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ZusammenfassungDas in den deutschen Bildungsstandards verwendete Konzept von „Kommunikation“ – einerder vier Kompetenzbereiche aller Naturwissenschaften – ist unscharf und theoretisch nichtfundiert. Es fehlt bisher eine theoretische Grundlage als Voraussetzung für empirische Untersuchungenzur Kommunikationskompetenz. Auf Grundlage eines konstruktivistischen und einespsycholinguistischen Kommunikationsmodells entwickeln wir ein Kompetenzmodell für physikalischeKommunikationskompetenz, das den Anforderungen an einen domänenspezifischenKompetenzbegriff gerecht wird. Es enthält zwei Dimensionen (Perspektive, Aspekt), welche dieBreite des Sachverhalts abbilden und eine Dimension (kognitiver Beiwert), die eine Kompetenzstufungbeschreiben kann. In einer Pilotstudie konnte mit diesem Wert die Lösungshäufigkeitvon Testaufgaben befriedigend aufgeklärt werden. Im vorliegenden Aufsatz liegt der Fokusauf den theoretischen Grundlagen. Die Bezugnahme auf Anlage und Ergebnisse explorativerPilotstudien dient zur Veranschaulichung der Umsetzung des empirischen Forschungsansatzes.Schlüsselwort: Bildungsstandards, Kompetenz, Kommunikation, Kommunikationskompetenz

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    Zeitschrift fr Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 15, 2009

    Christoph Kulgemeyer und horst sCheCKer

    Kommunikationskompetenz in der Physik: Zur Entwicklung eines domnenspezifischen Kommunikationsbegriffs

    Physics Communication Competence: on the development of a domain-specific concept of communication

    ZusammenfassungDas in den deutschen Bildungsstandards verwendete Konzept von Kommunikation einer der vier Kompetenzbereiche aller Naturwissenschaften ist unscharf und theoretisch nicht fundiert. Es fehlt bisher eine theoretische Grundlage als Voraussetzung fr empirische Untersu-chungen zur Kommunikationskompetenz. Auf Grundlage eines konstruktivistischen und eines psycholinguistischen Kommunikationsmodells entwickeln wir ein Kompetenzmodell fr physi-kalische Kommunikationskompetenz, das den Anforderungen an einen domnenspezifischen Kompetenzbegriff gerecht wird. Es enthlt zwei Dimensionen (Perspektive, Aspekt), welche die Breite des Sachverhalts abbilden und eine Dimension (kognitiver Beiwert), die eine Kompe-tenzstufung beschreiben kann. In einer Pilotstudie konnte mit diesem Wert die Lsungshufig-keit von Testaufgaben befriedigend aufgeklrt werden. Im vorliegenden Aufsatz liegt der Fokus auf den theoretischen Grundlagen. Die Bezugnahme auf Anlage und Ergebnisse explorativer Pilotstudien dient zur Veranschaulichung der Umsetzung des empirischen Forschungsansatzes. Schlsselwort: Bildungsstandards, Kompetenz, Kommunikation, Kommunikationskompetenz

    AbstractThe Germany Educational Standards comprise communication as one of the four areas of scientific competence. However, communication in or about science has neither been esta-blished theoretically as a domain-specific construct nor has it been operationalized for empi-rical investigations. This paper introduces a model of communication competence for physics. It starts from constructivist and psycholinguistic models of communication. The competence model contains two dimensions describing the features of communication competence (per-spective, aspect) and one dimension describing the competence level (cognitive coefficient). In pilot studies, this dimension was successfully applied to describe the difficulty of test items.Keywords: Educational Standards, Competence, Communication, Communication Competence

    1 Einleitung

    Sowohl in den Bildungsstandards als auch in den einheitlichen Prfungsanforde-rungen fr das Abitur wird ein Kompe-tenzbereich Kommunikation formuliert. Als wesentliche Kompetenz wird aufge-fasst Informationen sach- und fachbezo-gen zu erschlieen und auszutauschen (Leisen, 2005). Die Formulierung des Be-griffs Kommunikation aus Sicht der Phy-sikdidaktik ist zumindest bezogen auf

    die Kommunikation von Schlern ber Physik bislang ein theoretisches Desi-derat. Es ist weder eine klare Definition vorgenommen worden, noch ist der An-schluss an andere Wissenschaften, die sich mit unterschiedlichen Facetten von Kommunikation beschftigen, gelungen. Die zunchst geplante Ausklammerung des Kompetenzbereichs Kommunikation bei der Evaluation der Bildungsstandards

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    fr die Naturwissenschaften im Jahr 2012 verweist auf die ungeklrte Frage der Ope-rationalisierung. Im vorliegenden Aufsatz wird eine the-oretische Fundierung des Konstrukts und daraus folgend eine Umsetzung in empirischen Studien vorgeschlagen. Be-zugspunkte sind ein konstruktivistisches Kommunikationsmodell und Ergebnisse zu kognitiven Prozessen bei der Sprach-produktion. Dazu werden kommunikati-onswissenschaftliche und psychologische berlegungen herangezogen. Wir zeigen, wie sich Kommunikation in ein Modell physikalischer Kompetenz hier das Bremen-Oldenburger Kompetenzmodell integrieren lassen. Aus den allgemeinen Kommunikationsmodellen wird sukzessi-ve ein domnenspezifisch-physikalischer Kommunikationsbegriff entwickelt. Es soll gezeigt werden, dass physikalische Kom-munikationskompetenz nicht nur die Kom-munikation ber physikalische Themen umfasst, sondern auch spezifisch physika-lische Weisen zu kommunizieren existie-ren. Die Resultate werden mit konkreten Testaufgaben verdeutlicht, die in einer empirischen Untersuchung zur Explorati-on der Graduierung dieses Kompetenzbe-reichs zum Einsatz kommen. Der Aufsatz hat also den wesentlichen Anspruch, ein empirisch umsetzbares und theoretisch fundiertes Modell domnenspezifisch-physikalischer Kommunikationskompe-tenz vorzuschlagen. Dazu gehren zwei wesentliche Punkte:

    1. Die ausfhrliche Darstellung der theore-tischen Grundlagen des Modells

    2. Die Vorstellung des Modells selbst sowie seiner Bezge zu allgemeinen Theorien.

    2 Zum Kommunikationsbegriff

    Kommunikation ist ein sowohl in der All-tagssprache als auch in der Wissenschaft hufig verwendeter Begriff. Merten (1977) listet 160 verschiedene Definitionen auf, die

    sich zum Teil gravierend unterscheiden und es kann davon ausgegangen werden, dass seitdem einige dazu gekommen sind. Zwei unterschiedliche Faktoren von Kommunika-tion wurden besonders intensiv behandelt: zum einen Kommunikation als soziales Ph-nomen (zweiseitig., d. h. mehrere Indivi-duen betreffend) und zum anderen die Fra-ge, was einen Menschen dazu befhigt, sich mitzuteilen und Information auszutauschen (einseitig, d. h. nur ein Individuum betref-fend) (Merten, 1977, 41). Habermas vertritt die zweiseitige Komponente beispielsweise in seinem Hauptwerk Theorie des kommu-nikativen Handelns und versteht die Spra-che bzw. die zwischenmenschliche Kommu-nikation als Fundament einer Gemeinschaft und die Verstndigung als Mittel, um eine ideale, herrschaftsfreie und gleiche Gesell-schaft zu erreichen (Habermas, 1995). Er fhrte den Begriff kommunikative Kompe-tenz ein (Habermas, 1971) und beschrieb sie als die Fhigkeit eines (verstndigungsbe-reiten) Sprechers [...] einen wohlgeformten (d. h. grammatischen Regelsystemen ent-sprechenden Satz) in Realittsgefge ein-zubetten (Burkart, 2002). Den anderen Pol reprsentiert Shannon, der die nachrichten-technisch bedeutsame Frage untersuchte, wie viel Rauschen eine kodierte Nachricht maximal verzerren darf, um sie wieder re-kodieren zu knnen. Shannon verknpft damit den Entropiebegriff und den Infor-mationsbegriff (Shannon, 1948). Sein Sen-der-Empfnger-Modell der Kommunikation wird zum Teil heute noch verwendet und auf den Informationsaustausch von Men-schen bezogen. Whrend es Habermas um das Verstndnis geht, nimmt Shannon Bezug auf bloe, berechenbare Information, deren Bedeutungsinhalt er wissentlich ignoriert: These semantic aspects of communication are irrelevant to the engineering problem (Shannon, 1948, 379).Zwischen diesen beiden Polen liegen einige Modelle von Kommunikation, die auf dem Verstndnis sprachlicher Zeichen beruhen (z. B. Schaff, 1968), kognitive Vorgnge der Sprachproduktion betrachten (z. B. Dietrich,

