PROFILES Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ Runde...

PROFILES Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ Runde 2

durchgeführt der Universität Bremen

Marc Stuckey und Ingo Eilks

Institut für Didaktik der Naturwissenschaften (IDN)

Universität Bremen, Deutschland

Dezember 2012

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung 3

1.1 Rückblick auf die Delphi-Studie Runde 1 3

1.2 Leitfragen der 2. Delphi Runde „Naturwissenschaften“ 5

2. Design der Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ Runde 2 5

2.1 Datenanalyse zum Fragenabschnitt 1 5

2.2 Datenanalyse zum Fragenabschnitt 2 6

3 Teilnehmer der 2. Runde der Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ 8

4 Ergebnisse der 2. Runde Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ 9

4.1 Ergebnisse Teil 1 9

4.1.1 Zusammenfassung der gewünschten Prioritäten aus Sicht aller Befragten 13

4.1.2 Zusammenfassung des gegenwärtigen Ausmaßes aus Sicht aller Befragten 14

4.1.3 Zusammenfassung der Prioritäten-Ausmaße-Differenz 15

4.2 Ergebnisse Teil 2 16

4.2.1 Clusteranalyse aller Kategorien und Dendrogramm 16

4.2.2 Ableitung und Beschreibung der Konzepte der gesamten Clusteranalyse 20

4.2.3 Clusteranalyse von 60 Kategorien und Dendrogramm 21

4.2.4 Ableitung und Beschreibung der Konzepte der gefilterten Clusteranalyse 24

5 Diskussion 29

6 Literatur 30

7 Anhang 31

7.1 Fragebogen Teil I 32

7.2 Fragebogen Teil II 36

7.3 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Schülerinnen und Schülern 39

7.4 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Lehrerinnen und Lehrern 43

7.5 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktikern 47

7.6 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Fachwissenschaftlerinnen und Fachwissenschaftlern 51

7.7 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Teilnehmerinnen und Teilnehmern, die keine Angaben zur

Expertengruppen macht (geführt als „Sonstige“) 55

7.8 Priorität-Ausmaß-Vergleich aller Expertengruppen 58

1. Einleitung

Die Curriculare Delphi-Studie stellt eine mehrstufige Befragung als Untersuchungsmethode dar, bei

der die Perspektiven unterschiedlicher Experten zu einem Thema – hier zur allgemeinen

Einschätzung von naturwissenschaftlichem Unterricht – eingeholt werden. Die Studie besteht aus

mehreren Runden, bei der in allen Runden dieselben Personengruppen befragt werden (Vorgrimler &

Wübben, 2003).

Die PROFILES Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ orientiert sich an der Vorgehensweise zur

Curricularen Delphi-Studie „Chemie“ von Bolte (2008). Als Expertengruppen gelten in dieser Studie

Schülerinnen und Schüler, Lehrerinnen und Lehrer, Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktiker sowie

Fachwissenschaftlerinnen und Fachwissenschaftler.

Die Delphi-Studie Naturwissenschaften besteht insgesamt aus drei Befragungsrunden. In der ersten

Runde wurden die Expertengruppen mit Hilfe eines Fragebogens dazu befragt, welche Aspekte aus

ihrer Sicht im naturwissenschaftlichen Unterricht für den Einzelnen in der Gesellschaft von heute und

in naher Zukunft sinnvoll und pädagogisch wünschenswert wären. Aus den Antworten wurden

Aussagenbündel abgeleitet, die in der zweiten Runde von den Expertengruppen gewichtet und

kombiniert wurden. Durch eine Clusteranalyse der zweiten Runde werden in der letzten Runde dann

die entstandenen Cluster nochmals von den Experten eingeschätzt und gewichtet.

1.1 Rückblick auf die Delphi-Studie Runde 1

Die Aussagenbündel der ersten Runde Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ ergaben sich nach der

Methode der qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring (2000) gebildet. Dabei lag der Schwerpunkt

auf dem Ablaufplan der induktiven Kategorienbildung.

