stimmt oder stimmt nicht, weil ...
N = 270

35
Cornelia Sommer
Ergebnisse Systemeigenschaften:
zeitliche und räumliche Distanz zwischen Ursache und Wirkung
Fr. 21: Vor einigen Jahren regnete es in Afrika zur gewohnten Regenzeit
im Sommer nur sehr wenig, in einigen Gebieten fiel sogar überhaupt kein
Niederschlag. Der Storch kommt erst einige Monate später nach Afrika.
Ist es für ihn dann wichtig, ob es im Sommer geregnet hat oder nicht?
N = 262
24 22,9
22,5
7,2
21,4
0
5
10
15
20
25
30
Frage nicht oder
falsch
verstanden
kein
Zusammenhang
unspezifischer
Zusammenhang
spezifischer
Zusammenhang
zu Storch
spezifischer
Zusammenhang
zur Nahrung
NennungeninProzent
Bei dieser Frage gibt es um das Erkennen einer zeitlichen und räumlichen
Distanz zwischen Ursache und Wirkung.
Die Antworten sind hier differenzierter aufgeschlüsselt, es reicht aber,
wenn man die letzte Säule betrachtet. Hier sind die Kinder enthalten, die
erkennen, dass der Regen einige Monate vor Eintreffen des Storches
wichtig ist für das Pflanzenwachstum. Von den Pflanzen ernähren sich
wiederum die Beutetiere des Storches, insbesondere die Heuschrecken.
Ungefähr ein Viertel aller Kinder erkennt auch noch

36
Cornelia Sommer
System-
merkmale
Systemkompetenz
Elemente
Beziehungen
Identität
Die Fähigkeiten im Bereich Systemorganisation sind
bei Grundschüler bereits relativ gut ausgeprägt.
Das Wissen der Kinder hat einen großen Einfluss auf
die Fähigkeit, Elemente und Beziehungen in einem
Bezugsrahmen zu organisieren.
Integrität Folgen des Hinzufügens oder Entfernens wesentlich
Teile aus System wird erkannt, aber kaum
Verständnis für Emergenz
Dynamik Dynamische Beziehungen werden nur erkannt, wenn
sie sich auf allgemeines biologisches Wissen
beziehen.
Wirkungen Direkte und indirekte Wirkungen können von
Mehrheit der Kinder beurteilt werden,
räumlich-zeitliche Distanz zwischen Ursache und
Wirkung von einem Viertel der Kinder
System-
Organisation
System-
Eigenschaften
Modellbildung
Zusammenfassung der Ergebnisse
Die Fähigkeiten der Schüler im systemischen Denken lassen sich wie folgt
zusammenfassen:
Systemorganisation:
Im Bereich Systemorganisation sind die Fähigkeiten der Grundschüler
schon gut ausgebildet. Die Kinder erlernen schnell ein systemisches
Darstellungsmittel in Form der Begriffslandkarte. Wie der Vergleich
zwischen Prätest und Posttest zeigt, sind die Fähigkeiten zur Darstellung
von Systemen abhängig vom Wissen, das die Kinder zu den Systemen
haben.
Systemeigenschaften:
Im Bereich Systemeigenschaften sind die Fähigkeiten heterogen. Die
Folgen des Hinzufügens oder Entfernens wesentlicher Teile aus einem
System werden erkannt, allerdings finden sich nur relativ wenige Kinder,
die verstehen, dass sich die Teile des Systems nicht wie das System
selbst verhalten.
Die Teilkompetenz „Erkennen von dynamischen Beziehungen“ wird nur
dann von der Mehrheit der Kinder gelöst, wenn sich die Fähigkeiten auf
allgemeines biologisches Wissen beziehen und nicht spezielles
biologisches Wissen herangezogen werden muss.
Mit dem Beurteilen von Wirkungen kommen die Grundschüler bereits
relativ gut zurecht, es können direkte und indirekte Wirkungen beurteilt
werden, immerhin noch ein Viertel aller Kinder kann auch Ursachen
beurteilen, die eine zeitliche und räumliche Distanz zu den Wirkungen
aufweisen.

Cornelia Sommer
Kompetenz-
Komponenten
niedrigstes Niveau mittleres Niveau höchstes Niveau
Verbindung von
Elementen und
Beziehungen in
Bezugsrahmen
Elemente und
Beziehungen werden
nicht verbunden.
Elemente und
Beziehungen werden
monokausal
verbunden.
Elemente und
Beziehungen werden
vernetzt.
Unterscheidung zw.
Eigenschaften des
Systems und der
Elemente
Keine
Unterscheidung.
Folgen der
Veränderung des
Systems durch
Hinzufügen oder
Entfernen von Teilen
werden beschrieben.
Folgen der
Veränderung des
Systems durch
Isolation der
Elemente werden
beschrieben.
dynamische
Beziehungen
erkennen
Keine dynamischen
Beziehungen werden
erkannt.
Einfache dynamische
Beziehungen werden
aufgrund allg. biolog.
Wissens erkannt.
Dynamische
Beziehungen werden
aufgrund speziellen
biolog. Wissens
erkannt.
Kompetenzstufenmodell des systemischen Denkens
Teil 1
Wenn man die Ergebnisse unter dem Gesichtspunkt von Niveaustufen
betrachtet, dann könnte man sie in diesem Falle z.B. 3 Niveaustufen
zuordnen. Für jede Teilkompetenz erhält man dann Beschreibungen, was
auf einem niedrigen Niveau, einem mittleren Niveau und einem hohen
Niveau von Kindern einer Altersstufe leistbar ist.
Beispiele…
Dieses Modell ist aber noch normativ, d.h. ich habe es aufgrund
theoretischer Überlegungen aus meinen Ergebnissen zusammengestellt.
Es ist noch nicht empirisch überprüft. Dazu müsste man statistisch
nachweisen können, dass sich diese Stufen und keine anderen tatsächlich
so in den Fähigkeiten wiederfinden.
Und es ist auch noch kein Entwicklungsmodell, d.h. es sagt noch nichts
darüber aus, wie sich diese Fähigkeiten im Laufe der Zeit bei einem
Schüler auf einander aufbauend entwickeln.
37

Cornelia Sommer
Kompetenzstufenmodell des systemischen Denkens
Teil 2
Kompetenz-
Komponenten
niedrigstes Niveau mittleres Niveau höchstes Niveau
Folgen von
Veränderungen
vorhersagen
Keine Folgen von
Veränderungen
werden vorhergesagt.
Folgen von
Veränderungen
werden aufgrund allg.
biolog. Wissens
vorhergesagt.
Folgen von
Veränderungen
werden aufgrund
Kenntnis speziellen
biolog. Wissens
vorhergesagt.
Wirkungen beurteilen Keine Wirkungen
werden beurteilt.
Direkte und indirekte
Wirkungen werden
beurteilt.
Komplexe Wirkungen
mit räumlicher und
zeitlicher Distanz
zwischen Ursache und
Wirkung werden
beschrieben.
Rückwirkungen
erkennen
Keine
Rückwirkungen
werden erkannt.
Rückwirkungen in
einem einfachen
System werden
erkannt.
Rückwirkungen in
einem komplexen
System werden
erkannt.

Cornelia Sommer
Fachdidaktische Forschung: Was macht sie?
entwickelt und prüft Kompetenzmodelle
Fach-
wissen
Erkenntnis-
gewinnung
Kommuni-
kation
Bewertung
Vergleichen
und Ordnen
Experimen
-tieren
Basiskonzept:
System
Diagramm-
kompetenz
An diesem Beispiel wollte ich Ihnen einmal zeigen, wie man zu empirisch
überprüften Kompetenzmodellen kommt. Aber auch an diesem Modell gibt
es noch einige Fragezeichen, die wir im Moment in zwei weiteren
Projekten bearbeiten.
Wenn Sie sich noch einmal vor Augen führen, welcher Aufwand mit der
Erstellung eines einzelnen Strukturmodells verbunden ist, dann wird
vielleicht eher verständlich, wieso bisher erst so wenige Puzzleteile für
den Primarbereich vorliegen.
Ich möchte Ihnen nun noch zwei weitere Puzzleteile vorstellen, aber hier
in sehr geraffter Form.
39

Cornelia Sommer
Experimentieren
Kompetenzbereich: Erkenntnisgewinnung
• planen einfache Experimente, führen die
Experimente durch und/oder werten sie
aus,
• wenden Schritte aus dem experimentellen
Weg der Erkenntnisgewinnung zur
Erklärung an,
• erörtern Tragweite und Grenzen von
Untersuchungsanlage, -schritten und -
ergebnissen,
• …
Ein zweites Puzzleteil, zu dem schon recht viel bekannt ist, stammt aus
dem Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung:
Es geht um das Experimentieren.
In den Bildungsstandards geht es darum, dass die Schüler einfache
Experimente planen, durchführen und auswerten können
sie zur Erklärung anwenden können und ihre Tragweite erörtern können.
40