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    2007) oder die systemtheoretische Formulie-rung der Ausbildung sozialer Systeme dar-stellen (Luhmann, 1972). Dazu kommt das in der Literaturwissenschaft einflussreiche Modell von Jakobson (1970) oder auch die fnf Axiome der Kommunikation im Modell von Watzlawick et al. (1972). Bei diesen Mo-dellen steht die Bedeutung der Nachricht im Vordergrund. Vor diesem Hintergrund sind sie von grundlegend anderem Charakter als das Modell von Shannon. Dieser kurze Abriss kann selbstverstndlich bei weitem nicht alle Aspekte des Verstnd-nisses von Kommunikation abdecken. Es zeigt sich jedoch bereits in dieser bersicht, dass die Physikdidaktik und die Naturwis-senschaftsdidaktik allgemein im Kontext der Bildungsstandards mit dem Kommuni-kationsbegriff bislang zu oberflchlich um-geht und die vielfltige Verwendung des Be-griffs in anderen Disziplinen nicht beachtet. Im nchsten Abschnitt legen wir die Ver-wendung des Kommunikationsbegriffs in den nationalen Bildungsstandards Physik dar. Zur genaueren Beschreibung des Kon-strukts werden im Anschluss zwei Anstze aus Kommunikationswissenschaft und Psy-chologie vorgestellt, die zur Entwicklung eines domnenspezifisch-physikalischen Kommunikationsbegriffs geeignet sind. Das resultierende Kommunikationsmodell ist da-bei als eines unter vielen mglichen zu ver-stehen, wird jedoch durch seine Leistungs-fhigkeit gerechtfertigt.

    2.1 Der Kommunikationsbegriff der Bildungsstandards

    In der Physikdidaktik hat der Begriff Kom-munikation durchaus Tradition. Er wird hufig im Zusammenhang mit sozialen Lernformen im Physikunterricht verwendet und als Argument fr deren Sinn angefhrt. Der theoretische Rahmen des sozial-kom-munikativen Konstruktivismus ist hier ein wichtiger Bezugspunkt (Labudde, 2000). Geprgt ist die Verwendung der Terminus Kommunikation also von einem vorrangig

    sozialen Verstndnis teilweise vermengt mit dem Begriff Kooperation oder im Zusammenhang mit dem Erlernen bzw. der Verwendung von Fachsprache (Rincke, 2007). Der Kommunikation ber fachbezo-gene Sachverhalte wird im Lernprozess eine hohe Bedeutung zugemessen. Als ein wei-terer Aspekt wird die Fhigkeit erforscht, physikalisch argumentieren zu knnen (z. B. Kraus & von Aufschnaiter, 2005; Driver, Newton & Osborne, 2000; Bricker & Bell, 2008; Zeidler, Osborne, Erduran, Simon & Monk, 2003); Argumentation kann teilweise auch unter kommunikativen Gesichtspunk-ten betrachtet werden.Die Bildungsstandards (KMK, 2005) fhren konsequenterweise Kommunikation als ei-nen der vier Kompetenzbereiche auf. Dabei verbinden sie anders als beispielsweise die einheitlichen Prfungsanforderungen fr das Abitur (EPA) (KMK, 2004) sowohl den aktiven Prozess des Austauschs ber physikalische Fragen als auch die Informati-onsentnahme aus verschiedenen fachbezo-genen Quellen. Die EPA und in bereinstim-mung damit das Bremen-Oldenburger Kom-petenzmodell bercksichtigen nur die aktive Komponente der Kommunikation (Theyen, Schmidt, Einhaus & Schecker, 2007). In den Bildungsstandards wird der Kompetenzbe-reich in drei qualitativ unterschiedliche An-forderungsbereiche zergliedert, die man in erster Nherung als Kompetenzstufen auf-fassen knnte. Dazu beschreiben die Bildungsstandards sie-ben Regelstandards, die nach mit dem mittle-ren Bildungsabschluss erreicht worden seien sollen: Die Schlerinnen und Schler ...

    K1 tauschen sich ber physikalische Er-kenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstel-lungen aus,

    K2 unterscheiden zwischen alltagssprach-licher und fachsprachlicher Beschrei-bung von Phnomenen,

    K3 recherchieren in unterschiedlichen Quellen,

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    K4 beschreiben den Aufbau einfacher tech-nischer Gerte und deren Wirkungsweise,

    K5 dokumentieren die Ergebnisse ihrer Ar-beit,

    K6 prsentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit adressatengerecht,

    K7 diskutieren Arbeitsergebnisse und Sach-verhalte unter physikalischen Gesichts-punkten. (KMK, 2005, 12)

    Diese geforderten Regelstandards sind je-doch wie auch die anderen Kompetenz-bereiche der Bildungsstandards nicht empirisch abgesichert, sondern Teil eines normativen Kompetenzmodells (Schecker & Parchmann, 2006). Im Bereich der Kommu-nikation kommt dazu noch eine mangelnde theoretische Absicherung, da an keiner Stel-le Erkenntnisse ber Kommunikation aus anderen Wissenschaften herangezogen wer-den es werden keine Quellen genannt, aus denen sich die Relevanz der Standards belegen lsst. Die spezifische Bedeutung des Kompetenzbereichs fr fachbezogenes Lehren und Lernen in den Naturwissen-schaften wird nicht hinreichend deutlich. Mit anderen Worten: Es lsst sich nicht ohne Weiteres erkennen, warum Kommunikation wirklich eine domnenspezifische Kom-petenz darstellt, die typisch physikalische Aspekte hat, und warum es sich nicht um eine fachunabhngige Schlsselqualifikati-on handelt. In der Biologiedidaktik befassen sich Ner-del und Prechtl mit dem Kompetenzbereich (Bayrhuber, 2007). Sie schlagen ein von Bromme abgewandeltes Kommunikations-modell im Sinne von Clark vor (Bromme & Jucks, 2001; Bromme, Jucks & Rambow, 2004). Danach sei Kommunikation eine Ab-stimmung von Einzelaktionen mindestens zweier Kommunikationspartner (Clark, 1996), die nur im Rahmen eines geteilten Bezugsrahmens (common ground) erfolg-reich sein knne (Bromme & Jucks, 2001). Bei der Kommunikation zwischen Exper-ten und Laien ist dieser gemeinsame Be-zugsrahmen naturgem klein, sodass hier Probleme zu erwarten sind. Fr die Physik-

    didaktik ist dieser Ansatz noch nicht ausge-arbeitet. Er integriert kognitive Prozesse bei der Kommunikation eines der Kommunika-tionspartner und die zur erfolgreichen Kom-munikation notwendigen Bedingungen, beschreibt jedoch bislang nicht die Beson-derheit naturwissenschaftlicher, also dom-nenspezifischer, Kommunikation. Das Fach-bezogene der Kommunikation knnte auch ausschlielich darin bestehen, den common ground und damit das geteilte fachliche Wissen mglichst gro zu halten. Die ei-gentliche Kommunikationsfhigkeit knnte dann auf dieser Basis allgemein und fachun-abhngig zum Tragen kommen. Um die Kompetenzen eines Individuums im Bereich Kommunikation beschreiben zu knnen, mssen sowohl die individuellen, kognitiven Prozesse des aktiv Kommuni-zierenden als auch die zum Erfolg notwen-digen Bedingungen mit den Besonderheiten domnenspezifischer Kommunikation ver-eint werden. Dazu werden im folgenden Abschnitt zwei Modelle vorgestellt, die beide Bereiche abdecken. Daraus wird dann ein domnenspezifischer Kommunikationsbe-griff entwickelt.

    2.2 Aspekte des Kommunikationsbegriffs in Psychologie und Kommunikations-wissenschaft

    2.2.1 Ein konstruktivistisches Kommunika-tionsmodell

    Wir ziehen konstruktivistische Kommuni-kationsmodelle (Rusch, 1999) heran, da der Konstruktivismus eine wichtige er-kenntnistheoretische Basis aktueller didak-tischer Forschung darstellt. Er spielt aber auch in der Kommunikationswissenschaft selbst eine bedeutende Rolle (Gromann, 1999). Dieser Ansatz ist hilfreich, um den Prozess der Kommunikation zu analysie-ren. Darauf aufbauend knnen Testformate entwickelt werden (z. B. Rollenspielsitua-tionen, die physikalische Kommunikation nachbilden).

