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N° 13 jahrgang 2025 Journal informationen aus dem leibniz-institut für die pädagogik der naturwissenschaften und mathematik Beweisen will gelernt sein das mathematische beweisverständnis in der schule fördern · 8 · · 14 · · 22 · · 28 · lehren am limit Wie berufliches Wohlbefinden den Schulalltag prägt genie oder fleiss? Was Lehramts- studierende über Begabung denken evolution verstehen lernen Wie Kinder evolutionäre Prinzipien begreifen sind eltern auf ki vorbereitet? Bildungspraxis und -forschung im Gespräch
Liebe Leser*innen, welche Vorstellungen prägen unser Bild vom Lernen und Lehren in den natur- wissenschaftlichen Fächern? Von den ersten Konzepten, die Kinder zur belebten und unbelebten Natur entwickeln, bis hin zu den Überzeugungen, mit denen ange- hende Lehrkräfte ins Klassenzimmer gehen – Lernen und Lehren sind immer auch geprägt von Annahmen und Einstellungen. In dieser Ausgabe des IPN Journals öff- nen wir vielfältige, teils überraschende Perspektiven auf aktuelle Fragen der natur- wissenschaftlichen, mathematischen und informatischen Bildung. So gilt ein Blick den Vorstellungen, die Kinder bereits früh zur Evolution ent- wickeln – und zwar nicht nur, wie so oft, mit einem Fokus auf Tieren, sondern insbesondere auch auf Pflanzen. Ein spannender Perspektivwechsel, der sich mit dem Facettenreichtum kindlichen Denkens beschäftigt. Auch in der Lehrkräftebildung sind Vorstellungen zentral – etwa in Bezug auf die Frage, ob bestimmte Fächer besondere Begabungen erfordern. Ein Arti- kel geht diesen Vorstellungen bei angehenden Lehrkräfte nach und hinterfragt, inwiefern die Idee einer „angeborenen Fähigkeit“ Konsequenzen für die Lehr- tätigkeit und das Selbstbild hat. Erneut beschäftigt uns zudem das berufliche Wohlbefinden von Lehrkräften. Wie wirkt sich Burnout auf das Unterrichtsgeschehen aus? Welchen Einfluss hat die Berufszufriedenheit von Lehrkräften auf die Motivation ihrer Schüler*innen? Darüber hinaus greifen wir in dieser Ausgabe aktuelle gesellschaftliche De- batten auf. In einem Interview geht Biologiedidaktikerin Ute Harms darauf ein, ob soziopolitische Aspekte im Genetikunterricht stärker berücksichtigt werden sollten, um möglicherweise einseitigen, deterministischen Vorstellungen von Schüler*innen entgegenzuwirken. In einem weiteren Gespräch diskutieren Gäs- te aus Schule, Stiftungswesen und Wissenschaft darüber, wie Eltern auf die zu- nehmende Präsenz von künstlicher Intelligenz im Schulalltag blicken – zwischen Neugier, Skepsis und der Frage, was das eigentlich für das Lernen ihrer Kinder bedeutet. Diese und weitere Themen finden Sie in dieser Ausgabe: Wir hoffen, dass Sie beim Lesen dieser Ausgabe nicht nur fachlich Anregendes entdecken, sondern auch neue Perspektiven auf bereits bekannte Themen gewinnen – und vielleicht an der einen oder anderen Stelle überrascht werden. Wie immer freuen wir uns über Ihre Rückmeldungen und Gedanken – schreiben Sie uns gern unter ipnjournal@leibniz-ipn.de. David Drescher, Mareike Müller-Krey, Knut Neumann und Ute Ringelband Ihr Redaktionsteam:
· inhalt · · 04 · Beweisen will gelernt sein Das mathematische Beweisverständnis in der Schule fördern · 08 · Lehren am Limit Wie berufliches Wohlbefinden den Schulalltag prägt · 14 · Genie oder Fleiß? Begabungsüberzeugungen bei angehenden Lehrkräften · 18 · Naturwissenschaftliche Forschung verstehen Wissenschaftsverständnis von Schüler*innen diagnostizieren frage- stellung hypothese reflexion planung inter- pretation durch- führung aus- wertung ipn journal no 13 2
· inhalt · · 22 · Evolution im Kindergarten Was Kinder über grundlegende Prinzipien der Evolution denken · 28 · Im Gespräch Knut Neumann im Gespräch mit Julia André und Britta Kölling über die Elternperspektive auf künstliche Intelligenz in der Schule · 34 · Nachgefragt Warum soziale, politische und wirt- schaftliche Faktoren in der Humangenetik nicht ignoriert werden dürfen – und auch nicht im Biologieunterricht · 37 · Wissenswertes · 46 · Impressum 3
Quod erat demonstrandum ist es möglich, das mathematische beweisverständnis gezielt zu fördern? Femke Sporn Um die Frage, ob das mathematische Beweis- verständnis gezielt gefördert werden kann, zu beantworten, wurde am IPN ein theoretisches Rahmenmodell für das mathematische Beweis- verständnis von Lernenden entwickelt. Basierend auf diesem Modell wurde das Beweisverständnis von Lernenden vor und nach einer Intervention untersucht. ipn journal no 13 4
· lernprozesse · Mathematisches Beweisen ist die Methode, mit der in der Mathematik Evidenz generiert wird. Mit mathematischen Beweisen werden Aussagen und Regeln in der Mathematik abgesichert und neue Erkenntnisse gewonnen. Nicht ohne Grund sind mathematische Beweise daher Thema des Ma- thematikunterrichts der Sekundarstufe und sie kommen in vereinfachter Form bereits in der Grundschule im Zuge des mathematischen Argumentierens vor. Ein Mathematikun- terricht ohne die Erwähnung des Beweisens wäre vergleich- bar mit einem Chemie- oder Physikunterricht ohne Experi- mente – ein wesentlicher Aspekt des Faches würde fehlen. Neben dem Erwerb bestimmter mathematischer Fähig- keiten ist es deshalb wichtig, dass Lernende die Mathema- tik als beweisende Disziplin kennenlernen. Im Laufe ihrer Schulzeit setzen sich Schüler*innen wiederholt mit mathe- matischen Beweisen auseinander. In Deutschland geschieht dies vor allem von der siebten Klassenstufe an im Geometrie- unterricht (an Hand des Innenwinkelsummensatzes oder des Satzes des Pythagoras). und Prinzipien und ihre Bedeutung für die Mathematik ver- stehen. Ein solches Beweisverständnis ist mit einem Ver- ständnis für die Rolle des Experimentierens im Fach Chemie oder Physik vergleichbar. Ein Blick in die bisherige Forschung zeigt jedoch, dass es keine einheitliche Definition für dieses Beweisverständ- nis gibt. Daher konnte bisher weder das Beweisverständnis von Lernenden noch seine Entwicklung systematisch un- tersucht werden. Um diese Forschungslücke zu schließen, wurde zunächst ein theoretisches Rahmenmodell für das Beweisverständnis entwickelt, das verschiedene Aspekte und Unterscheidungen der bisherigen Forschung integriert. Mit diesem Modell lassen sich Erkenntnisse bisheriger For- schung systematisieren und es entsteht eine einheitliche Grundlage für zukünftige Forschung. Zentrale Unterschei- dungen im Modell sind beispielsweise die fachliche Perspek- tive auf Beweise sowie der konzept- und handlungsorientier- te Fokus des individuellen Beweisverständnisses. Entwicklung eines theoretischen Modells für das Beweisverständnis Indem sich Lernende wiederholt mit dem mathematischen Beweisen beschäftigen, sollten sie ein Beweisverständnis aufbauen, und es ist zu vermuten, dass sich dieses über die Zeit entwickelt. Ein Beweisverständnis umfasst, dass Ler- nende das Konzept von Beweisen, ihre Funktionen, Regeln Beweisverständnis im Verlauf der mathematischen Ausbildung Das theoretische Rahmenmodell machte es möglich, das Beweisverständnis von Lernenden zu messen, d. h. es wur- de eine Vielzahl an Aufgaben und Fragen entwickelt, um die verschiedenen Aspekte des Beweisverständnisses zu erfas- sen. Zwei empirische Studien zur Untersuchung des Beweis- verständnisses von Lernenden konnten auf dieser Grund- Fachliche Perspektive auf Beweise Beweisprinzipien Beweismethoden Beweispräsentation Beweisfunktionen bei Operationaliserung als inhaltsspezifizierende Basis zu berücksichtigen Individuelles Beweisverständnis Wissen über Beweise Konzept- orientiert Handlungs- orientiert Einstellungen gegenüber Beweisen Konzept- orientiert Handlungs- orientiert Subj. Überzeugung von/durch Beweise Beweisebedürfnis Lernmotivation bzgl. Beweisen Konzept- orientiert Handlungs- orientiert Konzept- orientiert Handlungs- orientiert Konzept- orientiert Handlungs- orientiert Theoretisches Rahmenmodell für das Beweisverständnis. 5
· lernprozesse · Sporn, F., Sommerhoff, D., & Heinze, A. (2021). Be- ginning university mathe- matics students' proof understanding. In M. In- prasitha, N. Changsri, & N. Boonsena (Eds.), Procee- dings of the 44th Conferen- ce of the International Group for the Psychology of Ma- thematics Education (Vol. 4, pp. 105-112). PME. Sporn, F., Sommerhoff, D., & Heinze, A. (2022). Stu- dents’ knowledge about proof and handling proof. In C. Fernández, S. Llinares, Á. Gutiérrez, & N. Planas (Eds.), Proceedings of the 45th Conference of the International Group for the Psychology of Mathe- matics Education (Vol. 4, pp. 27-34). PME. lage durchgeführt werden: eine Querschnittsstu- die mit Studienanfänger*innen der Mathematik (Studie 1) und eine quasi-längsschnittliche Studie mit Schüler*innen (Studie 2). Die Ergebnisse zeigen, dass das Beweis- verständnis von Schüler*innen gering aus- geprägt ist und sich während der Schulzeit – entgegen der Erwartung – kaum entwickelt. Die Schüler*innen der Klassenstufen 8 bis 11 hat- ten Schwierigkeiten, Kriterien für gültige Bewei- se anzugeben. So erkannten etwa 85% der Schü- ler*innen nicht, dass fünf konkrete Beispiele nicht ausreichen, um die Aussage „Die Summe von drei aufeinanderfolgenden natürlichen Zah- len ist durch 3 teilbar“ allgemeingültig zu bewei- sen. Auch die Studienanfänger*innen wiesen Ver- ständnisschwierigkeiten auf, wenngleich sie ein etwas höheres Beweisverständnis als die Schü- ler*innen zeigten. Da es sich bei den Mathematik- studierenden um eine positiv selektierte Gruppe handelt, ist dieses Ergebnis jedoch zu relativieren. Insgesamt deuten beide Studien darauf hin, dass sich das Beweisverständnis der Lernen- den während der Schulzeit kaum positiv ent- wickelt – obwohl sie sich im Mathematikunterricht regelmäßig mit mathematischen Beweisen ausein- andersetzen. Zwar liefern die Studien keine detaillierten Informationen zu den Lerngelegen- heiten, die die Lernenden erhielten, jedoch legen die Ergebnisse nahe, dass die aktuellen Lerngele- genheiten nicht ausreichen. Gezielte Förderung des Beweisverständnisses Angesichts der eher geringen Ausprägung des Be- weisverständnisses stellte sich die Frage, ob eine gezielte Förderung möglich ist. Im Rahmen ei- ner quasi-experimentellen Interventionsstudie (Studie 3) wurde daher eine Lernumgebung ent- wickelt, die vielfältige Lerngelegenheiten zum mathematischen Beweisen für die neunte Klas- senstufe bietet. Die Intervention besteht aus fünf Unterrichtsstunden, die, über ein Schulhalbjahr verteilt, in den regulären Mathematikunterricht integriert werden können. ipn journal no 13 6
· lernprozesse · Sporn, F., Sommerhoff, D., & Heinze, A. (2023). Fostering students' knowledge about proof. In M. Ayalon, B. Koichu, R. Leikin, L. Rubel, & M. Tabach (Eds.), Proceedings of the 46th Conference of the International Group for the Psycholo- gy of Mathematics Education (Vol. 4, pp. 235-242). PME. Die entwickelten Lerngelegenheiten schließen an Inhalte an, die ohnehin für den Mathematikunterricht vorgesehen sind, wobei ein besonderer Fokus auf Reflexion und Diskussion über Beweise gelegt wurde. Die Schüler*innen sollen beispielsweise anhand nicht akzeptabler Beweisversuche erarbeiten, dass eine Argumen- tation mit noch nicht bewiesenen Aussagen keinen gültigen mathematischen Beweis darstellen kann. Zusätzlich werden Kriterien für Beweise explizit formuliert und auf einem Pla- kat über die gesamte Intervention hinweg gesichert. Im Rahmen der Studie wurde das Beweisverständnis der Schüler*innen vor und nach der Intervention untersucht und mit dem Beweisverständnis einer Kontrollgruppe vergli- chen, die nicht an der Intervention teilnahm. Die Ergebnisse zeigen, dass die entwickelten Lerngelegenheiten wenigstens einzelne Aspekte des Beweisverständnisses stärken konnten. So verbesserten sich die Lernenden bei der Validierung fehler- hafter Beweisversuche. Allerdings bleibt das Beweisver- ständnis auch nach der Intervention unter dem Niveau, das aus fachlicher Sicht wünschenswert wäre. Fazit Die hier vorgestellten Studien geben Einblick in das Beweis- verständnis von Lernenden und dessen Entwicklung im Ver- lauf der mathematischen Ausbildung. Die Ergebnisse der beiden ersten Studien legen nahe, eine gezielte Förderung des Beweisverständnisses auch in weiteren Klassenstufen zu integrieren. Basierend auf diesen Ergebnissen sollen daher nun weitere Materialien für den Unterricht von der siebten Klassenstufe an entwickelt und erprobt werden, um zu un- tersuchen, ob eine regelmäßige gezielte Förderung des Be- weisverständnisses zu langfristigen Verbesserungen füh- ren kann. Dr. Femke Sporn ist am IPN wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Didaktik der Mathematik. Sie studierte Mathematik und Biologie auf Lehramt an Gymnasien an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. Die hier vorgestellten Ergebnisse basieren auf Teilen ihrer am IPN angefertig- ten Dissertation. sporn@leibniz-ipn.de 7