An der Studie haben folgende Expertengruppen teilgenommen: (i) Schülerinnen und Schüler

(überwiegend aus Jahrgang 9 und 10), (ii) Lehrerinnen und Lehrer (dazu zählen auch

Lehramtsstudierende und Referendare), (iii) Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktiker der

naturwissenschaftlichen Fächer und (iv) Fachwissenschaftlerinnen und Fachwissenschaftler aus der

naturwissenschaftlichen Fächer (dazu zählen sowohl Personen von der Universität als auch aus der

Wirtschaft). In allen Gruppen wurde darauf geachtet, dass sie heterogen ausgewählt wird. Insgesamt

haben 92 Personen an der Studie teilgenommen. An der ersten Runde der Bremer Delphi-Studie

„Naturwissenschaften“ nahmen insgesamt 92 Personen teil, davon 51 männlich und 41 weiblich.

Auffallend war, dass die Befragten zumeist einen „Chemie-Hintergrund“ hatten, d.h., dass dieses

Fach in der Schule belegt wird oder studiert wird bzw. studiert wurde.

Die Aussagenbündel, die sich aus den Antworten der Expertengruppen ergaben, wurden mit den

Ergebnissen anderer deutschsprachiger PROFILES-Projektpartnern verglichen und es konnte sich

folgend auf ein gemeinsames Kategoriensystem geeinigt werden (Abbildung 1), ohne das die von uns

gebildeten Kategorien vernachlässigt wurden. Für Fragenkomplex 1 (Situation, Kontexte und/oder

Motive) wurden zunächst 18 Kategorien entwickelt, für die zweite Frage (Inhalte, Methoden und

Themen) 53 Kategorien und für die dritte Frage (Qualifikation) insgesamt 18 Kategorien. Mit dem

neuen System wurden dann die von uns erfassten Daten noch mal ausgezählt.

Kategorien zum Aussagenelement I: Situationen, Kontexte und Motive

Kategorien zum Aussagenelement IIa: NW-Konzepte, Alltag und Lebenswelt

Kategorien zum Aussagenelement IIb: NW-(Teil-) Disziplinen und Perspektiven

Kategorien zum Aussagenelement IIc: methodische Aspekte

Kategorien zum Aussagenelement III: Qualifikation

- Aufklärung und allg. Persönlich-keitsbildung

- Emotionale Persönlichkeits-bildung

- Intellektuelle Persönlichkeits-bildung

- Interessen der SuS

- Unterrichtsbe-zogene Rahmenvorgaben

- Außerschulische Lernorte

- Alltag - Weltweites

Umfeld - Aktuelles/Medien - Beruf - Natur und Natur-

phänomene - Wissenschaft

Physik - Wissenschaft

Chemie - Wissenschaft

Biologie - Interdisziplinarität - Gesellschaftlich-

öffentlicher Bereich

- Medizin und Gesundheit

- Technik und Technologie

- Materie / Teilchen-konzept

- Wechselwirkung - Energie - Chemische

Reaktionen - System - Entwicklung und

Wachstum - Struktur, Funktion

und Eigenschaften - Fachsprache - Naturwissenschaft-

liches Arbeiten und Forschen

- Grenzen von NW - Modelle - Ernährung - Gesundheit und

Medizin - Stoffkreisläufe - Sicherheit und

Risiken - Industrielle

Verfahren - Berufe und Berufs-

felder - Umwelt - Stoffe im Alltag - Technische Geräte

- Botanik - Zoologie - Humanbiologie - Genetik / MBW - Neurobiologie - Ökologie - Mikrobiologie - Evolution - Anorg. Chemie - Org. Chemie - Analyt. Chemie - Biochemie - Mechanik - Elektrodynamik - Thermodynamik - Atom-/Kernphysik - Wertmaßstäbe /

