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Zweistufiger Test

Diagnose des begrifflichen Verständnisses

Ab 4. Klasse

Mit zweistufigen Tests lassen sich vorunterrichtliche Vorstellungen und das Auftreten von Fehlkonzepte insbesondere in den Naturwissenschaften diagnostizieren.

Inhalt und Nutzen

Lernen im Sachunterricht und in den naturwissenschaftlichen Fächern ist kein alleiniges Dazulernen, sondern erfordert oft ein Umlernen. Schülerinnen und Schüler bringen vorrunterrichltichen Vorstellungen von naturwissenschaftlichen Phänomenen mit, die meistens nicht mit wissenschaftlichen Sichtweisen kompatibel sind. Häufige Fehlvorstellungen sind zum Beispiel „Kerzen verbrennen vollständig.“ oder „Das Gewicht eines Gegenstandes bestimmt, ob er sinkt oder auf dem Wasser schwimmt.“ Diese und andere stark durch Alltagserfahrungen geprägten Vorstellungen sind sehr resistent. Die rezeptive Aufnahme von Wissen im Unterricht führt nicht automatisch zu einem tieferen Verständnis der Zusammenhänge und zur Etablierung belastbarer Konzepte. Oft wird nur ein oberflächliches Verständnis oder ein Verschmelzung von ursprünglich und neu erworbenen Sichtweisen erreicht (Vosniadou, 2008). Vorunterrichtliche Vorstellungen können Grund für Verständnisschwierigkeiten sein. Wenn wichtige Konzepte nicht gelernt werden, „verlieren“ wir die Schülerinnen und Schüler an Schlüsselstellen.
Zum Erfassen der Vorstellung der Schülerinnen und Schüler eignet sich der zweistufige Test. Er besteht aus geschlossenen Aufgaben, die so konstruiert sind, dass zu erwartende vorunterrichtliche Vorstellungen und Fehlkonzepte aufgedeckt werden. Auf der ersten Stufe jeder Frage werden die Schülerinnen und Schüler aufgefordert eine Vorhersage zu treffen, was in einer bestimmten Situation passieren wird. Auf der zweiten Stufe werden verschiedene Begründungen angeboten, von denen sie die beste auswählen sollen. Die Distraktoren („Ablenker“, falsche Antwortalternativen bei einem Multiple-Choice-Test) greifen vorunterrichtliche Vorstellungen, beziehungsweise Fehlvorstellungen, auf.

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Abbildung 1. Beispiel einer zweistufigen Frage aus dem EPSE-Projekt (Übersetzung, siehe Material)

Durch den zweistufigen Test lassen sich für jede Schülerin und jeden Schüler und auch für die gesamte Klasse, die Vorstellungen zu einem Thema erfassen. Im Sachunterricht und im Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächer hilft ein klares Bild der Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler diese aufzugreifen und herauszufordern. Es ist auch möglich nach der Unterrichtseinheit die Effizienz des eigenen Unterrichts mithilfe eines zweistufen Tests zu evaluieren.

Vorbereitung, Durchführung & Auswertung

Der Hauptarbeitsaufwand besteht, für den Fall, das nicht auf einen fertigen Test zurückgegriffen werden kann, in der Konstruktion guter Fragen. Helfen können die zahlreiche Publikationen zu Fehlvorstellungen von Kindern und Erwachsenen (siehe unter weitere Informationen) und natürlich auch die eigene Unterrichtserfahrung bei der Vermittlung von naturwissenschaftlichen Konzepten.

Ein zweistufiger Test ist in Bezug auf Zeit ein ökonomisches Instrument. Der Test kann im Klassenverband durchgeführt werden und eignet sich insbesondere zum Einsatz zu Beginn einer neuen Lerneinheit. Je nach Länge ist eine Testzeit von 10 bis 30 Minuten zu veranschlagen.

Die Auswertung der Multiple-Choice Fragen für jede Schülerin und jeden Schüler und auch die Zusammenstellung der Klassenergebnisse dauert nur wenige Minuten.

Einordnung

Studien mit dem zweistufigen Test (Miller & Hames, 2003; Urban-Wodron & Hopf, 2012) haben gezeigt, wie effektiv das konzeptuelle Verständnis der Schülerinnen und Schüler mit diesem Instrument diagnostiziert werden kann. Sie zeigten auch, dass Schülerinnen und Schüler oft nur über oberflächiges Wissen verfügen. Auf der ersten Stufe wird zwar die richtige Antwort gegeben, diese kann aber auf der zweiten Stufe nicht richtig begründet werden. Zum Teil zeigt sich auch, dass Schülerinnen und Schüler bei Fragen, die auf demselben Konzept basieren, mit unterschiedlichen Modellen arbeiten.

