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Modellierkompetenz im Kontext: Eine explanative Studie zur Wirkung von Kontextmerkmalen in Modellierprozessen von Biologie-Lehramtsstudierenden

Modellbildung gehört zu den zentralen Fähigkeiten angehender Biologielehrkräfte: Sie sollen fachliche Probleme mithilfe wissenschaftlicher Modelle analysieren, darstellen und lösen können. Zwar ist bekannt, dass die Leistung beim Modellieren stark von der jeweiligen Aufgabe abhängt, doch bisherige Studien waren überwiegend beschreibend angelegt. Die Mechanismen, die hinter dieser Kontextabhängigkeit stehen, sind bislang kaum systematisch untersucht.

Das Projekt setzt hier an und untersucht, wie unterschiedliche Aufgabenmerkmale Modellierprozesse von Biologie-Lehramtsstudierenden beeinflussen. Im Fokus stehen zwei Merkmale: das erkenntnistheoretische Ziel der Modellierung sowie die Transparenz der fachlichen Tiefenstrukturen.

Die Studie folgt einem experimentellen Design, in dem Studierende zwei digitale Modellierungsaufgaben bearbeiten. Ihre Modelle werden mithilfe des Tools SageModeler entwickelt und anschließend systematisch analysiert. Ziel ist es, zu verstehen, welche Aufgabenmerkmale kognitive Anforderungen erhöhen oder erleichtern – und wie sich dies auf die Qualität der Modellierprozesse auswirkt.

Das Projekt ist Teil eines DFG-geförderten Verbundvorhabens zwischen dem IPN – Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik in Kiel (Projektleitung), der Ruhr-Universität Bochum und der Universität zu Köln. Es leistet einen Beitrag dazu, Lehr-Lern-Settings im Biologiestudium gezielt so zu gestalten, dass zukünftige Lehrkräfte wissenschaftliche Modellierung erlernen und später im Unterricht fördern können.

Projektbeteiligte:

Prof. Dr. Jörg Großschedl (Universität Köln)
Felicitas Haupts (IPN Kiel)
Dr. Nina Minkley (Universität Bochum)
Prof. Dr. Moritz Krell (IPN Kiel)