Adaptive Unterstützung in MINT-Lernumgebungen zur Förderung experimenteller Kompetenz und Selbstwirksamkeit (AdUmint)

Wissenschaftliche Erkenntnisse im Bereich MINT tragen zum technologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Fortschritt bei, weshalb ein grundlegendes Verständnis für den Prozess der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung von Bedeutung ist. Der Experimentierkompetenz kommt dabei eine zentrale Rolle zu, da sie alle MINT-Wissenschaften verbindet. Gleichzeitig zeigen zahlreiche Studien, dass in einem Fach erworbenes Wissen und Kompetenzen kaum auf andere fachliche Kontexte bzw. interdisziplinäre Lernumgebungen transferiert werden können. Ziel unseres Projekts ist, das Experimentieren als eine fachübergreifend wirksame MINT-Kompetenz zu etablieren. Dabei sollen sowohl kognitive Fähigkeiten und Fertigkeiten als auch die Selbstwirksamkeitserwartung in den Blick genommen werden. Insbesondere vor dem Hintergrund einer zunehmend heterogener werdenden Schülerschaft stellt sich die Frage, inwieweit es gelingen kann, das Experimentieren bestmöglich unter Berücksichtigung von individuellen Voraussetzungen, sozialer Herkunft und Geschlecht unterstützt durch moderne fachdidaktische und lehr-lernpsychologische Ansätze interdisziplinär zu fördern. Auf Basis eines Modells der interdisziplinären MINT-Experimentierkompetenz und unter Berücksichtigung des Potenzials digitaler Lernformate werden hierfür adaptive Maßnahmen, insbesondere in Form verschiedener Instruktionen, entwickelt und deren Effekt auf die Verbesserung der Experimentierkompetenz in interdisziplinären Lernumgebungen analysiert. Hieraus sollen Hinweise und Empfehlungen zur Gestaltung von Instruktionen zur individuellen Förderung der Experimentierkompetenz von Schüler*innen abgeleitet werden, die die Chancengleichheit für bisher im MINT-Bereich bildungsbenachteiligte Lernende erhöhen können.

Zur Stärkung des Experimentierens als fachübergreifende Kompetenz werden diese in einem narrativen Rahmen eingebettet. Ein gesellschaftlich relevantes Themenfeld stellt der Klimawandel dar, bei dem es interdisziplinäre Probleme zu lösen gibt. Jedes der zu entwickelnden Experimente beleuchtet dabei einen anderen Bereich des Themenkomplexes Klimawandel.

Mathematik

Biologie

Physik

Technik

Das Projektteam

Prof. Dr. Silke Mikelskis-Seifert
Physik und ihre Didaktik

Prof. Dr. Wolfram Rollett
Empirische Bildungsforschung

Prof. Dr. Katja Scharenberg
Bildungssoziologie

Prof. Dr. Jennifer Stemmann
Technik und ihre Didaktik

Dr. Oliver Straser
Internationales Zentrum für MINT Bildung (ICSE)

JProf. Dr. Nadine Tramowsky
Biologie und ihre Didaktik