· lehrkräftegesundheit · Zwischen Burnout und Zufriedenheit welche rolle das wohlbefinden von lehrkräften für den lehrkräftemangel, die unterrichtsqualität und die entwicklung der schüler*innen spielt Gyde Wartenberg „Höllenjob Lehrer“, titelte die Süddeutsche Zeitung vor ein paar Jahren und Spiegel Online zog nach mit: „Lehrer: Burnout trotz hoher Zufriedenheit“. Im April dieses Jahres knüpfte der Spiegel wieder an das Thema mit der Schlagzeile an: „Jede dritte Lehrkraft fühlt sich mehrmals pro Woche emotional erschöpft.“ Das Presse-Echo bezieht sich auf empirische Studien, die nahelegen, dass Lehrkräfte trotz hoher Zufriedenheit zu einer Berufsgruppe mit einem erhöhten Risiko gehören, an Burnout zu erkranken, und über ein starkes Belastungserleben klagen. Gleichzeitig tragen Lehrkräfte große Verantwortung für die kognitive und sozial-emotionale Entwicklung ihrer Schüler*innen. Theoretische Modelle betonen, dass nicht nur das Wissen der Lehrkräfte, ihre Einstellungen zum Beruf und ihre Motivation dafür wichtig sind, sondern auch ihr berufliches Wohlbefinden, das dabei durch ein geringes Burnout-Level und eine hohe Berufszufriedenheit charakterisiert ist. Die hier vorgestellte Studie geht dieser Frage nach und untersucht, welche Rolle das berufliche Wohlbefinden von Lehrkräften für die Bewältigung der vielfältigen Anforderungen ihres Berufs spielt. ipn journal no 13 8
· lehrkräftegesundheit · Im Rahmen meiner Promotion am IPN habe ich zu- nächst zwei Forschungssynthesen durchgeführt, um einen systematischen Überblick über die potenziellen Konsequenzen von Burnout (Teilstudie 1) und Berufs- zufriedenheit (Teilstudie 2) zu erlangen. Als potenziel- le Konsequenzen betrachtete ich zum einen Fehlzeiten und die Absicht, den Beruf zu wechseln – in Zeiten des Lehrkräftemangels eine zentrale Frage –, aber auch den Zusammenhang mit der Unterrichtsqualität sowie der Motivation und Leistung der Schüler*innen – drei zen- trale Aufgaben des Lehrkräfteberufs. In einem nächsten Schritt habe ich anhand eines längsschnittlichen Da- tensatzes untersucht, ob das berufliche Wohlbefinden von Lehrkräften Veränderungen im Interaktionsverhal- ten und der Motivation und Leistung der Schüler*innen vorhersagt (Teilstudie 3). Berufliches Wohlbefinden Burnout Berufszufriedenheit Lehrkräftemangel Unterrichstqualität Berufswechselintention Abwesenheit Emotionale Unterstützung Klassenführung Instruktionale Unterstützung Lernende Motivation Leistung Allgemeine Indikatoren Berufsspezifische Indikatoren im Lehramt Das heuristische Arbeitsmodell zur Rolle des beruflichen Wohlbefindens von Lehrkräften für ihre berufliche Performanz hinsichtlich berufsübergreifender und lehramtsspezifischer Indikatoren. DAS HEURISTISCHE ARBEITSMODELL … … bildet den Rahmen der vorliegenden Arbeit und veranschaulicht die potenziellen Konsequenzen des beruflichen Wohlbefindens (mit den zwei Indikatoren Burnout und Berufszufriedenheit) für den Lehrkräfte- mangel, die Unterrichtsqualität und die kognitiv- motivationale Entwicklung der Schüler*innen. Die aufgezeigten Konsequenzen lassen sich in zwei Kate- gorien unterteilen. Einerseits umfassen sie allgemeine, berufsübergreifende Indikatoren der beruflichen Per- formanz, beispielsweise Berufswechselintentionen und Abwesenheitszeiten. Andererseits werden lehr- amtsspezifische Performanzindikatoren beleuchtet, wobei es sich um Aspekte der Unterrichtqualität sowie die Motivation und Leistung der Lernenden handelt. Die zugrundeliegende theoretische Annahme besagt, dass erschöpfte Lehrkräfte aufgrund erschöpfter Res- sourcen nicht mehr in der Lage sind, ihre beruflichen Herausforderungen effektiv zu meistern, häufiger krank- heitsbedingt bei der Arbeit fehlen und sich gedank- lich von der Arbeit zurückziehen. Demgegenüber steht die Annahme, dass zufriedene Lehrkräfte mehr kogni- tive, emotionale und soziale Ressourcen zur Verfügung haben, um effektive Lernumgebungen zu schaffen und ihre Schüler*innen in ihrer Entwicklung zu fördern. Das lässt sich auch darauf zurückführen, dass diese Lehr- kräfte seltener bei der Arbeit fehlen und weniger dazu neigen, einen Berufswechsel in Erwägung zu ziehen. 9
· lehrkräftegesundheit · Eigenschaften der identifizierten Studien zu Burnout und Berufszufriedenheit Burnout Berufszufriedenheit Anzahl der Studien 83 Publikationsart Publikationsjahr Design 89% Journal 105 74% Journal 1986-21 (Md = 2012) 1973-22 (Md = 2015) 74% Querschnitt 85% Querschnitt Stichprobengröße 5-4567 (M = 439) 14-154959 (M = 3198) Geschlecht Berufserfahrung Land 74% weiblich 70% weiblich 14 Jahre im Beruf 12 Jahre im Beruf 29% USA 37% USA Steht das berufliche Wohlbefinden von Lehrkräften im Zusammenhang mit ihrem beruflichen Denken und Verhalten? Bei einer systematischen Literaturrecherche konnten insgesamt 83 relevante Studien zum Thema Burnout sowie 105 Studien identifiziert werden, die sich mit der Berufszufriedenheit aus- einandersetzen. Interessanterweise nahm die An- zahl an Studien in den vergangenen zehn Jahren deutlich zu, was auf ein wachsendes Interesse am beruflichen Wohlbefinden von Lehrkräften schlie- ßen lässt. In einem Großteil der identifizierten Studien gaben Lehrkräfte selbst Auskunft über ihr berufliches Wohlbefinden, ihre Berufswech- selintention, ihre Fehlzeiten, die Qualität der In- teraktion mit ihren Schüler*innen sowie über de- ren Leistung und Motivation. Allerdings wurden in einigen Studien auch externe Unterrichtsein- schätzungen durch Beobachter*innen sowie Be- fragungen der Schüler*innen zum Unterricht be- rücksichtigt. ipn journal no 13 10
· lehrkräftegesundheit · Bemerkenswert ist hierbei, dass die Zusammenhän- ge zwar in Abhängigkeit von der Beurteilungspers- pektive variierten, aber auch in Studien, die ande- re Perspektiven integrierten, signifikant ausfielen. Das bedeutet, nicht nur die Lehrkräfte, sondern auch die Lernenden sowie externe Beobachtende bewer- teten die Unterrichtsqualität weniger positiv, wenn die Lehrkräfte selbst von vermehrten Burnout-Symp- tomen oder beruflicher Unzufriedenheit berichteten. Ebenso konnte ein signifikanter Zusammenhang nicht nur mit den retrospektiv erinnerten Krankheitstagen nachgewiesen werden, sondern zeigte sich auch in den Studien, die objektive Dokumentationen der Ab- wesenheitszeiten verwendeten. Diese Befunde basie- ren jedoch auf querschnittlichen Daten und sollten in längsschnittlichen Studien bzw. Interventionsstudien überprüft werden. Über alle Studien hinweg zeigte sich ein signifikanter mittlerer Zusammenhang zwischen dem beruflichen Wohlbefinden von Lehrkräften und den betrachteten Korrelaten. Demnach denken Lehrkräfte, die vermehrt Burnout-Symptome erleben, eher über einen Berufs- wechsel nach, fehlen häufiger krankheitsbedingt in der Schule und scheinen weniger effektiv in der Gestaltung positiver Interaktionen im Unterricht zu sein. Auch wa- ren Schüler*innen weniger motiviert und engagiert im Unterricht, wenn ihre Lehrkräfte emotional erschöpft waren. Eine höhere Berufszufriedenheit von Lehrkräften ging hingegen in unterschiedlichen Studien mit gerin- geren Berufswechselintentionen und krankheitsbe- dingten Fehlzeiten, mehr emotionaler und fachlicher Unterstützung im Unterricht, einer effektiveren Klas- senführung sowie einer stärkeren Motivation und Leis- tung der Lernenden einher. Interessanterweise zeigen die Ergebnisse der Studien einige besonders starke Zu- sammenhänge zwischen bestimmten Burnout-Sympto- men und den untersuchten Variablen. So scheint das Erleben emotionaler Erschöpfung am stärksten mit Be- rufswechselintentionen und krankheitsbedingten Fehl- zeiten assoziiert zu sein. Gleiches gilt für die Zufrieden- heit im Beruf, die ebenfalls stark mit dem Gedanken an einen Berufswechsel zusammenhängt. Das Erleben von Depersonalisierung steht währenddessen am deutlichs- ten mit der Unterrichtsqualität in Verbindung. 11
· lehrkräftegesundheit · Steht das berufliche Wohlbefinden von Lehrkräften im Zusammenhang mit Veränderungen in der Interaktionsqualität sowie der Motivation und Leistung ihrer Schüler*innen? Die Ergebnisse zeigten, dass Schüler*innen sich im Laufe des Schuljahres weniger fachlich unterstützt fühl- ten, wenn sie von Lehrkräften unterrichtet wurden, die zu Beginn des Halbjahres von einer höheren Erschöp- fung berichteten. Im Gegensatz dazu berichteten Schü- ler*innen von zufriedeneren Lehrkräften, dass deren Unterricht sie stärker zum Nachdenken anregte, ihr Vor- wissen aktivierte und sie zur Erklärung ihrer Lösungswege aufforderte. Auf die Entwicklung der fachlichen Leistung und Motivation der Schüler*innen hatte das Wohlbefinden der Lehrkräfte in dieser Studie wiederum keinen Einfluss. Um dieser Frage nachzugehen, wurden Daten von 43 Mathematiklehrkräften sowie Schüler*innen der fünften Klasse (N = 749) genutzt. Im Rahmen des am IPN durch- geführten IMPULSE-Projekts wurden Lehrkräfte und Ler- nende zu Beginn und zum Ende des zweiten Schulhalbjah- res befragt. Des Weiteren wurden die folgenden Variablen berücksichtigt: • einige Angaben der Lehrkräfte über ihr berufliches Wohlbefinden (d. h. emotionale Erschöpfung und Be- rufszufriedenheit) • eine Beurteilung der Unterrichtsqualität durch die Schüler*innen (d. h. emotionale Unterstützung, Klas- senführung und fachliche Unterstützung) • eine Einschätzung des Selbstkonzeptes in Mathema- tik durch die Lernenden. Zusätzlich standen zu beiden Messzeitpunkten die Ergebnisse von standardisierten Leistungstests zur Verfügung. Ergebnistabelle Forschungssynthesen: Zusammenhänge zwischen Aspekten des beruflichen Wohlbefindens von Lehrkräften und den betrachteten Outcomes. Signifikante Zusammenhänge sind fett gedruckt Emotionale Erschöpfung k 29 N r 1431 .50 Variablen e Berufswechsel- intention Abwesenheit 6 1236 .21 Emotionale Unterstützung 35 13877 -.15 Klassenführung 30 17028 -.23 t f ä r k r h e L t ä t i l a u q s t h c i r r e t n U d n e n r e L Fachliche Unterstützung Allgemein e Motivation Leistung 18 11 8 10 4118 -.12 1334 -.09 3980 -.19 5604 -.05 Depersonalisierung Leistungsfähigkeit Berufszufriedenheit Reduzierte k 10 4 16 14 8 5 4 2 N r 4141 .37 630 - k 10 5 N r 3857 .33 1047 .08 7816 -.28 10 1140 -.35 k 61 14 7 N r 41622 -.46 10358 -.18 1371 .14 5256 -.27 2350 -.27 491 -.26 - - - - 9 7 7 2 2 3161 -.24 13 8981 .18 1469 -.38 14 161794 .10 618 -.13 14 107872 .28 - - - - 8 6 1869 .10 3144 .29 ipn journal no 13 12
· lehrkräftegesundheit · Fazit Die Ergebnisse meiner hier vorgestellten Studie verdeutli- chen, wie relevant das berufliche Wohlbefinden von Lehr- kräften für den Lehrkräftemangel, die Unterrichtsqualität sowie die Lernenden ist. Das lässt sich aus den meta-analyti- schen Zusammenhängen ableiten. Der Befund, dass sich die- se Zusammenhänge auch für die Beurteilungsperspektive der Lernenden und externer Beobachter zeigten, unterstreicht zusätzlich die Relevanz des beruflichen Wohlbefindens und deutet darauf hin, dass auch Dritte Verhaltensveränderun- gen bei Lehrkräften in diesem Kontext wahrnehmen. Um die Richtung dieses Zusammenhangs näher zu be- stimmen, bedarf es jedoch weiterführender Forschung. Dennoch werden vor dem Hintergrund der potenziellen Konsequenzen des beruflichen Wohlbefindens von Lehr- kräften nicht nur für die Lehrkräfte selbst, sondern auch für die Schulen, die Unterrichtsqualität und die kogni- tiv-motivationale Entwicklung der Schüler*innen, in der Forschung verschiedene Interventionsansätze diskutiert. Diese Ansätze zielen zum einen auf die Stärkung individu- eller Ressourcen (z. B. sozial-emotionale Kompetenzen) und zum anderen auf die Entwicklung von Ressourcen sowie die Reduzierung von Anforderungen im Arbeitsumfeld ab (z. B. Verbesserung des Schulklimas) und fördern nachweislich das berufliche Wohlbefinden von Lehrkräften. 13 Wartenberg, G., Aldrup, K., Grund, S., & Klusmann, U. (2023). Satisfied and high performing? A meta-analysis and systematic review of the correlates of teachers’ job satisfaction. Educational Psychology Review, 35(4), Article 114. https://doi.org/10.1007/s10648-023-09831-4 Gyde Wartenberg war von Mai 2020 bis April 2024 wissenschaftliche Mitar- beiterin und Doktorandin in der Abteilung Erziehungswis- senschaft und Pädagogische Psychologie am IPN. Seit Mai 2024 arbeitet sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Erziehungswissenschaften im Fachbereich der Pädagogischen Psychologie an der Humboldt Universität zu Berlin. In ihrer Forschung befasst sie sich mit dem Wohl- befinden und dem beruflichen Beanspruchungserleben von Lehrkräften sowie mit den Effekten sozial-emotionaler Interaktionen im Unterricht und der Frage, was Lehrkräfte brauchen, um gesund zu bleiben und positive Lernum- gebungen zu gestalten.