Ethik - NW-Geschichte - Aktuelle NW-

Forschung - Interdisziplinarität - Geologie - Astronomie - Mathematik

- Kooperative Lernformen

- Jahrgangs-übergreifendes Lernen

- Fächerüber-greifendes Lernen

- Forschend-entwickelndes Lernen

- Diskutieren - Rollenspiel - Lernen an

Stationen - Einsatz neuer

Medien

- Experimentier-fähigkeit

- Kritisches Hinterfragen

- Urteilsfähigkeit - Textverständnis /

Lesekompetenz - Kommunikative

Fähigkeiten - Sozialkompetenz

/ Teamfähigkeit - Motivation und

Interesse - Kenntnisse über

NW-Berufe - (Fach-)Wissen - Zusammenhänge

verstehen - Recherchieren - Anwendung/

Transfer/Abstrak-tionsvermögen

- Reflektiert und verantwortungs-bewusst Handeln

- Wahrnehmen / Erleben / Beobachten

- Denken / Analy-sieren / Schluss-folgern

- Naturwissen-schaftliche Fragen / Hypo-thesen formulieren

- Selbstständiges / strukturiertes Arbeiten

- Empathie

Abbildung 1: Darstellung der Kategorien aus der Runde 1 der Delphi-Studie an der Universität

Bremen

Insgesamt zeigen sich sehr unterschiedliche und facettenreiche Ergebnisse der Expertengruppen.

Vergleicht man die Gruppen, so sind die Kategorienschwerpunkte zumeist jeweils woanders. Viele

unterschiedliche Kategorien wurden angesprochen und genannt. Besonders auffallend waren die

häufigen Nennungen mit einem aktuellen Umweltbezug, wie beispielsweise Erneuerbare Energien,

Klimawandel oder Fukushima. Dies sind vor allem Themen, die während der ersten Delphi-Befragung

sehr in den Medien thematisiert wurden. Die vielfältigsten Kategorienbenennungen kommen von der

Expertengruppe „Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktikern“. Aus den Ergebnissen der ersten Runde

wurde dann die zweite Befragungsrunde vorbereitet. An der zweiten Runde können nur die Experten

aus der ersten Runde teilnehmen.

1.2 Leitfragen der 2. Delphi Runde „Naturwissenschaften“

Die zweite Runde der Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ ergibt sich aus den Kategorien

(Aussagenbündeln bzw. Aspekt) der ersten Runde (Bolte, 2008). Die zweite Runde ist in zwei Teile

gegliedert. Im ersten Abschnitt werden alle Kategorien eingeschätzt und mit Hilfe einer sechs-

stufigen Skala gewichtet. Dabei sind die folgenden zwei Fragen elementar:

I. Welche Priorität sollte Ihres Erachtens der jeweilige Aspekt im naturwissenschaftlichen

Bildungsangebot besitzen?

II. In welchem Ausmaß verwirklicht Ihres Erachtens das gegenwärtige

naturwissenschaftsbezogene Bildungsangebot den jeweiligen Aspekt?

Jeder Aspekt (bzw. Aussagenbündel bzw. Kategorie) wird mit einer Werteskala von 1 (sehr geringe

Priorität bzw. in sehr geringem Ausmaß) bis 6 (sehr hohe Priorität bzw. in sehr hohem Ausmaß) von

jedem Experten aus der ersten Runde gewichtet. Die Antworten werden statistisch ausgewertet.

Im zweiten Abschnitt der zweiten Befragungsrunde sollen Kombinationen aus den Kategorien

zusammengestellt werden, die der jeweilige Experte besonders bedeutsam erachtet. Maximal sollen

pro Spalte nur 5 Kategorien angekreuzt werden. Die Antwortkombinationen werden dann mit Hilfe

einer Clusteranalyse ausgewertet. Diese Analyse liefert dann die Basis für die dritte Befragungsrunde.

2. Design der Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ Runde 2

Für die zweite Runde der Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ wurde ein zweigeteilter

Fragebogen erstellt, der sich aus den Antworten der Teilnehmerinnen und Teilnehmer der ersten

Runde ergab. Im ersten Teil des Fragebogens sollten die Aussagenbündel gewichtet werden. Im

zweiten Fragebogenabschnitt sollten die unterschiedlichen Aussagenbündel miteinander kombiniert

werden.