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    Rusch (1999) stellt ein gngiges Kommu-nikationsmodell vor, das auf konstruktivis-tischen Annahmen beruht. Dabei stehen nicht die kognitiven Prozesse, die das In-dividuum vornehmen muss, im Fokus des Interesses, sondern die fr den Informa-tionsaustausch zwischen Individuen not-wendigen Bedingungen. Bei einem beha-vioristischen Modell wie z. B. von Shannon (1948) sind Sender, Empfnger und Kanal die konstitutiven Bestandteile. Im konstruk-tivistischen Modell sind Sender und Emp-fnger nur noch voneinander weitgehend unabhngige Kommunikatoren und Beo-bachter. Der direkte Kanal zwischen bei-den fllt weg. Rusch (1999) fasst den Be-griff der Kommunikation in Anlehnung an Maturanas Theorie sprachlichen Verhaltens als Orientierungsaktion (Rusch, 1999, 166) auf, die der Kommunikator dem Beobachter gegenber zu erbringen habe er msse ihn innerhalb dessen kognitiven Bereichs auf Interaktion hin orientieren. Kommuni-kation sei also das Handeln von Kommuni-katoren (Rusch, 1999, 170), die mehr oder weniger spezifische Angebote in Form von Kommunikaten schafften.Der Gesamtprozess zerfllt somit in zwei Teilprozesse: Das Handeln des Kommuni-kators und das Handeln des Beobachters. Beide sind dabei eigenstndige Akteure, die unter ihren eigenen prpositiven Fak-toren (Wissen, soziales Umfeld...) bezogen auf den anderen handeln. Kommunikatoren machen spezifische Angebote, die sie mit Kommunikateigenschaften ausstatten (the-matische, referentielle und stilistische Ei-genschaften; dies entspricht dem Inhalt). Sie produzieren dazu Kommunikatbasen (Bilder, Schrift, gesprochene Sprache). Bei-de zusammen, Kommunikatbasis und Inhalt, bilden ein Kommunikat. Es bleibt bei dem Prozess unklar, ob und wie das als Ange-bot wahrgenommene Kommunikat ange-nommen wird. Wesentlich ist, dass der Be-obachter aufmerksam sein muss, damit die Kommunikation gelingt bei klassischen Sender-Empfnger-Modellen ist das Han-deln des Empfngers noch unerheblich. In

    diesem Modell wird erst durch das Handeln des Beobachters eine aktive Kopplung her-gestellt. Ob er zum Rezipienten wird, hngt vor allem von der Attraktivitt des Angebots, sozialen Erfahrungen und Wissensstrukturen ab. In diesem Ansatz kommt der konstruk-tivistische Grundgedanke, Informationen knnten nicht direkt bertragen werden, klar zum Ausdruck. Erfolgreiche Kommu-nikation ist nach Rusch (1999, 173) immer dann gegeben, wenn der Kommunikator dem Kommunikationspartner Verstehen zu-schreiben kann. Dabei ist Verstehen die fr den Kommunikator befriedigende Orientie-rung des Kommunikationspartners auf die Intention des Kommunikators hin (Rusch, 1999, 167-173).

    2.2.2 Kognitive Prozesse bei der Sprachproduktion

    In dem im Folgenden vorgestellten Modell werden die kognitiven Voraussetzungen eines Individuums fr erfolgreiche Kom-munikation mit Mitteln der Psychologie be-schrieben. Dieser Ansatz fhrt zu einer sy-stematischen Beschreibung der kognitiven Prozesse, die der Kommunikator vorneh-men muss, um ein geeignetes Kommuni-kationsangebot zu schaffen. Die Interaktion zwischen Kommunikator und Adressat im Prozess der Kommunikation bleibt hinge-gen anders als im konstruktivistischen Modell ausgeblendet. Deshalb ist die-ser Ansatz hilfreich fr die Konstruktion schriftlicher Testaufgaben zur Messung der Kommunikationskompetenz eines Kommu-nikators. In der Psycholinguistik wurden aufgrund theoretischer berlegungen und empi-rischer Befunde (z. B. zu Sprachfehlern und Versprechern) Erkenntnisse zu den kogni-tiven Schritten gesammelt, die zur Sprach-produktion notwendigerweise durchlaufen werden mssen. Dietrich (2007) gruppiert diese Schritte nach ihrer Funktion im Kom-munikationsprozess. Er unterscheidet dabei zwischen den uerungen der einzelnen

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    Kommunikationsteilnehmer als Turns in einem Diskurs und somit streng zwischen Rezeption und Produktion. Aus psycholin-guistischer Sicht ist die Vermengung von Informationsentnahme und aktiver Kom-munikation, wie sie im Kompetenzmodell der Bildungsstandards vorgenommen wird, nicht ohne weiteres haltbar. Es ist Gegen-stand aktueller Forschungsbemhungen, inwieweit sich die beiden Systeme ber-lappen doch es lsst sich zeigen, dass zumindest weite Teile separat beschrieben werden mssen (Dietrich, 2007, 212 ff.). Dietrich (2007, 143) nennt folgende Grup-pen von Prozessen bei der Sprachprodukti-on, die hier nur berblicksartig beschrieben werden knnen:

    1. Kommunikatives Planungssystem. Ergeb-nis dieses Verarbeitungsinhalts ist eine Verbindung von Absicht der Kommunika-tion (z. B. erklren) und grobem Sachin-halt (Stutterheim, 1997).

    2. Konzeptualisierung. Hier wird der Sach-verhalt zunchst grob gegliedert. Da-bei wird er in die Lngen verbaler u-erungen zerlegt (segmentiert) und in eine Reihenfolge gebracht (linearisiert). Das Resultat ist die Reprsentation des Sachverhalts. Anschlieend wird der Sachverhalt nach Bedeutungseinheiten strukturiert und in sprachlich uerbare Einheiten abgebildet (Levelt, 1989). Das Resultat dieses Vorgangs ist die begriff-liche Reprsentation des Sachverhalts.

    3. Formulatorprozess. Hier wird die begriff-liche Reprsentation des Sachverhalts syntaktisch und in Lautuerungen ko-diert. Daran schliet sich direkte die Ar-tikulation an.

    Es zeigt sich, dass vor und whrend jeder Kommunikation sehr komplexe kognitive Prozesse zu durchlaufen sind. In Kapitel 3.4 soll gezeigt werden, wie sie sich auf domnenbezogen-physikalische Kommuni-kationskompetenz anwenden und als zur Lsung einer Testaufgabe notwendige Pro-zesse identifizieren lassen.

    3 Ein Kommunikationsmodell fr die Physikdidaktik

    Fr die Physiker ist Kommunikationsfhig-keit u.a. wesentlich, um physikalisches Wis-sen in Bewertungs- und Entscheidungsfin-dungsprozesse einbringen zu knnen. Zur Rechtfertigung eines eigenstndigen Kompe-tenzbereichs Kommunikation in Bildungs-standards der Physik kann also neben bil-dungstheoretischen berlegungen auch eine kommunikationstheoretische Rechtfertigung herangezogen werden. Auch in der Kommu-nikationswissenschaft wird nmlich die Not-wendigkeit erkannt, dass Wissenschaftler, in der Lage sein sollten, ihre Theorien der Gesellschaft zu vermitteln und ihr gegenber zu vertreten (Gromann, 1999, 40).Um physikalische Kommunikationskompe-tenz testen zu knnen, muss zunchst eine theoretische Grundlage des Konstrukts for-muliert werden. Ein solches Kommunikati-onsmodell sollte sich aus einem allgemei-nen Modell als Spezialfall ableiten lassen. Neben der Breite des Sachverhalts, also den Kernaspekten physikalischer Kommunika-tionskompetenz, sollte ein solches Modell auch eine Erklrung fr die Schwierigkeit eines Kommunikationsvorgangs liefern und somit letztendlich die (relativen) Lsungs-hufigkeiten von Testaufgaben vorhersagen knnen. Das Modell htte dann wie von Klieme et al. (2003) gefordert eine hie-rarchisch gestufte Dimension. Die zugeh-rige Skala sollte von mindestens ordinaler Qualitt sein. Der Kommunikationsbegriff als solcher sollte darber hinaus fr die Modellierung physi-kalischer Kompetenz gewissen Beschrn-kungen unterworfen sein. Eine zu weitlu-fige Interpretation ergibt notwendigerweise Unschrfen. Auerdem ist der Anspruch auf Domnenbezug zu bercksichtigen, wie er den Bildungsstandards durch den Kom-petenzbegriff Weinerts (Weinert, 2001) zu-grunde liegt. Allgemeine Kompetenzen und somit auch allgemeine Regeln des sozialen Umgangs haben fr ein Konstrukt spezifisch physikalischer Kommunikationskompetenz

