Kitabı oku: «Sprache, Mathematik und Naturwissenschaften», sayfa 4

2.2 Konsequenzen für die Entwicklung des Leitfadens zur Analyse von Kompetenzen, naturwissenschaftliche Sachverhalte (angemessen) verschriftlichen zu können

Auch wenn wir in diesem Beitrag nicht im Detail auf die Entwicklung und Erprobung des Leitfadens zur Analyse von Kompetenzen, naturwissenschaftliche Sachverhalte angemessen verschriftlichen zu können, eingehen, möchten wir doch unsere grundlegenden Entwicklungsideen in aller Kürze vorstellen.² Die Güte von alltags- und naturwissenschaftsbezogenen Schriftstücken (z.B. von Versuchsprotokollen oder Arbeitsberichten) ist u.E. mindestens an den folgenden fünf Kriterien abzuschätzen:

1. an der inhaltlichen bzw. fachlichen Korrektheit der im Text getroffenen Aussagen,

2. an der korrekten Verwendung von Fachtermini,

3. an der Strukturiertheit des Textes,

4. an der Genauigkeit der formulierten Aussagen und

5. an der Prägnanz des Schriftstücks.

Gegenwärtig sind wir damit beschäftigt, für diese Kriterien operationalisierbare Analysevorschriften zu entwickeln und Normierungsfaktoren festzulegen, die zu einer angemessenen Gewichtung der fünf Kriterien führen. Die ersten Erfahrungen, die wir mit diesem System gemacht haben, stimmen uns zuversichtlich, dass wir in absehbarer Zeit in der Lage sein werden, einen praktikablen Leitfaden zur Analyse naturwissenschaftsbezogener Schrift-Sprach-Kompetenzen zur Diskussion stellen zu können.

2.3 Fragestellungen, die die Erprobung des Instruments zur Analyse naturwissenschaftlicher und alltagsbezogener Lesekompetenz betreffen

Die Fragen, die uns bei den zunächst deskriptiv-statistisch ausgerichteten Analysen der erhobenen Daten leiten, sind wie folgt zusammenzufassen:

In welchem Maße sind SchülerInnen der Jahrgangsstufen 7 und 8 in der Lage aus naturwissenschaftlich- und alltagsweltbezogenen Texten und anderen multiplen Repräsentationen wesentliche und sachdienliche Informationen so zu entnehmen, dass sie daran gekoppelte naturwissenschaftsbezogenen Aufgaben angemessen lösen können?

Bezüglich welcher Aufgabentypen (der dargebotenen lesekompetenz-bezogenen Anforderungen) und in welcher Weise unterscheiden sich ausgewählte Schüler-Populationen voneinander?

Folgende Schüler-Populationen werden in unserer Arbeit untersucht:

SchülerInnen der 7. und 8. Jahrgangsstufe,

Jungen und Mädchen,

SchülerInnen mit und ohne Migrationsbiographie und

SchülerInnen unterschiedlicher Schulformen (SchülerInnen von Haupt- und Gesamtschulen und Gymnasien).

Tab. 2: Aufteilung der Stichprobe aus der Pilotierung (Differenzen zu N = 858 ergeben sich aus fehlenden Angaben)

3. Ergebnisse aus der Pilotierung
3.1 Stichprobe der Pilotierung

Sechs Berliner Schulen haben sich an der Pilotierung beteiligt. Insgesamt nahmen 858 SchülerInnen an dieser Untersuchung teil. Die Verteilung der ProbandInnen entsprechend der oben genannten Kriterien der Stichprobenzusammensetzung geht aus Tabelle 2 hervor.

3.2 Datenerhebung

Im Zuge der Datenerhebung in den Schulen verschiedener Schulformen zeichnete sich ab, dass die SchülerInnen an Gymnasien weniger Zeit zum Bearbeiten der Testhefte benötigten (ca. 30 Minuten) als die SchülerInnen an Haupt- und Gesamtschulen (ca. 45 Minuten). Grundsätzliche oder systematische Schwierigkeiten beim Bearbeiten der Tests sind nicht aufgefallen.