Genie oder Fleiß? begabungsüberzeugungen bei angehenden lehrkräften Katharina Asbury Welche Auswirkungen hat es, wenn Lehrkräfte daran glauben, dass Lernende sich stetig verbessern können, oder wenn sie schon früh in ihrem Berufsleben davon ausgehen, dass für ihr Fach eine angeborene Begabung erforderlich ist, die nicht erlernt werden kann? Eine IPN-Studie zeigt, wie sich solche Überzeugungen während des Lehramtsstudiums verändern und welche Auswirkungen sie auf das Lernen haben. Die Ergebnisse machen deutlich, dass diese Haltungen nicht nur das Selbstbild der Lehrkräfte prägen, sondern auch die Entwicklungsmöglichkeiten der Schüler*innen. ipn journal no 13 ipn journal no 13 14
· überzeugungen von lehrkräften · Im Mittelpunkt der Untersuchung stehen grundlegende Überzeugungen in Bezug auf Lernen und Entwicklung: Kön- nen Fähigkeiten durch Anstrengung verbessert werden oder sind sie unveränderlich? Die Haltung von Lehrkräften zu die- ser Frage ist entscheidend, da sie sowohl ihr eigenes Selbst- verständnis als auch die Lern- und Entwicklungsmöglichkei- ten der Schüler*innen beeinflusst: Wenn Lehrkräfte daran glauben, dass ihre Schüler*innen sich verbessern können, fördert dies eine positive Lernkultur. Überzeugungen von festgelegten Schwächen hingegen können negative Einstel- lungen hervorrufen, wie frühere Studien zeigen. Die sogenannte Mindsetforschung untersucht, wie Lehr- kräfte ihre Überzeugungen zur Veränderbarkeit von Fähig- keiten formen und wie diese Haltung die Entwicklung der Schüler*innen beeinflusst. Im Fokus steht dabei weniger die alte Debatte „Nature versus Nurture“, sondern die Aus- wirkungen solcher Überzeugungen auf das Bildungssystem: Wie können Schüler*innen dazu ermutigt werden, Heraus- forderungen, Fehler und Schwierigkeiten als natürlichen Teil des Lernprozesses zu sehen? Als wichtigste Lernbegleitung prägen Lehrkräfte die Lernkultur und die Entwicklungsmöglichkeiten junger Men- schen entscheidend. Die IPN-Studie beleuchtet, wie sich die Begabungsüberzeugungen von Lehramtsstudierenden im Studium entwickeln, welche Unterschiede zwischen Fach- richtungen bestehen und wie diese Überzeugungen das Bil- dungssystem beeinflussen. Fachspezifische Begabungsüberzeugungen angehender Lehrkräfte Aber von vorn: Zunächst wurden die fachspezifischen Bega- bungsüberzeugungen von 1.192 Lehramtsstudierenden in 21 Fächern erfasst. Die Teilnehmenden gaben an, inwiefern sie glauben, dass für ihr Fach eine angeborene, nicht erlern- bare Begabung notwendig ist. Bei Mathematikstudierenden war die Überzeugung, dass angeborenes Talent notwendig ist, am stärksten aus- geprägt – ein Fach, das Schüler*innen ohnehin oft schwer- fällt. Für Lernende mit Schwierigkeiten in Mathe kann es be- sonders entmutigend sein, wenn ihre Lehrkraft nicht daran glaubt, dass sie sich durch Anstrengung verbessern können. Die Untersuchung zeigte, dass diese Überzeugungen die Motivation angehender Lehrkräfte beeinflussen: Je stärker sie an die Notwendigkeit angeborenen Talents glaubten, des- to geringer waren ihr Fachenthusiasmus, ihr lehrerbezoge- nes Selbstkonzept und ihr pädagogisches Interesse. Konkre- ter ausgedrückt: Sie stimmten beispielsweise der Aussage „Ich arbeite gerne mit Kindern und Jugendlichen“ seltener zu. Das erscheint logisch, denn wer keine Fortschritte durch Anstrengung erwartet, sieht den Nutzen pädagogischer Be- mühungen von vornherein als begrenzt. –0.28** –0.16** –0.14** Pädagogisches R2 between Interesse = .11 »Ich arbeite gerne mit Kindern und Jugendlichen.« Lehrer- bezogenes Selbstkonzept R2 between = .08 »Ich werde später eine gute Lehrkraft sein.« Enthusiasmus R2 within = .09 »Ich finde dieses Fach spannend.« FABs FABs Es wurde ein regressionsanalytisches Modell erstellt, um zu untersuchen, ob die fachspezifischen Begabungsüberzeugun- gen einen Einfluss auf drei wichtige Motivationsfaktoren haben: pädagogisches Interesse, Selbstkonzept und Enthusiasmus. Das Modell (Mehrebenenmodell) wurde für alle Fächer zusammen betrachtet, wobei die Fächer nach Studierenden grup- piert wurden. Ziel war es herauszufinden, ob diese Überzeugungen Vorhersagen darüber treffen können, wie stark diese Motivationsfaktoren ausgeprägt sind. FABs = fachspezifische Begabungsüberzeugungen, field-specific ability belief. * = p < .05, ** = p < .001. Kontrollvariablen: Fach und Geschlecht. 15
· überzeugungen von lehrkräften · Entwicklung von Begabungsüber- zeugungen in der Lehrkräfteausbildung Angesichts dieser Ergebnisse stellte sich die Frage: Wie ent- wickeln sich diese Überzeugungen? Und hängen sie vielleicht davon ab, welches Fach eine angehende Lehrkraft studiert? Zur Beantwortung dieser Fragen wurde die längsschnitt- liche Entwicklung dieser Begabungsüberzeugungen mithilfe eines latenten Wachstumskurvenmodells untersucht. Dieses Modell ermöglicht es sowohl, zu analysieren, ob und wie sich ein Konstrukt verändert (z. B. wie steil der Slope, also schwach oder stark die Veränderung des Merkmals ist), als auch, ob es individuelle Unterschiede in der Stabilität und Veränderung des Merkmals gibt. Dabei ergaben sich charakteristische Unterschiede zwischen den Fächern: Mathematik- und Physikstudierende zeigten zu Beginn ihres Studiums die stärkste Überzeugung, dass angeborenes Talent für den Erfolg in ihrem Fach notwendig ist. Über die fünf Jahre des Lehramtsstudiums hinweg nahm diese Überzeugung in beiden Fächern aber auch am stärks- ten ab. Insgesamt ließ sich in 20 von 21 untersuchten Fä- chern über den Beobachtungszeitraum ein kontinuierlicher Rückgang der Begabungsüberzeugungen feststellen. Nur im Fach Sport war ein entgegengesetzter Verlauf zu beobachten: Die Studierenden glaubten zunehmend, dass eine angebore- ne Begabung notwendig für ihr Fach sei. Die Entwicklung dieser Begabungsüberzeugungen hing dabei weder mit der Vorleistung der Studierenden (Abiturnote) noch ihrem Ge- schlecht oder Alter zusammen. MATHEMATIK UND PHYSIK STEM KUNST UND PHILOSOPHIE SOZIALWISSEN- SCHAFTEN SPRACHEN SPORT FABs Intercept = 2.34 FABs Slope = – 0.30 1 0 1 1 1 1 2 3 FAB T2 0.55 FAB T3 0.43 .02 FAB T4 0.32 .52 FAB T1 0.68 Die Ergebnisse des Wachstumskurvenmodells zeigten, dass in den Mathematik- und Physik- fächern sowie in den anderen STEM-Fächern (Chemie, Informatik, Biologie), Kunst und Phi- losophie die Begabungsüberzeugungen signifikant abnahmen (Slope war negativ). In den So- zialwissenschaften und Sprachen nahmen die Überzeugungen zwar auch ab, jedoch war der Rückgang nicht signifikant. Im Fach Sport nahmen die Begabungsüberzeugungen im Laufe der vier Jahre zu, dieser Anstieg war ebenfalls signifikant (Slope war positiv). FABs = fachspezifi- sche Begabungsüberzeugungen, field-specific ability belief. ** = p < .001 ipn journal no 13 16
· überzeugungen von lehrkräften · Ausblick Zukünftige Forschung könnte untersuchen, inwiefern Lehrkräfte mit hohen Be- gabungsüberzeugungen ihren Unterricht als entscheidend für den Lernerfolg betrachten oder anderen Faktoren außerhalb ihres Einflusses (z. B. dem Eltern- haus) eine größere Bedeutung beimessen. Eine andere, interessante Fragestellung ist: Zu welchem Zeitpunkt entstanden die starken Begabungsüberzeugungen von Mathestudierenden, die bereits bei Aufnahme des Studiums vorlagen? Denn die entscheidende „On-Set-Phase“ (Begriff aus der klinischen Psychologie) muss zu diesem Zeitpunkt bereits stattgefunden haben. Growth Mindsets – die Überzeu- gung, dass Intelligenz durch eigene Anstrengung beeinflusst werden kann – sind schon bei jungen Kindern zu beobachten. Besonders prägend für die Entwicklung von Mindsets sind entwicklungspsychologisch sensitive Lebensphasen wie der Übergang von der Grund- zur Sekundarschule, die als kritische Lebensereignis- se gelten. Dies basiert auf der Annahme, dass Entwicklungsaufgaben, die in sol- chen Phasen bewältigt werden, eine Zeit des Umbruchs darstellen, was oft zu ei- ner Umstrukturierung von Selbstkonzepten führt – einschließlich des Mindsets. Studien bestätigen: Die Adoleszenz, geprägt von vielen Veränderungen, ist eine besonders entscheidende Phase für die Mindset-Entwicklung. Übertragen auf den Lehrberuf könnten auch der Studieneintritt oder der Beginn des Referendariats als solche kritischen Lebensereignisse betrachtet werden, in denen das Mindset verändert wird. Diese Phasen bieten daher Potential für gezielte Interventionen, um das Mindset positiv zu beeinflussen. Fazit Angehende Lehrkräfte, die glauben, dass für ihr Fach eine angeborene Begabung notwendig ist, zeigen weniger Enthusiasmus, geringeres pädagogisches Interesse und ein schwächeres Selbstkonzept in ihrer Rolle als Lehrkraft. Im Verlauf des Lehramtsstudiums nehmen diese Begabungsüberzeugungen allerdings ab. Dies deutet darauf hin, dass sich im Lehramtsstudium förderliche Einstellungen zur Lern- und Entwicklungsfähigkeit von Schüler*innen festigen lassen können. 17 Asbury, K., Roloff, J., Carstensen, B., Guill, K., & Klusmann, U. (2023). Investigating preservice teachers‘ field-specific ability beliefs: Do they believe innate talent is essential for success in their subject? Teaching and Teacher Education, 136, Article 104367. https://doi.org/10.1016/j. tate.2023.104367 Asbury, K., Carstensen, B., Klusmann, U. (under review). Changing Perspectives: Preservice Teachers’ Field-Specific Ability Beliefs Decrease During University Teacher Education. Teaching and Teacher Education. Dr. Katharina Asbury hat Psychologie an der Universität Kiel studiert. Nach dem Diplom im Jahr 2019 hat sie am IPN in der Abteilung Erziehungs- wissenschaft und pädagogische Psychologie 2024 promoviert und ist seither Post-Doc in dieser Abteilung. Hier forscht sie hauptsächlich zu Growth Mindset und Begabungsüberzeu- gungen als Teil professioneller Kompetenz von Lehrkräften. Die hier dargestellten ausgewähl- ten Befunde basieren auf ihrer Dissertation. asbury@leibniz-ipn.de
Naturwissenschaftliche Forschung verstehen wissenschaftsverständnis von schüler*innen diagnostizieren Frauke Voitle Damit Schüler*innen die Welt verstehen lernen, müssen sie wissen, wie Wissenschaftler*innen zu neuen Erkenntnissen kommen – das ist ein wichtiger Bestandteil von Bildung und wird unter dem Lernziel „Scientific Literacy“ subsumiert. Das Wissenschaftsverständnis der Schüler*innen ist in der Schule sowohl eine wichtige Lernvoraussetzung, beispiels- weise als Grundlage für eine hohe Selbstständigkeit beim Forschenden Lernen, als auch ein Lernziel, welches Schü- ler*innen unter anderem die kritische Einordnung von In- formationen ermöglicht. Um Ansichten der Schüler*innen in diesem Bereich zu erfassen, wurde in der Arbeitsgrup- pe um die Wissenschaftler*innen Norman (†) und Judith Lederman vom Illinois Institute of Technology in Chica- go, USA, ein Instrument entwickelt. In einem internatio- nalen Kooperationsprojekt erhoben Forschende mit diesem Instrument weltweit die Ansichten von Schüler*innen zu naturwissenschaftlichen Untersuchungen. Mitarbeitende des IPN haben sich an diesem Projekt beteiligt und mehrere Ver- sionen des Instruments für die Grundschule und weiterfüh- rende Schule ins Deutsche übersetzt und in den Klassenstu- fen 4, 7 und 12 an insgesamt 283 Schüler*innen angewendet. Ziel des Teilprojekts am IPN war es einerseits, empirisch er- probte deutsche Versionen des Instruments für die Forschung bereitzustellen, und andererseits, Besonderheiten im Lernen und Lehren naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung in Deutschland zu charakterisieren. Ein adäquates Verständnis der naturwissenschaft- lichen Erkenntnisgewinnung ist Teil von Scientific Liter- acy. Es werden zwei Komponenten unterschieden, die mit unterschiedlichen didaktischen Ansätzen einhergehen: 1. Fähigkeiten und Fertigkeiten zur praktischen Umsetzung naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung („doing scientific inquiry“) 2. Metakonzeptionelles Verständnis und theoretisches Wis- sen zur naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung („knowing about scientific inquiry“) Lederman et al. postulieren im Jahr 2014 acht Aspekte, um ein angemessenes metakonzeptionelles Verständnis und the- oretisches Wissen zum Prozess der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung im Unterricht zu fördern. Die Cha- rakteristika des naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozes- ses werden dabei unter dem Begriff Nature of Scientific In- quiry („NOSI“) zusammengefasst. ERHEBUNGSINSTRUMENT Der VASI (Views About Scientific Inquiry Questionnaire) ist ein Testinstrument, mit dem sich das Wissen und Ver- ständnis von Schüler*innen zum Prozess der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung erfassen lässt. Der VASI besteht aus sieben zum Teil mehrteiligen Fragen, die jeweils gezielt das metakonzeptionelle Verständnis für die acht Aspekte erfragen sollen. Er liegt in zwei Versionen vor, für den Elementarbereich und für die weiterführende Schule. Bei der Auswertung wird unter anderem zwischen fachlich inadäquaten und adäquaten Antworten der Schüler*innen unterschieden. ipn journal no 13 18