Cornelia Sommer
Experimentieren
(4. Kl)
Natur macht neugierig: Forschen,
experimentieren, dokumentieren,
gestalten
• Einfache Fragen stellen, dazu einfache
Experimente planen, durchführen,
diskutieren, auswerten und optimieren
• …
Inhalte:
• Gegenstände und Stoffe aus dem
Erfahrungsbereich der Kinder und ihre
Eigenschaften im experimentellen
Vergleich
• …
.
In den Bildungsstandards von Baden-Württemberg für die Grundschule
tauchen ganz ähnliche Formulierungen auf:
Die Schüler können einfache Fragen stellen, dazu einfache Experimente
planen, durchführen, diskutieren, auswerten und optimieren.
Das ist eine sehr optimistische Forderung, was den Fähigkeitsstand von
Grundschülern angeht. Warum ich das meine, das werde ich Ihnen gleich
anhand der Forschung zum Experimentieren erläutern.
41

Cornelia Sommer
(Niedersachsen):
(4. Kl)
• Ausgewählte Naturphänomene
beschreiben und beispielhaft erklären
• …
• Grundlegende Eigenschaften von Luft
experimentell erfahren und erkennen
• …
Aufgaben:
• Versuche selbständig planen, durchführen
und auswerten
Experimentieren
In Niedersachsen ist man vorsichtiger: Hier taucht das Experimentieren
nicht in den Kompetenzen auf, bei den Erläuterungen dazu heißt es:
Grundlegende Eigenschaften von Luft experimentell erfahren und
erkennen
und nur bei den Aufgaben, die zur Prüfung der erreichten Fähigkeiten
vorgeschlagen werden, heißt es:
Versuche selbständig planen, durchführen und auswerten.
Hier beschränkt man sich auf Versuche, es ist nicht die Rede vom
Experimentieren.
42

Cornelia Sommer
Kompetenzmodell zur Erkenntnisgewinnung:
Experimentieren
Experiment Versuch
• aus Beobachtung oder Theorie
generierte Hypothesen
• Variablenkontrolle
• Kontrollansatz
Dient dem Nachweis eines
prinzipiell bereits bekannten
Ergebnisses
Dient der Überprüfung einer
theoriegeleiteten Hypothese,
das Ergebnis steht noch nicht
fest
Hypothesen
erstellen
Experiment
planen
Ergebnisse
analysieren
Vereinfachtes Schema des Experimentierens als Problemlösen
• „Kochbuch- Versuche“
Eine Unterscheidung, die als grundlegend angesehen wird, bezieht sich
auf die Unterscheidung zwischen Experiment und Versuch. Oft werden die
beiden gleichgesetzt
Ein Experiment dient der Überprüfung einer theoriegeleiteten Hypothese,
das Ergebnis steht noch nicht fest.
Ein Versuch dient dem Nachweis eines prinzipiell bereits bekannten
Ergebnisses.
Ein Experiment braucht deshalb
• eine aus Beobachtung oder Theorie generierte Hypothese,
• eine Variablenkontrolle
• einen Kontrollansatz
Ein Versuch braucht dies alles nicht. In der Regel gibt es bereits eine
Arbeitsanleitung, der gefolgt wird, und es wird geprüft, ob das Ergebnis
zustande kommt. Beispiel: Stärkenachweis in der Kartoffel, Herstellung
von Klebstoffen, etc.
Betrachtet man das Experimentieren als Problemlösevorgang, wie dies
die Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss tun, dann kann
man 3 Bereiche erkennen, in denen die Schüler über Fähigkeiten
verfügen müssen:
Dem Hypothesen erstellen, dem Planen des Experiments zur Prüfung der
Hypothesen und dem Analysieren der Ergebnisse darauf, ob sie die
Hypothese bestätigen oder nicht und welche Schlussfolgerungen daraus
zu ziehen sind
43

Cornelia Sommer
Kompetenzmodell zur Erkenntnisgewinnung:
Experimentieren
Strukturmodell
• Hypothesen erstellen
• Experiment planen
• Ergebnisse analysieren
Stufenmodell: Testitems entwerfen
Untersuchung von Phan, Hammann & Bayrhuber 2006
Versuchsgruppe:
5.- und 6.-Klässler, N= 1882
Die Untersuchung die ich hier vorstelle stammt von Phan, Hammann und
Bayrhuber. Ich präsentiere hier nur stark vereinfachte Ausschnitte aus
dieser Studie.
Grundlage der Studie war ein Strukturmodell zum Experimentieren, das
sich aus 3 Dimensionen zusammensetzt:
•Hypothesen erstellen
• Experiment planen
• Ergebnisse analysieren
Ziel der Studie von Phan war es, Testitems zur Prüfung des
Stufenmodells zu entwerfen.
Bei den Versuchspersonen handelte es sich um 5. und 6.-Klässler.
44

Cornelia Sommer
Hypothesen identifizieren
Warum macht Jan dieses Experiment?
A Weil er alle Samen dazu bringen will auszukeimen.
B Weil er vermutet, dass Wärme und Licht für die
Samenkeimung notwendig sind.
C Weil er vermutet, dass Wasser, Wärme, Licht und
Erde für die Samenkeimung notwendig sind.
D Weil der vermutet, dass Erde und Wasser für die
Samenkeimung notwendig sind.
Kompetenzlevel
Level 0: Schüler versuchen einen Effekt
herzustellen. Keine Ursache-Wirkungsbeziehung
Level 1: Unsystematische Suche nach
Hypothesen
Level 2: Systematische Suche nach Hypothesen
So sieht eine Aufgabe aus, die dazu konzipiert wurde, die Kompetenz im
Bereich Hypothesen identifizieren zu messen.
Sie dürfen sich gerne einmal kurz selbst daran versuchen! Besprechen
Sie sich kurz mit Ihrem Nachbarn!
Die verschiedenen Antworten lassen sich drei Kompetenzstufen
zuordnen:
Häufige Fehler beim Hypothesen bilden:
-Experimentieren ohne Hypothese
- zu starke Eingrenzung von Hypothesen
-
45

Cornelia Sommer
Experimente planen
Jan vermutet, dass Samen besser keimen, wenn es warm ist.
Er plant ein Experiment, um diese Vermutung zu prüfen. In Topf 1 sät
er Bohnensamen in Erde, gießt die Samen und sorgt für eine
Temperatur von 22°C.
Jan braucht aber noch einen zweiten Topf mit Bohnensamen, damit er diesen mit Topf 1
vergleichen und seine Vermutung überprüfen kann.
Welchen der Töpfe A-D soll er nehmen?
Alle Variablen werden getauscht.
Nicht alle zu kontrollierenden Variablen werden kontrolliert.
Die Testvariable wird gewechselt. Alle anderen Variablen werden
konstant gehalten.
Häufige Fehler beim Planen von Experimenten sind:
-Fehlen des Kontrollansatzes:
Wenn Schüler Experimente planen, berücksichtigen sie häufig nur einen
Ansatz, sie vernachlässigen die Notwendigkeit eines Kontrollansatzes
-Unsystematische Variation von Variablen
Vor allem jüngere Schüler wechseln häufig alle Variablen in zwei
Ansätzen eines Experiments,
Oder sie verändern in einem Ansatz mehrere Testvariablen, während sie
die anderen Variablen konstant halten
Positives Testen: Schüler planen Experimente so, dass sie die Hypothese
nur bestätigen, aber nicht widerlegen kann
46

Cornelia Sommer
Daten analysieren
Wie lautet die beste Erklärung für dieses
Ergebnis?
A Das Experiment klappte nicht, weil die Samen
im Topf 2 nicht keimten.
B Das Experiment zeigte, dass Samen Wärme
und Licht zur Keimung brauchen.
C Das Experiment zeigte, dass Samen Erde und
Wasser brauchen, um zu keimen.
D Das Experiment zeigte, dass Samen keine
Erde, aber Wasser zum Keimen brauchen.
Nach einigen Tagen konnte Jan folgendes feststellen: Die Samen im Topf 1 und 3 waren
gekeimt. Aber in Topf 2 waren die Samen nicht gekeimt.
Kompetenzlevel
Level 0: Daten beziehen sich nicht auf die
getestete Hypothese.
Level 1: Daten beziehen sich auf eine
Hypothese, aber nicht auf die getestete
Hypothese
Level 2: Daten beziehen sich auf die getestete
Hypothese
Häufige Fehler beim Daten auswerten:
-Schüler ziehen Schlüsse über die Kausalität eines Faktors aus
Experimenten, denen ein Kontrollansatz fehlt
- sie ziehen Schlüsse über die Kausalität von Variablen, die im Experiment
gar nicht untersucht wurden
- sie ignorieren Daten, die von ihren Hypothesen abweichen und kommen
damit zu falschen Schlussfolgerungen
47

