Einfluss kognitiver Merkmale von Lernenden auf die Auswahl und Nutzung wissenschaftsmethodischer Lernunterstützungen beim Experimentieren

Ein zentrales Bildungsziel ist es, Schüler:innen zur (selbstständigen) Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Ideen, Konzepten und Denkweisen, u. a. über die Durchführung geeigneter Methoden wie dem Experimentieren, zu befähigen, um fundierte Entscheidungen treffen zu können. Die Planung und Umsetzung experimenteller Untersuchungen zur Erforschung von (biologischen) Phänomenen erfordert die Anwendung von Kompetenzen wissenschaftlichen Denkens. Ziel ist die Generierung neuen Wissens entlang der einzelnen Phasen des naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozesses. Die dazu notwendige Zusammenführung prozeduraler und deklarativer Wissensdimensionen kann Lernende jedoch vor unterschiedliche Herausforderungen stellen. Eine Möglichkeit, diese zu minimieren, stellt die zielgerichtete Integration von Lernunterstützungen dar, um Herausforderungen und Belastungen ausgehend von der Komplexität des experimentellen Problemlöseprozesses zu verringern. Eine Anpassung der Unterstützungsformate an die Lernenden erfolgt jedoch oftmals anhand des Vorwissens, also im Sinne einer inhaltlichen Differenzierung. Allerdings sind Lernende in ihren Merkmalsausprägungen so individuell, dass auch andere Voraussetzungen als Ausgangspunkt zur differenzierten Förderung genutzt werden können (bspw. kognitive Fähigkeiten, Lesefähigkeiten, kognitiver Stil, Repräsentationspräferenz). Die vorliegende Studie adressiert daher das Ziel, Lernende mit besonderem Fokus auf ausgewählte kognitive Merkmale individuell entlang einzelner Phasen des naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozesses zu fördern. Dazu werden wissenschaftsmethodische Lernunterstützungen mit jeweils unterschiedlicher Repräsentationsform systematisch konzipiert und eingesetzt. Über eine Analyse möglicher Zusammenhänge zwischen der Ausprägung der kognitiven Merkmale und der Auswahl und Nutzung der Lernunterstützungen beim Experimentieren sollen neue (Förder-)Ansätze für die schulische Praxis identifiziert und abgeleitet werden. Der Planungs- und Forschungsrahmen bildet dazu ein adaptiertes Angebots-Nutzungs-Modell, über das die spezifischen Forschungsfragen zur Gestaltung und Konzeption (Angebotsebene) sowie zur (eigenständigen) Auswahl und Nutzung (Nutzungsebene) der Lernunterstützungen spezifiziert werden können.