Professionswissen und Unterrichtsqualität

Transkript

1 Professionswissen und Unterrichtsqualität Jürgen Baumert 13. EMSE-Fachtagung Kiel, 29. und 30. Juni 2011

2 COACTIV Professionelle Kompetenz von Lehrkräften, kognitiv aktivierender Mathematikunterricht und die Entwicklung von mathematischer Kompetenz - eine Ergänzungsstudie zu PISA 2003 (DFG, BA 1461/2-2)

3 COACTIV - R Entwicklung professioneller Kompetenz von Lehrkräften im Referendariat (Innovationsfond der MPG)

4 Das Team Jürgen Baumert, Michael Besser, Werner Blum, Martin Brunner, Jürgen Elsner, Alexander Jordan, Uta Klusmann, Stefan Krauss, Mareike Kunter, Michael Neubrand, Dirk Richter, Yi-Miau Tsai, Thamar Voß

5 ÜBERBLICK 1. Metatheoretisches Modell der professionellen Handlungskompetenz 2. Basisdimensionen der Unterrichtsqualität 3. Fachwissen und fachdidaktisches Wissen: Forschungsstand 4. Fachwissen und fachdidaktisches Wissen: Konzeption und Testkonstruktion 5. Fachliches Wissen, Unterrichtsqualität und Lernfortschritt von Schülerinnen und Schülern 5

6 Modell professioneller Kompetenz 6

7 Professionelle Handlungskompetenz Professionelle Handlungskompetenz entsteht aus dem Zusammenspiel von: Spezifischem deklarativen und prozeduralen Wissen Wissen und Können Professionellen Werten, Überzeugungen, subjektiven Theorien, normativen Präferenzen und Zielen Motivationalen Orientierungen Metakognitiven Fähigkeiten und professioneller Selbstregulation 7

8 Modell professioneller Handlungskompetenz Überzeugungen/ Werthaltungen Motivationale Orientierungen Selbstregulative Fähigkeiten Professionswissen Beratungswissen Pädagogisches Wissen Fachwissen Fachdidakt. Wisen Wissensbereiche Organisationswissen Wissensfacetten 8

9 Modell professioneller Handlungskompetenz Überzeugungen/ Werthaltungen Motivationale Orientierungen Selbstregulative Fähigkeiten Professionswissen Beratungswissen Pädagogisches Wissen Fachwissen Fachdidakt. Wisen Wissensbereiche Organisationswissen Wissensfacetten 9

10 Mediationsmodell COACTIV Lehrer Unterricht Schüler Professionswissen Kognitive Aktivierung Mathematisches Wissen Motivation Überzeugungen Klassenführung Motivation Überzeugungen Selbstregulation Konstruktive Unterstützung Verständnisvolle Lernprozesse Selbstregulation 10

11 Forschungsfrage I Gibt es Basisdimensionen qualitätsvollen Unterrichts und welche sind dies? 11

12 Basisdimensionen der Unterrichtsqualität 1. Klassenführung und Choreographie des Unterrichts Störungspräventive Unterrichtsführung Effektive Zeitnutzung Monitoring der Lerngruppe und der einzelnen Schüler Strukturierte und kohärente Unterrichtsepisoden 2. Kognitives Potenzial der Lerngelegenheiten Auswahl und Sequenzierung kognitiv herausfordernder Aufgaben Kognitiver Anspruch des Unterrichtsgesprächs Lehrplananschluss (curriculum alignment) 3. Respektvolle und adaptive Unterstützung des Lernens Formatives Assessment, Feedback Konstruktiver Umgang mit Fehlern Adaptives Unterrichtstempo Adaptive multiple Erklärungen Respekt und Geduld 12

13 Basisdimensionen der Unterrichtsqualität Kognitive Herausforderung Curriculares Niveau.11ns Klassenführung und Choreographie.58 Respektvolle und adaptive Lernunterstützung 13

14 Kognitives Potential der in der 10. Klasse eingesetzten Aufgaben in Klassenarbeiten 8% Aufgabenklassen 49% 43% Technische Aufgaben Rechnerische Modellierungsaufgaben Begriffliche Modellierungsaufgaben 14

15 Kognitives Potential der in der 10. Klasse eingesetzten Aufgaben in Klassenarbeiten 10% 1% Innermathematisches Modellieren 21% 68% nicht erforderlich niedrig mittel hoch 15

16 Kognitives Potential der in der 10. Klasse eingesetzten Aufgaben in Klassenarbeiten 0% 1% 3% Mathematisches Argumentieren 96% nicht erforderlich niedrig mittel hoch 16