Cornelia Sommer
Vergleichen und
Ordnen
Kompetenzbereich: Erkenntnisgewinnung
• beschreiben und vergleichen Anatomie und
Morphologie von Organismen,
• …
(4. Kl)
Mensch, Tier und Pflanze: staunen,
schützen, erhalten und darstellen
• Techniken der Naturbeobachtung, der
Orientierung in der Artenvielfalt, des
Vergleichs an Kriterien und des
Entwickelns von Ordnungssystemen
anwenden
• …
.
(Niedersachsen):
(4. Kl)
Keine spezielle Kompetenzbeschreibung
• …
• Einfache Formen der Fortpflanzung und
Vermehrung beschreiben und vergleichen
• Ver. Entwicklungsstadien und Formen des
Wachstums aufzeigen und vergleichen
• …
Noch ein drittes Puzzleteil will ich Ihnen vorstellen: das Vergleichen und
Ordnen
Es ist Bestandteil sowohl der Bildungsstandards für den mittleren
Schulabschluss als auch der Bildungsstandards in Baden-Württemberg
und Niedersachsen.
In Baden-Württemberg wird ausdrücklich das kriteriengeleitete
Vergleichen erwähnt und die Hinführung vom Vergleichen zum Bilden von
Ordnungssystemen.
In Niedersachsen wird das Vergleichen und Ordnen nicht ausdrücklich bei
den Kompetenzen erwähnt, taucht aber dafür an verschiedenen Stellen
unter den Kenntnissen und Fähigkeiten bzw. den Aufgaben zur Prüfung
der Kompetenzerreichung auf.
48

Cornelia Sommer
Erkenntnisgewinnung:
Vergleichen
Kompetenzstruktur beim kriteriengeleiteten Vergleichen:
Organismen ordnen
•Zwischen unterschiedlichen Kriterien und ihren Ausprägungen
unterscheiden
•Bei der Bildung von Gruppen eines Klassifikationssystems
ausschließlich die Ausprägungen eines einzigen Kriteriums
verwenden
•Bei der Bildung von Gruppen eines Klassifikationssystems
ausschließlich die Ausprägungen eines Kriteriums so wählen, dass
Gruppengrenzen eindeutig definiert werden können
•Beim Ordnen von Organismen nach unterschiedlichen
Gesichtspunkten verschiedenartige Kriterien festlegen, diese
innerhalb eines Klassifikationssystems aber nicht verwechseln
Hammann, 2004

Cornelia Sommer
Vergleichen und Ordnen
Aufgaben zum
kriteriengeleiteten
Vergleichen von
Organismen

Cornelia Sommer
• 113 Schülerinnen und Schüler der 6. Klasse
• Aufgabe: freies Ordnen von vorgegebenen Fischen auf mindestens
zwei verschiedene Arten; den gebildeten Gruppen Namen geben
Wie Schüler Tiere ordnen
empirische Studie von Hammann & Bayrhuber (2002)
Vortest: 32% kriterienstete Ordnungssysteme, 68% kriterienunstet
Nachtest: nach Intervention deutliche Verbesserung zugunsten
kriteriensteter Ordnungssysteme
Schüler gehen nicht unsystematisch vor, sie haben eigenes System im
Kopf. Dieses System ist lebensweltlich orientiert, d.h. es ist aufgrund
regelmäßiger Beobachtungen der Umwelt entstanden und beruht auf
erklärenden Grundannahmen, die als Theorieähnlich charakterisiert
werden können
Im Biologieunterricht sollten diese Vorstellungen zum fruchtbaren Lernen
genutzt werden.
51

Cornelia Sommer
empirische Studie von Kattmann & Schmitt (1996)
Kriterien des Ordnens:
• An großen Lebensräumen (Wassertiere, Landtiere)
• Nach Bewegungsweisen (Kriechen, Fliegen, Schwimmen)
• Nach Bezug zum Menschen (Haustier, Wildtier)
• Körperbau (Anzahl der Beine)
Lebensweltliche Kriterien stimmen vorwiegend nicht mit biologisch-
taxonomischen Kriterien überein
Lebensweltliche Kriterien werden häufig systematisch und nach
erklärenden Grundannahmen gebildet
Lernende verwenden mehrere Ordnungs- und Vergleichskriterien
nebeneinander (Kriterienunstetes Ordnen)
Methodentraining im kriteriensteten Ordnen , insbesondere Wahl der
Kriterien(Unterschiede zwischen Merkmalen der Verwandtschaft und
Merkmalen der Lebensweise) steigert Erfolg
Nachfolgende Untersuchungen anderer Autoren haben die Dominanz
dieser lebensweltlichen Kriterien ausnahmslos bestätigt.
Schüler gehen nicht unsystematisch vor, sie haben eigenes System im
Kopf. Dieses System ist lebensweltlich orientiert, d.h. es ist aufgrund
regelmäßiger Beobachtungen der Umwelt entstanden und beruht auf
erklärenden Grundannahmen, die als Theorieähnlich charakterisiert
werden können
Im Biologieunterricht sollten diese Vorstellungen zum fruchtbaren Lernen
genutzt werden.
52

Cornelia Sommer
Resumee
Spannungsfeld:
Bildungspolitische
Vorgaben
Mangel an
Kompetenzmodellen
Kompetenzfördernd
Unterrichten
Schlussfolgerungen für
die Praxis?
Zum Schluss möchte ich noch einmal ein Resumee ziehen und
versuchen, einige praktische Folgerungen aus dem zu ziehen, was ich
Ihnen vorgestellt habe.
Ich habe versucht, Ihnen das Spannungsfeld zu verdeutlichen, in dem die
Einführung eines output-orientierten Bildungswesen steht. Ich habe Ihnen
gezeigt, wie es zu der Umstellung des Bildungswesen hin zu einer
Kompetenzorientierung kam, wobei diese Umstellung eine
bildungspolitische Entscheidung war.
Dies ist insofern wichtig, als diese Umstellung wünschenswerterweise auf
der Basis von fundierten Kompetenzmodellen geschehen müsste. Die
bislang kursierenden Kompetenzmodelle sind erfahrungsbasiert, nicht
theoriebasiert und empirisch überprüft. An 3 Beispielen habe ich versucht
zu zeigen, wo die fachdidaktische Forschung bei der empirischen
Absicherung von Kompetenzmodellen im Moment steht. Sie haben
gesehen, dass noch nicht viele Puzzleteile zusammengetragen sind.
Trotzdem stehen Sie vor der Aufgabe, diese bildungspolitische Forderung
umzusetzen und ihren Unterricht auf den Erwerb von Kompetenzen
auszurichten.
Was kann man nun aus den wenigen Erkenntnissen, die die Wissenschaft
zum Thema Kompetenzmodelle für den Primarbereich zu bieten hat, an
Schlussfolgerungen für die Praxis ziehen?
53

Cornelia Sommer
Für die Praxis: Bildungspläne gestalten
Anschlussfähigkeit an Bildungsstandards für die
weiterführenden Schulen sichern
Kumulativer Kompetenzaufbau
Wenn möglich: Orientierung an empirisch
abgesicherten Kompetenzmodellen
Schutz vor Über- und Unterforderung
Sich auf Veränderungen einstellen: Überarbeitung der
Standards
Man kann das Problem auf 3 Ebenen angehen:
Auf der Ebene der Lehrpläne lässt sich aus dem Gesagten folgern:
-Die Lehrpläne sollten unbedingt auf eine Anschlussfähigkeit an die
weiterführenden Schulen achten. D.h. bei der Konzeption von
Bildungsstandards für den Primarbereich sollte immer an die
Bildungsstandards der weiterführenden Schulen gedacht werden, damit
auch tatsächlich ein kumulativer Wissensaufbau möglich ist.
- Wo immer möglich sollte bei der Konzeption von Bildungsstandards auf
die empirisch abgesicherten Kompetenzmodelle zurückgegriffen werden.
Damit lassen sich Über- und Unterforderungen vermeiden, wie sie z.B.
auch im Anspruch an das Experimentieren in der Grundschule stecken
können.
- Und man sollte sich darauf einstellen, dass alle Bildungsstandards
immer wieder überarbeitet werden, denn die Erkenntnisse, die man nun
nach und nach gewinnt, werden mit Sicherheit zu Umstellungen führen.
54

