Institut für Bildungsforschung in der School of Education. Kati Trempler Judith Schellenbach-Zell Cornelia Gräsel

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1 Prädiktoren der naturwissenschaftlichen Kompetenz und des naturwissenschaftlichen Interesses von Grundschulkindern der Einfluss von individuellen Schülermerkmalen und Lehrermerkmalen Kati Trempler Judith Schellenbach-Zell Cornelia Gräsel Institut für Bildungsforschung in der School of Education

2 Naturwissenschaftliche Kompetenz gutes naturwissenschaftliches Potential von Grundschulkindern im nationalen Vergleich am Ende der Grundschulzeit (Bos et al., 2003; IGLU-E 2001; TIMSS 2007) mehr als 60% erreichen die Kompetenzstufen drei bis sechs 25 % der Schüler/-innen befinden sich lediglich auf der 1. und 2. Kompetenzstufe; 6% der Schüler/-innen verfügen lediglich über rudimentäres naturwissenschaftliches Anfangswissen (Bos et al., 2008; TIMSS 2007) Leistungen werden signifikant durch Hintergrundfaktoren wie Sozialschicht, Geschlecht und Migrationshintergrund beeinflusst (Bos et al., 2003, IGLU-E; Bos et al., 2008, TIMSS)

3 Naturwissenschaftliches Interesse am Ende der Grundschulzeit stehen Schüler/-innen den Naturwissenschaften interessiert gegenüber (Bos et al., 2003) das naturwissenschaftliche Interesse ist maßgeblich dafür, in welchem Umfang sich Schüler/-innen mit naturwissenschaftlichen Themen auseinandersetzen (Prenzel & Schütte, 2008; PISA 2006) Verständnis über naturwissenschaftliche Konzepte reicht nicht aus, damit Schüler/-innen sich auch nach der Schule selbständig mit naturwissenschaftliche Informationen beschäftigen das Interesse beeinflusst die Beschäftigung mit den Naturwissenschaften Inhaltsbezogenes Interesse: Grundschulkinder erleben naturwissenschaftlichen Unterricht als sehr positiv (Prenzel et al., 2003)

4 Merkmale von Lehrkräften Motivation von Lehrkräften: motivierte Lehrkräfte unterstützen günstiges Lernverhalten von Schülerinnen und Schülern (z.b. Kunter et al., 2008, Pelletier et al. 2002) Einstellung zum Unterricht: Unterscheidung zwischen learnerfocussed und content-focussed Ansätzen (Voss et al., 2011) Fachwissen der Lehrkräfte unterstützt die kognitive Aktivierung der Schülerinnen und Schüler im Unterricht (Baumert, Kunter, Blum, Brunner, Voss & Jordan, 2010)

5 Untersuchungskontext - Das Ferienprogramm Forscher Ferien Ziele des Programms: Defizitäre Anregungsbedingungen von Kindern in Familien mit schwierigen sozio-ökonomischen Verhältnissen zu kompensieren Anregung der Kinder, sich mit unterschiedlichen Facetten der Naturwissenschaften zu beschäftigen Gezielte Förderung naturwissenschaftlicher und sozialer Kompetenzen

6 Untersuchungskontext - Das Ferienprogramm Forscher Ferien Während der Sommerferien 2008/2009 hatten Grundschulkinder in Bochum und Kiel die Gelegenheit, an der Universität wissenschaftliche Experimente unter der Anleitung von Wissenschaftlern durchzuführen Das Ferienprogramm wurde vom Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) in Kiel und der Universität Bochum konzipiert und durchgeführt und von der Deutsche Telekom Stiftung finanziert Evaluation des Programms durch das Institut für Bildungsforschung an der Bergischen Universität Wuppertal

7 Forschungsfrage Inwieweit wird die naturwissenschaftliche Kompetenz und das naturwissenschaftliche Interesse von Grundschulkindern durch Merkmale von Lehrkräften beeinflusst?

