Dissertation (Metadaten)
Titel (original):Entwicklung und Überprüfung eines Strukturmodells der Diagrammkompetenz für den Biologieunterricht
(übersetzt):Development and examination of a structural model of graph competence for biology education
 
Autor:Simone Lachmayer
 
URN:NBN:urn:nbn:de:gbv:8-diss-30414
 
Fakultät:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
DDC Sachgebiet:370 Erziehung, Schul- und Bildungswesen
 
Datum der mdl. Prüfung:04.07.2008
 
Referent(in):Prof. Dr. Helmut Prechtl
Korreferent(en) Korreferentin:Prof. Dr. Claudia Nerdel
 
Beschreibung (original):Dem Einsatz von Diagrammen kommt im Biologieunterricht eine vielfältige Bedeutung zu. Sie fungieren einerseits als Lehr- und Lernmittel zur Unterstützung textgebundener Informationsvermittlung, andererseits als direkter Lerngegenstand bei der Datenauswertung und Ergebnisdarstellung im Rahmen von Prozessen der Erkenntnisgewinnung im Unterricht. Schwierigkeiten von Schülerinnen und Schülern beim Umgang mit diesen hoch konventionalisierten Darstellungsformen weisen jedoch auf die Notwendigkeit der Schulung von Kenntnissen und Fähigkeiten der Lernenden zur Interpretation und Konstruktion von Diagrammen hin. Entsprechend wird der Erwerb dieser Fähigkeiten, die in der vorliegenden Arbeit unter dem Begriff der Diagrammkompetenz zusammengefasst werden, in Lehrplänen und Bildungsstandards als bedeutsames Ziel des Biologieunterrichts herausgestellt. Als Grundlage sowohl der Förderung als auch der Diagnose der Diagrammkompetenz wird ein fundiertes Kompetenzmodell benötigt, das die relevanten Kompetenzstrukturen sowie deren Zusammenhänge darlegt. Hauptzielsetzung der vorliegenden Forschungsarbeit war die theoriegeleitete Entwicklung eines solchen Strukturmodells für die Diagrammkompetenz sowie dessen empirische Validierung, die sich zum einen auf zwei verschiedene Klassenstufen, zum anderen auf zwei verschiedene Diagrammtypen, Linien- und Säulendiagramm, erstreckt. Basierend auf kognitionspsychologischen Befunden zum Verstehen von Diagrammen wurde ein theoretisches Kompetenzstrukturmodell entwickelt, welches als Hauptkomponenten die Fähigkeiten zur Informationsentnahme, zur Konstruktion und zur Integration voneinander unterscheidet. Diese Modellstruktur konnte umfassend empirisch bestätigt werden. Die drei Komponenten, sowie weitere Unterkomponenten, ließen sich für beide Klassenstufen als zu differenzierende Fähigkeiten nachweisen. Insbesondere zeigte sich, dass das formulierte Kompetenzmodell für beide Diagrammtypen Gültigkeit hat. Zur differenzierteren Beschreibung der Struktur der Diagrammkompetenz wurden zudem die Zusammenhänge der einzelnen Komponenten untereinander weiter geklärt. Es wurde ein geringer Zusammenhang zwischen Informationsentnahme und Konstruktion, starke Bezüge hingegen zwischen Informationsentnahme und Integration festgestellt. Als didaktische Implikation ergibt sich aus den Befunden der vorliegenden Arbeit, dass eine effektive Förderung der Diagrammkompetenz von Schülerinnen und Schülern im Biologieunterricht über die Schulung der Interpretationsfähigkeit gegebener Diagramme hinausgehen muss. Ein kompetenter Umgang mit Diagrammen erfordert eigene Fähigkeiten zur Konstruktion sowie Fähigkeiten, Informationen aus unterschiedlichen Quellen wie Text und Diagramm miteinander in Beziehung zu setzen. Diese hängen zwar mit den Fähigkeiten, Informationen aus Diagrammen zu entnehmen, zusammen, können aber nicht mit diesen gleichgesetzt werden.
 
(übersetzt):In biology education the use of graphs is of manifold relevance. On the one hand, graphs are applied as teaching material, because they are assumed to support learning from text. On the other hand, graphs are a subject of biology tuition by themselves, since they are used for data evaluation and presentation of results within classroom processes of scientific discovery. Students’ difficulties regarding the handling of graphs indicate that knowledge of and abilities in the handling of graphs need to be taught in science classes. According to this, the aquirement of these abilities, which are referred to as graph competence in this study, is considered as an important goal of biology education by curricula and standards of science education. A graph competence model, that describes the relevant competence structures and their relations, is required as a basis for both diagnosing and fostering graph competence in science classrooms. The primary aim of the present study was the development of such a structural competence model and its empirical validation in two different grades and for two different graph types, line and bar graphs. A competence model was theoretically derived referring to research on graph comprehension in cognitive psychology. It assumes that information extraction, construction and integration are the main components of graph competence. The model structure could be confirmed in empirical data, i.e. the named three components, as well as further subcomponents could be distinguished empirically as different abilities. In particular, it was found that the postulated competence model is valid for both types of graphs. Furthermore, the relations between the different components were examined in order to give a more detailed description of the competence structure. It was found that information extraction and construction bear little relation to each other whereas there is a strong relationship between information extraction and integration. A didactical implication that arises from the results of the present study is the necessity to promote not only students’ abilities in interpreting graphs but also their abilities in constructing and relating them to other sources of information. These abilities are related to but cannot be equated with the abilities in reading graphs.
 
Schlagworte:Diagramm, Kompetenzmodell, Biologiedidaktik, Rasch-Modell
graph, competence model, biology didactic, Rasch model
 
Dokumente: