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Gestufte Lernhilfen beim Forschenden Lernen zur Förderung der Experimentierkompetenz - Eine Interventionsstudie zur Wirkung von konditionalem metakognitivem Strategiewissen und Lernzielorientierungen bei der Wahl und Nutzung von on demand-Hilfen

English title Using incremantal scaffolds to foster inquiry skills in inquiry learning - An intervention study to research the influence of conditional metacognitive strategy knowledge and goal orientation on choice and usage of on-demand help
Applicant Arnold Julia
Number 182145
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Institut Forschung und Entwicklung Pädagogische Hochschule Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW
Institution of higher education Pädagogische Hochschule der Fachhochschule Nordwestschweiz - PH-FHNW
Main discipline Education and learning sciences, subject-specific education
Start/End 01.01.2020 - 30.06.2023
Approved amount 261'964.00
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Keywords (7)

inquiry learning; help seeking; on-demand help; goal orientation; metakognition; experiment; science education

Lay Summary (German)

Lead
Gestufte Lernhilfen sind Lernunterstützungen des selbständigen Lernens, die den Lernenden bei Bedarf zu Verfügung stehen. Dies birgt die Möglichkeit, die Lernhilfen nicht adäquat zu nutzen oder gar zu missbrauchen. In diesem Projekt wird untersucht, wie das Hilfen-Nutzungsverhalten beim Forschenden Lernen optimiert werden kann.
Lay summary

Als Bestandteil naturwissenschaftlicher Grundbildung sollen Schülerinnen und Schüler lernen, naturwissenschaftliche Experimente durchzuführen. Das Forschende Lernen, bei dem die Lernenden selbständig forschend arbeiten, wird zur Förderung dieser Fähigkeiten empfohlen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass Lernunterstützungen notwendig sind, die die Lernenden entlasten. Hier haben sich gestufte Lernhilfen bewährt, die nach Bedarf (on demand) genutzt werden können. Allerdings zeigen sich beim Gebrauch Mechanismen des Hilfen-Missbrauchs und der Hilfen-Vermeidung. Als Faktoren dieser Formen der mal-adaptiven Nutzung kommen kognitive und motivationale Faktoren in Frage. 

In der vorliegenden Studie wird untersucht, inwiefern eine Förderung des metakognitiven Strategiewissens darüber, wann welche Hilfen nützlich sind, und eine Förderung der Lernzielorientierung die Hilfen-Nutzung optimieren können und wie sich dies auf den Erwerb wissenschaftsmethodischer Kompetenzen beim Forschenden Lernen auswirkt. 

Durch die Klärung der Rolle von metakognitivem Strategiewissen und der Zielorientierung kann das Projekt einen Beitrag zur Theoriebildung im Bereich on demand-Hilfen und im Bereich der Förderung der Experimentierkompetenz durch Unterstützungsformate beim Forschenden Lernen leisten. Das Projekt kann ferner die Praxis im Bereich Forschendes Lernen informieren und entsprechende Materialien und Anwendungsmöglichkeiten liefern.

 

Direct link to Lay Summary Last update: 02.09.2019

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Name Institute

Abstract

Experimentierkompetenz, als Fähigkeit naturwissenschaftliche Experimente durchführen zu können, ist Bestandteil der naturwissenschaftlichen Grundbildung. Jedoch wird in diesem Bereich Lernenden aller Schulstufen Förderbedarf attestiert. Zur Förderung der Experimentierkompetenz wird das Forschende Lernen empfohlen. Das Forschende Lernen ist allerdings nur in Abhängigkeit entsprechender Lernunterstützungen effektiv. Ein Format zur Unterstützung stellen die gestuften Lernhilfen dar. Sie leiten sich aus Beispielaufgaben ab und bestehen wie diese aus einem Hinweis (Prompt) und einer Beispiellösung. Der Unterschied zu Beispielaufgaben besteht darin, dass die gestuften Lernhilfen den Lernenden inkrementell dargeboten werden und bei Bedarf (on demand) genutzt werden können. In Vorstudien mit gestuften Lernhilfen erwiesen sich diese zwar als lernwirksam im Vergleich zu Kontrollgruppen, jedoch zeigten sich auch Mechanismen des Hilfen-Missbrauchs (z.B. Überblättern des Hinweises und direktes Springen zur Beispiellösung, was als gaming the system-Verhalten bekannt ist) und der Hilfen-Vermeidung (Nicht-Nutzen von Hilfen, obwohl dies angeraten wäre). Als Faktoren dieser Formen der mal-adaptiven Nutzung kommen kognitive und motivationale Faktoren in Frage. Im vorliegenden Projekt werden zwei Faktoren untersucht: 1) konditionales metakognitives Strategiewissen als Wissen darüber, wann welche Hilfen nützlich sind und 2) Zielorientierungen, die die aktive Hilfesuche beeinflussen können. Eine Förderung dieser Faktoren wurde bis dato nicht in Bezug auf die Hilfen-Wahl und Hilfen-Nutzung bzw. für den Erwerb von Experimentierkompetenz im Rahmen des Forschenden Lernens untersucht. Ziel der vorliegenden experimentellen Interventionsstudie ist es daher zu prüfen, wie sich die Förderung des konditionalen metakognitiven Strategiewissens und die Förderung einer Lernzielorientierung beim Forschenden Lernen auf das Hilfen-Wahl- und Hilfen-Nutzungs-Verhalten sowie den Erwerb der Experimentierkompetenz auswirken. Dazu wird eine Unterrichtseinheit zum Forschenden Lernen durchgeführt. Die Lernenden erhalten in einem 2-faktoriellen Experimental-Design Treatment- und Kontrollimpulse für konditionales metakognitives Strategiewissen und Lernzielorientierung. Das Hilfen-Wahl- und Hilfen-Nutzungsverhalten (z.B. in Form von bedarfsorientierter Nutzung sowie Nutzungshäufigkeit und Verweildauer bei den Hilfen) und der Lernzuwachs in der Experimentierkompetenz werden als abhängige Variablen untersucht. Für die Interventionsstudie wird auf Lernmaterialien und Testinstrumente aus Vorarbeiten zum Experimentieren im Kontext "Enzymatisch katalysierte Reaktionen" zurückgegriffen. Diese werden zur Erfassung von System-Log-Daten (z.B. Verweildauer) in ein digitales Format überführt. Durch die Klärung der Rolle von konditionalem metakognitivem Strategiewissen und der Zielorientierung kann das Projekt einen Beitrag zur Theoriebildung im Bereich on demand-Hilfen und im Bereich der Förderung der Experimentierkompetenz durch Unterstützungsformate beim Forschenden Lernen leisten. Das Projekt kann ferner die Praxis im Bereich Forschendes Lernen informieren und entsprechende Materialien und Anwendungsmöglichkeiten liefern.
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