2.1 Datenanalyse zum Fragenabschnitt 1

Teil I der zweiten Runde der Bremer Delphi-Studie wurden die Teilnehmerinnen und Teilnehmer mit

den Kategorien (bzw. Aussagenbündeln) der ersten Runde konfrontiert. Diese Kategorien sollten aus

zwei Perspektiven gewichtet werden. Es ergaben sich aus der Bremer Delphi-Studie

„Naturwissenschaften Runde 1 insgesamt 88 Kategorien. Zum einen sollten die Befragten der Delphi-

Studie einschätzen, welche Priorität eine Kategorie (bzw. Aussagenbündel) im

naturwissenschaftlichen Unterricht haben sollte. Zum anderen sollte bewertet werden, in welchem

Ausmaß ein jeweiliges Aussagenbündel im gegenwärtigen naturwissenschaftsbezogenen

Bildungsangebot hat. Die Einschätzung oder Bewertung erfolgt dann durch die Teilnehmerinnen und

Teilnehmer an der Delphi-Studie über eine sechsstufige Skala. Die Antwortmöglichkeiten liegen in

den Stufen 1 bis 6 vor (1: „sehr geringe Priorität“/“in sehr geringem Ausmaß“; 2: „geringe

Priorität“/“in geringem Ausmaß“; 3: „eher geringe Priorität“/“in eher geringem Ausmaß“; 4: „eher

hohe Priorität“/“in eher hohem Ausmaß“; 5: „hohe Priorität“/“in hohem Ausmaß“; 6: „sehr hohe

Priorität“/“in sehr hohem Ausmaß“).

Die genaue Aufgabenstellung, ein Einblick, welche Kategorien bewertet werden mussten, und die

Skalierung (von 1 bis 6) werden in Abbildung 1 gezeigt.

Abbildung 1: Auszug aus dem ersten Abschnitt des Fragebogens der zweiten Runde der Delphi-Studie

„Naturwissenschaften“, durchgeführt vom Partner UniHB.

2.2 Datenanalyse zum Fragenabschnitt 2

Im zweiten Fragebogenabschnitt haben die Teilnehmerinnen und Teilnehmer der zweiten Runde

erneut alle Kategorien vorgelegt bekommen. Die Kategorien, die als besonders bedeutsam erachtet

wurden, sollten dann miteinander kombiniert werden. Pro Spalte dürfen jedoch nur maximal 5

Aussagenbündel angekreuzt werden. Das Beispiel, welches den Teilnehmerinnen und Teilnehmern

vorbereitet wurde, ist in Abbildung 2 dargestellt. Die Daten des zweiten Fragebogenabschnitts

werden mit Hilfe der hierarchischen Cluster-Analyse analysiert.

Abbildung 2: Auszug aus dem zweiten Abschnitt des Fragebogens der zweiten Runde der Bremer

Delphi-Studie „Naturwissenschaften“

Aus dem fiktiven Antwortbeispiel in Abbildung 2 würden sich folgende Aussage ableiten: Die

Bildungsbemühungen sollten im Kontext der Wissenschaft Chemie und der Wissenschaft Biologie

eingebunden werden, um einen Beitrag zur Aufklärung bzw. zur allgemeinen Persönlichkeitsbildung

zu leisten. Dabei sollen biochemische Grundlagen anhand der Betrachtung von Struktur-Eigenschaft-

Beziehungen organischer Verbindungen im Themenfeld Gesundheit/Medizin erarbeitet werden.

Besondere Bedeutung wird Erkenntnissen aus der aktuellen Forschung sowie einer qualitativ- und

quantitativ-analytischen Betrachtungsweise beigemessen. Neben dem Ausbau und der

Differenzierung des Fachwissens soll diese Beschäftigung zum einen dazu beitragen, z.B.

Verbraucherinformationen verständnisvoll lesen zu können. Zum anderen soll damit ein Beitrag

geleistet werden, reflektiert und verantwortungsbewusst handeln zu können.

