Wahlmöglichkeiten beim Experimentieren: Entwicklung und Erprobung eines Konzeptes für Experimente in inklusiven Lerngruppen im Physikunterricht
Authors:   , Pannullo Laura 
Published: December 2024

Das Experimentieren ist ein wichtiger Teil einer naturwissenschaftlichen Grundbildung. Um es gerecht den Anforderungen heterogener Lerngruppen zu gestalten, müssen im Rahmen eines weiten Inklusionsverständnisses Zugänge für alle Lernenden geschaffen werden. Eine unterrichtsübliche Vorgehensweise ist die Bereitstellung differenzierter Materialien und Arbeitsaufträge. Wenn diese nicht ausreichen, können verschiedene Experimentierformen diese individuellen Zugänge schaffen und somit die Passung zwischen Lernendem und Lerngegenstand (Experimentierform) erhöhen. Diese Passung kann entweder durch eine vorherige Diagnose, beispielsweise durch die Lehrkraft, oder durch eine Wahl des Lernenden geschaffen werden. Da Wahlmöglichkeiten im Unterricht bereits positive Effekte auf den Erwerb von Fachwissen und die Verbesserung affektiv-motivationaler Merkmale gezeigt haben, sollen sie auch beim Experimentieren eingesetzt und untersucht werden.
Basierend auf diesen theoretischen Überlegungen wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Unterrichtskonzept entwickelt, welches Wahlmöglichkeiten beim Experimentieren in Form einer Auswahl aus verschiedenen Experimentierformen anbietet. Es ist dabei anschlussfähig an existierende Frameworks für die Gestaltung eines inklusiven (naturwissenschaftlichen) Unterrichts. Das Konzept bietet eine Auswahl von fünf Experimentierformen zu einem gemeinsamen Kontext an. In der Experimentierphase können die Schüler*innen zwischen den Experimentierformen „Offenes Freihandexperiment“, „Modellbildung“, „Digitalisiertes Experiment“, „Kreatives Gestalten“ und „Angeleitetes Schüler*innenexperiment“ wählen. Um die Auswirkung von Wahlmöglichkeiten beim Experimentieren zu untersuchen, wurde das (theoretische) Unterrichtskonzept für einen bestimmten Kontext in Form einer exemplarischen Unterrichtseinheit ausgearbeitet und der Einsatz in Klassen auf Schüler*innen- und Lehrkräfteebene untersucht. Der Kontext beschäftigt sich mit dem Phänomen, dass Aquakugeln in Wasser unsichtbar erscheinen, da an ihnen weder Reflexion noch Brechung beobachtet wird.
Die Auswirkung von Wahlmöglichkeiten auf Schüler*innenebene wurde im Einzelnen auf den fachlichen Wissenszuwachs, die Einschätzung der Lehr- und Lernbedingungen, das physikalische Selbstkonzept und die Selbstwirksamkeitserwartung sowie die intrinsische Motivation der Schüler*innen untersucht. In einer quasi-experimentellen Feldstudie mit Messwiederholung (Zwei-Gruppen Prä-Post-Design) wurden diese Auswirkungen varianzanalytisch beleuchtet. Die Lehrkräfte wurden zusätzlich über einen Reflexionsbogen befragt.
Um die erarbeitete Unterrichtseinheit und das Studiendesign zu erproben, wurde zunächst eine Pilotstudie mit vier Klassen durchgeführt. Diese ergab, dass die Schüler*innen mit den eingesetzten Testinstrumenten und Materialien keine Schwierigkeiten hatten. Zudem konnten erwartete Effekte der Unterrichtseinheit nachgewiesen werden, wobei jedoch eine starke Abhängigkeit von der durchführenden Lehrkraft zu beobachten war. Daraus ergab sich die Notwendigkeit, detailliertes Begleitmaterial zur Durchführung der Unterrichtseinheiten bereitzustellen, welches in der Hauptstudie zum Einsatz kam.
Die Ergebnisse der Hauptstudie deuten insgesamt darauf hin, dass Experimentierphasen ohne Wahlfreiheit einen positiven Einfluss auf die Entwicklung des Fachwissens und des physikbezogenen Selbstkonzepts haben. Im Gegensatz dazu zeigt sich bei Experimentierphasen mit Wahlfreiheit ein positiver Einfluss auf das Interesse und Vergnügen, was eine Subskala der intrinsischen Motivation darstellt. Auch in den Reflexionen führten die befragten Lehrkräfte das Potenzial von Wahlmöglichkeiten in der Förderung affektiver Merkmale an. Da Schüler*innenexperimente aus Sicht der Physikdidaktik und Lehrkräften auch das Ziel der Motivationsförderung verfolgen, können Wahlmöglichkeiten dieses weiter unterstützen. Somit lassen sich aus den Ergebnissen dieser Studie verschiedene Empfehlungen für die schulische Praxis ableiten, abhängig von der Zielsetzung des jeweiligen Unterrichts.