3.3 Ergebnisse bezogen auf die Teil-Stichproben der Jahrgangstufen 7 und 8

Die Prüfung der Reliabilität und Konstruktvalidität schreibt dem Test-Instrumentarium zufriedenstellende Ergebnisse zu (Bolte/Pastille, im Druck). Zentrale deskriptiv-statistische Kennwerte sind in Abbildung 1 zusammengefasst. Tabelle 3 ergänzt diese Befunde und eröffnet einen Einblick in die Teil-Stichproben-Paar-Vergleiche, die zu statistisch signifikanten Unterscheidungen bezogen auf die geprüften Skalen und Sub-Skalen führen.

3.3.1 Befunde bezogen auf die gewählte Gesamtstichprobe

Dem ersten Boxplot in Abbildung 1 (Boxplot links; die Gesamt-Stichprobe [N = 858] betreffend) ist zu entnehmen, dass der Median (der Wert über und unter dem 50% der Gesamtstichproben-Daten liegen) bei einer Lösungswahrscheinlichkeit von 58Prozent liegt; d.h.: Die Hälfte aller SchülerInnen hat also ein besseres oder ein Ergebnis von genau 58 Prozent korrekt gelöster Aufgaben erreicht; die andere Hälfte ein schlechteres oder gleich gutes Resultat. Anhand der Box ist außerdem zu erkennen, dass 50 Prozent der SchülerInnen zwischen 38 Prozent und 74 Prozent der Aufgaben richtig gelöst hat. Die Ergebnisse der restlichen 50 Prozent der ProbandInnen verteilen sich nahezu über das gesamte Spektrum an Lösungshäufigkeiten; d.h. 25 Prozent der SchülerInnen sind dem Bereich von 3 Prozent bis 38 Prozent richtig gelöster Aufgaben zuzuordnen und 25 Prozent dem Bereich zwischen 74 Prozent und 100 Prozent richtiger Aufgabenlösungen.

Tab. 3: Mittlere Prozentwerte richtig gelöster Aufgaben, Mittlere Prozentwert-Differenzen [Δ]³ und Signifikanztests [T-Test; p < 5%]⁴ – differenziert nach Aufgaben-Typus und nach ausgewählter Teil-Stichprobe bzw. nach ausgewähltem Teil-Stichproben-Paar-Vergleich

Bezogen auf diese Stichprobe ist also festzustellen, dass die Aufgabenschwierigkeit so justiert wurde, dass die Hälfte aller ProbendInnen 58 Prozent und mehr der Aufgaben korrekt gelöst hat. Alles in allem weist der Test also – bezogenen auf die Stichprobe dieser Untersuchung – eine (sehr) zufriedenstellende Trennschärfe auf.

Abb. 1: Wesentliche Parameter der deskriptiv-statistischen Analysen alltags- und naturwissenschaftsbezogener Sprachkompetenz (hier: Verteilung der Prozentsätze korrekt gelöster Aufgaben zum alltags- und naturwissenschaftsbezogenem Leseverständnis im Überblick)

3.3.2 Befunde bezogen auf die Teil-Stichproben der Jahrgangstufen 7 und 8

Den beiden Boxplots in Abbildung 1, die die Ergebnisse der SchülerInnen der 7. (N= 569) und 8. Jahrgangsstufe (N = 265) wiedergeben, ist zu entnehmen, dass der Median des 7. Jahrgangsstufe bei 55 Prozent und der der 8. Jahrgangsstufe bei 61 Prozent richtig gelöster Aufgaben liegt. Die Verteilung aller Ergebnisse streut in der 7. Jahrgangsstufe zwischen 3 Prozent bis 100 Prozent richtiger Lösungen; in der 8. Jahrgangsstufe ist die gesamte Streuung vergleichsweise etwas geringer (zwischen 10 % und 100 %). Die Streuung innerhalb der 50 Prozent-Box (also um den Median) fällt im Betrag in der Teil-Stichprobe des 8. Jahrgangs etwas größer aus (zwischen 39 % und 79 %) als die in der Teil-Stichprobe des 7. Jahrgangs (37 % bis 71 %). Den Ergebnissen zu folge können die Aufgaben von ProbandInnen höherer Jahrgangsstufe (erwartungsgemäß) mit größerer Erfolgswahrscheinlichkeit gelöst werden; über alle Aufgaben gemittelt, ist dieser Befund statistisch signifikant (p ≤ .006). Die Aussage zur statistischen Signifikanz der Kompetenzdifferenzen trifft jedoch nicht auf alle sondern nur bezogen auf vier (von insgesamt acht geprüften) Teil-Kompetenzen zu; zu nennen sind die Bereiche A.* (p ≤ .016), B.* (p ≤ .029), *.2 (p ≤ .001) und A.2 (p ≤ .001). Dementsprechend sind die Differenzen zwischen der 7. und 8. Jahrgangskohorte bezüglich der vier restlichen Teil-Kompetenzen (*.1, A.1 und B.1 sowie B.2) statistisch nicht signifikant. Außerdem ist festzustellen, dass das Gros der Leistungsdifferenzen insgesamt als eher klein (nämlich kleiner als 5 %) zu bezeichnen ist; lediglich die Differenzen bei den Aufgaben des Typs *.2 und hierbei insbesondere bei denen des Typs A.2 sind im Durchschnitt größer als 5 Prozent.