· scientific literacy · frage- stellung hypothese reflexion planung inter- pretation durch- führung Idealisierte Darstellung eines naturwissenschaftlichen Forschungs- und Erkenntnis- prozesses. nature of scientific inquiry („nosi“) 1. NOSI-1: Naturwissenschaftliche Untersuchungen beginnen immer mit einer Fragestellung, überprüfen aber nicht notwendigerweise eine Hypothese. 2. NOSI-2: Es gibt nicht die eine bestimmte Abfolge von Schritten, welcher alle naturwissenschaftlichen Untersuchungen folgen, d.h. es gibt nicht die naturwissenschaftliche Methode. 3. NOSI-3: Vorgehensweisen bei naturwissenschaft- lichen Untersuchungen werden durch die Frage- stellung bestimmt. aus- wertung 5. NOSI-5: Vorgehensweisen bei naturwissenschaft- lichen Untersuchungen können die Ergebnisse beeinflussen. 6. NOSI-6: Schlussfolgerungen aus naturwissenschaft- licher Forschung müssen mit den gesammelten Daten vereinbar sein. 7. NOSI-7: Naturwissenschaftliche Daten sind nicht dasselbe wie naturwissenschaftliche Belege. 4. NOSI-4: Naturwissenschaftler*innen, die die gleichen Verfahren durchführen, erhalten nicht zwangsläufig auch die gleichen Ergebnisse. 8. NOSI-8: Naturwissenschaftliche Erklärungen werden aus einer Kombination von gesammelten Daten und bereits bestehendem Wissen entwickelt. 19
· scientific literacy · Wie denken Schüler*innen über den Aspekt „Die Fragestellung bestimmt die Vorgehensweise“ (NOSI-3)? FRAGE AUS DEM VASI FÜR DIE WEITERFÜHRENDE SCHULE AUFGABE: Zwei Teams von Wissenschaftlern gehen zu Fuß in ihr Labor und sehen ein Auto, das mit einem platten Reifen an der Straßenseite steht. Sie fragen sich alle: „Gibt es bestimmte Reifenmarken, die häufiger einen Platten bekommen als andere?“ Team A geht zurück ins Labor und testet das Ver- halten von verschiedenen Reifen auf einer bestimm- ten Straßenoberfläche. Team B geht zurück ins Labor und testet eine Reifen- marke auf drei verschiedenen Arten von Straßenober- flächen. Erkläre, warum die Vorgehensweise eines der beiden Teams besser ist als die des anderen. FRAGE AUS DEM VASI FÜR DIE GRUNDSCHULE AUFGABE: Zwei Schülergruppen wollten etwas herausfinden: Schmelzen Wachsmalstifte in bestimmten Farben schneller als Wachsmalstifte in anderen Farben? Gruppe A legt Wachsmalstifte in drei verschiedenen Farben unter eine heiße Lampe. Gruppe B legt drei rote Wachsmalstifte unter drei verschiedene heiße Lampen. Welche Gruppe hat den besseren Plan? Erkläre deine Antwort! BEISPIELANTWORT FÜR INADÄQUATES WISSENSCHAFTSVERSTÄNDNIS: „Team B hat die bessere Vorgehensweise, weil man dann weiß, auf welcher Oberfläche der Reifen kaputt geht.“ BEISPIELANTWORT FÜR INADÄQUATES WISSENSCHAFTSVERSTÄNDNIS: „Ich denke, dass Gruppe B einen besseren Plan hat, weil drei Lampen mehr als eine Lampe sind." BEISPIELANTWORT FÜR ADÄQUATES WISSENSCHAFTSVERSTÄNDNIS: „Team A ist besser, weil sie verschiedene Reifen benutzen, dagegen Team B nur eine Reifenmarke. Es geht darum, welche Reifenmarke häufiger einen Platten bekommt, und nicht, wie sie einen Platten bekommen.“ BEISPIELANTWORT FÜR ADÄQUATES WISSENSCHAFTSVERSTÄNDNIS: „Gruppe A, weil sie nicht die Temperatur erforscht, sondern die Farbe.“ Erläuterung zum NOSI-Aspekt: „Bei naturwissenschaftlichen Untersuchungen ergeben sich die Vorgehensweisen durch die zu Beginn des Forschungsvorhabens definierten Forschungsfragen. Die Forschungsfrage ist handlungsleitend für den weiteren Forschungsprozess. Aus ihr wird unter anderem der Aufbau der durchzuführenden Untersuchung abgeleitet. Die Untersuchung muss dabei so geplant werden, dass mit den gesammelten Daten eine Aussage zur Forschungsfrage getrof- fen werden kann. ipn journal no 13 20
· scientific literacy · Ausgewählte Ergebnisse zum Wissen- schaftsverständnis von Schüler*innen in Deutschland Die Studie wurde im Rahmen eines internationalen Koope- rationsprojekts durchgeführt, bei dem das Verständnis von Schüler*innen zum naturwissenschaftlichen Erkenntnis- prozess in verschiedenen Ländern mittels des VASI erfasst und anhand der zuvor benannten acht Aspekte beschrie- ben wurde. Speziell für den hier vorgestellten Aspekt, dass die Fragestellung die Vorgehensweise bestimmt (NOSI-3), zeigte sich in der Befragung von deutschen Schüler*innen der 7. Klasse bei etwa 50% und bei Schüler*innen der 12. Klasse bei etwa 75% ein adäquates Verständnis dieses As- pekts. Auch bei einer Studie mit Schüler*innen der 4. Klasse zeigte der Einsatz einer altersgerechten Variante des VASI, dass bereits etwa ein Viertel der Grundschüler*innen ein adäquates Verständnis zur Auswahl von Vorgehensweisen basierend auf der Fragestellung hatte. Der Anteil der Ant- worten mit einem adäquaten Verständnis dieses Aspekts lag damit bei allen drei deutschen Stichproben über dem ermit- telten internationalen Durchschnitt. Der Anteil der adäqua- ten Schülerantworten zwischen den untersuchten Aspekten Lederman, J. S., Bartels, S., Jimenez, J., Lederman, N. G., Acosta, K., Adbo, K., … Neumann, I., … Voitle, F., … Zhu, Q. (2023). Completing the progression establishing an international baseline of primary, middle and secondary students’ views of scientific inquiry. International Journal of Science Education, 46(7), 715–731. https://doi.org/10.1080/09500693.2023.2256458 Lederman, J. S., Lederman, N. G., Bartels, S., Jimenez, J., Acosta, K., Akubo, M., … Kremer, K., … Neumann, I., … Voitle, F., Wishart, J. (2021). International collaborative follow-up investigation of graduating high school students’ understandings of the nature of scientific inquiry: is progress Being made? International Journal of Science Education, 43(7), 991–1016. https://doi.org/10.1080/09500693.2021.1894500 Voitle, F. (2024). Two perspectives, one goal: Integrating empirical con- siderations of Epistemic Beliefs and Nature of Science to assess students’ views about science. Dissertation. Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN). MACAU. https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:8:3-2024-00411-2 Voitle, F., Lütkemeyer, J., Neumann, I., Kremer, K. (2024). Drei Lam- pen sind besser als eine: Wissenschaftsverständnis diagnostizieren und fördern im naturwissenschaftlichen Sachunterricht. MNU Journal 77(5), 356–360. Lederman, J.S., Lederman, N.G., Bartels, S., Jimenez, J., Akubo, M., Shereen, A., … Kremer, K., … Neumann, I., … Voitle, F., … Zhu, Q. (2019): An international collaborative investigation of beginning seventh grade students' understandings of scientific inquiry. Establishing a base- line. Journal of Research in Science Teaching 37(10), 486–515. https://doi.org/10.1002/tea.21512 21 des Wissenschaftsverständnisses unterschied sich für die deutschen sowie auch für die internationalen Schüler*in- nen deutlich. In der weiterführenden Schule reichte der Anteil adäquater Antworten von lediglich 10% für den As- pekt „Daten unterscheiden sich von Belegen“ bis zu 75% der Antworten für die beiden Aspekte „Fragestellung be- stimmt Vorgehensweise“ und „Erklärungen kombinieren Daten und Vorwissen“. Bei der Interpretation dieser Häu- figkeiten sowie der Ableitung von Empfehlungen für den na- turwissenschaftlichen Unterricht gilt es jedoch zu beachten, dass den deutschen Bildungsstandards zum Teil eine andere Schwerpunktsetzung zu Grunde liegt. Beispielsweise steht die Unterscheidung von Daten und Belegen nicht explizit im Fokus der deutschen Bildungsstandards. Relevant für die Unterrichtsgestaltung erscheint dabei auch die inhaltliche Auswertung der Antworten der Schüler*innen, die darauf hindeutet, dass die Objektivität von Forschenden von den deutschen Schüler*innen häufig überschätzt und Aspekte der Subjektivität eher unterschätzt werden. Fazit Insgesamt stützen die Erkenntnisse dieser Untersuchung die Vermutung, dass Schüler*innen höherer Klassenstufen in der Regel ein differenzierteres Wissenschaftsverständnis haben. Für einzelne NOSI-Aspekte waren adäquate Vorstel- lungen bereits am Ende der Grundschule vorhanden. Es ist jedoch zu beachten, dass auch zum Ende der Schulzeit nicht alle NOSI-Aspekte gleichermaßen gut von den Schüler*in- nen verstanden werden. Dr. Frauke Voitle hat ihr erstes Staatsexamen an der RWTH Aachen und ihr zweites Staatsexamen in Schleswig-Holstein abgeschlossen. Während ihrer Promotion war sie am IPN sowie der Leibniz Universität Hannover tätig und ist nun wissenschaftliche Mitarbeiterin am IPN. In ihrer Dissertation setzte Frauke Voitle sich mit dem Wissenschaftsver- ständnis von Schüler*innen auseinander, wobei sie unterschiedliche Forschungsperspektiven hierauf in ihrer Arbeit integrierte. voitle@leibniz-ipn.de
· frühkindliche wissenschaftsbildung · Evolution im Kindergarten was kinder über grundlegende prinzipien der evolution denken Isabell K. Adler Die Annahme, dass abstrakte naturwissen- schaftliche Konzepte für junge Kinder zu kompliziert seien und man sie deshalb in der frühkindlichen Bildung gar nicht erst thematisieren solle, ist weitverbreitet. Dabei haben Kinder zu Beginn der Schul- zeit bereits vielfältige Ideen zu komplexen Themen – wie beispielsweise zu grund- legenden Prinzipien der Evolution. Gemeinsam mit meinen Co-Autorinnen habe ich Interviews mit Kindergarten- kindern durchgeführt, um diese Ideen systematisch zu beschreiben. ipn journal no 13 22
· frühkindliche wissenschaftsbildung · Viele Schüler*innen haben Schwierigkeiten, das Konzept der Evolution zu ver- stehen. Die Forschung legt nahe, dass sich bereits im Kindesalter intuitive, jedoch wissenschaftlich nicht korrekte Vorstellungen herausbilden. Einerseits manifes- tieren sich diese Vorstellungen im Laufe der Kindheit und Jugend, wodurch es schwerer wird, diese Vorstellungen zu verändern. Andererseits braucht es viel Zeit für Schüler*innen, das komplexe Thema Evolution wirklich zu durchdrin- gen. Daher gibt es ein wachsendes Forschungsinteresse an der Frage, ob und wie die Integration des Themas Evolution im frühen Naturkundeunterricht gelingen kann, denn dadurch könnte das wissenschaftliche Denken gefördert und das spä- tere Lernen über Evolution in der Schule erleichtert werden. evolution kann grob anhand von drei prinzipien beschrieben werden: 1. Variabilität beschreibt, dass Individuen einer Art unterschiedlich sind. 2. Vererbung beschreibt, dass Individuen einer Art sich fortpflanzen und dabei ihre Merkmale weitergeben. 3. Selektion beschreibt, dass Individuen durch das begrenzte Angebot an Ressourcen wie Nahrung, Wasser oder Lebensraum unterschiedlich erfolgreich im Überleben und in der Fortpflanzung sind. Wenn ein Merkmal die Überlebens- oder Fortpflanzungschancen eines Individuums verbessert, führt dies dazu, dass Individuen mit diesem Merkmal länger leben und mehr Nachkommen haben. Diese Nachkommen ähneln ihren Eltern und besit- zen wahrscheinlich ebenfalls das Merkmal, das ihnen einen Vorteil verschafft. Sie haben daher wiederum eine höhere Wahrscheinlichkeit, mehr Nachkommen zu zeugen als Indiv- iduen ohne dieses Merkmal. Im Laufe mehrerer Generationen nimmt die Häufigkeit dieses Merkmals in der Population zu. Dadurch kann sich beispielsweise das Erscheinungsbild einer Art über einen langen Zeitraum hinweg verändern, da die meisten Individuen Nach- kommen derjenigen sind, die das vorteilhafte Merkmal hatten. Die Studien in diesem Bereich befassen sich vor allem mit den bereits vorhande- nen Ideen von Kindern: Sie beschreiben diese, erklären, wie diese mit psycholo- gischen Strukturen zusammenhängen, und testen, wie sich Interventionen (zum Beispiel das Lesen von Kinderbüchern) auf das Verständnis der Kinder auswir- ken. Welche Ideen Kinder zu den evolutionären Prinzipien haben, wurde bisher in vereinzelten Studien zu Einzelaspekten erforscht (wie beispielsweise zu dem Konzept Vererbung oder zur Entstehung von Arten). Bisherige Studien beschrän- ken sich jedoch auf die Betrachtung einzelner Aspekte, ohne dabei einen ganz- heitlichen Ansatz zu verfolgen. Außerdem fokussieren sich alle veröffentlichten Studien auf die Ideen von Kindern zu Tieren, während es noch keine Studien zu den Ideen von Kindern zu Pflanzen gibt. 23
