Erfassung von Experimentierkompetenz im universitären Kontext : Entwicklung und Validierung eines Experimentiertests zum Themenbereich Optik

Der Erwerb von Experimentierkompetenz stellt ein wichtiges Ziel der universitären Ausbildung im Fach Physik dar. Dennoch wird bei Untersuchungen zum Lernerfolg im Physikstudium gerade dieser Aspekt vernachlässigt. Dies liegt insbesondere daran, dass eine valide Erfassung von Experimentierkompetenz bisher nur eingeschränkt gelungen ist. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines Instruments zur validen Erfassung von Experimentierkompetenz. Im Rahmen der Arbeit wurde ein Modell zur Experimentierkompetenz entwickelt. Darauf aufbauend wurden Ansätze zur Diagnostik von Experimentierkompetenz analysiert und bzgl. der Testgüte beurteilt. Aus dieser Analyse wurden Anforderungen an ein Testinstrument zur reliablen und objektiven, vor allem aber validen Erfassung von Experimentierkompetenz abgeleitet. Mittels einer Fachinhaltsanalyse von N=10 deutschsprachigen Praktika wurde inhaltliche Validität und Generalisierbarkeit auf deutschsprachige Praktika im Bereich Optik sichergestellt. Mit einer Think Aloud Studie mit N=16 Probanden wurde geprüft, inwieweit die kognitiven Prozesse der Probanden durch die Auswertung des Laborhefts (Produkt) bzw. die zeitaufwändigere Auswertung des Vorgehens beim Experimentieren mittels Videoanalyse (Prozess) valide abgebildet werden können. Aus den Erkenntnissen wurde ein ökonomisches und valides Auswerteverfahren zur Beurteilung von Experimentierkompetenz entwickelt. In einer Feldstudie mit N=58 Studierenden wurde die strukturelle- und externe Validität untersucht. Dabei konnte eine ausreichende Reliabilitäten bzw. interne Konsistenz, auch für einzelne Subskalen nachgewiesen werden. Zudem konnten erste Hinweise auf eine Unabhängigkeit der Teildimensionen der Experimentierkompetenz gewonnen werden. Eine ausreichende Untersuchung zur externen- und prädiktiven Validität konnte im Rahmen der Arbeit nicht umgesetzt werden.