3. Teilnehmerinnen und Teilnehmer der zweiten Runde der

Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“

Die Untersuchungsmethode nach Delphi basiert auf mehreren Runden mit festen Teilnehmerinnen

und Teilnehmern, die in allen Runden befragt werden und nicht ausgetauscht werden. D.h. für die

Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“, dass nur diejenigen, die an der ersten Delphi-Runde

teilgenommen und den Fragebogen ausgefüllt haben, für die zweiten Runde berücksichtigt und

angeschrieben wurden.

Die Daten der zweiten Runde der Bremer Delphi-Studie wurden im Zeitraum von Februar 2012 bis

Oktober 2012 gesammelt und elektronisch erhoben. Insgesamt haben 72 Personen den Fragebogen

der zweiten Runde der Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ ausgefüllt. Das entspricht einem

Fragebogenrücklauf von etwa 80%. Demensprechend liegt die Drop-out-Rate bei knapp 20% (Tabelle

1).

Tabelle 1: Rücklaufquote der Fragebögen von den Teilnehmerinnen und Teilnehmer der

zweiten Delphi-Studie der Universität Bremen

Runde 1 Runde 2 Rücklauf-Rate

Schüler/innen 27 9 33% Lehrer/innen 26 28 108% Fachdidaktiker/innen 25 17 68% Fachwissenschaftler/innen 14 10 71% Sonstige 0 7 k. A. Gesamt 92 72 79%

Auffallend ist, dass besonders wenige Schülerinnen und Schüler dem Aufruf zur Teilnahme an der

zweiten Runde der Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ gefolgt sind. Zunächst erscheint

verwunderlich, weshalb die Rücklaufquote in Runde 2 sich bei den Lehrerinnen und Lehrern erhöht

hat. Dies müsste an dem Umstand liegen, dass einige der Lehrkräfte spontan „Lehrer/in“ angekreuzt

haben, obwohl sie z.B. Fachleiter/in sind. Fachleiterinnen und Fachleiter wurden in der ersten Runde

den Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktikern zugeordnet. Dies lässt sich nach der elektronischen

Durchführung der zweiten Runde nicht mehr korrigieren. Somit fallen eigentlich mindestens zwei

Lehrkräfte in die Expertengruppe der „Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktiker“. Keine Angaben

haben 7 Teilnehmerinnen und Teilnehmer gemacht, die nun als separate Gruppe unter „Sonstige“

geführt werden.

Die Auswertung der Teilnehmerinnen- und Teilnehmeranzahl zeigt, wie in der ersten Delphi-Runde,

dass die Mehrheit der Befragten einen „Chemiehintergrund“ hat (da es sich bei der zweiten

Befragung im Sinne der Delphi-Methode um die gleichen Teilnehmerinnen und Teilnehmer handelt,

ist dies auch zu erwarten). Dass eine Gruppe mit einem bestimmten Fächerhintergrund in der

zweiten Runde sich signifikant weniger zurückmeldet hat, kann nicht bestätigt werden.

4. Ergebnisse der zweiten Runde der Bremer Delphi-Studie

„Naturwissenschaften“

Dieser Abschnitt stellt die Ergebnisse der zweiten Runde der Bremer Delphi-Studie

„Naturwissenschaften“ dar. Der erste Ergebnisteil zeigt die Auszählung der Prioritäten und Ausmaße,

die die jeweiligen Kategorien (bzw. Aussagenbündel) nach Meinung der Teilnehmerinnen und

Teilnehmer haben sollten bzw. gegenwärtig haben. Dabei handelt es sich um die Mittelwerte über

alle Befragten. Darstellungen zu den einzelnen Expertengruppen sind im Anhang angefügt.

4.1 Ergebnisse Teil 1

Das „Ausmaß“, in dem eine Kategorie bzw. ein Aussagenbündel gegenwärtig im

naturwissenschaftsbezogenen Bildungsangebot verwirklicht wird, stellt eine Einschätzung nach dem

„Ist-Zustand, also der gegenwärtigen Praxis, dar. Die „Priorität“, die eine Kategorie im

naturwissenschaftlichen Bildungsangebot haben sollte, gibt die Einschätzung nach dem „Soll- oder

Wunsch-Zustand“ der an der Delphi-Studie teilnehmenden Personen wieder.