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    keine Bedeutung. Aus diesen berlegungen ergibt sich eine sehr pragmatische Auffas-sung physikalischer Kommunikationskom-petenz, die sich am Erfolg der Kommunika-tion also dem gegenseitigen Verstehen misst: Physikalische Kommunikationskom-petenz umfasst Fhigkeiten und Fertigkeiten, die notwendig sind, um physikalische Sach-verhalte zu erklren. Dabei setzt erkl-ren immer auch den Willen voraus, einem Kommunikationspartner Information nher bringen zu wollen. In dieser Definition ist also nicht nur der kognitive Aspekt (Fhig-keiten und Fertigkeiten) des Weinertschen Kompetenzbegriffs enthalten, sondern auch der volitionale. Physikalische Kommuni-kationskompetenz drckt sich zum einen in der Fhigkeit aus, geeignete Kommuni-kate entwickeln und zum anderen in einem physikalischen Erklrungsprozess mit dem Adressaten interagieren zu knnen. Expli-zierbares Metawissen ber die Bedingungen erfolgreicher Kommunikation ist aus unserer Sicht nachrangig. Wie das in Testsituationen abgebildet werden kann insbesondere ob schriftliche Tests dies leisten knnen ist eine anspruchsvolle Frage fr die empirische fachdidaktische Forschung, der wir nachge-hen werden (Kulgemeyer & Schecker, 2009).Die Fhigkeit zur Informationsentnahme wird bewusst ausgeklammert. Dieser Schritt steht in bereinstimmung mit dem Bremen-Oldenburger Kompetenzmodell und des-sen Unterscheidung zwischen den aktiven Komponenten von Kommunikation und der Informationsentnahme als Zusatzkodierung (Theyen et. al, 2007). Ebenso folgt die Trennung konsequent dem psycholinguis-tischen Modell, dem zufolge Informations-entnahme und Sprachproduktion zumindest zu Teilen auf unterschiedlichen kognitive Prozesse beruhen.In der Folge wird ein Modell domnenspezi-fischer Kommunikation fr die Physik vorge-stellt, das den formulierten Anforderungen gengt. Selbstverstndlich sind andere Mo-delle denkbar. Das hier vorgestellte Modell zeichnet sich jedoch durch seine besondere theoretische Vernetzung und Operationali-

    sierbarkeit aus. Auf Basis des Modells wur-den im Rahmen eines greren Projekts zur Testentwicklung bereits explorative Pilotun-tersuchungen durchgefhrt.

    3.1 Theoretische Einfhrung in ein Modell domnenspezifischer Kommunikation fr die Physik

    Vor dem Hintergrund des unter Punkt 2.2.1 beschriebenen konstruktivistischen Kom-munikationsmodells lsst sich erklren, wel-che Faktoren Einfluss darauf haben, ob ein Kommunikationsvorgang zum gegenseitigen Verstndnis fhren kann oder nicht. In Ab-bildung 1 ist ein Kommunikationsvorgang beispielhaft dargestellt. Der Kommunikator nimmt vor dem Hintergrund seines Vorwis-sens und seiner Einstellungen einen Sachin-halt wahr. Dieser Sachinhalt soll vor dem Hintergrund domnenspezifischer Kompe-tenz speziell physikalischer Natur sein. Dass er diesen Sachinhalt vor dem Hintergrund seiner Vorerfahrungen und Einstellungen wahrnimmt, heit jedoch, dass er schon eine Interpretation des Sachverhalts vornimmt und eine Vorstellung von der Beschaffenheit des Sachverhalts hat. Ebenso hat er eine Vor-stellung von den Bedrfnissen des Adres-saten seiner Kommunikationsbemhungen. Hat er nun den Willen, ber den Sachver-halt zu kommunizieren, so muss er zunchst die Aufmerksamkeit des Adressaten auf sich lenken. Dieser Adressat verhlt sich wie ein Beobachter, der die Kommunikationsbem-hungen des Kommunikators wenn dieser seine Aufmerksamkeit erregt hat zunchst betrachtet und zu jedem Zeitpunkt frei ist, sich dazu zu entscheiden, die Kommunika-tion abzubrechen (was nach Watzlawick et al., 1972, natrlich auch eine Botschaft in sich trgt). Der Kommunikator kann sich in der Regel nur ber einen speziellen Aspekt des Sachinhalts mitteilen. Nach konstruk-tivistischer Vorstellung gelingt es ihm nun nicht, diesen Aspekt (wie es beispielswei-se bei Shannons Sender-Empfnger-Modell mglich wre) direkt zu transportieren. Er

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    ist lediglich in der Lage ein Kommunikat zu schaffen, das aus der Verbindung des aspekthaften Sachinhalts mit einer Darstel-lungsform (z. B. einem bestimmten Dia-gramm) oder einem Medium besteht. Der Beobachter nimmt das Kommunikat nun als Angebot einer Mitteilung wahr und ist weiterhin frei in seiner Entscheidung, dieses Angebot abzulehnen. Der Kommunikator muss also ein Kommunikat schaffen, des-sen Angebot attraktiv genug ist, um vom Adressaten angenommen zu werden. Die Attraktivitt wird jedoch nicht nur durch das Kommunikat selbst bestimmt, sondern auch durch dessen Kontext sowie dessen Codie-rung. Je nachdem wie die Sprache und damit der Code gehalten ist, erscheint das Angebot des Kommunikats unterschiedlich attraktiv. Gerade die semantische Verschls-selung spielt in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle, da hier die Eigenheiten von Wissenschaftssprache zum Ausdruck kom-men (Burkart, 2002, 128). Wichtig ist hier die Fhigkeit des Kommunikators, die In-teressen des Adressaten zu erkennen bzw.

    einzuschtzen. Die Attraktivitt des Ange-bots ist aus Sicht des Adressaten der situati-onale Ausdruck seines Interesses.

    Ist der Beobachter nicht in der Lage die Co-dierung zu entschlsseln, weil er beispiels-weise die Sprache nicht spricht oder wissen-schaftliche Wendungen vor seinem Erfah-rungshintergrund andere Bedeutungen ha-ben als die vom Kommunikator implizierten, so erscheint ihm das Angebot unattraktiv und die Kommunikation hat wenig Aussicht auf Erfolg. Ebenso spielt der Kontext eine wichtige Rolle. Erscheint das Kommunikat durch den Kontext von Relevanz, beispiels-weise durch Lebensweltbezug, so erscheint auch das Angebot attraktiv. Zusammenfas-send lassen sich vier Aspekte feststellen, die die Attraktivitt eines Angebots ausmachen und somit den Erfolg eines Kommunikati-onsvorgangs wesentlich bestimmen:

    1. Der gewhlte Sachaspekt (z. B. Dispersion)2. Der Kontext, in den das Kommunikat ge-

    hllt ist (z. B. ein Regenbogen)

    Code

    Kontext

    Angeb

    ot

    Adressat(Beobachter)

    Darstellungs -form

    aspekthafterSachinhalt

    Kommunikat

    schafft

    hat

    hat

    wird (interpretativ)wahrgenommen

    erkenntwgt ab

    pragmatische Verschlsselungsemantische Verschlsselungsyntaktische Verschlsselung

    Kommuni-kator

    Sachinhalt

    VorstellungSachinhalt

    VorstellungAdressat

    Abb. 1: Das verwendete konstruktivistische Kommunikationsmodell

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    3.2 Zur Differenzierung der Kommunika-tionshaltungen adressatengem und sachgerecht

    Von dem verwendeten Kommunikationsmo-dell ausgehend knnen nun Definitionen vorgenommen werden, um einige zentrale Begriffe zu explizieren, die bei der Erfas-sung von Kommunikationskompetenz im Sinne der Bildungsstandards fr die Natur-wissenschaften zentral sind. Zunchst soll der Bereich der adressatengemen Kom-munikation definiert werden.

    1. Adressatengemes Kommunizieren ist die Fhigkeit zur Konstruktion eines Kommunikats als ein Angebot, das attrak-tiv genug ist, um von dem Adressaten an-genommen zu werden.

    Zur nheren Ausgestaltung knnen aus dem Kommunikationsmodell vier Faktoren ab-geleitet werden, die die Attraktivitt eines angebotenen Kommunikats wesentlich be-einflussen.

    Die Attraktivitt eines angebotenen Kommu-nikats wird wesentlich beeinflusst durch:

    a. die Wahl eines Kontexts, der das Vorwis-sen und das Interesse des Beobachters bercksichtigt

    b. die Wahl eines fr den Beobachter ent-schlsselbaren Codes (insbesondere durch die angemessene Verwendung von Wissenschaftssprache)

    c. die Wahl einer Darstellungsform, die fr den Beobachter entschlsselbar ist, indem sie sein Vorwissen bercksichtigt

    d. die Wahl von zu kommunizierenden As-pekten des Sachinhalts, die das Vorwis-sen und das Interesse des Beobachters bercksichtigen

    Fr den Bereich der sachgerechten Kom-munikation kann ebenfalls eine Definition dem Kommunikationsmodell folgend ge-setzt werden.