Cornelia Sommer
Für die Praxis: Kompetenzfördernd unterrichten
Output-Orientierung:
Unterricht von
hinten planen
Vermittlung von Wissen
und dessen Situierung:
erforderliche
Lernprozesse und –
gelegenheiten mitplanen
Verknüpfung von Wissen und Handeln:
variable Anwendungssituationen planen
Auf der Ebene des Unterrichts sind Sie die Experten. Sie sind gefragt, die
Umstellung zu gestalten und durch Ihre Erfahrung und Ihre Ideen
umzusetzen.
Wichtig ist, den Unterricht nicht von vorne nach hinten entlang der Logik
des Sachinhaltes zu konzipieren, sondern den Unterricht von hinten zu
planen. D.h. man fängt bei der zu erreichenden Kompetenz an, und
überlegt sich, welche Fähigkeiten und Fertigkeiten, welches Wissen nötig
sind, damit diese Kompetenz zum Schluss auch aufgebaut ist. Man geht
dabei Stück für Stück rückwärts und plant die einzelnen Schritte.
Diese Schritte sind aber nicht nur Wissensvermittlung, sondern auch
dessen Situierung. D.h. die erforderlichen Lernprozesse und
Lerngelegenheiten müssen in einem solchen Kompetenzerwerbsplan
gleich mitgedacht werden.
Und wichtig ist noch, dass die Kompetenz ja nicht nur aus dem Wissen
und Verstehen besteht, sondern auch darin, dieses Wissen zum Lösen
von Problemen in konkreten Fällen anwenden zu können. Diese
Anwendungen müssen aber auch immer wieder in und immer wieder
neuen Varianten geübt werden.
55

Cornelia Sommer
Für die Praxis: Kompetenzfördernde Aufgaben
Im naturwissenschaftlichen Unterricht in Deutschland
kommen zu kurz:
• das argumentative Bewerten und Begründen
• das adressatengerechte Verbalisieren
•das selbständige Erschließen naturwissenschaftlicher
Erkenntnisse
•der Verwertungsaspekt des naturwissenschaftlichen
Wissens
Die dritte Ebene ist die Ebene der Aufgaben:
Betrachtet man die internationalen Vergleichsstudien so lässt sich
feststellen, dass in Deutschland hinsichtlich der Aufgabenkultur folgende
Bereiche zu kurz kommen:
•das argumentative Bewerten und Begründen
• das adressatengerechte Verbalisieren
•das selbständige Erschließen naturwissenschaftlicher Erkenntnisse
•der Verwertungsaspekt des naturwissenschaftlichen Wissens
56

Cornelia Sommer
Für die Praxis: Kompetenzfördernde Aufgaben
Aufgabe
Kompetenzen
Welche
Kompetenzen
braucht man zur
Bearbeitung der
Aufgabe?
Kontext
Welchen Kontext
besitzt die Aufgabe?
Wissen
Welches Wissen
braucht man zur
Bearbeitung der
Aufgabe?
Affektive
Dimensionen
Wie interessant und
motivierend ist die
Aufgabe?
Aufgaben können aber viel mehr als Wissen zum Einsatz zu bringen.
Die Konstruktion von kompetenzfördernden Aufgaben beruht auf 4
Fragen, die man an sie richten kann.
57

Cornelia Sommer
Merkmale kompetenzfördernder Aufgaben
• Sie sind in einen schüler- oder gesellschaftlich relevanten Kontext
gestellt.
• Sie knüpfen am Vorwissen an.
• Sie bauen das kumulative Wissen aus (Inhalte).
• Sie fordern und fördern inhalts- und prozessbezogene
Kompetenzen (Breite).
• Sie sind herausfordernd und auf passendem Lernniveau (Tiefe).
• Sie fordern die Lernenden zu hoher Eigentätigkeit heraus. Sie sind
vielfältig in den Lösungsstrategien und Darstellungsformen.

Cornelia Sommer
Kompetenzmatrix in den Bildungsstandards
Diese Matrix bringt die einzelnen Kompetenzbereiche mit allgemeinen
Anforderungsbereichen in Verbindung.
Mit ihrer Hilfe kann man Aufgaben gut auf die einzelnen
Kompetenzbereiche, und darin wieder auf unterschiedliche
Anforderungsbereiche zustricken.
59

Cornelia Sommer
Kompetenzmatrix MNU

Cornelia Sommer
Fazit
Die Umstellung auf kompetenzorientierte
Bildung
…ist nicht trivial
…ist auf dem Weg
…bestehende Modelle sind vorläufig, können
durch Forschungsergebnisse noch verändert
werden
…kann nur in Verbindung von Wissenschaft und
Praxis gelingen
…auf Ihre Praxiserfahrung kommt es an!

Cornelia Sommer
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!

Cornelia Sommer

64
Cornelia Sommer
Naturwissenschaftliche Zugänge zu Problemen
Analytischer Zugang:
Komplexe Strukturen
werden in
überschaubare
Komponenten zerlegt
Ist nicht zielführend, wenn:
• sich das System verändert oder bewegt
• ein Geschehen das andere beeinflusst, selbst wenn sich das zweite viel
später und weiter weg vom ersten abspielt
• Teile von Systemen zusammenarbeiten und manche Ereignisse sich
erst aus dieser Zusammenarbeit erklären lassen
Systemischer Zugang:
Komplexe Strukturen
lassen sich durch das
Zusammenspiel ihrer
Komponenten erklären
Der naturwissenschaftliche Zugang zu Problemen ist häufig analytisch, er
besteht darin, komplexe Strukturen in überschaubare Komponenten zu
zerlegen. Es zeigt sich, dass mit dieser Vorgehensweise viele Probleme
gelöst werden können (z.B. die Aufklärung von Enzymstrukturen).
Dennoch existieren Bereiche, in denen das analytische Herangehen nicht
zielführend ist. Diese Methode funktioniert dann nicht, wenn sich das
System verändert oder bewegt (z.B. haben in einem äußerlich
unveränderten Ei nach 2 Wochen Brutzeit gravierende Veränderungen
stattgefunden), wenn ein Geschehen das andere beeinflusst, selbst wenn
sich das zweite viel später und weiter weg vom ersten abspielt (z.B. der
Einfluss des Nahrungsangebots für den Weißstorch im
Überwinterungsgebiet auf den Bruterfolg im Sommer), wenn Teile von
Systemen zusammenarbeiten und manche Ereignisse sich erst aus dieser
Zusammenarbeit erklären lassen (z.B. lässt sich die Funktion eines Autos
erst aus einer bestimmten Zusammensetzung seiner Bestandteile wie
Motor, Getriebe, Antriebswelle, Räder etc. und nicht aus seinen
Einzelteilen erklären; ein Wort erschließt sich erst aus einer bestimmten
Reihenfolge seiner Buchstaben, nicht aus den einzelnen Buchstaben).
In Ergänzung dieses analytischen Zugangs ist es daher oft sinnvoll,
Strukturen nicht zu zerlegen, sondern in ihrem Zusammenspiel zu
betrachten. Dies ist dann ein systemischer Zugang.

Cornelia Sommer
Kompetenzbereich: Bewertung- Strukturmodell
Wahrnehmen und Bewusstmachen moralisch-ethischer Relevanz: Angesprochen ist die Fähigkeit,
das spezifische moralisch-ethische Problem in einem Sachverhalt wahrzunehmen und zu
identifizieren.
Wahrnehmen und Bewusstmachen der Quellen der eigenen Einstellung: Es gilt, ein reflektiertes
Bewusstsein für zwischenmenschliche, gesellschaftliche und kulturelle Einflüsse zu schaffen, die
eine Wirkung auf die Ausbildung der eigenen begründeten Meinung haben.
Beurteilen: Wird ein Sachverhalt beurteilt, so wird er sowohl unter Betrachtung der enthaltenen
Fakten als auch unter Nennung der für und gegen eine Handlung sprechenden Gründe
analysiert.
Folgenreflexion: Es geht um die Fähigkeit, im Vorfeld hypothetische Folgen eines jeweiligen Urteils
zu antizipieren und abzuschätzen.
Perspektivenwechsel: Der Perspektivenwechsel umfasst sowohl die Fähigkeit, der eigenen Position
entgegenstehende Argumente formulieren und nachvollziehen zu können als auch den
ausschließlich eigenen Blickwinkel bis hin zu einer entpersonifizierten gesellschaftlichen
Perspektive hin zu erweitern.
Argumentieren: Grundlage des korrekten ethischen Argumentierens ist der praktische Syllogismus,
der mit einem festen Schema deskriptiver und normativer Prämissen und Konklusionen operiert.
Urteilen: In diesem Bereich geht es darum, ein eigenes reflektiertes und begründetes Urteil
fällen zu können.
Ethisches Basiswissen: Das ethische Basiswissen umfasst die Fähigkeit der Schüler, in bioethischen
Diskussionen jeweilige zentrale Fachbegriffe erklären und korrekt verwenden zu können.

