Lernen durch Erklären in einer experimentellen Lernsituation im Fach Biologie

Die Wirksamkeit unterschiedlicher Formen des Erklärens auf die Wissensvermittlung während des naturwissenschaftlichen Experimentierens wird im Rahmen dieser Arbeit beschrieben. Um den Einfluss der Erklärformen Selbsterklären, Peer-Erklären, Peer-Zuhören und Device-Erklären auf den Wissenserwerb im Bereich des Fachwissens und des Wissens über naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung zu prüfen, wurde eine Intervention entwickelt. In dieser führen Schülerinnen und Schüler anhand von Beispielaufgaben Experimente zum Thema UV-Schutz beziehungsweise Hefe-Metabolismus durch. Dabei wird das Experiment zum UV-Schutz von den aktiven Erklärern (Selbsterklärer, Peer-Erklärer, Device-Erklärer) durchgeführt und das Experiment zum Hefe-Metabolismus von den passiven Zuhörern (Peer-Zuhörern). Während der Durchführung erklären sich alle Schülerinnen und Schüler die Inhalte des Experiments und ihr Vorgehen zur Erarbeitung dessen selbst. Nach diesem ersten Schritt, der Durchführung des Experiments, folgt ein weiterer Erklärschritt. Ein Teil der Schülerinnen und Schüler erklärt ihr Experiment einem Mitschüler (Peer-Erklären), ein Teil der Schülerinnen und Schüler hört der Erklärung der Peer-Erklärer aufmerksam zu (Peer-Zuhörer) und ein weiterer Teil der Schülerinnen und Schüler nimmt ein Erklärvideo mit einem Tablet auf (Device-Erklären). Für einen Teil der Schülerinnen und Schüler findet kein weiterer Erklärschritt statt. Sie führen lediglich das Selbsterklären während des Experimentierens aus.
An der durchgeführten Prä-Post-Interventionsstudie nahmen insgesamt 291 Schülerinnen und Schüler der Klassen acht und neun teil. Der Lernzuwachs der Schülerinnen und Schüler wurde sowohl für das Fachwissen als auch für das Wissen im Bereich der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung ermittelt. Der Lernprozess der Schülerinnen und Schüler in den Phasen des Peer-Erklärens und des Device-Erklärens wurde auf Video festgehalten und mit Hilfe eines Kategoriensystems ausgewertet.
Es wurde festgestellt, dass die Schülerinnen und Schüler der Gruppen Selbsterklären, Peer-Erklären und Device-Erklären gleich viel dazulernen. Die Gruppe der Peer-Zuhörer lernt sowohl im Bereich des Fachwissens und im Bereich der Erkenntnisgewinnung deutlich weniger hinzu.
Um eine alltägliche Situation in vielen Klassenzimmern zu simulieren, wurde die Gruppen der Peer-Erklärer und Peer-Zuhörer zu einer Gruppe zusammengezogen und mit den Device-Erklärern verglichen Die Gruppe der Device-Erklärer ist dieser kombinierten Gruppe aus Peer-Erklärern und Peer-Zuhörern überlegen. Dies gibt Aufschluss darüber, dass das Device-Erklären eine Möglichkeit wäre, den Lernzuwachs arbeitsteilig arbeitender Lerngruppen, bisher bestehend aus Erklärern und Zuhörern, zu erhöhen.
Die durch die Videoauswertung erlangten Informationen bezüglich der gegebenen Erklärungen beider Gruppen (Peer-Erklären versus Device-Erklären) unterscheiden sich zum einen in der Länge voneinander. Die Device-Erklärer erklärten im Schnitt drei Mal so lange, wie die Peer-Erklärer. Zum anderen waren die Device-Erklärer eher dazu in der Lage, aus den Ergebnissen des durchgeführten Experiments geeignete Schlussfolgerungen zu ziehen.
Weiterhin wurde festgestellt, dass gerade Schülerinnen und Schüler mit einem geringeren Vorwissen im Fach Biologie im Vergleich eher vom Device-Erklären als vom Peer-Erklären profitieren. Dieses Ergebnis lässt darauf schließen, dass Schülerinnen und Schüler mit einem geringeren Vorwissen durch das Device-Erklären verstärkt zum Lernen angeregt werden könnten.

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Löppenberg, K., 2021. Lernen durch Erklären in einer experimentellen Lernsituation im Fach Biologie. https://doi.org/10.17185/duepublico/73661
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