Unter der Annahme, dass diese Ergebnisse auch in einem »echten Längsschnitt« so erzielt worden wären, würden die Ergebnisse darauf hindeuten, dass bezüglich dieser Teilkompetenzen nur kleinere – zumindest keine statistisch signifikanten – Lern- und Leistungszuwächse innerhalb eines Schuljahres zu verzeichnen gewesen wären. Inwieweit diese Interpretation tatsächlich zutrifft, wird von der Arbeitsgruppe gegenwärtig in einer Längsschnittuntersuchung geprüft.

3.3.3 Befunde bezogen auf die Teil-Stichproben der Jungen und Mädchen

Die beiden Boxplots in Abbildung 1, die die Ergebnisse differenziert nach Jungen und Mädchen darstellen, bringen zum Ausdruck, dass der Median der Mädchengruppe etwas höher ausfällt (Median: 58 %) als der Median der Jungen (Median: 55%). Die Streuungsmaße der Jungen und Mädchen sind im Betrag gleich (jedoch auf etwas unterschiedlichem Niveau). Die Whisker oder sogenannte »Barthaare« (das sind die Striche unter- und oberhalb des Rechtecks oder einer »Box«) der Mädchen- und Jungen-Gruppe verdeutlichen außerdem, dass einerseits innerhalb der Mädchen-Gruppe die schlechtesten Resultate nachzuweisen sind (Minimum: 3 %) und dass andererseits die besten Ergebnisse innerhalb der Jungen-Gruppe erreicht werden (Maximum 100 %).

Die Mädchen-Gruppe erzielt also über alle Probandinnen gemittelt tendenziell bessere Ergebnisse als die Jungen-Gruppe; die über alle Aufgaben gemittelten Differenzen sind jedoch statistisch nicht signifikant. In statistisch signifikanten Maße ist die Gruppe der Mädchen der Gruppe der Jungen in Bezug auf die Lösung von Aufgaben des Typs A.1 überlegen (p ≤ .001). Demgegenüber sind die Jungen in statistisch bedeutsamem Maße in der Lage, Aufgaben des Typs *.2 im Allgemeinen (p ≤ .011) und des Typs B.2 im Speziellen (p ≤ .020) erfolgreicher zu lösen als die Mädchen.

Die in den großen Assessment-Studien beschriebene sprachliche Überlegenheit der Mädchen gegenüber den Jungen ist, bezogen auf die hier geprüften alltags- und naturwissenschaftsbezogene Lesekompetenzen, nicht zu bestätigen. Ebenso wenig kann verifiziert werden, dass die Jungen gegenüber den Mädchen grundsätzlich und deutlich bessere Ergebnisse bzgl. ihrer naturwissenschaftlichen Performanz erzielen; für die Bereiche der hier analysierten alltags- und naturwissenschaftsbezogenen Lesekompetenzen ist dies zumindest nicht zutreffend.