Cornelia Sommer
Bezug zu den Bildungsstandards:
• erklären den Organismus und Organismengruppen als System,
• erklären Ökosystem und Biosphäre als System,
• beschreiben und erklären Wechselwirkungen im Organismus, zwischen Organismen
sowie zwischen Organismen und unbelebter Materie
• stellen einen Stoffkreislauf sowie den Energiefluss in einem Ökosystem dar,
• beschreiben Wechselwirkungen zwischen Biosphäre und den anderen Sphären der
Erde,
• kennen und verstehen die grundlegenden Kriterien von nachhaltiger Entwicklung.
Basiskonzept
System

Cornelia Sommer
Förderung von Fähigkeiten beim Experimentieren
- Wissen über Ziele von Experimenten vermitteln: nat.-wiss. Experimente
dienen der Überprüfung kausaler Zusammenhänge von Variablen
- Einbettung der Vermittlung methodischer Inhalte in Verständnis zur Natur
der Naturwissenschaften
- Wissen über den Unterschied zwischen direkter Beobachtung und der
indirekten experimentellen Untersuchung von Naturphänomenen
- Experimente benötigen eine Fragestellung und eine Hypothese, die
beschreibt, welche Variable untersucht werden soll
- Zur Prüfung der Hypothese wird das experimentelle Vorgehen geplant: die
zu untersuchende Variable wird variiert, alle anderen Variablen müssen
konstant gehalten werden.
- Die Ergebnisse des Experiments werden in Bezug auf die Hypothese
analysiert und bestätigen oder verwerfen diese.
- Die Ergebnisse eines Experiments gelten erst dann als sicher, wenn sich
das Experiment mehrfach bestätigen lässt.
Es gab einige Untersuchungen, die sich mit den Schwächen von Schülern beim
Experimentieren beschäftigt haben. Aber nur wenige Untersuchungen haben
geprüft, wie man das Verständnis für Experimente fördern kann.
Sie zeigen, dass es wesentlich darauf ankommt, das theoretische Verständnis
der Schüler für Experimente zu entwickeln.
Darüber hinaus sind natürlich die bekannten Kennzeichen eines Experiments
auch als solche zu vermitteln: Den Schüler muss gezeigt werden, dass
-Wissen über Ziele von Experimenten vermitteln: nat.-wiss. Experimente dienen
der Überprüfung kausaler Zusammenhänge von Variablen
-Einbettung der Vermittlung methodischer Inhalte in Verständnis zur Natur der
Naturwissenschaften
- Wissen über den Unterschied zwischen direkter Beobachtung und der
indirekten experimentellen Untersuchung von Naturphänomenen
-Experimente benötigen eine Fragestellung und eine Hypothese, die beschreibt,
welche Variable untersucht werden soll
-Zur Prüfung der Hypothese wird das experimentelle Vorgehen geplant: die zu
untersuchende Variable wird variiert, alle anderen Variablen müssen konstant
gehalten werden.
-Die Ergebnisse des Experiments werden in Bezug auf die Hypothese analysiert
und bestätigen oder verwerfen diese.
-Die Ergebnisse eines Experiments gelten erst dann als sicher, wenn sich das
Experiment mehrfach bestätigen lässt.
67

Cornelia Sommer
sommer2.jpg
empirische Studie von Hammann & Bayrhuber (2002)
68

Cornelia Sommer
Vergleichen (Hammann, 2004)
Kompetenzstruktur beim problemorientierten Vergleichen
in der Ökologie.
Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Organismen in ihrer Angepasstheit
an die Umwelt
•Geeignete Vergleichskriterien heranziehen, um die Fragestellung des
Vergleichs beantworten zu können
•Merkmale, bzw. Merkmalsmuster von Organismen auf Vergleichskriterien
beziehen
Kompetenzstufen
•über die Anzahl der Vergleichskriterien, die
zum Vergleich herangezogen werden
•über die Anzahl berücksichtigter Merkmale
der Organismen in Bezug auf die
Vergleichskriterien
Fortbewegungsweise,
Fortpflanzung,
Ernährung
Fortbewegungs-
weise
Beinlänge
Körperform
Fußform
Ein anderer Aspekt des Vergleichens ist der problemorientierte Vergleich
in der Ökologie. Ein typisches Beispiel für einen solchen Vergleich liegt
vor, wenn Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Organismen in ihrer
Angepasstheit an die Umwelt erklärt werden müssen. Ähnlich ist es beim
Vergleich von Struktur und Funktion.
Die Kompetenzstruktur besteht aus folgenden Teilkompetenzen:
•Geeignete Vergleichskriterien heranziehen, um die Fragestellung des
Vergleichs beantworten zu können
•Merkmale, bzw. Merkmalsmuster von Organismen auf Vergleichskriterien
beziehen
Kompetenzstufen lassen sich über folgende Merkmale ableiten:
•über die Anzahl der Vergleichskriterien, die zum Vergleich herangezogen
werden
Beispiel: Vergleich von zwei Organismen in ihrer Angepasstheit an die
Umwelt nur über Fortbewegungsweise oder über Fortbewegungsweise,
Fortpflanzung und Ernährung
•über die Anzahl berücksichtigter Merkmale der Organismen in Bezug auf
die Vergleichskriterien
Beispiel: Berücksichtigung von Beinlänge, Körperform, Fußform beim
Kriterium Fortbewegungsweise
69

• Austausch zum Vortrag zu folgenden Themen:
o Kompetenzentwicklung beim naturwissenschaftlich-technischen Lernen
benötigt Classroom Management und Ausstattung!
benötigt Kontexte für Jungen UND Mädchen!
benötigt überprüfbare Modelle und Bewertungsraster!
benötigt den Prozess fördernde Aufgaben und Problemstellungen!
• Impulse / Fragen von Lehreranwärterinnen und Lehreranwärtern
Eine Lehreranwärterin bringt aus der Gesprächsrunde die wichtigsten Erkenntnisse /
Fragen in die Podiumsdiskussion ein.
Methodik als Basis und Ziel, z.B. Concept Maps
Output-Orientierter Unterricht Von „hinten“ planen
Experiment + Versuch Unterscheidung Experiment - Verusch
Bedeutung von „Wissen“ – Anhäufung von trägem Wissen (TIMSS)
Ausstattung bestimmt Möglichkeiten des Lernens
Kompetenzentwicklung ist (auch) abhängig von Ressourcen
Experiment (nach Definition planen) braucht Offenheit bei Austattung
Bewerten, Begründen Argumentieren
BaWü anspruchsvoll, hohes Niveau
Systemisches Denken der Schüler + Concept Maps
Fragen zum Vortrag:
Ausstattung – Was ist wirklich nötig?
Geeignete Lernsoftware?
Wie setze ich die praktische Arbeit im normalen Klassenzimmer um?
Strategien für die Umsetzung in der Lehrerbildung?
Naturwissenschaftliche Kompetenzen von Grundschülern?
Naturwissenschaftliche Kompetenzen der Lehrerinnen?
Kann man in der Schule objektive Noten machen?
Beobachtungsbogen Bewertungsraster Hin zur Note?
Klassenarbeiten als richtiges Instrument?
Niveaustufen Noten
o Für jede Stufe: Ziele, Indikatoren
o Weg?