17 Unterrichtsqualität nach Schulform Klassenführung Potenzial zur kognitiven Aktivierung Konstruktive Unterstützung Hauptschule Sekundarschule Realschule Gesamtschule Gymnasium 17

18 Effekte der Unterrichtsqualität Klassenebene Potenzial zur kognitiven Aktivierung Leistung Angst Freude 0.32* Klassenführung 0.26* * Konstruktive Unterstützung * 0.46* Rsqu 0.65* 0.22* 0.49* 18

19 Effektstärken für aktivierendes und ermöglichendes Lehrerverhalten (Hattie, 2009, S. 243) Activator d Facilitator d Reciprocal teaching 0.74 Inquiry-based teaching 0.31 Feedback 0.72 Individualized instruction 0.20 Metacognitive strategies 0.67 Smaller class sizes 0.21 Direct instruction 0.59 Problem-based learning 0.15 Mastery learning 0.57 Different teaching boys/girls 0.12 Challenging goals 0.56 Inductive teaching 0.06 Behavioral organizers 0.41 Average effect 0.60 Average effect

20 Forschungsfrage II Welche Bedeutung hat das Fachwissen für die Unterrichtsqualität und den Leistungsfortschritt von Schülerinnen und Schülern? 20

21 Forschungsstand zur Bedeutung des Fachwissens: Distale Indikatoren für das Fachwissen: Abschlüsse Kurszahl Zertifizierung Literaturberichte: Baumert et al., 2010 Baumert & Kunter, 2006 Lipowsky, 2006 Cochran-Smith & Zeichner, 2005 Floden & Meniketti, 2005 Wilson & Floden, 2003 Wayne & Youngs,

22 Forschungsstand zur Bedeutung des Fachwissens: Distale quantitative Indikatoren - Befunde 1. Befunde sind über Fächer hinweg inkonsistent 2. Relative Konsistenz innerhalb der Mathematik 3. Positive Zusammenhänge zwischen Ausbildungsindikatoren und Schülerleistung bei Kontrolle von Vorwissen und SES 4. Abnehmende Effekte bei zunehmender Kurszahl (diminishing returns) 5. Interaktion von Schulstufe und Abschluss Negativer Effekt von höherem Abschluss für die Grundschule Positiver Effekt von major in math education in Grundschule 6. Effektstärken: klein bis sehr klein. 22

23 Hattie, Visible Learning, 2009, S

24 Hattie, Visible Learning, 2009, S. 114 Professional Development d=.62 24

25 Forschungsstand zur Bedeutung des Fachwissens: Distale quantitative Indikatoren - Grenzen Keine Informationen über: Art des Fachwissens Struktur des Fachwissens Niveau des Fachwissens 25

26 Forschungsstand zur Bedeutung des Fachwissens: Qualitative Studien I Konzeptuelles Verständnis basaler mathematischer Sachverhalte ist häufig unzureichend Leinhardt & Smith, 1985; Semantische Netzwerke zum Bruchverständnis) Mangelndes konzeptuelles Verständnis begrenzt das fachdidaktische Handlungsrepertoire Borko et al., 1992; Eisenhart et al., 1993; Division von Brüchen Mrs. Daniels Even, 1993; Verständnis von Funktionen Ma, 1999; Vergleich chinesischer mit US-Lehrern profound understanding of fundamental mathematics Heaton, 2000; Funktionsbegriff 26

27 Forschungsstand zur Bedeutung des Fachwissens: Qualitative Studien II Variation von fachdidaktischem Wissen bei gutem konzeptuellem Verständnis Schoenfeldt et. al., 2000; Division von Exponentialtermen Mr. Nelson and Mr. Minstrell Fachdidaktisches Wissen beeinflusst die Leistungsentwicklung Carpenter et al., 1988; Diagnose von Schülerstrategien bei Addition und Subtraktion 27

28 Wie kann man Offene Frage: Fachwissen, fachdidaktisches Wissen und generisches pädagogisches Wissen im Rahmen eines Modells professioneller Kompetenz theoretisch konzeptualisieren? 28

29 Konzeptualisierung des mathematischen Fachwissens (content knowledge) Akademisches Forschungswissen Profundes mathematisches Verständnis des Schulstoff* Typen des Fachwissens Schulwissen Alltagswissen Mathematik *Elementarmathematik vom höheren Standpunkt 29