· frühkindliche wissenschaftsbildung · Unser Ziel war es, einen umfassenden Überblick über die Ideen von Kindern zu den drei Prinzipien der Evolution – Va- riabilität, Vererbung und Selektion – zu erhalten sowie ihre Ideen im Kontext von Pflanzen zu beleuchten. Dazu haben wir Interviews mit Kindergartenkindern im Alter von fünf bis sechs Jahren durchgeführt, um folgende Forschungsfra- gen zu beantworten: Welche Vorstellungen haben Kinder über Variabilität, Vererbung und Selektion? Und welche Un- terschiede zeigen sich in ihren Ideen je nach Kontext, also je nachdem, ob es um Tiere oder um Pflanzen geht? Mit Kindergartenkindern über Evolution sprechen Die Forschung mit Kindergartenkindern bringt einige Schwierigkeiten mit sich, denn sie verfügen noch nicht über viel Fachwissen und haben Schwierigkeiten, komplexe Sät- ze oder Fachbegriffe zu verstehen. Um über ein komplexes Thema wie Evolution zu sprechen, muss das Thema also zu- nächst auf eine verständliche Ebene heruntergebrochen wer- den. Dies kann erreicht werden, indem die Fragen in einen Kontext gebracht werden, der für die Kinder nachvollzieh- bar ist. Manchmal kann es hier zu Missverständnissen kommen, sodass die Forscher*innen genauer nachfragen müssen. In dem von uns entwickelten Interviewleitfaden wurden daher weitere Nachfragen vorbereitet, um sicherzustel- len, dass die Fragen von den Kindern in der beabsichtig- ten Weise verstanden wurden. Anstatt zu fragen „Va- riieren die Individuen einer Art in ihrem Phänotyp?“ fragt man zum Beispiel: „Schau mal. Dieser Fuchs hat eine weiße Schwanzspitze. Was glaubst du, hat jeder Fuchs eine weiße Schwanzspitze?“ Anstatt zu fragen: „Pflanzen sich Schnecken sexuell fort?“ fragt man beispielsweise: „Was glaubst du? Hat eine Schnecke Mutter und Vater?“ Kinder und Erwachsene haben oft unterschiedliche Vorstellungen von Tieren und Pflanzen. Ein weit verbreiteter Glaube ist, dass Pflanzen weniger lebendig seien als Tiere. Das liegt vor allem daran, dass wir Lebendigkeit mit Bewegung assoziieren und Bewegungen von Pflanzen schwerer zu beob- achten sind. Zudem verfügen die meisten Menschen über mehr Wissen zu Tieren. Das könnte darauf zurückzuführen sein, dass im Biologieunterricht häufiger Beispiele von Tieren verwendet werden und sich auch die meisten Sachbücher und Naturdokumentationen auf Tiere konzentrieren. Ein weiterer Grund könnte ein mangelndes Interesse an Pflanzen sein. ipn journal no 13 24
· frühkindliche wissenschaftsbildung · Ergebnisse Die Ergebnisse zeigen, dass Kindergartenkinder bereits eine Vielzahl an Vorstellungen haben, die grundlegend für einen Wissensaufbau zum Thema Evolution sind. Zum Beispiel gehen die meisten Kinder davon aus, dass heute lebende Arten nicht schon immer auf der Erde existiert haben, sondern erst später entstanden sind. Die Mehrheit der Kinder begründet ihre Annahme mit dem Wissen um die Dinosaurierzeit, da ihnen bewusst ist, dass zu dieser Zeit andere Tiere und Pflanzen existierten. Einige wenige Kinder wiesen sogar weit fortgeschrittene Ideen auf und nannten bereits die Evolution als Ursache zur Entstehung neuer Arten. Wenig überraschend fehlt den meisten Kindern jedoch noch das Wissen, um zu erklären, wie diese Arten entstanden sind. Die wichtigsten Ergebnisse im Überblick • Die meisten Kinder zeigten ein solides Verständnis von innerartlicher Variabilität, es fehlte ihnen jedoch noch an Wissen darüber, wie innerartliche Variabilität zustande kommt. Anstatt die Ursache dieser Unterschiede zum Beispiel bei den Eltern der jeweiligen Individuen zu suchen (Individuen sehen unterschiedlich aus, da sie verschiedene Eltern haben), führten die Kinder das unterschied- liche Aussehen auf Faktoren wie das Alter (z.B. «Dieser Baum könnte schon älter sein»), Geschlecht oder äußere Einflüsse zurück (z.B. «Die Blüten könnten angemalt worden sein»). 25
· frühkindliche wissenschaftsbildung · Adler, I. K., Fiedler, D., & Harms, U. (2024). About birds and bees, snails and trees: Chil- dren's ideas on animal and plant evolution. Science Education, 108(5), 1356–1391. https://doi.org/10.1002/sce.21873 Überraschenderweise wurden bis auf zwei Ausnahmen keine signifikanten Unterschiede zwischen den Beispielen von Tieren und Pflanzen festgestellt: • Die Mehrheit der Kinder ist sich der Tatsache bewusst, dass es zwei Elternteile braucht, damit ein Tier auf die Welt kommt. Im Gegensatz dazu gingen die Kinder bei Pflanzen davon aus, dass diese sich nur ‘asexuell’ (d. h. Pflanzen haben nur ein Elternteil) oder ‘abiologisch’ fortpflanzen würden (z. B. Samen werden in Fabriken produziert oder im Supermarkt eingekauft). Tatsächlich vermehren sich aber die Pflanzen, die uns im Alltag be- gegnen, gewöhnlich geschlechtlich, indem ihre Pollen zum Beispiel durch Wind oder Tiere zu anderen Pflan- zen der gleichen Art gelangen, die dann Samen ausbil- den. • Die befragten Kinder äußerten bei Pflanzen häufiger die Vorstellung, dass diese von Menschen abhängig sei- en. Kinder erleben Pflanzen häufig als von Menschen kultiviert, beispielsweise im Kontext der Haltung von Hauspflanzen, des Gärtnerns oder möglicherweise so- gar beim Anbau von Obst und Gemüse in der Landwirt- schaft. Dies könnte ein Grund dafür sein, dass einige Kinder die Vorstellung hatten, Tiere seien ein Produkt der Natur, während Pflanzen vom Menschen erfunden worden wären. Das könnte auch die Annahme erklären, Pflanzen könnten ohne den Menschen nicht überleben, da sie regelmäßig gegossen werden müssten. Auch gin- gen die befragten Kinder häufig davon aus, dass Pflan- zen nur dort wüchsen, wo Menschen vorher ihre Samen eingepflanzt haben. Dabei erfolgt die Ausbreitung von Samen in der Natur hauptsächlich durch Wind oder Tie- re. Pflanzen brauchen die Menschen also nicht. Fazit Kinder haben bereits im Kindergartenalter erste Vorstellun- gen über evolutionäre Prinzipien. Lerngelegenheiten, wie beispielsweise Kinderbücher, Lernvideos, Naturerfahrungen oder Experimente, sollten bestrebt sein, an diese vorhande- nen Ideen anzuknüpfen. Das Thema Vererbung sowie die Fortpflanzung von Pflanzen könnten vielversprechende Aus- gangspunkte sein, um die Vorstellungen von Kindern über grundlegende evolutionäre Konzepte zu bereichern. Die Er- gebnisse der hier vorgestellten Studie deuten zudem darauf hin, dass Kinder einen ähnlichen Wissensstand zu Tieren und Pflanzen aufweisen. Fehlende Lernmöglichkeiten be- züglich Pflanzen könnten jedoch zu einer unausgewogenen Wissensbasis führen und Missverständnisse verstärken. Au- ßerdem sollte darauf geachtet werden, Pflanzen nicht aus- schließlich im Kontext künstlichen Anbaus sichtbar zu ma- chen, sondern durch Kinderbücher oder Naturerfahrungen das Bild von Pflanzen als natürlich vorkommende Lebewe- sen zu untermauern. Im Anschluss an die hier vorgestellte Studie wurde daher ein Kinderbuch gestaltet, in dem Varia- bilität, Fortpflanzung und Vererbung anhand von Pflanzen erklärt werden. ipn journal no 13 26
· frühkindliche wissenschaftsbildung · Dr. Isabell K. Adler hat 2023 in der Abteilung für Didaktik der Biologie am IPN promoviert und arbeitet nun als PostDoc an der Pädagogi- schen Hochschule Bern. Isabell.adler@phbern.ch 27
»Eltern müssen verstehen, dass Hausaufgaben heute anders gestellt werden« knut neumann, direktor der ipn-abteilung didaktik der physik, im gespräch mit julia andré und britta kölling über die elternperspektive auf künstliche intelligenz in der schule beispielsweise immer, dass sie einem generativen Sprachmo- dell wie ChatGPT alle Fragen stellen können, die sie wollen, und das gut finden. Anscheinend trauen sie sich nicht im Unterricht, „alles“ zu fragen. Verblüfft hat mich auch, dass einer dieser Schüler, der mit KI recherchiert, immer wieder prüft, ob die Antworten stimmen. Er schaut, welche Quellen vertrauenswürdig sind. Er hat eine extrem hohe Kompetenz, um den Output des Sprachmodells zu überprüfen und kann so sehr konkret einschätzen, was stimmt und was nicht. In der Unterrichtsstunde kamen wir aufgrund eines falschen Outputs der KI darüber ins Gespräch, wie künstliche Intel- ligenz eigentlich trainiert wird. JULIA ANDRÉ Ich fürchte, ich kann keine so schöne Geschich- te erzählen. Ich bin ja nicht in der Schule tätig. Wir haben im Körber-Forum in Hamburg eine eigene Veranstaltungs- reihe, in der wir nicht nur über neue Technologien spre- chen, sondern diese auch live vorführen. Ich war sehr er- staunt, als uns dort eine Expertin in die Welt der Deep Fakes entführt hat. Ich muss sagen, mir ist ein bisschen schwin- delig geworden zu sehen, was da alles möglich ist und wie gutgläubig unsere Wahrnehmung ist. KNUT NEUMANN Bevor wir uns mit der Frage beschäftigen, wie Eltern den Einsatz von künstlicher Intelligenz, also von KI, in der Schule einschätzen und welche Bedeutung Eltern in KI für die berufliche Zukunft ihrer Kinder sehen, möchte ich euch beide fragen, wann ihr zuletzt so richtig verblüfft wart, als ihr einem Kind oder Jugendlichen bei der Nutzung von künstlicher Intelligenz zugesehen habt. BRITTA KÖLLING Am meisten verblüfft mich, wie selbststän- dig Schülerinnen und Schüler damit umgehen. Neu zuge- wanderte Jugendliche aus den Vorbereitungsklassen betonen ipn journal no 13 28
· im gespräch · KNUT NEUMANN Julia, wenden wir uns der Umfrage zum Thema KI zu, die die Körber-Stiftung mit Eltern durchgeführt hat. Was sind die zentralen Ergebnisse der Umfrage? JULIA ANDRÉ Wir haben im vergangenen Jahr zum ersten Mal Eltern von Kindern oder, besser gesagt, Jugendlichen im Alter zwischen zwölf und 18 Jahren befragt, weil uns aufgefallen ist, dass in der Bildungsdebatte dem Eltern- haus eine große Bedeutung zugesprochen wird. Das fami- liäre Umfeld hat einen großen Einfluss auf die Bildungs- biografien von Kindern und Jugendlichen. Das sind aber meistens statistische Größen. Überspitzt gesagt: Wenn die Eltern mehr als einen Meter Bücher im Regal haben, dann machen die Kinder Abi. Man weiß aber immer noch nicht viel darüber, was in den Eltern eigentlich vorgeht, was sie für Wünsche für ihre Kinder haben, welche Sorgen sie sich machen, welches Bild von Schule sie haben oder wie sie sich die berufliche Zukunft ihrer Kinder vorstellen. In der Umfrage ging es um Bildung und berufliche Zukunft. Wir wiederholen diese Umfrage jedes Jahr und setzen dann thematische Schwerpunkte. In diesem Jahr haben wir die Frage in den Blick genommen, welche Vorstellungen Eltern von KI haben und ob sie sich wünschen, dass ihre Kinder damit zu tun haben oder eher nicht. Wir haben wirklich viele interessante Zusammenhänge entdecken können. Eltern ist klar, dass KI ein aktuelles Thema ist. Sie wissen, dass ihre Kinder allgemeine KI-Kom- petenzen brauchen werden und dass die Kinder geschult sein müssen im Umgang mit KI, um Chancen in der Ar- beitswelt zu haben. An dieser Stelle gab es eine Zustim- mung von 78%. Trotz der hohen Zustimmung überwiegt dann aber bei den Eltern die Skepsis, wenn man sie nach dem Einsatz von KI-Tools in der Schule fragt. Ihre aller- größte Sorge ist, dass Schülerinnen und Schüler nur noch schummeln werden. Wir haben die Eltern aber auch nach ihren eigenen Erfah- rungen mit KI bzw. zu ihren Vorkenntnissen zu KI befragt. An dieser Stelle gibt es deutliche Unterschiede, je nach- dem, welche praktischen Erfahrungen die Eltern haben. Und dies hängt wiederum mit ihrem Bildungsgrad zusam- men. Eltern, die angeben, dass sie selbst bereits KI-Tools genutzt haben, und das waren etwa 40% der Befragten, sind deutlich optimistischer und positiver eingestellt. Sie schauen entspannt auf das Thema und sind dafür, dass KI in der Schule genutzt wird. Die anderen 60% trauen sich kein Urteil zu. Dies heißt aber, dass diejenigen Kinder, deren Eltern keine KI nutzen, in einer Familie leben, in der wenig darüber gesprochen wird. Diese Kinder kom- men also mit ganz anderen Voraussetzungen in die Schu- le. Mein Wunsch ist es, hier anzusetzen. Bei den Fragen um Bildungsgerechtigkeit und Chancengleichheit wissen wir, dass die Familie den Unterschied macht, und bei KI spielt dies ebenfalls eine große Rolle. Wir haben die El- tern auch gefragt, ob in der Schule ihrer Kinder KI einge- setzt wird. Nur 13% der Eltern sind sich sicher, dass dies schon der Fall ist. Die allermeisten sagen: „Nein, das pas- siert noch nicht.“ KNUT NEUMANN Britta, hast du eine Idee, woran es liegt, dass der Einsatz in der Schule doch noch sehr verhalten ist? Liegt das daran, dass die Lehrkräfte die Kritik teilen? Dann müssten sie aber auch wie die Eltern das Potenzial sehen. BRITTA KÖLLING Ich kann über die Ursachen natürlich nur mutmaßen. Ein Aspekt ist die mangelnde Fortbildung der Lehrkräfte, also überhaupt die zeitliche Ressource zu ha- ben, sich damit zu beschäftigen. Schule hat den Auftrag, Schülerinnen und Schüler auf die Zukunft vorzubereiten. Und die Zukunft wird maßgeblich durch KI geprägt sein. Das können wir nicht ändern. Und deswegen ist es der Bil- dungsauftrag der Schule, KI einzubinden. Aber wir müs- sen zuerst die Lehrkräfte befähigen – denn wenn die nicht befähigt sind, können sie auch mit den Schülerinnen und Schülern nicht vernünftig arbeiten. Und das führt in eine Art Teufelskreis: Die Schülerinnen und Schüler beschäfti- gen sich heimlich und unreflektiert damit, schicken bei- spielsweise die Hausaufgabe per Screenshot an eine KI. Die KI löst die Hausaufgabe und es findet keine Auseinander- setzung mit der Aufgabe, kein Denken statt. Im schlimms- ten Fall geht dieser Teufelskreis dann weiter, wenn die Lehrkraft die Hausaufgabe mit einer KI korrigiert. Dann hat niemand mehr gedacht. Deshalb ist es wichtig, Lehr- kräfte für den Umgang mit KI zu befähigen. Das muss zum einen über Fortbildungen geschehen, zum anderen aber auch über Zugänge. Wir müssen dafür sorgen, dass Schulen datenschutzkonforme Zugänge haben, damit sie KI nutzen können. In einem nächsten Schritt können wir dann über eine systematische Etablierung nachdenken. 29