8 Beschreibung des Stichprobe und des Instruments Schüler/-innen

9 Stichprobenbeschreibung Schüler/-innen insg. 470 Grundschulkinder aus Bochum und Kiel 35 % der befragten Schüler/-innen gaben an, dass sie zu Hause deutsch sprechen und dass beide Elternteile in Deutschland geboren wurden Jungen Mädchen total Forscher Ferien Alternatives Ferienprogramm kein Ferienprogramm fehlend total N % Migrationshintergrund kein Migrationshintergrund fehlend gesamt

10 Stichprobenbeschreibung Schüler/-innen 7 Items zur häuslichen Ausstattung (bspw. Internetanschluss, Bücheranzahl, eigenes Zimmer zum Arbeiten) Niedriger sozio-ökonomischer Hintergrund Mittlerer sozio-ökonomischer Hintergrund Hoher sozio-ökonomischer Hintergrund N % fehlend gesamt

11 Erhebungsinstrumente Schüler/-innen Naturwissenschaftliche Kompetenz Insgesamt 33 Items: leichte Items der siebten und achten Klasse aus der TIMS-Studie, Items der IGLU-E-Befragung 2001 sowie Items, die vom IPN entwickelt wurden (Cronbach s α des gesamten Tests =.71) Schüler/-innen waren in der Lage zwischen 12 und 32 Items zu lösen (M=25) Beispiel für ein IPN-Item zur Erfassung der naturwissenschaftlichen Kompetenz: 1. Welche drei Dinge bewirken zusammen das Wetter? Kreuze die richtige Zeile an. O Wettervorhersage und Sonne und Regen O Wind und Wasser und Sonne O Sonne und Sand und Meer

12 Erhebungsinstrumente Schüler/-innen Naturwissenschaftliches Interesse: Erhebung des nat. Interesses in Form von Szenario-Fragen: Schüler/-innen wurden gebeten, sich ein bestimmtes Szenario vorzustellen (insg. 7 Items, Cronbach s α =.67) Die Wahlmöglichkeiten schlossen eine nat. Variante ein Die Wal einer nat. Alternative wurde als Zeichen von nat. Interesse gewertet Beispielaufgabe: Stell wir vor, du würdest ein zweites Weihnachtsgeschenk bekommen, was würdest du nehmen: a) einen Chemiebaukasten b) Inliner c) ein Spiel für eine Spielekonsole

13 Beschreibung der Stichprobe und des Instruments Lehrkräfte

14 Stichprobenbeschreibung Lehrkräfte 23 Lehrkräfte (zwei Männer und 21 Frauen) Großteil zwischen 31 und 40 Jahren alt Großteil hat Berufserfahrung von fünf bis 15 Jahren (N=12) und zwischen 30 und 60 Jahren alt (N=8) sieben Lehrkräfte gaben an, dass Naturwissenschaften einen Schwerpunkt in ihrer Ausbildung darstellten durchschnittliche Klassengröße beträgt 22,43 Schüler/-innen

15 Erhebungsinstrumente Befragung der Lehrkräfte: Verwendung von Skalen aus dem Projekt Chemie im Kontext (ChiK, Demuth et al., 2008) und der IGLU-Studie (Bos et al., 2005) Zusätzlich wurden die Lehrkräfte dazu befragt, ob die Naturwissenschaften einen Schwerpunkt während ihrer Lehrerausbildung bildeten Skala Anzahl Reliabilität Items Einstellung zum Unterricht 5.78 Beispielitems In meinem Unterricht versuche ich zu vermeiden, dass Fehler gemacht werden, damit die Kinder nichts Falsches lernen. Lehrkräftemotivation 5.81 Mein Beruf macht richtig Spaß.

16 Forschungsfrage Inwieweit werden die naturwissenschaftliche Kompetenz und das naturwissenschaftliche Interesse von Grundschulkindern durch Merkmale von Lehrkräften beeinflusst?

17 Ergebnisse Naturwissenschaftliche Kompetenz/Interesse Individualebene Migration (0 = kein Migrationshintergrund) Sozio-ökonomischer Hintergrund (0 = hoch) Geschlecht (0 = Junge) Teilnahme an den Forscher Ferien (0 = keine Teilnahme) Ausgangswert nat. Kompetenz/allg. Interesse Kontextebene Motivation der Lehrkräfte am Unterricht Einstellung der Lehrkräfte zum Unterricht Naturwissenschaften als Teil der Ausbildung (0 = ja)