30 Modell mathematikdidaktischen Wissens Wissen über Unterrichtsprozesse: Erklären und Repräsentieren Wissen über Aufgaben als didaktische Werkzeuge PCK Wissen über mathematisches Denken von Schülern 30

31 Beispielaufgaben 31

32 Fachwissen: Beispielitem 1 Gilt 0, = 1? Bitte begründen Sie Ihre Entscheidung! 32

33 Fachwissen: Beispielitem Gilt 0, = 1? (Beispiele) 33

34 Aufgaben: Beispielitem Luca behauptet: Das Quadrat einer natürlichen Zahl ist Immer um 1 größer als das Produkt ihrer beiden Nachbarzahlen. Stimmt Lucas Behauptung? Bitte schreiben Sie möglichst viele verschiedene Lösungsmöglichkeiten (Begründungen) zu dieser Aufgabe kurz auf! Aufgaben: Erkennen des multiplen Lösungspotentials von Aufgaben 34

35 Luca behauptet: Das Quadrat einer natürlichen Zahl ist immer um 1 größer als das Produkt ihrer beiden Nachbarzahlen. Stimmt Lucas Behauptung? richtig Algebraisch: Sei n eine beliebige natürliche Zahl. (n 1) (n + 1) = n² 1, das ist um 1 kleiner als n² n Geometrisch: n richtig n n

36 Instruktion: Beispielitem Eine Schülerin sagt: Ich verstehe nicht, 1 1 warum 1 ist. Bitte versuchen Sie Ihrer Schülerin diesen Sachverhalt auf möglichst vielen verschiedenen Wegen verständlich zu machen. Instruktion: Erklären, Darstellen und Repräsentieren mathematischer Sachverhalte 36

37 richtig falsch (-1) (-1) = = Das ist eben so! 0 (-1) = 0 (-1) (-1) = 1 (-2) (-1) = 2 Das ist etwas, was gelernt und angewendet werden muss und nicht etwas, was erklärt werden muss Multiplizieren mit -1 bedeutet ins Gegenteil umkehren: z.b. Kredit in Schulden und umgekehrt. Das Gegenteil von -1 (Euro) ist 1 (Euro) Guthaben. Man kann (-1) (-1) auch als doppelte Verneinung verdeutlichen. Mathematische Definitionen nachschauen -1 (-1). (-1) (-1) (-1) (-1) (-1). (-1) (-1) (-1) = = = =

38 Testkonstruktion 38

39 FDW Zwei-Faktoren Modell (Krauss et al., 2008).79 FW Aufgaben Schülerkognitionen Instruktion FW1 FW2 FW3 2 (8, N = 198) = 4.32, p =.83 CFI = 1.00; RMSEA =.00 SRMR =.01 Sind Fachwissen und fachdidaktisches Wissen wirklich zwei verschiedene Wissenskategorien (Shulman, 1986, 1987)? 39

40 Konstruktvalidierung 40

41 Mathematiklehrkräfte nach Ausbildung und Fachpräferenz Ausbildung 1. Fach 2. Fach Insgesamt Gymnasialausbildung + Referendariat Nicht-Gymnasialausbildung + Referendariat Integrierte Ausbildung zum Diplomlehrer Insgesamt

42 Fachwissen nach Lehramtszugang und Fachrang Professionelles Fachwissen 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00-0,25-0,50-0,75 2.Fach 1.Fach -1,00 Haupt- und Realschule Diplomlehrer Lehramtszugang Gymnasium 42

43 Fachdidaktisches Wissen nach Lehramtszugang und Fachrang 0,80 Pädagogisches Fachwissen 0,60 0,40 0,20 0,00-0,20-0,40 2.Fach 1.Fach -0,60 Haupt- und Realschule Diplomlehrer Lehramtszugang Gymnasium 43

44 Fachdidaktisches Wissen nach Lehramtszugang unter Kontrolle von Fachwissen Pädagogisches Fachwissen 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00-0,10-0,20-0,30-0,40 Haupt- und Realschule Diplomlehrer Lehramtszugang Gymnasium 44

45 Testpunkte Fachwissen Mathematik: Referendare verschiedener Schulformen (Kunter et al., in press) 2.49 Hauptschule d=0.68* d=1.08* 3.92 Haupt- und Real schul e d=2.34* 4.79 Realschule d=1.26* 7.8 Gymnasium 45

46 Fachdidaktisches Wissen Mathematik: Referendare verschiedener Schulformen d=1.2* 20 d=1.00* d= Hauptschule Haupt- und Realschule Realschule Gymnasium 46