· im gespräch · » Man muss Aufklärung betreiben, dass man KI-Tools sehr wohl sehr reflektiert, sehr klug einsetzen kann.« JULIA ANDRÉ KNUT NEUMANN Das, was du sagst, geht mit den Emp- fehlungen des Deutschen Ethikrates zum Einsatz von KI einher, der betont, dass der Einsatz künstlicher Intelli- genz die Handlungsspielräume von allen Schülerinnen und Schülern erweitern und nicht verengen soll, in dem Sinne von: „Ich stelle das Denken jetzt ein und über- lasse es der KI.“ Auch Eltern wünschen sich im Grunde, dass ihre Kinder für die berufliche Zukunft in der Schule Selbstständigkeit, Kommunikationsfähigkeit, Lernbe- reitschaft, also selbstreguliertes Lernen bzw. selbst- ständiges Denken lernen. Die Frage ist: Wie können wir das denn mit KI-Anwendungen unterstützen? Julia, habt ihr da Hinweise aus der Studie, wie sich Eltern das konkret vorstellen? sollten als Kompetenz Selbstständigkeit lernen. Es herrscht auch die Sorge, dass falsche Inhalte vermittelt werden und dass der Unterricht weniger persönlich, weniger mensch- lich wird. Im weiteren Verlauf der Fragen gibt es aber auch Zustimmung dazu, dass der Unterricht durch KI bereichert werden kann, dass Kinder besser individuell gefördert und auch die Lehrkräfte entlastet werden können. Man muss Aufklärung betreiben, dass all diese in den Sorgen formu- lierten Begleiterscheinungen nicht zwingend bei der Nut- zung von KI auftreten, sondern dass man KI-Tools sehr wohl sehr reflektiert, sehr klug einsetzen kann. Es kommt auf die Aufgabenstellung an. Das heißt auch, dass Hausauf- gabenstellungen, vielleicht auch Prüfungen sich verändern. JULIA ANDRÉ Eltern befürchten mit Blick auf den Einsatz von KI im Unterricht, dass geschummelt wird. Darüber haben wir schon gesprochen. An zweiter Stelle steht die Befürchtung, dass die Kinder weniger selbst lernen. Das steht übrigens im Gegensatz zu dem Wunsch, ihre Kinder BRITTA KÖLLING Ich glaube, dass die Vorstellungen man- cher Eltern von Schule noch sehr von der eigenen Schul- zeit und von den Schulbüchern und Arbeitszetteln geprägt sind, die man damals bearbeitet hat. Ich glaube, dass neue Aufgabenstellungen und neue Prüfungsformate schon sehr im Kommen sind und durchaus auch verbreitet werden. ipn journal no 13 30
· im gespräch · Nichtsdestotrotz müssen wir die Sorgen der Eltern ernst nehmen. Ein Teil des Problems ist, dass sowohl Lehrkräfte als auch Eltern noch von generativer KI sprechen, wenn sie über KI nachdenken, und z. B. adaptive intelligente Syste- me gar nicht vor Augen haben. An dieser Stelle bietet KI Möglichkeiten, die für Eltern noch nicht sichtbar sind. Und genau da müssen wir Aufklärungsarbeit leisten. KNUT NEUMANN Wie viel Erfahrung haben Eltern selbst mit solchen Systemen und inwieweit nutzen sie die überhaupt? Habt ihr da Ergebnisse aus eurer Umfrage, Julia? JULIA ANDRÉ Wir haben die Eltern nach Vorerfahrung ge- fragt. Im Grunde nutzen wahrscheinlich alle KI, außer Leuten, die keine smarten Devices benutzen. Vermutlich haben alle eher an generative KI gedacht. 40% haben an- gegeben, dass sie solche Tools selber schon mal genutzt haben, privat oder beruflich. Es gab nur 1%, die gesagt haben: „Davon habe ich noch nie gehört.“ 48% haben ge- sagt: „Ich habe es noch nicht ausprobiert, aber ich habe eine Vorstellung davon, was damit möglich ist und wie es funktioniert.“ Wir haben auch gefragt: „Sprechen Sie mit Ihren Kindern über das Thema, probieren Sie vielleicht ge- meinsam auch Anwendungen aus?“ Bei denen, die selbst schon einmal ein KI-Tool genutzt haben, geben 72% an, dass sie in der Familie über das Thema KI und auch über Chancen und Risiken sprechen. Das Ausprobieren macht also den Unterschied. Das schlägt sich nieder in der Ein- stellung und auch im Handeln der Eltern, wie sie mit ihren Kindern damit umgehen. KNUT NEUMANN Wir können aber nicht sagen, da muss sich jetzt alleine die Schule drum kümmern. Schule kann die Grundlagen vermitteln und Kinder im Lernen und auch im Erkennen der Gefahren unterstützen, die der Einsatz von KI möglicherweise mit sich bringt. Die Frage ist, wie wir eine bessere Abstimmung zwischen Schule und Elternhaus hinbekommen können. » KI bietet Möglich- keiten, die für die Eltern noch nicht sichtbar sind. « BRITTA KÖLLING BRITTA KÖLLING Die Frage beschäftigt mich als Schullei- tung natürlich sehr. Ich finde es schwierig zu sagen, dass Eltern auch mit KI zu Hause arbeiten müssen. Genauso wie Lehrkräfte fortgebildet werden müssen, müssten dann ja auch die Eltern den Umgang mit KI lernen. Viel wichti- ger wäre es, Schülerinnen und Schüler zu befähigen, KI als Lerntutor zu nutzen oder GPT (Generative Pre-Trained Transformer, Anm. d. Red.) zu trainieren. Ich sehe meinen Bildungsauftrag als Schule nicht darin, auch noch Eltern fortzubilden. Das kann Schule nicht leisten. Nichtsdesto- trotz muss natürlich eine Kommunikation stattfinden und das auch in der gesamten Schulgemeinschaft. 31
· im gespräch · » Wir müssen Lehrkräfte darin bestärken, die Potenziale und Risiken des Einsatzes solcher Technologie für das Lernen zu erkennen. « KNUT NEUMANN JULIA ANDRÉ Schule ist nicht dafür zuständig, Eltern wei- terzubilden. Das wäre zu viel verlangt, aber Kommunika- tion ist wichtig und noch nicht ausreichend vorhanden. In der Umfrage haben nur 9% angegeben, dass es eine Form von Kommunikation dazu gibt. Dabei ist es sehr wichtig, ein gemeinsames Verständnis davon zu haben, wie Schu- le heute funktioniert und was die Lern- und Bildungsziele sind. In den Köpfen der Eltern herrscht zum Teil noch ein veraltetes Bild von Schule. Sie denken: Du lässt Dir deine Hausaufgabe schreiben? Dabei war das in der Schule ge- nauso besprochen worden und genau das ist die Aufgabe. Das muss den Eltern gegenüber kommuniziert werden. Eltern müssen verstehen, dass Prüfungen heute vielleicht anders funktionieren und Hausaufgaben anders gestellt werden. BRITTA KÖLLING Man kann Schule auch anders denken: Schülerinnen und Schüler sind in dem Bereich zum Teil sehr gut aufgestellt. Man kann auch sagen: Zeigt uns Lehr- kräften doch mal, wie ihr das nutzt. Was können wir von euch lernen? JULIA ANDRÉ Man kann auch über Peer-Formate nachden- ken, wie die Schülerinnen und Schüler untereinander von- einander lernen können. Da gibt es noch Potenzial, das nicht überall genutzt wird. KNUT NEUMANN Wir müssen Lehrkräfte darin bestärken, die Potenziale und Risiken des Einsatzes solcher Techno- logie für das Lernen zu erkennen. Technisch sind Schüle- rinnen und Schüler weit, aber sie überblicken nicht, wo- rauf sie sich am Ende einlassen. Sie glauben vielleicht tatsächlich, dass die Technologie allwissend ist und sehen die Risiken nicht, die darin steckt, man muss ja nur an Deep Fakes denken. An der Stelle schließt sich der Kreis des Gesprächs. Damit haben wir an- gefangen. Nicht ohne Grund ist ChatGPT in letzter Zeit so populär geworden. Gleichzeitig wissen wir, dass ChatGPT halluzinieren kann. Die Umfrage der Körber-Stiftung hat interessante Einblicke gegeben, was diesbezüglich in der Schule, aber auch zu Hause passiert. Die wichtigste Frage ist, wie wir Lehrkräfte unterstützen und das Vertrauen der Eltern darin stärken können, dass die Institution Schule an dieser ipn journal no 13 32
· im gespräch · Stelle in der Lage ist, den Schülerinnen und Schülern die gewünschten Fähig- keiten, wie Selbstständigkeit, die Fähigkeit, selber zu lernen und selber zu denken, zu vermitteln. Daraus leitet sich ein Auftrag für die Didaktik ab, mög- lichst schnell entsprechende Konzepte zu entwickeln, in die Schulen zu tragen und über die Lehrkräftebildung bereits früh an Lehrkräfte zu heranzutragen. Ich danke euch beiden sehr für das Gespräch! Julia André ist Leiterin des Bereichs Bildung der Körber-Stiftung. Die Körber- Stiftung hat im März dieses Jahres etwa 1000 Eltern von Kindern zwischen zwölf und 18 Jahren zum Thema KI befragt. Die Ergebnisse der Umfrage sind hier zu finden: https://koerber-stiftung.de/site/assets/files/41369/240705-korber- stiftung_elternumfrage-web.pdf Britta Kölling war bis vor kurzem Leiterin der Kompetenzstelle Künstliche Intelligenz am Landesinstitut für Lehrerbildung und Schulentwicklung in Hamburg. Seit diesem Schuljahr gehört sie zur erweiterten Schulleitung am Gymnasium Allee in Hamburg Altona. Hier ist sie für den Bereich Digitalität und Künstliche Intelligenz zuständig. Knut Neumann ist Direktor der Abteilung für Didaktik der Physik am IPN. Er forscht unter anderem zur Nutzung künstlicher Intelligenz, insbesondere zur Analyse von Lernverläufen und adaptiven Lernangeboten, die darauf aufbauend entwickelt werden sollen. neumann@leibniz-ipn.de 33 Das Gespräch ist eine gekürzte und leicht veränderte Fassung der Folge „Elternperspektiven: KI in der Schule“ des IPN- Podcasts „Im Dialog“, in dem es um Schule, Bildung und Wis- senschaft geht. Aktuell wird das Thema KI und die Zukunft des Lehrens und Lernens behandelt. Hören Sie doch mal rein! https://www.leibniz-ipn.de/de/ fuer-die-gesellschaft/podcasts- 1/im-dialog
Es ist wichtig zu verstehen, dass äußere Einflüsse genetische Veranlagungen beeinflussen können warum soziale, politische und wirtschaftliche faktoren in der humangenetik nicht ignoriert werden dürfen – und auch nicht im biologieunterricht ipn journal no 13 34
· nachgefragt · In einem Artikel der Fachzeitschrift Science plädieren Forschende dafür, gesell- schaftspolitische Faktoren in der Humangenetik stärker zu berücksichtigen – sowohl im Studium als auch im Schulunterricht. Ute Harms, Direktorin der IPN- Abteilung Didaktik der Biologie, ist Co-Autorin des Beitrags und erklärt im Interview mit dem IPN Journal, welche Auswirkungen das für den Schulunterricht hat. IPN JOURNAL Im biologiedidaktischen Schwer- punkt der Fachzeitschrift Science geht es um die Verwendung des Begriffs „Rasse“ in der Humangenetik. Wurde dieser Begriff inner- halb der Humangenetik nicht zu Recht ge- strichen? UTE HARMS Der Begriff „Rasse“ hat in der Vergan- genheit viel Leid verursacht und ist leider immer noch von gesellschaftlicher Relevanz, die äußerst problematisch ist. Biologisch betrachtet ist das Konzept der Rasse auf den Menschen nicht an- wendbar und wissenschaftlich nicht haltbar. Dies verdeutlicht beispielsweise auch die Stellungnah- me der Leopoldina zur evolutionsbiologischen Bildung aus dem Jahr 2017. In der Biologiedidaktik betrachten wir längst nicht mehr nur die biologische Perspektive, son- dern thematisieren auch die gesellschaftlichen, politischen und individuellen Folgen, die sich aus der Anwendung des Rassebegriffs auf den Menschen ergeben können. In der Hochschul- lehre der Biowissenschaften werden diese gesell- schaftspolitischen Aspekte jedoch häufig ausge- klammert oder nur am Rande berücksichtigt. Dadurch besteht die Gefahr, dass Studierende die Relevanz der nicht-biologischen Dimensio- nen und die potenziellen Folgen der Verwendung des Rassebegriffs – sowohl für Einzelpersonen als auch für die gesamte Gesellschaft – nicht oder nicht differenziert genug verstehen. stände, wie Armut, die gesundheitliche Entwick- lung und sogar die genetische Veranlagung be- einflussen können. So führt beispielweise eine schlechte Ernährung, die in wirtschaftlich be- nachteiligten Verhältnissen häufiger vorkommt, oft zu gesundheitlichen Problemen. Besonders in Ländern wie den USA leben Menschen mit schwarzer Hautfarbe überproportional in sozial benachteiligten Verhältnissen – nicht aus biolo- gischen Gründen, sondern als Folge gesellschaft- licher und politischer Strukturen. IPN JOURNAL Der Artikel fokussiert vor al- lem den US-amerikanischen Bildungsraum. Sehen Sie auch in Deutschland Anlass, den Genetikunterricht in der Schule anzupassen, und wenn ja, welche Änderungen wären aus Ihrer Sicht notwendig? UTE HARMS Ein kritischer Punkt – auch in Deutschland – ist, dass der Genetikunterricht leicht zu deterministischen Vorstellungen bei den Schülerinnen und Schülern führen kann. Das heißt, sie könnten fälschlicherweise anneh- men, dass das Vorhandensein eines bestimmten Gens unabwendbare Folgen hätte. Sie könnten beispielsweise bei einem mutierten Gen, das für Brustkrebs codiert, davon ausgehen, dass es un- weigerlich zur Erkrankung führt. Dies ist jedoch insofern falsch, als es sich hierbei nur um eine Wahrscheinlichkeit handelt, die von weiteren Faktoren wie Ernährung, körperlicher Fitness und psychischer Gesundheit abhängig ist. Wir empfehlen deshalb, soziale und politische Einflüsse in der Hochschullehre zur Humanbio- logie und Genetik stärker zu berücksichtigen. Es ist wichtig zu verstehen, dass äußere Lebensum- Hier wird deutlich, dass auch gesellschaftliche und ökonomische Aspekte eine Rolle spielen. Nach meiner Auffassung sollten Schulbücher und 35 Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina (2017): Evolutionsbiologische Bildung in Schule und Universität. Deutsche Akademie der Natur- forscher Leopoldina e.V. Nationale Akademie der Wissenschaften, Halle (Saale).