Abbildung 3: Ergebnisse zum Aussageelement 1 „Situation, Kontexte und Motive“ der Bremer Delphi-

Studie

1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Aufklärung

Emotionale Pers.

Intellektuelle Pers.

Interesse der SuS

Unt. Rahmenvorgaben

Außersch. Lernorte

Medien/Aktuelles

Natur/Naturphänomene

Medizin/Gesundheit

Technik/Technologie

Alltag

Gesellsch. Bezüge

Weltweites Umfeld

Beruf

Wissenschaft Biologie

Wissenschaft Chemie

Wissenscahft Physik

Interdisziplinarität

Ausmaß (ist) Priorität (soll)

Für das „Aussageelement 1: Situation, Kontexte und Motive“ zeigt sich ein deutlicher Unterschied

zwischen Ist- und Soll-Zustand (Abbildung 3). Die Differenz zwischen dem Ist- und Soll-Zustand ist bei

der Kategorie „Interesse der Schülerinnen und Schüler“ am größten. D.h., nach Einschätzung der

Teilnehmenden der Bremer Delphi-Studie ist es wünschenswert, wenn das Interesse der

Schülerinnen und Schüler mehr berücksichtigt werden würde. Auch ist der Zuspruch, hin zu mehr

gesellschaftlichen Bezügen, sehr deutlich zu erkennen. Bis auf eine einzige Kategorie

(unterrichtsbezogene Rahmenvorgaben) sollten alle anderen Kategorien mehr im

naturwissenschaftlichen Bildungsangebot berücksichtigt werden. „Unterrichtsbezogene

Rahmenvorgaben“ werden in der Schule in hohem Maße behandelt, da es vorgeschrieben ist, diese

Themen zu behandeln. Doch sollten sie nach Meinung der Befragten weniger im Unterricht

berücksichtigt werden. Das kann verschiedene Gründe haben, z.B. weil Themen nicht mehr

zeitgemäß sind, weil die Themen die Schülerinnen und Schüler weder interessieren noch motivieren,

etc. Auch zur Befragung zum Aussagenelement 2a über die „(Basis-)Konzepte und Themen aus Alltag

und Lebenswelt“ liegt ein deutliches Ergebnis vor (Abbildung 4).

Abbildung 4: Ergebnisse zum Aussageelement 2a „(Basis-)Konzepte und Themen aus Alltag und

Lebenswelt“ der Bremer Delphi-Studie

1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Materie

Struktur

Chemische Reaktionen

Energie

System

Wechselwirkung

Entwicklung

Modelle

Fachsprache

NW-Arbeiten

Grenzen NW-Erkenntnis

Stoffkreisläufe

Ernährung

Gesundheit

Stoffe im Alltag

Technische Geräte

Umwelt

Industrielle Verfahren

Sicherheit

Berufe


Alle Themen sollten deutlich mehr berücksichtigt als werden. Z.T. werden einige Themen kaum in

Unterricht eingebettet, wie beispielsweise Berufe. Dies ist aber nach Aussage der Delphi-Befragten

wünschenswert. Die höchste Priorität im Unterricht sollten Themen aus Umwelt und das

naturwissenschaftliche Arbeiten im Unterricht erfahren. Die Ergebnisse zum Aussageelement 2b

„Naturwissenschaftliche (Teil-)Disziplinen und Perspektiven“ der Bremer Delphi-Studie sind in

Abbildung 5 dargestellt. Insgesamt bekommen alle (Teil-)Disziplinen und Perspektiven im Vergleich

zu dem gegenwärtigen Ausmaß eine deutlich höhere Priorität zugesprochen. Eine auffallend hohe

Priorität sollten „positive und negative Folgen von technologischen Entwicklungen“ im Unterricht

erfahren. Dies wird derzeit im naturwissenschaftlichen Bildungsangebot deutlich vernachlässigt.