VIII. Presse-Berichte
1. Vorbericht
Forum STE-PS - Die Kinder für Natur und Technik interessieren
06.09.2008 Nürtinger Zeitung
Das Nürtinger Seminar will Grundschullehrer und Lehreranwärter unterstützen und
weiterbilden – Drei Vorträge stehen an
NÜRTINGEN. Unsere Welt wird immer komplizierter. Naturwissenschaften und Technik
werden immer bedeutender. Und dennoch: Seit Jahren distanzieren sich viele von
naturwissenschaftlichen und technischen Fragestellungen. Schon Kinder, die eigentlich
von Natur aus mit dem Entdeckerdrang und großer Neugierde ausgestattet sind, ziehen
sich zurück. Dem will das staatliche Lehrerseminar Nürtingen entgegenwirken, indem
das Lehrpersonal in Ausbildung und Beruf unterstützt wird. Drei Vorträge sollen nun
dazu beitragen.
„STE-PS“ lautet das Zauberwort. Hinter der klingenden Abkürzung verbirgt sich
Englisches: „Science Teachers for Europe – Principles and Standards“. Es geht also
darum, Lehrpersonal dazu zu befähigen, die kindliche Begeisterung für Technik und
Naturwissenschaft zu erhalten und zu fördern.
Das Projekt „STE-PS“ bedient sich dabei verschiedener Methoden, wie Seminar-Direktor
Siegfried Henzler erläutert. Das soll auf drei Wegen geschehen. Zum einen soll die
Sach- und Fachkompetenz der Lehrer gefördert werden. Zum anderen sollen die
Schulen bei der Sachausstattung unterstützt werden. Und letztlich sollen didaktische
Strukturen erarbeitet werden. Betrachtet werden dabei nicht nur die Grundschulklassen,
sondern auch die ersten beiden Klassen der weiterführenden Schulen. Henzler: „Der
Übergang ist sehr wichtig.“ Lehreranwärter bringen sich mit ein, Mentoren werden
ausgebildet.
Da ein fachlich wertvoller und für die Kinder interessanter Naturwissenschaft- und
Technikunterricht in der Grundschule oft bereits an der Ausstattung scheitert, suchte
man im Rahmen des Projekts hier schon nach Lösungen. Eine von diesen Lösungen ist
der rollende Laborwagen, den Lehreranwärter entwickelten.
Ausgestattet ist der mit vielen Utensilien. Mit zehn Experimentiersätzen für
Schülergruppen von zwei bis drei Schülern zum Beispiel. Hinzu kommen zehn
Experimentiertabletts zur Elektrotechnik, zu anderen Naturwissenschaften. Da gibt es
Stative, Reagenzgläser, verschiedenste Werkzeuge. Es gibt Mikroskope, Messbecher,
Gefäße. Der Wagen bietet noch Platz für weitere Gerätetabletts zu Themen, die noch in
Entwicklung sind. Professionelle Ausrüstung, die kleine Forscher ernst nimmt. Am
Seminar wurde der Prototyp entwickelt, jetzt hofft Henzler auf eine Firma, die den
rollenden Physiklehrraum in Serie produziert.
Eine weitere Ausstattungslösung ist eine Notebook-Insel mit mehreren transportablen
Computern, mit Kameras und Drucker. Damit können die wissensdurstigen Schüler ihre
eigenen Experimente dokumentieren.

Ein weiterer Baustein des Projekts ist das Forum „STE-PS“. Im Rahmen des Forums hat
man schon Firmen wie Metabo, Heller, AMK oder auch Sauter besucht. Den Firmen ist
es wichtig, dass die Kinder – die Auszubildenden von morgen – nicht den Draht zu
Technik und Naturwissenschaft verlieren. Diese Firmen unterstützen das Forum auch in
diesem Herbst.
Drei Vorträge wird es für Lehrer und Lehreranwärter geben. „Wir arbeiten
wissenschaftsorientiert“, sagt Siegfried Henzler. Gebe es Fragen, hole man sich
Wissenschaftler ins Haus.
Am Montag, 15. September, wird die Professorin Dr. Rita Wodzinski von der Universität
Kassel im Seminar die Frage beantworten, was Lehrer können müssen, um
naturwissenschaftlich und technisch unterrichten zu können. Am Dienstag, 30.
September, wird Dr. Mirjam Steffensky von der Universität Lüneburg unter dem Titel
„Mehr als Brausepulverraketen bauen?“ den Stand der Didaktik skizzieren. Und
schließlich wird sich am Dienstag, 7. Oktober, Dr. Cornelia Sommer aus Kiel mit der
Frage befassen, was den Kindern vermittelt werden soll.
Zu den jeweils von 14 bis 18 Uhr dauernden Veranstaltungen gehören Diskussionen und
Gespräche. Alle 200 Ausbildungsschulen des Seminares sind eingeladen worden.
Die Ergebnisse des diesjährigen Forums sollen direkt in die „STE-PS“-Arbeit einfließen.
Schließlich will man die Lehrer nicht mit Appellen zu Weiterbildung und mehr
Engagement überziehen. Henzler will helfen, praktische Lösungen anzubieten. Denn der
Direktor weiß, dass die Lehrer ohnehin schon ein weites Feld von Fachbereichen
abdecken müssen. Mit der Bildung von Teams käme man weiter, meint er.
2. Forum STE-PS 1
Forum STE-PS - Den Unterricht an Kinderfragen orientieren
Das Forum „STE-PS“ am Lehrerseminar befasst sich mit dem Thema „Kompetente
Lehrer im naturwissenschaftlich-technischen Unterricht“
NÜRTINGEN (als). Ziel des Lehrerseminar-Forums „STE-PS“ ist es in diesem Jahr, die
Lehrer besser auf den naturwissenschaftlich-technischen Unterricht vorzubereiten.
Professor Dr. Rita Wodzinski von der Universität Kassel war der Einladung des
Lehrerseminars gefolgt und hielt dabei einen Vortrag zum Thema „Welche Kompetenzen
benötigen Lehrkräfte, um erfolgreiche Lernprozesse bei Schülerinnen und Schülern im
Bereich der naturwissenschaftlich-technischen Bildung ermöglichen zu können?“. Dieser
Vortrag bildete den Mittelpunkt der Veranstaltung. In Gesprächsrunden aller Teilnehmer
wurden anschließend Fragen erarbeitet, die in einer abschließenden Podiumsrunde mit
Lehreranwärterinnen durch die Vortragende beantwortet werden konnten.
Bevor Rita Wodzinski in ihrem lebendigen und interessanten Vortrag den Stand der
Wissenschaft darlegte, begrüßte Seminarleiter Siegfried Henzler die Gäste, neben
Interessierten aus dem schulischen Bereich waren als Vertreterin des Kultusministeriums
Annely Zeeb anwesend, Wolfgang Schiele vom Regierungspräsidium Stuttgart, Rita

Reuss vom Landesinstitut für Schulentwicklung und zwei Ausbildungsmeister der Firma
Metabo, die diese Veranstaltung finanziell unterstützte.
Mit einem Verweis auf aktuelle Studien des oftmals stiefmütterlich behandelten Bereichs
der naturwissenschaftlich-technischen Bildung führte Direktor Henzler in die Thematik
des Forums ein und stellte die Ziele dar, die das Projekt „STE-PS“ des Nürtinger
Lehrerseminars verfolgt. „STE-PS“ ist das Kürzel für „Science Teachers for Europe -
Principles and Standards“ (wir berichteten).
Neben dem Aufbau von Kompetenzen im Bereich der naturwissenschaftlich-technischen
Bildung für angehende Grund- und Hauptschullehrer können Schulen bei Bedarf vom
Seminar Unterstützung erfahren, wie anregende Lernumgebungen und lernwirksame
didaktische Module gestaltet werden können.
Die Professorin, die als Vorsitzende des Fachverbandes Didaktik der Physik an der Uni
Kassel einen gleichnamigen Lehrstuhl für alle Lehrämter innehat, erörterte in ihrem
Vortrag, wie Lehrkräfte Kompetenzen aufbauen und erweitern können, um guten
naturwissenschaftlichen Unterricht zu gestalten. Neben Fachwissen stellte sie einen
weiteren wichtigen Aspekt heraus: das Zutrauen und die Neugier, sich selbst Fragen zu
stellen und Alltagsphänomenen einmal auf den Grund zu gehen, um sich dem unter
Umständen ungeliebten Gebiet der Physik und der Technik anzunähern.
Als Gründe für das geringe Interesse, sich mit Physik und Technik auseinanderzusetzen,
nannte Wodzinski schlechte Erfahrungen aus der eigenen Schulzeit der
Lehramtsstudierenden. Im schulischen Bereich käme die oft unzureichende Ausstattung
für das Experimentieren, vor allem an Grundschulen, hinzu. Die beste Ausstattung nütze
jedoch wenig, wenn sich die Lehrkräfte fachlich nicht kompetent genug fühlten, da ihnen
oftmals Grundkenntnisse fehlen, die sie auch im Studium für das Grund- und
Hauptschullehramt nicht erworben hatten. Man habe sich mit der Materie durch die Wahl
der Studienfächer an der Pädagogischen Hochschule gar nicht auseinandersetzen
müssen.
Das Studium bereitet nicht auf die Berufswirklichkeit vor
Eine Lehreranwärterin brachte das Problem in der Podiumsrunde mit der Darstellung der
eigenen Situation zur Sprache. Sie habe Physik in der Schule bewusst abgewählt und
nun sei es mit dem studierten Fach Biologie erforderlich, dass sie in dem Fächerverbund
Materie/Natur/Technik genau auf dem Gebiet kompetent sein müsse, für das sie sich am
wenigsten kompetent fühle. Das Studium mit dem Schwerpunkt Grundschule habe sie
nicht auf die Berufswirklichkeit in der Hauptschule vorbereitet.
Rita Wodzinski zeigte an mehreren Studien zur Unterrichtsforschung auf, dass neben
der Fachkompetenz der Lehrkräfte eine deutliche Strukturierung des Unterrichts und
eine auf selbst entdeckende Problemlösung ausgerichtete Unterrichtsgestaltung
Faktoren für das Gelingen des Unterrichts sind. Lehrkräfte sollten die Kinder beobachten
und somit neben berufsbegleitenden, qualifizierten Weiterbildungen ihre fachlichen
Kompetenzen erweitern.
Das Gesamtfazit, so die Vortragende, laute, dass fertig ausgearbeitetes Material häufig
noch keinen guten Unterricht garantiere. Die fehlenden Kompetenzen könne man
erweitern durch das Recherchieren von Phänomenen, durch das Feststellen der
Lernstände der Schüler, durch die Beschaffung geeigneten Materials, durch ein gutes
Arrangement von Lernsituationen und Lernumgebungen sowie die Dokumentation der
Lernverläufe und die Reflexion über das, was die Schüler in einer Unterrichtseinheit
gelernt haben.