    3. Der Code, mit dem das Kommunikat ver-schlsselt wurde (z. B. Fachsprache)

    4. Die eventuell verwendete illustrierende graphische Darstellungsform (z. B. ein Strahlengang)

    Fr die genannten vier Kernaspekte soll ge-zeigt werden, wie sie sich als domnenspe-zifisch verstehen lassen (Kapitel 3.3). Es ergibt sich direkt aus dem Kommuni-kationsmodell, dass der Kommunikator in einem Spannungsverhltnis zwischen seinen Vorstellungen den Sachinhalt und den Adressaten betreffend stehen kann. Die Auswahl der Sachaspekte im Kommu-nikat kann beispielsweise nach einer der Sache inhrenten Logik erfolgen oder auf das (vermutete) Interesse des Adressaten eingehen und somit die Attraktivitt des Angebots erhhen. Kommunikation um ihrer selbst willen also rein am Aufrecht-halten der Kommunikationssituation inte-ressiert luft jedoch Gefahr, inhaltsleer zu werden oder die Sachinhalte unter dem Primat der Attraktivitt des Kommunikats sogar zu verfremden. Bezogen auf physi-kalische Sachinhalte kann beispielsweise nicht immer auf Mittel der Mathematik in der Darstellung verzichtet werden, obwohl der Adressat vielleicht an einer rein qualita-tiven Deutung interessiert ist. Es zeigt sich also, dass in dem skizzierten Kommunikati-onsmodell neben den Bedingungen fr die Attraktivitt eines Angebots zwei Perspekti-ven enthalten sind: zum einen eine im We-sentlichen am Sachinhalt orientierte Kon-struktion des Kommunikats (sachgerecht) und zum anderen eine im Wesentlichen am Adressaten orientierte Konstruktion (adres-satengem). Diese Perspektiven knnen in einem Spannungsverhltnis zu einander stehen, mssen es aber nicht. Die Diffe-renzierung zwischen Sachgerechtheit und Adressatengemheit lsst sich sowohl in den Bildungsstandards als auch im Bre-men-Oldenburger Kompetenzmodell wie-der finden.

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    erwarteten Expertise. In Zusammenhang mit Bildungsstandards beziehen wir uns jedoch auf Schlerinnen und Schler.

    3.3 Vier Aspekte physikalischer Kommunikationskompetenz

    Im Folgenden wird dargestellt, wie sich die vier Aspekte physikalischer Kommu-nikationskompetenz (Kontext, Code, Dar-stellungsform, Sachaspekt) als domnen-spezifische Kompetenz verstehen und mit den beiden Kommunikationsperspektiven (adressatengem, sachgerecht) zusammen-fhren lassen. Dazu wird jeder Aspekt mit einer Testaufgabe illustriert, um eine Vor-stellung von der empirischen Umsetzung zu vermitteln. Diese Testaufgaben sind bereits in explorativen Pilotstudien verwendet wor-den und zielen auf Schlerinnen und Schler am Ende der 10. Klasse. Fr das Kompetenz-modell ist jede Kombination von Aspekt und Kommunikationshaltung durch Indikatoren formuliert worden, die es mglich machen, eine Testaufgabe zur physikalischen Kom-munikationskompetenz dieser speziellen Kombination zuzuweisen. Dies geschieht in Anlehnung an das Verfahren nach They-en u.a. (2007). Sie konnten zeigen, dass es mithilfe eines indikatorenbasierten Einord-nungsschemas mglich ist, bei Expertenbe-fragungen ber Aufgabenmerkmale zufrie-den stellende Einigkeit herzustellen.

    3.2.1 Kontext

    Jeglicher Kontext, in den ein physikalischer Sachverhalt gestellt werden kann, muss not-

    2. Sachgerechtes Kommunizieren ist die Fhigkeit, Sachinhalte fachlich adquat, korrekt und konsistent sowie unter Be-rcksichtigung von fachlichen Konventi-onen in ein Kommunikat zu berfhren.

    Fr sachgerechte Kommunikation knnen drei Faktoren gefunden werden, die we-sentlich sind:

    Ob die Konstruktion eines Kommunikats sachgerecht ist, wird wesentlich beeinflusst durch:a. die Wahl eines Codes, der fachlich ad-

    quat, korrekt und konsistent ist sowie fachliche Konventionen bercksichtigt

    b. die Wahl einer Darstellungsform, die fach-lich adquat, korrekt und konsistent ist sowie fachliche Konventionen berck-sichtigt

    c. die logische und fachlich angemessene Wahl von Sachaspekten als Argumenten

    Diese Definitionen enthalten den Kommuni-kationsbegriff des an die Bildungsstandards anschlieenden Bremen-Oldenburger Kom-petenzmodells. Auf dieser Grundlage kn-nen fr die oben genannten vier Aspekte, die Kommunikation wesentlich bestimmen (Kontext, Code, Darstellungsform, Sacha-spekt), Testaufgaben fr die sachgerechte und die adressatengeme Kommunikati-onsperspektive entwickelt werden.Es ist zu betonen, dass dieses Verstndnis von physikalischer Kommunikationskompetenz prinzipiell fr alle kommunizierenden Indi-viduen anwendbar ist insbesondere aber fr Schlerinnen bzw. Schler und natrlich ebenso auch fr Lehrkrfte. Beide Gruppen unterscheiden sich insbesondere im Grad der

    Abb. 2: Indikator fr Testaufgaben, die den Kommunikationsaspekt Kontext thematisieren

    Der Schler muss berlegungen ber die Einbettung eines fach-lichen Sachverhalts in einem Kon-text vornehmen ...

    adressatengem ... hinsichtlich der Verstndigung mit einem speziellen Adressaten.

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    Kulgemeyer und Schecker: Kommunikationskompetenz in der Physik

    Wesentlich fr den Aspekt Kontext ist die Perspektive adressatengerecht. Ein Kon-text muss um ein Kommunikat als attrak-tives Angebot erscheinen zu lassen den Interessen und dem Vorwissen des Beobach-ters entgegen kommen. Unterrichtsentwick-lungsprojekte wie Physik im Kontext (piko) (Duit et al., 2007) bauen auf hnlichen ber-legungen auf. Eine Testaufgabe fr diesen Bereich kann z. B. einen festen physika-lischen Sachverhalt ohne Vernderung des Fachinhalts in verschiedene Kontexte stellen und dem Probanden die Wahl des Kontextes fr einen speziellen Adressaten berlassen. Abbildung 3 zeigt eine Beispielaufgabe, die in diesem Zusammenhang pilotiert wurde. Als Adressatengruppen werden hier wie in allen folgenden Aufgaben zur adressatenge-men Kommunikation Experten (hier: Ma-schinenbauingenieur), Laien (hier: 12-jhrige Schwester) und nach Krippendorffs oben erwhnter Forderung (Gromann, 1999) die ffentlichkeit (hier: Tageszeitungsarti-kel) verwendet.

    3.2.2 Code / Text

    Fr den Kommunikationsaspekt Code / Text ist wesentlich, dass die Wahl des sprachlichen Codes fr kontinuierliche Texte, also Flietexte wie Erzhlungen oder Beschreibungen, erfolgt. Als domnenspe-zifische Kompetenz ist hier vor allem die Frage der semantischen Codierung von Interesse, also die Verwendung von Wis-senschaftssprache in verschiedenen For-men. Alltags- und Wissenschaftssprache verwenden oftmals dieselben Vokabeln in unterschiedlichen begrifflichen Bedeu-tungen (bspw. Kraft). Es erfordert eine hohe Kommunikationskompetenz, um zu entscheiden, vor welchem Bedeutungshin-tergrund welche Vokabel wie gewhlt wer-den muss, damit der Beobachter in der Lage ist, die Information des Kommunikats zu entschlsseln. Um berhaupt Fachbegriffe von Alltagsbegriffen inhaltlich abgrenzen zu knnen, bedarf es natrlich auch des Fachwissens. Wenn es sich um die Entschei-dung ber die Verwendung physikalischer Fachvokabeln, erluterter physikalischer Fachvokabeln oder Alltagssprache handelt, bentigt die Entscheidung physikalische

    Abb. 3: Musteraufgabe (inkl. Lsung) fr den Kommunikationsaspekt Kontext

    wendigerweise auch den Sachverhalt ent-halten. Es bedarf daher keines gesonderten Indikators fr die Zuordnung der Aufgabe im Hinblick auf Sachgerechtheit.

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    Kulgemeyer und Schecker: Kommunikationskompetenz in der Physik

    Kommunikationskompetenz. In diesem Fall ist die notwendige Perspektive adressaten-gem.Wissenschaftssprache ist stark konventiona-lisiert, daraus wird in der Kommunikation ein Nutzen gezogen: U. a. wird eine groe Bedeutungsvielfalt sinnvoll komprimiert und die Kommunikation unter Experten effektiv gehalten (Burkart, 2002, 128-130)). Deshalb betrifft die sachgerechte Kommuni-kationshaltung in diesem Aspekt vor allem den korrekten Umgang mit Fachsprache. Es ist offensichtlich, dass die Vereinbarkeit von sachgerechter und adressatengemer Per-spektive im Falle der Wissenschaftssprache nur in der Kommunikation mit einem Ex-perten als Adressaten problemlos gegeben ist. Die adressatengeme Komponente der Kommunikationskompetenz ist in diesem Fall die Wahl eines wissenschaftlich adqua-ten, konventionalisierten Codes, da erwartet

    werden kann, dass der Experte in der Lage ist, diesen zu entschlsseln.Die sachgerechte Komponente liegt in der Fhigkeit, erkennen zu knnen, welche Worte Fachvokabeln sind und wie diese einzusetzen sind, damit sie physikalische Konzepte adquat, korrekt und konventio-nalisiert abbilden. Als Beispiel soll hier eine Testaufgabe ge-geben werden, deren Schwierigkeit darin besteht, zu entscheiden, ob ein Satz der Fachsprache entstammt oder nicht. Nach der oben getroffenen Unterscheidung ist dies also die geringste denkbare Anforderung an sachgerechte Kommunikation im Aspekt Code / Text. Selbstverstndlich fallen auch Textproduktionsaufgaben in diesen Aspekt, wenn sie sich mit der sprachlichen Beschrei-bung von Phnomenen fachlich auseinan-dersetzen. Es zeigt sich, dass es nicht mg-lich ist, Kommunikationskompetenz und

    Abb. 4: Indikatoren fr Aufgaben, die den Kommunikationsaspekt Code / Text thematisieren

    Abb. 5: Musteraufgabe (inkl. Lsung) fr den Kommunikationsaspekt Code / Text

    Der Schler muss berlegungen ber den Umgang mit Fachsprache oder fachlichen Texten vornehmen ...

    adressatengem... hinsichtlich der Verstndigung mit einem speziellen Adressaten.