Auch sollte die „Interdisziplinarität“ von Themen mehr berücksichtigt werden. Die höchste Priorität

erhalten Teildisziplinen wie Humanbiologie, Genetik/Molekularbiologie und Ökologie sowie die

organische und anorganische Chemie. Weniger Aufmerksamkeit für das naturwissenschaftliche

Bildungsangebot wird den Teildisziplinen wie Botanik, Elektrodynamik und Astronomie von den

Befragten entgegen gebracht.

Abbildung 5: Ergebnisse zum Aussageelement 2b „Naturwissenschaftliche (Teil-)Disziplinen und

Perspektiven“ der Bremer Delphi-Studie

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

Botanik

Zoologie

Humanbiologie

Genetik/Molekularbiologie

Mikrobiologie

Evolutionstheorie

Neurobiologie

Ökologie

Anorganische Chemie

Organische Chemie

Biochemie

Analytische Chemie

Thermodynamik

Elektrodynamik

Mechanik

Atom- /Kernphysik

Astronomie

Geowissenschaften

Mathematische Bezüge


aktuelle NW-Forschung

Pos./neg. Folgen von NW

Geschichte der NW

Wertmaßstäbe/Ethik


Wie schon in den vorherigen Ergebnissen zeigt sich auch im Aussagenelement 3 zu den

„Qualifikationen“, die durch die Beschäftigung mit Naturwissenschaften gefördert werden können

ein klares Bild. Die Prioritäten der einzelnen Qualifikationen liegen stets über der Einschätzung nach

dem gegenwärtigen Ausmaß (Abbildung 6).

Nach Meinung der Befragten sollten die jeweiligen Aussagenbündel „Analysefähigkeit und

Schlussfolgerungen ziehen“, „Urteilsfähigkeit und Meinungsbildung“, „Anwendung, Transfer und

Abstraktionsvermögen“, „Zusammenhänge verstehen“, „reflektiert und verantwortungsbewusst

Handeln“ und „kritisches Hinterfragen“ eine hohe Priorität im naturwissenschaftsbezogenen

Bildungsangebot haben. Insgesamt werden alle Kategorien aus dem Aussagenelement

„Qualifikationen“ mit Ausnahme von „Kenntnisse über naturwissenschaftliche Berufe“ und

„Emotionale Fähigkeiten und Empathie“ in der Priorität relative hoch bewertet. Das, was

gegenwärtig wohl vorrangig als Qualifikation umgesetzt wird, ist nach Einschätzung der Befragten die

Kategorie „Fachwissen“. Mit Abstand hat diese Kategorie beim gegenwärtigen Ausmaß im

naturwissenschaftsbezogenen Bildungsangebot die höchsten Bewertungen erhalten.

Abbildung 6: Ergebnisse zum Aussageelement 3 „Qualifikationen“ der Bremer Delphi-Studie

Eine letzte Einschätzung der Befragten bezog sich auf das Aussagenelement 4 „Methodische

Aspekte“. Hierzu mussten 8 Kategorien gewichtet werden. Prioritäten werden auf das „Forschend-

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5

Motivation und Interesse

Kritisches Hinterfragen

Reflektiert und verantwortungsbewusst Handeln

Kenntnisse über naturw. Berufe

Fach- bzw. Grundlagenwissen

Zusammenhänge verstehen

Anwendung / Transfer / Abstrahieren

Urteilsfähigkeit / Meinungsbildung

Recherchieren

Textverständnis / Lesekompetenz

Kommunikative Fähigkeiten

Sozialkompetenz / Teamfähigkeit

Emotionale Fähigkeiten / Empathie

Wahrnehmen / Erleben / Beobachten

NW-Fragen / Hypothesen formulieren

Experimentierfähigkeit

Analysefähigkeit / Schlussfolgerungen ziehen

Selbstständiges und strukturiertes Arbeiten


entwickelnde Lernen“ und das „Fächerübergreifende Lernen“ gesetzt. Zudem sollen „Kooperative

Lernformen“ eingebunden werden.

