Experimente planen, durchführen und auswerten sind typische Arbeitsweisen im naturwissenschaftlichen Unterricht der Biologie, Chemie und Physik. In allen drei Domänen ist hierbei ein Verständnis von und Wissen über kontrollierte Experimente von zentraler Bedeutung. Kontrollierte Experimente lassen eindeutige Aussagen über Ursache-Wirkungs-Beziehungen zu und sind der Ausgangspunkt für die Prüfung von Hypothesen (Woodward, 2003). Bei kontrollierten Experimenten wird bei der Erhebung der Variablen lediglich eine Variable verändert und alle weiteren Variablen konstant gehalten. So kann untersucht werden, ob die veränderte Variable einen Einfluss auf eine abhängige Variable hat. Dieses grundlegende Prinzip der experimentellen Erkenntnisgewinnung wird als Variablenkontrollstrategie (VKS) bezeichnet (vgl. Chen & Klahr, 1999). Die Variablenkontrollstrategie umfass hierbei die vier verschiedene Teilfähigkeiten: Planung, Identifizierung und Interpretation kontrollierter Experimente sowie Verständnis der fehlenden Aussagekraft konfundierter Experimente (vgl. Chen & Klahr, 1999; Schwichow, Christoph, Boone , & Härtig, 2016a). Es bleibt jedoch festzuhalten, dass Schülerinnen und Schüler, sowohl der Sekundarstufe 1, als auch der Grundschule, oft kein generelles Verständnis von VKS haben. Viele bisherige Untersuchungen prüfen darüber hinaus auch (implizit) nur eine Teilfähigkeit ab (vgl. Schwichow, Croker, Zimmerman, Höffler, & Härtig, 2016b). Zudem wird die VKS zwar als domänenübergreifende Fähigkeit gesehen (vgl. Zimmerman & Croker, 2013), jedoch bisher überwiegend in einzelnen Domänen (z.B. nur in physikalischen Kontexten) untersucht (vgl. Schwichow et al., 2016b).

Ziel unseres Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Testinstrumenten, die sämtliche Teilfähigkeiten der VKS in der Primar- und Sekundarstufe 1 in verschiedenen Domänen und unter Berücksichtigung vorhandener Fehlvorstellungen erheben. Darüber hinaus werden Interventionen entwickelt, die Schülerinnen und Schülern einen verbesserten Zugang zu VKS vermitteln sollen und durch die entwickelten VKS Tests empirisch begleitet werden.

Unsere bisherigen Ergebnisse in beiden Altersklassen bestätigen existierende Forschungsbefunde (z.B. vorhandene Fehlvorstellungen) zeigen aber auch neue Ergebnisse bezüglich der VKS (z.B. Mehrdimensionalität über die Teilfähigkeiten aber nicht über die Domänen). Im Unterricht kann daher bereits in der Grundschule an intuitive Vorstellungen zu „fairen Vergleichen“ angeknüpft werden, während das Erkennen unkontrollierter Experimente und ein Verständnis ihrer fehlenden Aussagekraft auch in der Sekundarstufe 1 noch Probleme bereitet.