47 Überzeugungen Wissen Normative Präferenzen/ Wissen CK PCK Interaktionen CK PCK Epistemologische Überzeugungen Mathematik als Werkzeugkasten Praktische Bedeutung von Mathematik Unterrichtsziele Lerngelegenheiten Erklärungen werden verlangt Produktive Nutzung von Fehlern Beweise Mathematisches Modellieren Fehlervermeidung Routinen und Algorithmen Repetitives Üben Anwendungen Klassenführung Lerntheorien Zeitmanagement Demonstrationen und Beispiele Management des Sozialverhaltens Wiederholen und Üben Unterstützung Unabhängiges und diskursives Lernen Respekt und Integrität.01.09

48 Trägt fachdidaktisches Wissen der Lehrkraft zum Lernfortschritt der Schülerinnen und Schüler bei? 48

49 Individuelles Modell T1 Klasse 9 Vorwissen.49** Lesekompetenz Induktives Denken Bildung der Eltern (6 dummies) SES.21**.24** <.04 R 2 = Migrationsstatus Mathematikleistung T2 Klasse 10 49

50 Hierarchisches Black-Box Modell Fachdidakt. Wissen.61** R 2 =.38 Mathematikleistung Mathematical Vorwissen competence.49** Mathematikleistung R 2 =.63 T1 Klasse 9... T2 Klasse10 50

51 Hierarchisches Mediationsmodell I Fachdidakt. Wissen.16ns Klassenführung.35*.28*.31**.31* Kognitives Potenzial Curriculares Niveau Lernunterstützung.00.34*.31* Mathematikleistung R 2 =.37 Vorwissen.49** Mathematikleistung R 2 =.64 T1 Klasse 9... T2 Klasse10 51

52 Effektstärke? 1. Erklärte Varianz auf individueller Ebene: ca. 2.1% 2. Cohen s d=

53 Hattie, Visible Learning, 2009, S. 114 Professional Development d=.62 53

54 54

55 Effektstärke? 1. Erklärte Varianz auf individueller Ebene: ca. 2.1% 2. Cohen s d= Zuwachs in 12 Monaten: d= d=0.28 entspricht Zuwachs in 9.6 Monaten 55

56 Hierarchisches Mediationsmodell II Fachwissen -.02ns Klassenführung.34*.06ns.31** -.06ns Kognitives Potenzial Curriculares Niveau Lernunterstützung.00.31*.34* Mathematikleistung R 2 =.32 Vorwissen.49** Mathematikleistung R 2 =.64 T1 Klasse 9... T2 Klasse10 56

57 57

58 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 58

59 d= 2 t / res,within 59

60 Protektive Ressourcen Selektion in den Beruf oder professionelle Ausbildung? 60

61 COACTIV-R TOSCA N M SD M SD Persönliche Voraussetzungen Neurotizismus ,95 0, Extraversion ,99 0, Offenheit ,85 0, Verträglichkeit ,32 0, Gewissenhaftigkeit ,21 0, Keine Unterschiede zwischen Bundesländern Keine Unterschiede zwischen Kohorten Keine Unterschiede zwischen Schulform 61

62 Generisches pädagogisches Wissen 62

63 Facetten generischen pädagogischen Wissens und Könnens (1) Konzeptuelles bildungswissenschaftliches Grundlagenwissen (2) Allgemeindidaktisches Konzeptions- und Planungswissen (3) Wissen über Unterrichtsführung und Orchestrierung von Lerngelegenheiten (4) Wissen über fachübergreifende Prinzipien des Diagnostizierens, Prüfens und Bewertens 63

64 Modell pädagogisch-psychologischen Wissens Leistungsbeurteilung Unterrichtsmethoden Klassenführung Schüler Meth1 Meth2 Meth3 Meth4 CM1 CM2 CM3 CM4 Ass1 Ass2 Ass3 Het1 Het2 Het3 Modellfit: 2 (71) = , p <.05, CFI =. 938, TLI =. 921, RMSEA =. 049, SRMR =

65 2,5 Skalenmittelwert 2,0 1,5 1,0 0,5 d=0.1 Mittelwertsunterschiede d=0.3 d=0.5* Im ersten Jahr d=0.1 Im zw eiten Jahr 0,0 Methoden- know ledge of instructional wissen strategies Wissen know ledge über of Bewertung classroom assessment Wissen classroom über management Classroom Management know Wissen ledge of über students Schüler Vorläufige Daten: N = 99 65