· nachgefragt · » Damals ging man davon aus, dass Gene allein für Merkmale verantwortlich sind. Heute wissen wir, dass auch Umweltfaktoren eine entscheidende Rolle spielen.« andere Unterrichtsmaterialien diesen Zusammenhang klarer heraus- stellen. Zudem stellt sich mir die Frage, ob der Einstieg in die Gene- tik über die Mendelschen Regeln nicht verändert werden müsste, da sie dieses deterministische Verständnis fördern. Und auch in der Aus- bildung von Biologielehrkräften sollte diese Thematik stärker berück- sichtigt werden. IPN JOURNAL Welche Reflexionen regen Sie an? UTE HARMS Genetische Entdeckungen sollten im Biologieunterricht in ihren historischen Kontext eingebettet werden. Ein Beispiel dafür ist das Humane Genomprojekt der 1990er Jahre. Damals ging man davon aus, dass Gene allein für Merkmale verantwortlich sind. Heute wis- sen wir, dass auch Umweltfaktoren eine entscheidende Rolle spielen. Ein trauriges Beispiel liefert die große Hungersnot in den Niederlan- den während des Zweiten Weltkrieges, bei der etwa 20.000 Menschen innerhalb kurzer Zeit verhungerten. Diese Ereignisse führten zu epi- genetischen Veränderungen, die sogar die nachfolgenden Generatio- nen beeinflussten. Schülerinnen und Schüler sollten sich auch mit aktuellen Studien aus- einandersetzen, um soziopolitische Zusammenhänge zu verstehen und die Wissenschaft kritisch zu betrachten. IPN JOURNAL Vielen Dank für das Gespräch. Duncan, R.G., Krishnamoorthy, R., Harms, U., Haskel-Ittah, M., Kampourakis, K., Gericke, N.,Hammann, M., Jimenez- Aleixandre, M., Nehm, R.H., Reiss, M.J., & Yarden, A. (2024). The sociopolitical in human genetics education. Education must go beyond only countering essentialist and deterministic views of genetics. Science, 383 (6685), 826–828. https://www.science.org/ doi/10.1126/science.adi8227 Auch in der Sendung „Forschung aktuell“ im Deutschlandfunk wurde die Studie thematisiert: Wildermuth, V. (2024, 23. Februar): Mit dem Genetik-Lehrplan Rassismus vorbeugen [Forschung aktuell]. Deutschlandfunk. https://www.deutschland- funk.de/biodidaktik-wie-genetik- vermitteln-um-rassismus- vorzubeugen-dlf-5abc1a1a-100.html Prof. Dr. Ute Harms ist Direktorin am IPN und Professorin für Didaktik der Biologie an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. Sie forscht unter anderem zum Lehren und Lernen der Evolution und Genetik. harms@leibniz-ipn.de ipn journal no 13 36
· wissenswertes · Wissenswertes Unterstützung für Schulen: Startchancen-Kompetenzzentrum Mathematik eröffnet Das am IPN angesiedelte Deutsche Zentrum für Lehrkräftebildung Mathematik (DZLM) eröffnete im Herbst vergangenen Jahres das Startchancen-Kompetenzzentrum Mathematik. Ziel des Zentrums ist es, 4.000 Schulen in sozial herausfordernden Lagen dabei zu unterstützen, die mathematischen Basiskompetenzen ihrer Schüler*innen zu stärken. Im Rahmen des Start- chancen-Programms investieren Bund und Län- der jährlich zwei Milliarden Euro, um gezielte Schul- und Unterrichtsentwicklung zu fördern. „Alle Kinder und Jugendlichen können einen Zugang zur Mathematik finden, wenn sie entspre- chende Lerngelegenheiten erhalten“, sind sich die Didaktik-Professorinnen Susanne Prediger (Leite- rin des DZLM am IPN und an der TU Dortmund) und Daniela Götze (DZLM-Standort TU Dort- mund) sicher. Susanne Prediger weiter: „Einige Kinder erhal- ten bereits im Elternhaus vielfältige Anregungen, bei anderen kann die Schule dies sehr erfolgreich kompensieren. Dies gelingt, wenn der Mathema- tikunterricht die Schüler*innen konsequent dort abholt, wo sie stehen, und nicht nur Oberflächen- lernen initiiert, sondern reichhaltige Denk- und Kommunikationsprozesse über die wichtigsten mathematischen Aspekte anstößt.“ Auch an Schulen in sozial herausfordernden Lagen lässt sich Unterricht erfolgreich weiterent- wickeln. Dazu hat das DZLM in Zusammenarbeit mit Lehrkräften und Fortbildner*innen Konzep- te entwickelt und die Lernwirksamkeit nachge- wiesen. Diese evaluierten Ansätze sollen nun so aufgearbeitet werden, dass sie von Startchan- cen-Schulen für eigene Kontexte genutzt und ad- aptiert werden können. Das Startchancen-Kompetenzzentrum Ma- thematik ist Teil eines interdisziplinären wis- senschaftlichen Konsortiums, das aus mehreren Kompetenzzentren besteht. Das Konsortium be- gleitet nicht nur die fachspezifische Entwicklung in Mathematik und Deutsch, sondern auch die gesamte Schulentwicklung sowie den Ausbau der Unterstützungssysteme in den Bundesländern. Der vernetzte Ansatz soll innovative Kooperatio- nen zwischen Praxis, Administration und Wissen- schaft ermöglichen, um das Mathematiklernen nachhaltig zu verbessern. Die Inhalte der Materi- alien und Weiterbildungen reichen von fachlichen Themen wie Sprachbildung und Mathematik über überfachliche Kompetenzen wie Problemlösen und Teamarbeit bis hin zur sozialraumbezogenen und multiprofessionellen Organisationsentwick- lung. Alle Konzepte und Strukturen sollen nach- haltig gedacht werden und langfristig allen Schu- len zugutekommen. 37 dzlm.de/startchancen
· wissenswertes · Erfolge für deutsche Schüler*innen bei internationalen Wettbewerben Bei der Europäischen ScienceOlympiade (EOES), die im laufenden Jahr in Zagreb, Kroatien, ausgetragen wurde, gewannen die beiden deutschen Teams jeweils eine der begehrten sechs Goldmedaillen. Unter 46 teilnehmenden Teams aus 23 Ländern der Europäischen Union belegten die deutschen Teams nach Abschluss des Wettbewerbs den 3. Platz und den 5. Platz. In Zagreb wurde auch der deutsche Delegationsleiter PD Dr. Burkhard Schroeter vom IPN für sein langjähriges Engagement im Rahmen der EOES feierlich geehrt. Er ist seit dem Jahr 2014 deutscher Delegationsleiter bei der EOES und hat maßgeblich zur erfolgreichen Neugründung sowie der Zukunftssicherung der EOES beigetragen. Burkhard Schroeter Nach den großen Erfolgen des deutschen Nationalteams bei den Internationalen BiologieOlympiaden der vergan- genen Jahre konnte das Team auch im Jahr 2024 überzeu- gen: Alle vier Schüler*innen kehrten vom Austragungsort Astana, Kasachstan, mit Medaillen zurück – einer Silber- und drei Bronzemedaillen. Auch bei diesem Event wurde Burkhard Schroeter, Leiter der deutschen Delegation, eine besondere Ehrung zuteil: Im Rahmen der Abschlusszeremo- nie wurde ihm für seine Verdienste um die Internationale BiologieOlympiade (IBO) der Tomás-Soukup-Ehrenpreis vom Steering Committee der IBO verliehen. Burkhard Schroeter ist seit dem Jahr 2013 deutscher Delegationsleiter und hat durch die Gründung des internationalen IBO-Vereins sowie des IBO-Seats in Kiel maßgeblich zur Zukunftssicherung der IBO beigetragen. Bei der Europäischen PhysikOlympiade, die im vergangenen Jahr in Kutaissi, Georgien, ausgetragen wurden, zeigten die fünf Mitglieder des deutschen Teams eine hervorragende Leistung. Sie errangen mit einer Gold- sowie vier Silbermedaillen einen Platz unter den besten zehn Nationen. Insgesamt nahmen 255 Schüler*innen aus 54 Ländern teil, darunter 38 europäische sowie 16 Gastteams anderer Kontinente. Kurz nach dem Wettbewerb wurde auch der langjährige Leiter der PhysikOlympiade in Deutschland, Stefan Petersen vom IPN, geehrt: Auf dem Kongress des Weltverbandes der Physikwettbewerbe, der World Federation of Physics Competitions, der in der rumänischen Stadt Timișoara stattfand, wurde ihm der Preis der World Federation of Physics Competition 2024 verliehen. ipn journal no 13 38
· wissenswertes · Im vergangenen Jahr wurde ebenfalls die Internationale ChemieOlympiade in Riad, Saudi-Arabien, ausgetragen. Das deutsche Team konnte dort drei Silber- und eine Bronzemedaillen ergattern. Im inoffiziellen Länder- ranking nach Punkten belegte das deutsche Team damit einen hervorra- genden 22. Platz unter insgesamt 81 teilnehmenden Nationen. Das jüngste Team fuhr im Dezember 2024 zur Internationalen JuniorScienceOlympiade nach Bukarest in Rumänien. Etwa 300 Jugend- lichen aus 52 Nationen aus aller Welt kamen dort zusammen, um ihr Wissen aus den Bereichen Biologie, Chemie und Physik unter Beweis zu stellen. In zwei theoretischen und einer praktischen Klausur mussten die 14- bis 15-jährigen Schüler*innen ihr naturwissenschaftliches Können zeigen. Die deutschen Teilnehmer*innen waren dabei mit dem Gewinn von drei Silber- und drei Bronzemedaillen sehr erfolgreich. Hauptpreise des BundesUmweltWettbewerbs 2024 gingen nach Bayern, Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen Im vergangenen Jahr wurden fünf Hauptpreise, die höchste Preiskategorie des Wettbewerbs, an Pro- jekte aus Baden-Württemberg, Bayern und Nord- rhein-Westfalen verliehen. Darüber hinaus gingen 14 Sonderpreise, die zweithöchste Auszeichnung im Wettbewerb, an Projekte aus Baden-Württemberg, Bayern, Bremen, Niedersachsen, Nordrhein-Westfa- len, Rheinland-Pfalz, Sachsen und Thüringen. Insge- samt wurden 281 Projektarbeiten von 635 Jugend- lichen und jungen Erwachsenen im Alter zwischen zehn und zwanzig Jahren eingereicht. Die eingereich- ten Beiträge zeigen auch in dieser Wettbewerbsrun- de: Das Interesse junger, engagierter Menschen ist ungebrochen, sich mit in- novativen Ideen wichtigen Zukunftsthemen zu nachhaltiger Entwicklung und Umweltschutz zu widmen – von Klimawandel und Klimaschutz über Ressource- neinsparung bis hin zu Arten- und Gewässerschutz. Eines der mit einem Hauptpreis ausgezeichneten Projekte mit dem Titel „Salamandra salamandra terrestris – jedes Individuum zählt“ wurde wenige Mo- nate später für den Kika-Award 2024 in der Kategorie „Engagement“ nominiert. Aus insgesamt 1500 Bewerbungen wurden nur drei Projekte ausgewählt, darunter auch dieses, das beim Kika-Award unter dem Titel „Feuersalamander-Taxi“ antrat. 39
· wissenswertes · Aus der Fledermausforschung ins Klassenzimmer: Innovative Wege zur Anwendung bildungswissenschaftlicher Erkenntnisse noch können sich lehrkräfte für fortbildungen anmelden Wie lassen sich bildungswissenschaftliche Erkenntnisse in die Schulpraxis über- tragen? Das interdisziplinäre Verbundprojekt „Vermittlung Fachbezogenen Bil- dungswissenschaftlichen Wissens für die Unterrichtspraxis“ (FaBiUs) bietet hierfür einen neuen Ansatz. Es entwickelt eine digitale Transferplattform, die Lehrkräften naturwissenschaftlicher Fächer den Zugang zu aktuellen fachbezo- genen bildungswissenschaftlichen Erkenntnissen ermöglicht, den Austausch mit Bildungsforscher*innen unterstützt und sie aktiv in ein Citizen-Science-Projekt einbindet. Transfer zwischen Wissenschaft und Schule Obwohl Lehrkräfte von aktuellen bildungswissenschaftlichen Erkenntnissen profitieren könnten, erreichen viele Forschungsergebnisse kaum die schulische Praxis. Bisherige Transferansätze – etwa Open Educational Resources – bleiben oft wirkungslos, da sie Lehrkräfte nicht aktiv einbinden. FaBiUs verfolgt daher einen bidirektionalen Ansatz: • Aktuelle Bildungsforschung wird praxisnah aufbereitet • Lehrkräfte bringen ihre Praxiserfahrung in die Bildungsforschung ein • Durch ihre Beteiligung am Citizen-Science-Projekt erhalten Lehrkräfte Einblicke in aktuelle fachwissenschaftliche Forschung • In interaktiven Lernaufgaben wenden Lehrkräfte die Erkenntnisse aus der Bildungsforschung an Die digitale Transferplattform FaBiUs entwickelt eine digitale Transferplattform, die zeitlich und örtlich flexi- bel genutzt werden kann. Analog zu den bildungspolitischen Vorgaben für die naturwissenschaftlichen Fächer bietet die Plattform vier Selbstlernkurse in den Bereichen Förderung von Erkenntnisgewinnungs-, Bewertungs-, Kommunika- tions- und Sachkompetenz an. ipn journal no 13 40
· wissenswertes · Fledermausforschung im Unterricht Als Anwendungsbeispiel in den Selbstlernkursen dient ein Forschungsprojekt des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW). Dieses Pro- jekt erlaubt Lehrkräften, aktiv mitzuforschen: Sie erfassen mit Fledermausde- tektoren Daten zur Aktivität von Fledermäusen in beleuchteten Gebieten und analysieren sie auf der Transferplattform. Dabei setzen sie sich mit den ökolo- gischen Folgen von Lichtverschmutzung auseinander und erwerben gleichzeitig Methodenkompetenz in der naturwissenschaftlichen Forschung. Evaluation und Übertragbarkeit Die Wirksamkeit der Transferplattform wird wissenschaftlich untersucht. Dabei werden die wahrgenommene Qualität der Fortbildungen, die Lernerfolge der Lehrkräfte sowie ihre Einstellungen zur Bildungsforschung analysiert. Interessiert? Mehr Informationen und Anmeldung: www.fabius.ddb.leibniz-ipn.de Kontakt: Maren Koberstein-Schwarz (koberstein@leibniz-ipn.de) und Ute Harms (harms@leibniz-ipn.de) Verbundpartner*innen: Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN), Projektleitung Leibniz Universität Hannover (LUH) Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung 41