3.3.4 Befunde bezogen auf die Teilstichprobe der ProbandInnen mit und ohne Migrationsbiographie

Mit einem Median von 67 Prozent richtig gelöster Aufgaben in der SchülerInnen-Teilstichprobe ohne Migrationsbiographie und einem Median von 45 Prozent korrekter Antworten in der Teilstichprobe der SchülerInnen mit Migrationsbiographie zeichnen sich deutliche Unterschiede in den alltags- und naturwissenschaftsbezogenen Lese-Kompetenzen dieser beiden Teil-Stichproben ab (siehe Abb. 1 und Tab. 3). Die Verteilung der ProbandInnen innerhalb der Box ist zwar absolut betrachtet ähnlich (die Differenzen liegen im Betrag zwischen 29 % und 31 %), vom qualitativen Standpunkt aus gesehen sind die Niveauunterschiede jedoch erheblich (mit Migrationsbiografie zwischen 33 Prozent und 62 Prozent; ohne Migrationsbiographie zwischen 48 % und 79 %). Betrachtet man jedoch die Minima, so relativieren sich die Leistungsunterschiede zwischen den beiden Teilstichproben ein wenig. Die am wenigsten befriedigenden Resultate rangieren in der Migration-Teilstichprobe zwischen 3 Prozent und 33 Prozent und die der Vergleichsgruppe zwischen 6 Prozent und 48 Prozent. Demgegenüber ist aber auch festzustellen, dass ein Viertel der ProbandInnen der Migration-Teilstichprobe »Spitzen-Werte« zwischen 62 Prozent und 97 Prozent korrekt gelöster Aufgaben erreicht; in der Gruppe ohne Migrationsbiographie liegen die Spitzen-Werte allerdings erkennbar höher; nämlich zwischen 79 Prozent und 100 Prozent.

Die große Streuung der Ergebnisse in der Teilstichprobe der SchülerInnen mit Migrationsbiographie macht deutlich, dass bezogen auf die getestete Leistungsperformanz SchülerInnen mit Migrationsbiographie Testresultate erzielen, die denen von SchülerInnen ohne Migrationsbiographie durchaus entsprechen. Vor Stigmatisierungen und vorschnellen Generalisierungen sei an dieser Stelle daher ausdrücklich gewarnt. Gleichwohl lassen sich die Niveauunterschiede in den Ergebnissen der SchülerInnen mit und ohne Migrationsbiographie auch in dieser Untersuchung nicht wegdiskutieren; alle geprüften Teil-Kompetenzen zeigen statistisch (hoch) signifikante Differenzen (.000 ≤ p ≤ .001) zu ungunsten der SchülerInnen mit Migrationsbiographie. Mehr als die Hälfte dieser Schülerschaft zeigt Leistungen unterhalb einer normativ gesetzten 50 Prozent-Leistungsgrenze.

Diese Befunde unterstreichen noch einmal und sehr eindringlich die Notwendigkeit, dass diesen SchülerInnen besondere Aufmerksamkeit und Hilfe beim Lernen naturwissenschaftlicher Sachverhalte zu Teil werden muss. Bedenkt man dabei, dass in der Teil-Stichprobe der SchülerInnen ohne Migrationshintergrund SchülerInnen von Gymnasien überrepräsentiert sind, dann scheinen auch besondere Unterstützungsmaßnahmen für SchülerInnen ohne Migrationsbiographie dringend angezeigt.

3.3.5 Befunde bezogen auf die ProbandInnen der unterschiedlichen Schulformen

Die drei letzten Boxplots in Abbildung 1 geben differenziert Auskunft über die Verteilung der Ergebnisse bezogen auf die ProbandInnen aus unterschiedlichen Schulformen.

Der Median der Hauptschul-Stichprobe liegt bei 39 Prozent korrekt beantworteter Aufgaben. Die Streuung der Ergebnisse ist innerhalb der Box (zwischen 28 % und 48 %) im Vergleich zu den Ergebnissen anderer Teil-Stichproben gering. Zwei Ausreißer in der Gruppe der HauptschülerInnen erreichen (erfreulich) gute Testergebnisse.⁵ Kein/e HauptschulprobandIn hat alle Aufgaben richtig lösen können. Festzustellen ist aber auch, dass zumindest die Hälfte der untersuchten HauptschülerInnen Testwerte zwischen 9 Prozent und 45 Prozent richtig gelöster Aufgaben erreicht. Auch wenn die schwächsten ProbandInnen nicht aus der Gruppe der HauptschülerInnen entstammen, sind dies Ergebnisse, die den drängenden didaktischen und pädagogischen Handlungsbedarf im Unterricht an Hauptschulen untermauern.