    ... hinsichtlich einer adquaten, korrekten und konventionalisier-ten Darstellung.

    sachgerecht

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    Kulgemeyer und Schecker: Kommunikationskompetenz in der Physik

    3.2.3 Darstellungsform

    Bei dem Kommunikationsaspekt Darstel-lungsform zeigt sich die Domnenspezifi-tt von Kommunikationskompetenz beson-ders deutlich. Der Kern des Aspekts besteht im Umgang mit fachlichen graphischen Darstellungsformen, sowohl hinsichtlich der Kommunikation mit einem bestimmten Adressaten als auch hinsichtlich einer sach-gerechten Kommunikation (Abb. 6). Um herauszufinden, ob innerhalb der Physik eine besondere Art und Weise existiert, wie mittels graphischer Darstellungsformen mit-einander kommuniziert wird, wurde unter-sucht, ob bestimmte fachliche Sachinhalte mit einer bestimmten Art von graphischer Darstellungsform kommuniziert werden, d. h. ob eine konventionalisierter Modus der Kommunikation vorliegt (Kulgemeyer & Schecker, 2009).Dabei wurden exemplarisch sehr verbrei-tete und auflagenstarke Hochschullehrb-cher der Physik (Tipler & Mosca, 2004; Ger-

    thsen, 2002) und Fachartikel des Jahrgangs 2007 aus dem Physik Journal hinsicht-lich ihrer graphischen Darstellungsformen analysiert und mit aktuellen und ebenfalls verbreiteten Lehrbchern anderer Diszipli-nen (Wirtschaftswissenschaften: Behrens & Kirspel, 2003; Mathematik: Krengel, 2005) verglichen. Es zeigt sich dabei, dass phy-sikalische Kommunikationskompetenz im Aspekt Darstellungsform deutlich ber Diagrammkompetenz (z. B. Lachmayer, 2007) hinausgeht, die sich im Wesent-lichen mit den notwendigen Fhigkeiten zur Erstellung und Interpretation von x-y-Diagrammen beschftigt. In der Physik gibt es jedoch eine Vielzahl anderer Dar-stellungsformen, die oftmals einen direkt funktionalen Zusammenhang zum jeweils dargestellten Gebiet aufweisen und somit im unmittelbaren Sinne domnenspezi-fische Kommunikationsmittel sind. In Zu-sammenhang mit elektrischen Schaltungen werden beispielsweise stark konventiona-lisierte Schaltbilder verwendet; es ist unter Experten nicht effektiv, die Schaltsymbole durch Fotos der Bauteile zu ersetzen oder gar ein Foto einer Schaltung, z. B. einer Platine, abzudrucken. Es erfordert physi-kalische Kommunikationskompetenz in sachgerechter Perspektive, um zu erken-nen, welche Art der Darstellung von Schal-tungen konventionalisiert, fachlich adquat

    Abb. 6: Indikatoren fr Aufgaben, die den Kommunikationsaspekt Darstellungsform thematisieren

    die Fhigkeit zur Nutzung von Fachwissen voneinander trennscharf zu unterscheiden. Unter dem Gesichtspunkt einer domnen-spezifischen Kommunikationskompetenz wre eine hohe Trennschrfe jedoch auch berraschend.

    Der Schler muss berlegungen ber den Umgang mit fachlichen graphischen Darstellungsformen vor-nehmen ...

    adressatengem... hinsichtlich der Verstndigung mit einem speziellen Adressaten.

    ... hinsichtlich einer adquaten, korrekten und konventionalisier-ten Darstellung.

    sachgerecht

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    Kulgemeyer und Schecker: Kommunikationskompetenz in der Physik

    und korrekt ist. Dass dennoch die Version mit den Fotos beispielsweise bei der Kom-munikation mit einem Laien sinnvoller verwendet werden kann, erfordert physi-kalische Kommunikationskompetenz der Perspektive adressatengem.Eine Testaufgabe zu diesem Kommunika-tionsaspekt kann sich beispielsweise mit der bersetzung von unterschiedlich ab-strakten Darstellungsformen ineinander be-fassen (hnlich Leisen 1998a, 1998b) oder verschiedene gleichermaen korrekte Dar-stellungsformen nach Adressatenbezug aus-whlen lassen (Abb. 7).

    Abb. 7: Musteraufgabe (inkl. Lsung) fr den Kommunikationsaspekt Darstellungsform

    3.2.4 Sachaspekt

    Der Sachaspekt einer Kommunikation be-schreibt die Auswahl von bestimmten As-pekten des zu kommunizierenden Sachver-halts auf Grundlage sachgerechter und adres-satengemer berlegungen (Abb. 8). Diese Auswahl ist wichtig, wenn Sachaspekte ent-weder dem logischen Sachzusammenhang folgend oder als Reaktion auf Fragen bzw. die Diagnose von Verstndnisproblemen des Kommunikationspartners eingesetzt werden. In der Fhigkeit, physikalische Diskurse be-streiten zu knnen, wird oft ein Kern phy-

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    Kulgemeyer und Schecker: Kommunikationskompetenz in der Physik

    das Schema der Kompetenzbereichen der Bildungsstandards nicht eindeutig eingefgt werden, ohne sie unzulssig zu reduzieren. Argumentationsfhigkeit liegt quer zu den Kompetenzbereichen. In dem von uns vorgeschlagenen Modell der domnenspezifischen Kommunikation ist die Diskursfhigkeit durch die Auswahl der Sachaspekte vertreten und auf die F-higkeiten eingegrenzt, dabei die Fragen und Verstndnisprobleme des Kommunikations-partners zu erkennen (adressatengerechte Komponente) sowie die fachlichen Aspekte sachgerecht auszuwhlen. Argumentation

    sikalischer Kommunikationskompetenz ge-sehen. Naturwissenschaftliche Argumente wurden z. B. von Kraus und von Aufschnaiter (2005), Driver, Newton und Osborne (2000), Bricker und Bell (2008) oder Zeidler et al. (2003) untersucht. Im letztgenannten Beitrag findet man ein Stufenmodell von Argument-qualitten. Die Forschung in diesem Bereich ist jedoch nicht auf Kommunikationssituati-onen fokussiert. Sie baut auf philosophischen berlegungen auf (Logik). Argumentationsf-higkeit ist als ebenso bedeutend fr die Kom-petenzbereiche Bewerten oder Erkennt-nisgewinnung einzuschtzen sie kann in

    Abb. 8: Indikatoren fr Aufgaben, die den Kommunikationsaspekt Sachaspekt thematisieren

    Abb. 9: Musteraufgabe (inkl. Lsung) fr den Kommunikationsaspekt Sachaspekt

    Der Schler muss berlegungen ber den Umgang mit Aspekten eines fachlichen Sachverhalts vornehmen ...

    adressatengem... hinsichtlich der Diagnostik von Verstndigungsproblemen eines speziellen Adressaten.

