Wie Vorwissen das Lernen beeinflusst – Eine Lernprozessstudie zur Wissenskonstruktion des Treibhauseffekt-Konzepts

Abstract

Im Rahmen einer explorativen video-gestützten Lernprozessstudie wurden die Veränderungen der Präkonzeptionen über den atmosphärischen Treibhauseffekt von 13jährigen Lernenden detailliert untersucht. Das Forschungsdesign bestand aus einer Unterrichtseinheit, die in Vor- und Nachtest-Interviews eingebettet war. Der Unterricht basierte auf einem konstruktivistischen Lernansatz, in welchem die Entwicklung mentaler Modelle und Vorstellungsänderungen (Conceptual Change) eine große Rolle spielen. Als Datengrundlage dienten Transkripte der Videoaufzeichnungen, Schülerzeichnungen mit erklärenden Texten und Interviewtranskripte, die mit qualitativen Methoden untersucht wurden. Die Analyse ergab, dass die Lernwege der Lernenden in hohem Maße von ihrem fachspezifischen Vorwissen abhängen. Die Präkonzeptionen der Lernenden konnten drei Präkonzepttypen zugeordnet werden: Lernende, die kein oder sehr wenig Vorwissen über den Treibhauseffekt haben, konstruieren völlig neue mentale Modelle, die dem durch die Instruktion vermittelten Zielmodell sehr nahe kommen. Lernende, die Vorwissen haben, das mit grundlegenden Ideen des Zielmodells übereinstimmt, erreichen das Zielmodell durch Erweiterung und Umstrukturierung ihrer bestehenden Wissensstrukturen. Lernenden, deren Vorwissen aus subjektivem Weltwissen besteht, dass für sie einen größeren Erklärungswert hat, als die mit dem Unterricht vermittelten Informationen, verändern ihre mentalen Modelle nicht erfolgreich.

This paper provides an exploratory video-based learning process study that investigates in-depth the development of 13-year old learners’ pre-instructional conceptions of the atmospheric greenhouse effect during instruction. The research design consisted of an instructional sequence embedded in pre- and post-test interviews. The instruction used a constructivist learning approach that focused on mental model evolution and conceptual change. The video transcripts, the students’ annotated drawings, and the transcripts of the interviews served as the database, which was analysed qualitatively. The analysis showed that the learning pathways pursued by the learners significantly depend on their domain-specific previous knowledge. The learners’ preconceptions could be typified in three preconception types: Learners, who have no or very little previous knowledge about the greenhouse effect, build completely new mental models that are close to the target model. Learners, who have previous knowledge that indicates compliances with central ideas of the scientific model, reach the target model by expanding and restructuring their existing knowledge structures. Learners whose previous knowledge consists of subjective worldly knowledge with a greater personal explanatory value than the information conveyed through instruction do not successfully change their existing conceptions.