In den an den Vortrag anschließenden Gesprächsrunden wurde unter anderem die
Frage aufgeworfen, wie die Rolle der Lehrkraft im Unterricht aussehen solle. Professor
Dr. Wodzinski entschied sich bei der Beantwortung der Frage für einen Mittelweg. Der
Unterricht müsse durchaus Phasen haben, die klar strukturiert und angeleitet sind, den
Schülern aber auch viel Zeit für freies und selbsttätiges Experimentieren lassen. Mit dem
Begriff der „Spielwiese“ machte sie deutlich, dass Schülerinnen und Schülern die
Freiräume bekommen sollten, Fragen zu stellen und nach Antworten zu suchen.
Angehende Lehrerinnen und Lehrer sollten nicht davon ausgehen, dass sie in der Zeit
des Vorbereitungsdienstes allumfassende Fachkompetenzen erwerben könnten. Es sei
für Lehreranwärter sinnvoll, an ihren Schulen Freiräume zu bekommen, um
Unterrichtsideen auszuprobieren. Dabei sei es bedeutsam, dass Ausbildungsziele
zwischen Schulen und dem Seminar gut abgestimmt seien und eine intensive
Kooperation stattfände. Eine wichtige Rolle spielten dabei die Mentoren an den Schulen.
In Lerngemeinschaften sei das Lernen effektiver. In Teams könne man sich bei der Vor-
und Nachbereitung des Unterrichts gegenseitig den Rücken stärken und somit die
eigene Professionalisierung vorantreiben.
„Ich weiß auch nicht auf alle Fragen eine Antwort und fühle mich trotzdem kompetent“,
so Rita Wodzinski. Dies aus dem Munde einer hochkarätigen Professorin zu hören,
ermutigte die Anwesenden, sich schrittweise Kompetenzen für einen professionellen
naturwissenschaftlich-technischen Unterricht anzueignen und dies in einem
Lerntagebuch für die spätere Reflexion zu dokumentieren.
Umsetzbare Strategien wurden aufgezeigt
Auch für das Projekt „STE-PS“ waren die Erkenntnisse aus der Veranstaltung von großer
Bedeutung hinsichtlich der weiteren Arbeit. In einem Abschlussdialog wurde
herausgestellt, wie wichtig es ist, sich im Projekt vertieft mit den Fragestellungen zur
Erreichung von Fachkompetenz und Selbstwirksamkeit auseinanderzusetzen und die
Zusammenarbeit mit Mentoren weiter zu stärken. Die Resonanz unter den Zuhörern war
einstimmig positiv, was sowohl die Gestaltung der Veranstaltung als auch die
Ausführungen der Referentin anbelangte. Die Teilnehmer hatten umsetzbare Strategien
aufgezeigt bekommen, wie sie fachliche Lücken schließen können, war zu hören.
3. Forum STE-PS 2
Forum STE-PS - Wissen muss anwendbar sein
Vortrag von Dr. Mirjam Steffensky beim Forum Steps im Lehrerseminar:
Naturwissenschaftliche Grundbildung ist mehr als Experimentieren
NÜRTINGEN (als). "Es ist nicht genug zu wissen, man muss es auch anwenden; es ist
nicht genug zu wollen, man muss es auch tun" - mit diesem Zitat aus Goethes "Wilhelm
Meisters Wanderjahre“ eröffnete Direktor Siegfried Henzler jüngst die zweite
Vortragsveranstaltung der Reihe „Forum Steps“ am Nürtinger Lehrerseminar.
„Steps“ verfolgt das Ziel, die Lehrerbildung und den Unterricht in der
naturwissenschaftlich-technischen Bildung nachhaltig zu fördern und zu verbessern. Dr.

Mirjam Steffensky von der Universität Münster gab mit ihrem Vortrag zur Didaktik
naturwissenschaftlichen Lernens wertvolle Impulse für die Weiterarbeit in diesem Projekt.
Direktor Henzler führte in den Nachmittag ein. Das Wichtigste, so Henzler, sei es, der
Neugier der Kinder im Bereich der Naturwissenschaft und Technik Raum zu geben. Das
Lernen der Kinder müsse von Lehrkräften professionell begleitet werden, damit diese
ihre Welt begreifen können. Das Lehrerseminar kooperiert hierzu im Projekt Steps mit
Partnerschulen, um die Lehrerbildung in diesem Bereich weiterzuentwickeln.
Dr. Mirjam Steffensky promovierte im Jahr 2000 und ist als Professorin an der Universität
Münster für Chemie-Didaktik tätig. In ihrem Vortrag nahm Steffensky das Lernen der
Kinder im naturwissenschaftlichen Unterricht genauer unter die Lupe.
Was macht einen guten naturwissenschaftlich-technischen Unterricht aus?
Naturwissenschaftliche Bildung, so Steffensky, sei ein lebenslanger Prozess. Es gehe in
der Schule nicht nur darum, auf einen späteren Beruf vorzubereiten. Vielmehr gehe es
auch darum, bei Schülern eine Grundlage zu schaffen, um sich in einer
naturwissenschaftlich-technisch orientierten Welt interessiert mit aktuellen Themen zu
befassen. Wissen müsse anwendbar sein. Forschungsbefunde zeigten, dass Kinder
bereits im vorschulischen Alter Vorstellungen zu naturwissenschaftlichen Denk- und
Arbeitsweisen haben, die durch einen guten Unterricht lernwirksam werden können.
Steffensky führte in den Begriff des „Konzeptwechsels“ ein: Lehrkräfte müssten sich
dessen bewusst sein, dass Vorstellungen der Kinder, sogenannte Konzepte, zunächst
abgerufen werden müssen. Die Schüler sollten durch die bewusste Auseinandersetzung
Anregungen bekommen, um eigene Vorstellungen zu überprüfen und Neues zu lernen.
Die reine Vermittlung von Lerninhalten sei nicht hilfreich, um den notwendigen
Konzeptwechsel für nachhaltiges Lernen herbeizuführen.
Ein aktiver Wissensaufbau benötige Zeit, müsse alltagsnah und bedeutsam sein.
Unterricht umfasse mehr als reine Wissensvermittlung. Lehrkräfte müssten den Schülern
Denkhilfen geben und sie vor allem im Bereich der Hauptschulen mehr fordern.
Hauptschüler könnten im Bereich des naturwissenschaftlichen Lernens viel mehr leisten,
als ihnen oft zugetraut würde.
Steffensky führte weiter aus, dass es eine aktiv-entdeckende Unterrichtsgestaltung
brauche, um effektives Lernen zu ermöglichen. Um nachhaltiges Lernen zu fördern,
müssten Versuche über bloßen Aktionismus hinausgehen. Es bestehe sonst die Gefahr,
dass den Schülern Erklärungen übergestülpt würden, die Halbwissen erzeugen. Eine
Methode, die das aktive Lernen unterstütze, sei das Experimentieren durch die Schüler.
Die Forschung zeige, dass an das Experimentieren sehr hohe Erwartungen geknüpft
würden, die aber oft in der Praxis nicht erfüllt werden.
Es gäbe neben dem Experiment weitere wissenschaftliche Methoden wie das Sammeln,
Ordnen, Beobachten und Beschreiben, die als Grundlage für das Experimentieren
benötigt würden. Naturwissenschaftliche Phänomene müssten zudem in
unterschiedlichen Zusammenhängen entdeckt werden können, um nachhaltiges Lernen
zu ermöglichen.
Steffensky wollte die Lehrkräfte nicht davon abbringen, die Schüler experimentieren zu
lassen. Sie machte jedoch deutlich, dass ein Experiment nur dann einen Lernprozess in
Gang bringe, wenn der Vorbereitung und der Auswertung entsprechend Raum gegeben
würde. Wichtig sei hierbei, im Unterricht über die Beobachtungen zu sprechen. „Lieber
ein Experiment weniger, dafür aber gut vorbereitet und im Sinne des Konzeptwechsels