· wissenswertes · IPN-Nachwuchsgruppe gewinnt Norddeutschen Wissenschaftspreis 2024 Seit dem Jahr 2012 vergeben die Wissenschaftsministerien der Länder Niedersachsen, Bremen, Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern und Schleswig-Holstein den Norddeutschen Wissenschaftspreis und würdigen damit länderübergreifende Kooperationsprojekte in wechselnden Disziplinen mit einem Preisgeld von 250.000€. Im vergangenen Jahr lag der Fokus auf dem Gebiet der Geistes- und Sozialwissenschaften. Im Rahmen der Preisverleihung am 4. Dezember in Hannover wurde der Hauptpreis an drei herausragende Projekte verliehen. Dazu kam ein Anerken- nungspreis für ein viertes Projekt, das von der Fachjury eben- falls in die Finalrunde gewählt wurde. Zu den Preisträger*innen des Hauptpreises gehört auch die IPN-Nachwuchsforschungsgruppe FORMAT. Diese unter- sucht, wie automatisiertes Feedback mit Hilfe von künstlicher Intelligenz die Leistungen von Schüler*innen im Deutsch- und Englischunterricht fördern kann. Im Zentrum steht das Ziel, ein größere Anzahl von Lernenden differenziertes Feedback zu ihren schriftlichen Leistungen zu ermöglichen und Lehrkräfte in der individualisierten Schreibförderung zu unterstützen. Die vom BMBF geförderte Nachwuchsforschungsgrup- pe wird seit Oktober 2022 als Verbundprojekt der Universität Hildesheim und dem IPN in Kiel durchgeführt. Aktuelle Impulse aus der Ständigen Wissenschaftlichen Kommission der Kultusministerkonferenz Als unabhängiges wissenschaftliches Beratungsgremium berät die Ständige Wissenschaftliche Kommission der Kultusministerkonferenz (SWK) seit dem Jahr 2021 die Kultusministerkonferenz zu bildungspolitischen Fragen. Der SWK gehören 16 Bildungsforscherinnen und Bildungsforscher unterschiedli- cher Disziplinen an, darunter auch Prof. Dr. Olaf Köller, der Geschäftsführende Wissenschaftliche Direktor des IPN, der die Kommission als Co-Vorsitzender ge- meinsam mit Prof. Dr. Felicitas Thiel, Professorin für Schulpädagogik und Schul- entwicklungsforschung an der Freien Universität Berlin, leitet. Sprachliche Bildung neu zugewanderter Kinder und Jugendlicher Im Januar 2025 veröffentlichte die SWK die Stellungnahme „Sprachliche Bil- dung für neu zugewanderte Kinder und Jugendliche gestalten – Maßnahmen zur Förderung der Zielsprache Deutsch“. Die Integration von Kindern und Jugend- ipn journal no 13 42
· wissenswertes · lichen aus zugewanderten Familien gehört zu den wichtigsten Aufgaben des Bildungssys- tems. Inwieweit die Förderung dieser Kinder und Jugendlichen gelingt, ist nicht nur für ihre eigenen Bildungschancen, sondern auch für die wirtschaftliche Entwicklung und den gesell- schaftlichen Zusammenhalt in Deutschland von Bedeutung. Die SWK empfiehlt, Verfahren der Diagnostik zu etablieren, ein Maßnahmepaket zur sprachlichen Bildung zentral zu ent- wickeln und evidenzbasierte Qualifizierungsangebote für Lehrkräfte zu schaffen. https://swk-bildung.org/ content/uploads/2024/12/ SWK-2025-Stellungnahme- SprachlicheBildung.pdf Übergang von der Sekundarstufe I in die berufliche Ausbildung Im April 2025 veröffentlichte die SWK ein Gut- achten dazu, welche fachlichen und überfachli- chen Kompetenzen am Ende der Sekundarstufe I erreicht werden müssen, um jungen Menschen den erfolgreichen Übergang in die berufliche Aus- bildung und gesellschaftliche Teilhabe zu ermög- lichen. Forschungsbefunde verdeutlichen, dass Personen ohne einen beruflichen Abschluss in ihren Teilhabechancen auf dem Arbeitsmarkt stark eingeschränkt sind. Ziel der Empfehlun- gen ist es daher, die Chancen am Ausbildungsmarkt deutlich zu erhöhen und somit gesell- schaftliche Teilhabe zu ermöglichen. Besonders sozial und kulturell benachteiligte Jugendli- che wie auch Schüler*innen mit sonderpädagogischem Unterstützungsbedarf sind im Zuge des Übergangs in die Berufsausbildung mit besonderen Herausforderungen konfrontiert. Sie bei der Bewältigung der Herausforderungen besser zu unterstützen, ist Aufgabe von Schule. Unterrichts- und Schulentwicklung sollte die Sicherung der basalen und der für Ausbildung und gesellschaftliche Teilhabe unverzichtbaren funktionalen Kompetenzen anstreben. Dies erfordert auch, alle Akteur*innen im Bildungssystem entsprechend zu qualifizieren. https://swk-bildung.org/ content/uploads/2025/03/ SWK_2025_Gutachten- Sekundarstufe-I.pdf 43
· wissenswertes · Mit KI das mathematische Denken von Schüler*innen tiefgehender erfassen Die digitale Plattform alea.schule hilft Lehrkräften, die Gedankengänge ihrer Schüler*innen fachdidaktisch gezielt nachzuvollziehen. Das Angebot wird bereits in mehreren Bundesländern eingesetzt. Jetzt wird es mithilfe von künstlicher In- telligenz (KI) und im Dialog mit Lehrkräften weiter verbessert. Das Projekt wird im Rahmen des Leibniz-Wettbe- werbs gefördert. Auf der Plattform alea.schule bearbeiten Schüler*innen über das digitale Tool Aufgaben, deren ein- zelne Ergebnisse und zusammenfas- senden Auswertungen Lehrkräfte anschließend in einer Übersicht er- halten. So können Lehrkräfte gezielt auf individuelle Bedürfnisse der Kin- der und Jugendlichen eingehen und sie bereits im Lernprozess unterstüt- zen – und nicht erst am Ende, etwa im Rahmen von Klassenarbeiten, wenn der Lernstand deutlich wird. Derzeit stehen über alea.schule 45 Bausteine des wissenschaftlich entwickelten Diagnose- und Förderangebots „Mathe sicher können“ zur Verfügung. Damit werden ausgewählte mathematische Basiskompetenzen der Klassenstufen 3 bis 7 abgedeckt. Nutzen können dieses Angebot bislang nur Lehrkräfte in Hessen und Brandenburg. Der Einsatz in weiteren Ländern und im Startchancen-Programm ist schon in Vorbereitung. Nun sollen verschiedene Verbesserungen von alea.schule realisiert werden. Geplant ist unter anderem, dass die Schüler*innen das Tool möglichst barrierefrei bedienen können, zum Beispiel in Form einer Handschrift-Erkennung oder mit- hilfe von Spracheingaben. Zum anderen erhalten die Lehrkräfte KI-basierte Vor- schläge für die Auswertungen der Antworten und für die Förderung der Schü- ler*innen. Das soll die Effizienz der Prozesse erhöhen und helfen, Lernenden eine noch individuellere Förderung zu ermöglichen . Basis des Projekts ist eine enge Partnerschaft zwischen Wissenschaft und Bil- dungspraxis, in die beide Seiten ihre Erfahrung und ihr Fachwissen einbringen. Forscher*innen und Lehrkräfte erarbeiten zunächst in kleinen Gruppen, wie hilf- reich die KI-Unterstützung ist und wie sie sinnvoll integriert werden kann. Die- se Austauschphase erstreckt sich über mehrere Runden. Die anschließend um- gesetzten Weiterentwicklungen werden dann in größeren Gruppen getestet und evaluiert. Ergänzend werden Fortbildungskonzepte entwickelt, um die Einführung und den Einsatz der erweiterten Plattform zu unterstützen. https://www.dipf.de/ de/forschung/projekte/ alea-schule-plattform-fu- er-formatives-assessment ipn journal no 13 44
· wissenswertes · TIMSS 2023: Deutschlands Grundschulkinder im Mittelfeld Im Dezember 2024 wurden die Ergebnisse der in- ternationalen Vergleichsstudie TIMSS 2023 ver- öffentlicht. Beim alle vier Jahre durchgeführten Kompetenzvergleich in Mathematik und Natur- wissenschaften – der Studie Trends in Interna- tional Mathematics and Science Study (TIMSS) – lagen Deutschlands Grundschüler*innen im Mittelfeld. Auch diese Erhebung bestätigte wie- der die Ergebnisse aus anderen Kompetenzver- gleichen: Kinder aus asiatischen Ländern – etwa aus Singapur, Taiwan, Südkorea oder Japan - er- zielten bei den Tests deutlich bessere Ergebnisse als Kinder aus anderen Erdteilen. In Europa lagen Grundschüler*innen aus England, Polen sowie Li- tauen weit vorn. Getestet wurde im Jahr 2023 zu den Berei- chen Rechnen, Geometrie, Biologie, Physik, Che- mie und Geografie. Knapp 360.000 Grundschul- kinder der vierten Klassenstufe aus mehr als 60 Staaten und Regionen, davon 22 EU-Länder, nah- men teil. In Deutschland haben sich rund 4.400 Schüler*innen an der Studie beteiligt. Die Ergebnisse der aktuellen Studie zeigen keine deutlichen Leistungseinbrüche im Vergleich zu den vorigen TIMSS-Runden. Dennoch wird deutlich, dass vielen Kindern die Grundlagen in Mathematik fehlen. Erfreulich ist hingegen die Entwicklung am oberen Ende der Skala: Der Anteil der Kinder, die höhere Leistungen in Mathema- tik erreichen, stieg von 6 auf 8.3 Prozent. In den Naturwissenschaften verschlechterten sich Viert- klässler*innen in Deutschland im Vergleich zur Er- hebung im Jahr 2019 hingegen leicht. Der vollständige Bericht steht online beim Waxmann-Verlag zum kostenlosen Download zur Verfügung: https://www.waxmann. com/buecher/TIMSS-2023 Last but not least: Der IPN-Forschungsbericht der Jahre 2023/2024 Wer sich für weitere Einblicke in das IPN interessiert, dem steht der Forschungsbericht des Instituts nun als e-Publikation zur Verfügung. Der Bericht gibt exemplarische Einblicke in die aktuellen Forschungs- schwerpunkte des Instituts und zeigt, wie Wissenschaft zur Verbesse- rung der MIN-Bildung (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften) beiträgt – von der frühen Kindheit bis ins Erwachsenenalter. Neben den vier Forschungslinien, die das Arbeitsprogramm des IPN inhaltlich strukturieren, stellen sich die sieben Fachabteilungen und die Arbeits- gruppe Didaktik der Informatik vor. „In Zeiten globaler Krisen benötigen wir mehr als nur ein paar klu- ge Köpfe, die Strategien und Innovationen entwickeln. Herausforde- rungen wie der Klimawandel oder gesellschaftliche Transformationen betreffen uns alle“, betont Prof. Dr. Olaf Köller, Geschäftsführender Wissenschaftlicher Direktor des IPN. Der Forschungsbericht zeigt, wie das IPN durch exzellente Wissenschaft dazu beiträgt, die Qualität der MIN-Bildung zu verbessern. Der vollständige Forschungsbericht 2023/2024 bietet anregende Einblicke in die aktuellen Forschungsarbeiten des IPN. Wir laden Sie ein, sich ein Bild von unseren wissenschaftlichen Erkenntnissen und Entwicklungen zu machen. 45 Sie finden den Forschungsbericht unter diesem Link: https://static.leibniz-ipn.de/ FB_2023-2024/#0
· impressum · Journal informationen aus dem leibniz-institut für die pädagogik der naturwissenschaften und mathematik Abonnieren Sie das IPN · Journal kostenlos! ipnjournal@leibniz-ipn.de www.leibniz-ipn.de/de/das-ipn/aktuelles/journal-epaper-abo herausgegeben vom © 2025 IPN · Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik Olshausenstraße 62 24118 Kiel Postanschrift: IPN · 24098 Kiel E-Mail: info@leibniz-ipn.de www.leibniz-ipn.de Vertreten durch das Direktorium: Prof. Dr. Olaf Köller, Geschäftsführender Wissenschaftlicher Direktor Mareike Bierlich, Geschäftsführende Administrative Direktorin Prof. Dr. Ute Harms, Direktorin Prof. Dr. Aiso Heinze, Direktor Prof. Dr. Oliver Lüdtke, Direktor Prof. Dr. Knut Neumann, Direktor Prof. Dr. Hans Anand Pant, Direktor Prof. Dr. Ilka Parchmann, Direktorin redaktion David Drescher, Mareike Müller-Krey, Knut Neumann, Ute Ringelband ipnjournal@leibniz-ipn.de T 0431 880 - 31 22 gestalterisches konzept Emanuel Kaiser, Jan Uhing, Karin Vierk, Nicole Weber grafik@leibniz-ipn.de layout/satz dieser ausgabe Jan Uhing, Karin Vierk lektorat / korrektur Anna Ascher, Luca Dentler bildnachweise Alle Bildrechte liegen beim IPN bis auf folgende: S. 8/10/11 ©Celt Studio – stock.adobe. com; S. 13 ©Parradee – stock.adobe. com; S. 30 ©Claudia Höhne/Körber- Stiftung; S. 31 ©Karin Gerdes; S. 34 ©Gesine Born; S. 39 ©Thomas Panzau; S. 41 ©Christian Giese; S. 43 ©EFStock – stock.adobe.com; S. 44 ©insta_photos – stock.adobe.com erscheinungsweise Das IPN · Journal erscheint digital. issn-nr. 2511-9109 Beiträge aus dem IPN · Journal dürfen mit Quellenangabe abgedruckt werden. Jetzt für das e-Abo anmelden: https://www.leibniz-ipn.de/de/das-ipn/ aktuelles/journal-epaper-abo Oder schicken Sie eine kurze E-Mail an: ipnjournal@leibniz-ipn.de Sie erhalten jeweils zum Erscheinen einer neuen Ausgabe des IPN Journals eine E-Mail mit dem direkten Link zur Online-Ausgabe. ipn journal no 13 46