Der Median der ProbandInnen aus Gesamtschulen liegt bei 45 Prozent richtiger Lösungen. Die Streuung innerhalb der Box reicht von 33 Prozent bis 60 Prozent und außerhalb der Box von 3 Prozent bis 90 Prozent; sie ist in beiden Fällen (vergleichsweise) groß. In der Gesamtschulen-Teil-Stichprobe befinden sich die ProbandInnen, die die schwächsten Testresultate erreicht haben. Außerdem ist festzustellen, dass in der Gesamtschulen-Teil-Stichprobe keine ProbandIn alle Aufgaben richtig gelöst hat. Die insgesamt wenig befriedigenden Testergebnisse bekräftigen die Mahnung, im Unterricht von Gesamtschulen verstärkt sprachaktivierende und sprachfördernde Maßnahmen einzusetzen.

Mit 76 Prozent korrekter Lösungen ist der Gymnasial-Teil-Stichprobe der (vergleichsweise) höchste Median zuzuweisen. Sowohl innerhalb der Box (zwischen 64 % und 83 %) als auch außerhalb ist die Streuung der Ergebnisse (verhältnismäßig) klein. Von einigen GymnasiastInnen werden sogar alle Aufgaben richtig beantwortet. Auffällig sind die sieben Ausreißer unterhalb des unteren Leistungsbereichs (Punkte unterhalb des unteren Whisker). Die Punkte kennzeichnen die schlechtesten Resultate innerhalb dieser Teilstichprobe; diese Werte liegen zwischen 23 Prozent und 33 Prozent korrekt gelöster Aufgaben.

Alle Paarvergleiche zwischen den getesteten GymnasiastInnen und den SchülerInnen von Haupt- und Gesamtschulen fallen statistisch signifikant aus; und zwar zu Gunsten der GymnasiastInnen. Von den geprüften Leistungsdifferenzen zwischen Haupt- und Gesamtschul-SchülerInnen sind lediglich die bezüglich der Sub-Skalen *.1 (p ≤ .017) und A.1 (p ≤ .020) statistisch signifikant. In beiden Fällen erreichen die SchülerInnen von Gesamtschulen bessere Resultate als die der Hauptschulen.

Die Ergebnisse der Schulform spezifischen Analysen lassen den Schluss zu, dass mittels des Testinstruments und Analyseverfahrens SchülerInnen unterschiedlicher Schulformen bezogenen auf deren alltags- und naturwissenschaftsbezogene Lesekompetenzen zu unterscheiden sind. Für die Analyse alltags- und naturwissenschaftsbezogener Lesekompetenzen von SchülerInnen der Jahrgangsstufen 7 und 8 an Haupt- und Gesamtschulen scheinen die Testsets ebenfalls gut geeignet; hingegen sind die Aufgaben für GymnasiastInnen der gleichen Jahrgangsstufen anscheinend (zu) leicht zu lösen.

Bezogen auf die hier geprüften alltags- und naturwissenschaftsbezogenen Lesekompetenzen scheinen die GymnasiastInnen, die an der Pilotierung teilgenommen haben, im Vergleich zu den SchülerInnen der anderen Schulformen in einer anderen Liga zu spielen; in allen Tests auf Leistungsdifferenzen schneiden die ProbandInnen aus Gymnasien in statistisch signifikanter Weise besser ab als die der beiden Vergleichsstichproben; die Unterschiede in den Leistungsniveaus sind verhältnismäßig groß. Auf Grund des recht hohen Leistungsniveaus der GymnasiastInnen legen die Befunde aus unserer Pilotierung den Schluss nahe, die Gymnasial-Teil-Stichprobe lediglich als Referenz-Gruppe zu nutzen. Da es dem Gros dieser SchülerInnen-Klientel wenig Schwierigkeiten zu bereiten scheint, sachdienliche Informationen aus Text- und multiplen Informationsquellen zu entnehmen, scheinen besondere didaktische Hilfestellungen in dieser Schülerschaft nicht so dringend geboten, wie dies in den anderen Teil-Stichproben angezeigt ist.