begleitet“, so Steffensky. Ein Lerntagebuch der Schüler dokumentiere zudem den
Lernprozess.
In Gesprächsrunden mit Ausbildern, Lehreranwärtern und Gästen wurden anschließend
Fragen für eine Podiumsrunde mit Mirjam Steffensky erarbeitet. Auf dem Podium wurde
die Frage nach dem Fachwissen der Lehrkräfte aufgegriffen. Lehrern müsse klar sein, so
Steffensky, dass auch sie lebenslang Lernende seien. Das nötige Fachwissen müssten
sie sich aneignen. Es entspreche nicht dem Berufsbild der Lehrkräfte, Inhalte, die man
selbst nicht beherrsche, einfach wegzulassen. Man müsse eigene Defizite erkennen und
diese durch Fort- und Weiterbildung aktiv abbauen.
Steffensky bezog noch einmal Stellung zum Experimentieren der Schüler. Sie habe eine
kritische Haltung zum freien Umgang mit Experimentiermaterialien. Es müsse eine klare
Fragestellung vorhanden sein. Es gebe keine Belege dafür, dass Kinder durch das freie
Hantieren mit Experimentiermaterial mehr lernen würden. Sie sei sich dessen bewusst,
dass Kinder ausgesprochen gerne experimentierten und eine kritische Haltung zum
Herumspielen als „Spaßbremse“ aufgefasst würde. Durch ihre auf wissenschaftlichen
Erkenntnissen basierenden Ausführungen wurde den Anwesenden jedoch die
Notwendigkeit des planvollen Einsatzes des Experiments bewusst.
Projekteiter Michael Wünsch sieht sich durch den Vortrag in der Ausrichtung von
„Steps“ bestätigt. Die von Mirjam Steffensky angeführten Merkmale für lernwirksamen
naturwissenschaftlichen Unterricht seien handlungsleitend für die Ausbildung von
Lehreranwärtern. Entwicklungsfelder sieht Wünsch in der gemeinsamen Planung,
Umsetzung und Evaluation von Unterrichtsmodulen mit den Partnerschulen. Diese
Module, so Wünsch, können Modell sein für nachhaltigen naturwissenschaftlich-
technischen Unterricht.
4. Forum STE-PS 3
Forum STE-PS - Unterricht muss Kompetenzen fördern
Nürtinger Zeitung
Abschluss der „Forum-Steps“-Reihe am Nürtinger Lehrerseminar mit Dr. Cornelia
Sommer.
NÜRTINGEN (als). Welche naturwissenschaftlichen Kompetenzen benötigen Schüler,
um erfolgreich lernen zu können? Wie überprüft man Kompetenzen? Diesen
Fragestellungen wurde bei der letzten Veranstaltung der Reihe „Forum Steps“ am
Nürtinger Lehrerseminar nachgegangen. Dr. Cornelia Sommer vom Leibniz-Institut für
die Pädagogik der Naturwissenschaften war aus Kiel angereist, um einen Vortrag zum
Thema „Naturwissenschaftliche Kompetenzen von Primarschülern“ zu halten und
anschließend auf dem Podium Fragen zum Thema zu beantworten.
Direktor Siegfried Henzler drückte bei der Begrüßung seine Freude darüber aus, dass
der Einladung neben Ausbildern und Lehreranwärtern auch weitere interessierte Gäste
aus der Schulverwaltung gefolgt waren. Dies zeige, so Henzler, dass der Lehrerbildung
im naturwissenschaftlich-technischen Bereich, mit dem man sich am Nürtinger
Lehrerseminar im Projekt Steps beschäftigt, große Bedeutung zugemessen werde. So

befand sich unter den Zuhörern Gernot Schultheiß, Referent für Hauptschulen im
Kultusministerium, Professor Dr. Werner Bleher von der Pädagogischen Hochschule
Ludwigsburg und Werner Ebner vom Amt für Schule und Bildung in Reutlingen.
Außerdem waren der Einladung Vertreter anderer Lehrerseminare und vom
Landesinstitut für Schulentwicklung gefolgt.
Zum Auftakt der letzten Vortragsveranstaltung zog Direktor Henzler eine vorläufige
Bilanz und zeigte weitere Wege auf, die man am Lehrerseminar beschreiten wolle.
Neben der engen Zusammenarbeit mit den Steps-Ausbildungsschulen sei beabsichtigt,
einen Comenius-Antrag zu stellen, um mit europäischen Partnern die nachhaltige
Weiterentwicklung des Projekts im Sinne der Lehrerbildung voranzutreiben.
„Sie sind die Fachleute für Unterricht“, konstatierte die Referentin Dr. Cornelia Sommer
zu Beginn ihres Vortrags und machte damit deutlich, dass für sie als Wissenschaftlerin
ein hohes Interesse daran bestehe, die Erkenntnisse aus ihrer Forschungsarbeit mit der
Praxis zu verbinden. Sie verwies zunächst auf das Ergebnis der Schulvergleichsstudie
Pisa, die die Einführung von Bildungsstandards zur Folge hatte. Ein Standard, so Dr.
Sommer, bezeichne den „Grad der Zielerreichung“ auf unterschiedlichen Niveaus.
Mit Kompetenzen bezeichnet man die Fähigkeiten der Schüler in verschiedenen
Bereichen des Fach- und Sachkönnens, des sozialen Umgangs miteinander sowie im
selbstständigen Anwenden von Methoden. Bildungsstandards haben die Funktion, die
Qualität im Bereich der Bildung zu sichern und zu verbessern. Die Leistungen der
Schulen werden an den Kompetenzen der Schüler gemessen.
Cornelia Sommer führte weiter aus, bereits in der Planung von Unterricht müssten
Lehrer darauf achten, dass sie diesen im Sinne der Kompetenzförderung gestalten.
Schüler müssten sich das erforderliche Wissen in bedeutsamen Zusammenhängen und
Situationen erarbeiten können. Denken und Handeln müsse vernetzt werden und an
Vorwissen anknüpfen, damit nachhaltiges Wissen aufgebaut werde.
Wie bereits bei den ersten beiden Forum-Steps-Nachmittagen setzten sich die Zuhörer
im Anschluss an den Vortrag in Gesprächsrunden mit der Thematik auseinander, um
Fragen für eine Podiumsrunde mit der Referentin zu erarbeiten. Die Lehreranwärter
bewegte dabei unter anderem die Frage, inwieweit es für Mädchen spezielle Themen
geben müsse, um einen Zugang zum naturwissenschaftlich-technischen Bereich zu
finden, der über Biologie hinausgehe.
Sommer führte aus, es sei grundsätzlich festzustellen, dass Mädchen sich in
technischen Bereichen wenig zutrauten. Für Mädchen und Jungen müsse es
gleichermaßen Anwendungsbezüge geben. Es sei Wert zu legen auf
Aufgabenstellungen, die den Schülern selbstständige und an Problemen orientierte
Lernprozesse ermöglichten.
Auf die Frage hin, wie ein Klassenzimmer ausgestattet sein müsse und welche
Ressourcen für eine gelingende Kompetenzentwicklung notwendig seien, nannte
Cornelia Sommer Faktoren wie eine gute Ausstattung für das naturwissenschaftlich-
technische Arbeiten, die entsprechende Wertschätzung für das Fach selbst, genügend
Unterrichtszeit und nicht zuletzt kompetente Lehrkräfte.
In den Forum-Veranstaltungen präsentierte das Lehrerseminar einen Laborwagen, der
von Lehreranwärtern entwickelt und gebaut wurde. Alle drei Referentinnen der Reihe
bestätigten, dass mit diesem Ausstattungskonzept die Lernumgebung innovativ gestaltet
werden könne. Zudem stelle das Unterrichten im Team, das Arbeiten in

Lerngemeinschaften und die schrittweise Aneignung noch nicht vorhandener
Kompetenzen für die Lehrkräfte eine Möglichkeit dar, mit den hohen Anforderungen, die
an sie gestellt würden, professionell umzugehen. Außerdem müsse die
Beurteilungspraxis angepasst werden. Zu Beginn einer Unterrichtseinheit müssten
Lernstände erhoben werden und die Schüler sollten für gelingende Lernprozesse
regelmäßig individuelle Rückmeldungen erhalten.
Projektleiter Michael Wünsch bedankte sich zum Abschluss der Veranstaltungsreihe bei
allen am Forum Mitwirkenden und zog ein Resümee. Die Wissenschaftlerinnen hätten
sich auf die Themen und Fragestellungen des Seminars eingelassen und sich auf
anspruchsvollem Niveau damit auseinandergesetzt. Die erwartete
Wissenschaftsorientierung sei voll zum Tragen gekommen und diene nun der
Orientierung für die Weiterentwicklung des Steps-Projekts. Man wolle die Erkenntnisse in
die Zusammenarbeit mit Ausbildungsschulen und den europäischen Partnern, mit denen
man ein gemeinsames Comenius-Projekt anstrebe, einfließen lassen.

Forum STE-PS - Dokumentation Seminar Nuertingen

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