Material

Beispiele von zweistufigen Tests:

  • Beispielfragen zu Vorstellungen vom Sieden von Stoffen, Ionenbindungen und zwischenmolekulare Kräften. Modul zur Diagnose und Förderung im kompetenzorientierten Chemiunterricht in der Sekundarstufe I (2011) von Ulrich Bee (Heinrich-Suso-Gymnasium Konstanz).
    http://lehrerfortbildung-bw.de/faecher/chemie/gym/fb2/modul7/4_bspl/9_tief/
  • Test zu Basiskonzepten zum elektrischen Strom auf deren Basis auf spezifische Schülervorstellung geschlossen werden. Die Items wurden von Experten validiert und an 442 Schülerinnen und Schülern (7. Klasse bis Oberstufe) verschiedener Schulformen erprobt.
    Urban-Woldron, H. & Hopf, M. (2012) - Entwicklung eines Testinstruments zum Verständnis in der Elektrizitätslehre. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften 18, 201-227.
  • Zwischen 2000 und 2003 hat sich das EPSE (Evidence-based Practice in Science Education) Forschungsnetzwerk der Universitäten von York, Leeds, Southhampton und dem King’s College London unter der Koordination von Professor Robin Millar intensiv mit dem Thema Diagnostik im naturwissenschaftlichen Unterricht auseinandergesetzt. In dem Projekt wurden zahlreiche diagnostische Fragen erstellt und es sind insgesamt sieben zweistufige Tests (auf englisch) entstanden: https://www.york.ac.uk/education/research/cirse/older/epse/resources/. Die Themen dieser Test sind Grundlagen von elektronischen Schaltungen, elektrischer Strom, Schaltungsverhalten, Potentialdifferenz, Ermittlung von Kräfte, Kraft und Bewegung, Aggregatzustände und das Teilchenmodell.
    Millar, R. and Hames V. (2003). TLRP Research Briefing No 1: Using diagnostic assessment to enhance learning. Department of Educational Studies, University of York.
    Anleitung um selber zweistufige Tests zu erstellen:
  • In for.mat (Fortbildungskonzepte und –materialien zur kompetenz- bzw. standardbasierten Unterrichtsentwicklung) http://www.kmk-format.de/Nawi-Diagnose.html
    Beitrag D 3.1.1 „Entwicklung eines diagnostischen Tests zur Identifizierung von Fehlkonzepten in spezifischen inhaltlichen Bereichen in 10 Schritten“ und in der Kurzfassung D 3.1.2.
    Quelle: Udo Klinger, IFB Speyer.
  • Treagust, D. F. (1988). Development and use of diagnostic tests to evaluate students’ misconceptions in science. International Journal of Science Education. 10(2), 159–169.

Weitere Informationen

In der Forschung zu vorunterrichtlichen Vorstellungen von Kindern und (jungen) Erwachsenen, wurde eine Fülle von typischen Fehlvorstellungen identifiziert:

  • Barke, H.-D. (2006). Chemiedidaktik: Diagnose und Korrektur von Schülervorstellungen. Heidelberg: Springer.
    Prof. Hans-Dieter Barke vom Institut für Didaktik der Chemie der Universität Münster beschreibt in seinem Buch alternative Vorstellungen zu Basiskonzepten der Chemie: Stoffe und Stoffeigenschaften, Teilchenmodell, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, Chemisches Gleichgewicht, Donator-Akzeptor-Prinzip und Energie.
  • Burger, J. (2001). Schülervorstellungen zu "Energie im biologischen Kontext". Dissertation, Universität Bielefeld. http://pub.uni-bielefeld.de/publication/2305865
    In den Tabellen 4-20 (S.165-168) werden Grundvorstellungen, die in fachwissenschaftlicher Sicht nicht korrekt sind, für das Fach Biologie vorgestellt.
  • Duit, R. (2009) Bibliography STCSE: Students’ and teachers’ conceptions and science education. Kiel: IPN – Leibniz Institute for Science Education. http://archiv.ipn.uni-kiel.de/stcse/
    Bibliographie mit rund 8400 Artikeln aus dem Feld Physik, Chemie, Biologie und Erdkunde, vorwiegend auf Englisch.
  • Kind, V. (2004). Beyond appearances: Student’s misconceptions about basic chemical ideas. http://www.rsc.org/learn-chemistry/resource/res00002202/beyond-appearances?cmpid=CMP00007478
    Auf 84 Seiten beschreibt Vanessa Kind wissenschaftlich belegte Fehlvorstellungen in folgenden Bereichen der Chemie: states of matter, nature of matter, change of states, differences between “elements, compounds and mixtures”, chemical reactions, closes system reactions, open system chemical events, “acids, bases and neutralization”, stoichiometry, chemical bonding, thermodynamics, chemical equilibria.
  • Vosniadou, S. (Ed.). (2008). International Handbook of Research on Conceptual Change, New York, New York, Routledge.
    Umfangreiche Zusammenstellung über die Forschung zu Conceptual Change in Physik, Astronomie, Chemie, Biology, Medizin, Geschichte und im Allgemeinen.

Letzte Änderung am 31.01.2017