Selbständiges Experimentieren und konzeptuelles Lernen mit Beispielaufgaben in Biologie

Die Fähigkeiten deutscher Biologieschülerinnen und -schüler sind im Bereich des Experimentierens defizitär. Doch wie können die experimentellen Fähigkeiten von Lernenden angemessen gefördert werden? Untersucht wird diese Frage im Rahmen einer Interventionsstudie, für die vier verschiedene Lernumgebungen zum Einsatz kommen. Die Lern -umgebungen (A bis D) unterscheiden sich hinsichtlich des eingesetzten Lernformates und der Art der Experimentdurchführung. Für die Lernumgebungen A und B werden biologische Beispielaufgaben entwickelt, in denen ein Experiment in all seinen Teilschritten exemplarisch dargestellt wird. Beispielaufgaben gelten in den Naturwissenschaften als ein effektives Lernformat zur Förderung von Problemlöseprozessen. Für die Lernumgebungen C und D kommen herkömmliche Experimentieranleitungen in Form von inhaltsäquivalenten Schulbuchtexten zum Einsatz. Die Art der Experimentdurchführung geschieht praktisch (A und C) oder gedanklich (B und D). Interventionsbegleitend werden Video -daten erhoben. Die Studienergebnisse zeigen, dass die praktische Ex -pe -ri -ment -durch -füh -rung zu einer höheren Lernleistung im Bereich des experimentellen Methodenwissens führt als das rein gedankliche Nachvollziehen der Experimente. Hierbei ist unerheblich, ob die Schülerinnen und Schüler mit Beispielaufgaben oder mit Schulbuchtexten lernen. Die videoanalytischen Ergebnisse unterstützen die Annahme, dass das Beispielaufgabenformat das selbständige Experimentieren fördert.