    ... hinsichtlich einer Auswahl von Argumenten im Diskurs.

    sachgerecht

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    Kulgemeyer und Schecker: Kommunikationskompetenz in der Physik

    Bei Testaufgaben zum Kompetenzbereich Kommunikation kann eine Schwierig-keitsbestimmung anhand physikalischer Sachstrukturen kein Ma fr eine Schtzung der tatschlichen Aufgabenschwierigkeit sein. Bei einer abstrakten bertragung der Stufung Fakt bis bergeordnetes Kon-zept wrde beim Konzept der adressaten-gerechten Kommunikation die Diskriminie-rung der Komplexittsgrade verloren gehen: Wenn man adressatengerechte Kommunika-tion als ein bergeordnetes Konzept ein-ordnet, befnde sich jede Aufgabe, die diese Kommunikationshaltung anspricht, auf dem hchsten Komplexittsniveau und somit auf dem hchsten Schwierigkeitsgrad. Fr eine Graduierung von Kommunikati-onskompetenz mssen kognitive Strukturen bercksichtigt werden. Der von uns zur Quantifizierung von Kommunikationsfhig-keit konstruierte kognitive Beiwert ist eine Mazahl fr die Aufgabenschwierigkeit, die sich allein aus der Summe der zu bearbei-tenden kognitiven Schritte berechnet. Dem liegt folgende Annahme zugrunde: Eine Aufgaben ist umso schwieriger zu lsen, je mehr kognitive Vorgnge bearbeitet werden mssen. Dabei bleibt die Qualitt der Vor-gnge zunchst unbercksichtigt, nur die Quantitt spielt eine Rolle. Die Begrndung dafr ist pragmatischer Natur: In der Psy-cholinguistik sind die einzelnen kognitiven Prozesse der Sprachproduktion in Grund-zgen erforscht, whrend bislang ber die Qualitt der Vorgnge wenig bekannt ist. Dabei muss vorausgesetzt werden, dass die schriftliche und die mndliche Sprachpro-duktion dieselben kognitiven Vorlufer-prozesse aufweisen. Das erscheint jedoch plausibel. Ansonsten werden die Prozesse, die sprachnah sind und nicht Lexeme und Konzepte (d. h. z. B. Fachsprache) betreffen, bei uns vernachlssigt, da sie domnenspe-zifische Aufgaben nicht differenzieren kn-nen. Dies betrifft zum Beispiel Prozesse, die die Lautbildung betreffen oder auch fr nicht bedeutungstragende Sprachausfor-mungen wichtig sind. Von den 21 bei Diet-rich (2007) beschriebenen Prozessen (siehe

    3.4 Zur Schwierigkeitsbestimmung bei Testaufgaben fr den Kompetenz-bereich Kommunikation: Der kogni-tive Beiwert

    Klieme et al. (2003) fordern, dass Kompe-tenzmodelle eine Dimension enthalten sol-len, die hierarchisch gegliedert ist und somit mindestens eine ordinale Skala bildet (z. B. in Form von Kompetenzstufen). Mithilfe ei-ner solchen Dimension sollen Unterschiede in der Kompetenzausprgung beschrieben werden. Von groem Wert wre es, wenn allein anhand von Merkmalen einer Testauf-gabe (d. h. vor einer Pilotierung) geschtzt werden kann, welche Kompetenzstufe not-wendig ist, um die Aufgabe zu lsen. Fr den Kompetenzbereich Fachwissen hat Kauertz (2007) mit der Komplexitt eine solche Dimension vorgeschlagen, die bei Fachwissenaufgaben zu zufriedenstellenden Ergebnissen fhrt. Die Komplexitt einer Testaufgabe ergibt sich aus den notwen-digen Gedankenschritten bei der Lsung. Sie wird durch die Qualitt einerseits (Fakt, Zusammenhang, bergeordnetes Konzept) und die Quantitt andererseits (ein Fakt mehrere Fakten etc.) (Neumann, Kauertz, Lau, Notarp & Fischer, 2007) bestimmt. Die Komplexitt bildet damit ber physikalische Sachstrukturen die Aufgabenschwierigkeit ab. Ein Modell, das konsequent kogniti-onspsychologische berlegungen umsetzt, um Qualitt chemischer Fachkompetenz zu beschreiben, findet sich bei Bernhold und Parchmann (2009). Dieses Modell ver-folgt einen hnlichen Stufungsansatz wie das oben beschriebene und erreicht eine hohe Varianzaufklrung bei den Aufgaben-schwierigkeiten.

    wird damit nicht so fein aufgelst wie im Stufenmodell von Zeidler et al. (2003). In unserem Modell wird schlielich nur ein sehr begrenzter Bereich von Argumentati-onsfhigkeit bercksichtigt, da diese eben nicht auf einen rein kommunikativen Cha-rakter reduziert werden kann.

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    Kulgemeyer und Schecker: Kommunikationskompetenz in der Physik

    3.5 Ergebnisse explorativer Anwendungen des kognitiven Beiwerts

    Fr eine erste empirische berprfungen des kognitiven Beiwerts als Prdiktor fr die Aufgabenschwierigkeit wurde eine Re-analyse der von Schmidt (2008) erhobenen Daten zur berprfung des Bremen-Olden-burger Kompetenzmodells durchgefhrt. Schmidt hat in ihrer Studie Aufgaben aus al-len vier Kompetenzbereichen (Fachwissen nutzen, Erkenntnisse gewinnen, Kommuni-zieren, Bewerten) eingesetzt. Elf der Items testen nach den oben genannten Kriterien physikalische Kommunikationskompetenz. Diesen Items wurde ein kognitiver Beiwert nach dem oben genannten Verfahren zu-geordnet. Bei drei Ratern mit fachdidak-tischem Hintergrund und Modellkenntnis zeigt der signifikante Kendall-Konkordanz-koeffizient W eine hohe bereinstimmung beim resultierenden kognitiven Beiwert (Abb. 10).Schmidt (2008) hat mit einem Rotationsde-sign pro Item mindestens 248 Probanden Schlerinnen und Schler von 9. bis 11. Klasse erreichen knnen. Dies ist zwar keine ausreichende Stichprobe um genera-lisierende Aussagen treffen zu knnen, aber gengend, um statistische Berechnungen durchzufhren. In einem ersten Schritt wurde nun die Lsungshufigkeit (LSH) der Items mit deren kognitiven Beiwert korreliert (Spearman-Rangkorrelation). Zu erwarten ist hier eine negative Korrelation, da ein hherer kognitiver Beiwert einer geringeren Lsungswahrscheinlichkeit ent-sprechen sollte.

    Kapitel 2.2.2) bleiben so sieben brig, die den drei Phasen kognitiver Sprachproduk-tion zugeordnet sind:

    1.Kommunikationsplanung a. Wahrnehmung des Kommunikations-

    rahmens b. Bestimmung des Kommunikationsziels c. Adressatenrckkopplung2.Konzeptualisierung a. Linearisierung b. Sachaspektauswahl c. lexikalischer Zugriff (Konzepte) 3.Formulatorprozess a. Lexikalischer Zugriff (Lexeme)

    Bei der Charakterisierung einer Aufgabe muss entschieden werden, welche Prozesse zur Lsung vertieft bearbeitet werden ms-sen. Grundstzlich erfordert jedes Kommu-nikationsitem alle Bearbeitungsprozesse, aber durch Vorgaben im Aufgabenstamm knnen einige Prozesse so vorgegeben gegeben werden, dass die Verarbeitung nicht vertieft erfolgen muss. Durch diese Vorgaben knnen also Schwerpunkte auf bestimmte Prozesse gelegt werden. Das Aufgabenrating erfolgt auf Basis einer Zu-ordnungsvorschrift, in der die einzelnen kognitiven Prozesse als Fragen formuliert sind (Abb. 10). Kann eine Frage mit ja beantwortet werden, so wird der Prozess mit 1 eingestuft. Die Anzahl der mit 1 eingestuften Prozesse ergibt den kognitiven Beiwert der jeweiligen Testaufgabe. In ein-zelnen Prozessen wird zwischen der Pro-duktion einer graphischen Darstellungsform beziehungsweise eines kontinuierlichen Texts unterschieden. Dies betrifft Prozesse der Linearisierung, der Selektion und des lexikalischen Zugriffs. An dieser Stelle kann ein hierarchischer Charakter der Prozesse beschrieben werden: Wenn z. B. die Bedeu-tung einer Fachvokabel bekannt sein muss, dann muss die Vokabel selbst auch bekannt sein umgekehrt jedoch nicht. Wenn in einer Aufgabe sowohl Text als auch Graphik produziert werden mssen, kann der kognitive Beiwert maximal 11 betragen.