Der Vergleich der Testergebnisse der SchülerInnen von Haupt- und Gesamtschulen bietet hingegen differenzierende Befunde. So zeigen sich hinsichtlich der Aufgaben des Typs *.1 im Allgemeinen und des Typs A.1 im Besonderen statistisch signifikante Differenzen zu ungunsten der HauptschülerInnen. HauptschülerInnen sind aber nicht in allen Belangen den SchülerInnen von Gesamtschulen im statistisch signifikanten Maße unterlegen. Da die Testergebnisse in beiden Teil-Stichproben unterdurchschnittlich ausfallen und beiden Schüler-Gruppen unbefriedigende Performanz bescheinigen, sollte in Haupt- und Gesamtschulen verstärkt auf die Förderung von alltags- und naturwissenschaftsbezogener Sprachkompetenz geachtet werden.

Anregungen, wie alltags- und naturwissenschaftsbezogene Sprachkompetenzen in der Praxis des naturwissenschaftlichen Unterrichts gefördert werden können, werden wir in den folgenden Abschnitten unterbreiten und zur Diskussion stellen.

4. »Sprachaktivierung« im Fachunterricht

Empfehlungen, wie den aufgedeckten Schwierigkeiten in der Praxis begegnet werden kann, fassen wir unter dem Begriff »Sprachaktivierung« zusammen (Pastille/Bolte 2008): Gemeint sind damit den Fachunterricht strukturierende Verfahren, mit deren Hilfe Lehrende und Lernende durch eigenes Tätigwerden naturwissenschaftliche Inhalte und Zusammenhänge in eine intersubjektiv vermittelbare, also gegenüber Dritten nachvollziehbare Ausdrucksform übertragen können, welche ihrerseits ein intelligentes Anschlusslernen ermöglicht. Der Begriff »Sprachaktivierung« erscheint dabei weit genug, um die Adressierung auch »allgemeinsprachlicher« Defizite aufzunehmen, soweit diese den Lernerfolg in den naturwissenschaftlichen Fächern gefährden (z. B. durch Missverstehen der häufig synonym verstandenen Arbeitsanweisungen »nenne«, »beschreibe«, »diskutiere«), andererseits aber ausreichend eng, um die speziell auf die Kompetenzen im naturwissenschaftlichen Unterricht abzielende Spracharbeit sowohl von allgemeineren (»Deutsch für Nicht-Muttersprachler«) als auch spezielleren Formen der Sprachförderung (»Einführung in die Fachsprache Chemie«) abzuheben. Es geht mithin um eine nach Gesichtspunkten der fachsprachlichen Kompetenzentwicklung geordnete Neuausrichtung des naturwissenschaftlichen Unterrichts.

Die im Rahmen des hier vorzustellenden Projekts entwickelten und in ihrer Wirksamkeit erprobten Instrumente werden als sogenannte »Werkstücke« zur Implementierung im Unterrichtsalltag aufbereitet, wo sie auch außerhalb exzeptioneller Konstellationen wie fächerverbindender Themenwochen bestehen können. Das mit dem Begriff der »Aktivierung« verbundene Anliegen ist dabei ein doppeltes: Zum einen zeigen die zwischenzeitlich gesammelten Erfahrungen, dass ein Teil der angestrebten Sprachkompetenzen durch gezielte Verfahren in der Tat nur re-»aktiviert« zu werden brauchen; zum anderen beugt nur das »Aktivwerden« der Lernenden im Rahmen der Spracharbeit dem erneuten Verlust erlangter Kompetenzen vor. So muss insbesondere vermieden werden, dass der naturwissenschaftliche Unterricht fortan in einen Fach- und einen aufgesetzten Sprachübungsteil zerfällt, die Spracharbeit mithin von den SchülerInnen als Verlängerung eines innerlich bereits abgelehnten Fachunterrichts verstanden wird. Auch hierfür liefert das Projekt Anregungen.

Abb. 2: Theoretische Grundlagen für die Planung sprachaktivierenden naturwissenschaftlichen Unterrichts