18 Ergebnisse naturwissenschaftliche Kompetenz ANOVA RCM Naturwissenschaftliche Kompetenz.14.36* Individualebene Migration (0 = kein Migrationshintergrund) -.43** Sozio-ökonomischer Hintergrund (0 = hoch) Geschlecht (0 = Junge) Teilnahme an den Forscher Ferien (0 = keine Teilnahme) n.s. n.s. n.s. Naturwissenschaftliche Kompetenz zum 1. MZP.33*** Berechnung einer hierarchischen Mehrebenenanalyse Ergebnisse auf Individualebene zeigen einen deutlichen Einfluss des Migrationshintergrundes auf die naturwissenschaftliche Kompetenz

19 Ergebnisse naturwissenschaftliche Kompetenz ANOVA RCM ISO Naturwissenschaftliche Kompetenz.14.36*.72*** Individualebene Migration (0 = kein Migrationshintergrund) -.43** -.40** Sozio-ökonomischer Hintergrund (0 = hoch) n.s. n.s. Geschlecht (0 = Junge) n.s. n.s. Teilnahme an den Forscher Ferien (0 = keine Teilnahme) n.s..20+ Naturwissenschaftliche Kompetenz zum 1. MZP.33***.32*** Kontextebene Motivation der Lehrkräfte am Unterricht Einstellung der Lehrkräfte zum Unterricht n.s. n.s. Naturwissenschaften als Teil der Ausbildung (0 = ja) -.56*** p <.001***, p <.01**, p <.05*; ICC =.11.; DEFF = 2.24; Iterations = 11

20 Ergebnisse naturwissenschaftliches Interesse ANOVA RCM Naturwissenschaftliches Interesse Individualebene Migration (0 = kein Migrationshintergrund) n.s. Sozio-ökonomischer Hintergrund (0 = hoch) -.34** Geschlecht ( 0 = Junge) n.s. Teilnahme an den Forscher Ferien (0 = keine Teilnahme).42* Allgemeines schulisches Interesse.13* Schüler/-innen mit einem hohen sozio-ökonomischen Hintergrund geben an, ein höheres nat. Interesse zu haben als Schüler/-innen mit einem vergleichsweise mittleren oder niedrigen sozioökonomischen Hintergrund

21 Ergebnisse naturwissenschaftliches Interesse ANOVA RCM ISO Naturwissenschaftliches Interesse Individualebene Migration (0 = kein Migrationshintergrund) n.s. n.s. Sozio-ökonomischer Hintergrund (0 = hoch) -.34** -.28** Geschlecht ( 0 = Junge) n.s. n.s. Teilnahme an den Forscher Ferien (0 = keine Teilnahme).42*.43** Allgemeines schulisches Interesse zum 1. MZP.13*.15** Kontextebene Motivation der Lehrkräfte am Unterricht -.18** Einstellung der Lehrkräfte zum Unterricht Naturwissenschaften als Teil der Ausbildung (0 = ja) -.34* p <.001***, p <.01**, p <.05*, p <.10+; ICC =.10.; DEFF = 2.12; Iterations = 6

22 Diskussion 1. Naturwissenschaftliche Anteile in der Ausbildung der Lehrkräfte beeinflusst die naturwissenschaftliche Leistungen und das naturwissenschaftliche Interesse der befragten Kinder positiv. 2. Überdurchschnittliche Motivation von Lehrkräften in ihrem Beruf wirkt negativ auf das nat. Interesse von Schüler/-innen Konsequenzen für die Lehrerbildung: die Lehrerqualifikation nimmt einen zentralen Stellenwert für die Kompetenzentwicklung sowie die motivationale Entwicklung von Schüler/-innen ein (Baumert & Kunter, 2011; Shulman, 1985) Fachdidaktisches Wissen und Fachwissen (als Komponenten der fachlichen Lehrerausbildung) als zentrale Dimensionen professionellen Wissens von Lehrkräften

23 Ausblick und offene Fragen Naturwissenschaftlicher Unterricht in der Grundschule durch fachlich ausgebildete Lehrkräfte ratsam? Welcher Aspekt der fachlichen Ausbildung wirkt sich tatsächlich auf naturwissenschaftliche/s Interesse Kompetenz von Schüler/-innen aus? Warum überträgt sich Motivation von Lehrkräften negativ auf das Interessen von Schüler/-innen?

24 Vielen Dank! Kati Trempler Bergische Universität Wuppertal Institut für Bildungsforschung School of Education