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    Kulgemeyer und Schecker: Kommunikationskompetenz in der Physik

    Abb. 10: Indikatoren fr die Zuordnung eines kognitiven Beiwerts zu Testaufgaben, Statistik fr Beurteiler-bereinstimmung (Kendalls Konkordanzkoeffi zient W) zur Einstufung von Testaufgaben mithilfe dieses Verfahrens

    Auerdem wurde die mittlere Lsungshu-figkeit pro kognitivem Beiwert errechnet, um eine Stufung darstellen zu knnen. Als letzter Schritt wurde eine einfaktorielle Va-rianzanalyse (UniANOVA) mit der Lsungs-hufigkeit als abhngiger Variablen und dem kognitiven Beiwert als festem Faktor durch-gefhrt. Alle Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Annahme, der kognitive Beiwert sei ein Prdiktor fr die Lsungshufigkeit, fr diese Stichprobe haltbar ist. Die Korrelation ist auf dem Niveau 0.05 signifikant, der Kor-relationskoeffizient liegt bei -0.660*. Nach einfaktorieller Varianzanalyse kann mit dem kognitiven Beiwert 80 % der Varianz der L-sungshufigkeit erklrt werden.Fr eine explorative Pilotstudie wurden mo-dellbasiert 17 neue Items entwickelt, dazu gehren auch die in diesem Beitrag ge-zeigten Beispiele. Diese Items wurden von Schlerinnen und Schlern von 9. bis 11. Klasse sowie von Erstsemesterstudentinnen

    des Sachunterrichts bearbeitet. Die Items konnten so an einer Stichprobe von 94 Pro-bandinnen und Probanden pilotiert werden. Zur statistischen Auswertung wurden drei Kategorien gebildet. Dazu wurden die Items der kognitiven Beiwerte 1 bis 3 zu einer Kategorie zusammengefasst und die Items des kognitiven Beiwerts 4 bildeten ebenso eine Kategorie wie die Items der kognitiven Beiwerte 5 und 7 (6 trat nicht auf). Es sind also die Items mit niedrigem, mittleren und hohem kognitiven Beiwert jeweils zu Ka-tegorien zusammengefasst worden. Diese Kategorisierung rechtfertigt sich einerseits aus der Besetzung aller zu testenden Stufen mit mehr als 2 Items, damit die statistische Auswertung sinnvoll durchgefhrt werden kann. Andererseits ist diese Kategorisierung diejenige, welche die geringste Standardab-weichung der Lsungshufigkeit innerhalb einer Kategorie zur Folge hat. Die nun fol-genden Ergebnisse konnten jedoch auch mit

    N 3

    Kendall-W 0,736

    Chi-Quadrat 19,877

    df 9

    Asymptotische Signifi kanz

    0,019

  • 149

    Kulgemeyer und Schecker: Kommunikationskompetenz in der Physik

    den unkategorisierten kognitiven Beiwerten besttigt werden, lediglich die Varianzauf-klrung ist dann nicht berechenbar. In Ab-bildung 11 sind die Ergebnisse der Analysen zu sehen.Es zeigt sich, dass fr diese Stichprobe etwa 65 % der Varianz der Lsungshufigkeit durch die gebildeten Kategorien des kogni-tiven Beiwerts erklrt werden knnen. Dar-ber hinaus findet sich eine auf dem Niveau 0,01 signifikante Korrelation zwischen die-sen beiden Skalen. Im Streudiagramm kann die erwartete Stufung abgebildet werden, es ergeben sich jedoch berschneidungen der Kategorien. Die Mittelwerte der Kategorien bilden die erwarteten Stufen ab. Es zeigen sich also in der Reanalyse der Daten aus von Schmidt (2008) und der ex-plorativen Pilotstudie vergleichbare Ergeb-nisse. Insbesondere die hohen Varianzauf-klrungen geben Anlass zur Hoffnung, bei

    Abb. 11: Ergebnisse der Analysen zum kognitiven Beiwert. Links: Streudiagramm Lsungshufi gkeit gegen Kategorie des kognitiven Beiwerts. Rechts oben: Spearman-Rangkorrelation Lsungshufi gkeit gegen Kategorie des kognitiven Bei-werts (signifi kant auf dem Niveau 0,01 (zweiseitig)). Rechts Mitte: Mittelwert der Lsungshufi gkeit pro Kategorie des kognitivem Beiwert, Anzahl der Items. Rechts unten: R2 der einfaktoriellen Varianzaufklrung (UniANOVA) von Lsungshufi gkeit nach Kategorie des kognitiven Beiwerts

    einer greren Stichprobe diese Ergebnisse besttigen zu knnen.Es ist jedoch zu betonen, dass die hier vorgestellten Ergebnisse aufgrund der be-schrnkten Stichprobe nur explorativen Charakter haben knnen.

    4 Zusammenfassung

    In diesem Aufsatz wird gezeigt, wie ein do-mnenspezifischer Kommunikationsbegriff fr die Physikdidaktik theoretisch fundiert gebildet werden kann. Damit wird eine L-cke geschlossen, die das normative Kompe-tenzmodell der Bildungsstandards gelassen hat. Die theoretische Klrung ist Grundlage fr empirische Untersuchungen dieses Be-reichs physikalischer Kompetenz. Aus der Vielzahl bergeordneter Modelle fr Kom-munikation verwenden wir ein konstruk-

    Kog BW

    LSH r = -.762**

    Kog.Beiwert

    Mittelwert LSH N

    1 bis 3 .62 6

    4 .56 4

    5 bis 7 .32 7

    R2

    LSH nach kog BW .647

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    Kulgemeyer und Schecker: Kommunikationskompetenz in der Physik

    Das psycholinguistische Kommunikations-modell verwenden wir zur Konstruktion ei-ner Dimension, die unterschiedliche Kom-petenzstufen beschreiben soll. Dabei wird die Anzahl der kognitiven Prozesse, deren vertiefte Bearbeitung zur Lsung einer Test-aufgabe notwendig sind, als Prdiktor fr die Schwierigkeit der Aufgabe und damit fr die notwendige Kompetenzstufe verwendet. Dieser Wert wird als der kognitiver Bei-wert einer Testaufgabe definiert. In Form von Leitfragen werden Indikatoren fr die Prozesse bei der Lsung einer Testaufga-be formuliert. In einer ersten explorativen Untersuchung wurde der kognitive Beiwert den Erwartungen als schwierigkeitsbestim-mendes Merkmal gerecht (Varianzaufkl-rung der Lsungshufigkeit nach dem ko-gnitiven Beiwert: R2=.647). Fr das Modell physikalischer Kommuni-kationskompetenz ergeben sich somit drei Dimensionen (Abb. 12). Die beiden ersten (Perspektive, Aspekte) spannen die Breite der Kommunikationsanforderung auf. Als dritte Dimension bildet der kognitive Bei-wert Kompetenzstufen ab. Das Modell be-zieht die einzelnen Aspekte und Perspekti-ven von Kommunikation auf die Physik und wird damit der Forderung Weinerts (2001) gerecht, Kompetenz habe domnenspezi-fisch dargestellt zu werden.

    tivistisches Modell, das beschreibt, welche Aspekte den Erfolg einer Kommunikation ausmachen, und ein psycholinguistisches Modell, das beschreibt, welche kognitiven Prozesse das kommunizierende Individuum dazu vornehmen muss. Dabei beziehen wir uns ausschlielich auf den aktiven Teil der Kommunikation. hnlich wie die Psycholin-guistik sehen wir die kognitiven Prozesse von Sprachproduktion und Sprachrezepti-on als zu unterschiedlich an, um daraus ein gemeinsames Konstrukt formen zu knnen. Aus dem konstruktivistischen Kommunika-tionsmodell leiten wir zunchst zwei Kom-munikationsperspektiven ab, die das kom-munizierende Individuum einnehmen kann: sachgerecht und adressatengem. Beide knnen im Widerstreit miteinander stehen. Die Verwendung von Fachsprache ist z. B. sachgerecht, kann aber bei einem Laien auf Unverstndnis stoen und somit nicht adres-satengem sein. Des Weiteren identifizie-ren wir vier wesentliche Aspekte, die den Erfolg einer Kommunikation beeinflussen. Ihre Wahl entscheidet, ob der Adressat das Angebot zur Kommunikation annimmt.

    1. Der verwendete Kontext 2. Der sprachliche Code, der zur Verschls-

    selung verwendet wird (z. B. Fachsprache oder Alltagssprache)

    3. Die eventuell verwendete illustrierende graphische Darstellungsform

    4. Der gewhlte Sachaspekt selbst

    kognitiver

    Beiwert

    Perspektive

    sachgerecht

    adressaten-

    gem

    KontextCode /

    Text

    Darstellungs-

    form

    Sach-

    aspekt

    Aspekt

    Abb. 12: Kompetenzmodell fr physikalische Kommunikationskompetenz

  • 151

    Kulgemeyer und Schecker: Kommunikationskompetenz in der Physik

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    Kontakt Christoph KulgemeyerUniversitt Bremen, Institut fr Didaktik der Naturwissenschaften, Abt. PhysikdidaktikFachbereich 1 Physik/ElektrotechnikPostfach 330440D-28334 [email protected]

    Autoreninformation Christoph Kulgemeyer ist wissenschaftlicher Mit-arbeiter in der Arbeitsgruppe von Horst Schecker. Er hat in Bremen Physik und Germanistik fr das Lehramt an Gymnasien studiert und promoviert ber die Modellierung physikalischer Kommuni-kationskompetenz.Horst Schecker arbeitet zurzeit an der Model-lierung physikalischer Kompetenzstrukturen bei Schlern sowie daran orientierten Lernaufgaben und Leistungstests. Ein weiterer aktueller Arbeits-bereich ist die Reform der Physiklehrerausbildung. Langfristige Forschungsgebiete sind Schlervor-stellungen und Lernprozesse im Physikunterricht sowie Studien zur Lernwirksamkeit virtueller Lehr- und Lernmedien. Horst Schecker ist Sprecher des Vorstands der Gesellschaft fr Didaktik der Che-mie und Physik (GDCP).