Abbildung 7: Ergebnisse zum Aussageelement 4 „Methodische Aspekte“ der Bremer Delphi-Studie

4.1.1 Zusammenfassung der gewünschten Prioritäten aus Sicht aller Befragten

Zusammenfassend zeigt sich, dass die höchsten Wertungen der Prioritäten im Aussagenelement 3 zu

den Qualifikationen entfallen sind. Unter den „Top 10“ der höchsten Bewertungen entfallen gleich

sechs Kategorien auf das Aussagenelement 3 „Qualifikationen“ (Abbildung 8).

Kategorie (oder Aussagenbündel) Wert

Urteilsfähigkeit und Meinungsbildung 5,3

Zusammenhänge verstehen und nachvollziehen 5,2

Analysefähigkeit und Schlussfolgerungen ziehen 5,2

Reflektiert und verantwortungsbewusst Handeln 5,1

Kritisches Hinterfragen 5,1

Naturwissenschaftliches Arbeiten / Forschen 5,1

Interesse der Schülerinnen und Schüler 5,1

Anwendung, Transfer, kreatives Denken und Abstraktionsvermögen 5,1

Umwelt 5,0

Alltag 5,0

… …

Geowissenschaften 3,6

Geschichte der Naturwissenschaften 3,6

Analytische Chemie 3,6

Zoologie 3,6

Elektrodynamik 3,6

Botanik 3,5

Industrielle Verfahren 3,5

Jahrgangsübergreifendes Lernen 3,4

Rollenspiel 3,3

Astronomie 3,0

Abbildung 8: Kategorien mit den jeweils 10 höchsten und niedrigsten Prioritäten

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

Kooperative Lernformen

Jahrgangsübergreifendes Lernen

Fächerübergreifendes Lernen

Forschend-entwickelndes Lernen

Lernen an Stationen

Rollenspiel

Diskutieren

Einsatz neuer Medien


Als höchste Priorität wird aus Sicht der Befragten die Kategorie „Urteilsfähigkeit und

Meinungsbildung“ angegeben (Wert: 5,3). Weitere Qualifikationen weisen hohe Prioritäten auf.

Geringere Prioritäten erhalten einige (Teil-)Disziplinen und Perspektiven aus dem Aussagenelement

2b und methodische Aspekte aus Aussagenelement 4. So bekommt die Kategorie „Astronomie“

(Wert: 3,0)die geringste Priorität zugeschrieben. Insgesamt bekommen bei einem theoretischen

Mittelwert von 3,5 nur drei Kategorien eine geringere Priorität zugeordnet und nur zwei Kategorien

liegen genau beim theoretischen Mittelwert. Alle anderen Kategorien sollten eine „eher hohe“,

„hohe“ oder „sehr hohe Priorität“ im naturwissenschaftlichen Bildungsangebot erfahren. Über 50%

der bewertenden Kategorien haben einen höheren Prioritätswert von 4,5.

4.1.2 Zusammenfassung des gegenwärtigen Ausmaßes aus Sicht aller Befragten

Erhalten die Qualifikationen hohe Prioritäten, so zeigt sich bei der Einschätzung des Ausmaßes im

gegenwärtigen naturwissenschaftsbezogenen Bildungsangebot ein anderes Bild (Abbildung 9). Die

höchsten Werte erhalten dort vor allem Konzepte und Themen aus Alltag (Aussagenelement 2a) und

Lebenswelt sowie naturwissenschaftliche (Teil-)Disziplinen und Perspektiven (Aussagenelement 2b).


Unterrichtsbezogene Rahmenvorgaben 4,6

Grundlagen- bzw. Fachwissen 4,5

Chemische Reaktionen 4,4

Materie 4,3

Anorganische Chemie 4,3

Organische Chemie 4,1

Struktur, Funktion und Eigenschaften 4,1

Fachsprache 4,1

Humanbiologie 4,1

Genetik und Molekularbiologie 4,1

… …

Fächerübergreifendes Lernen 2,4

Wertmaßstäbe und Ethik 2,4

Aktuelle naturwissenschaftliche Forschung 2,4

Kenntnisse über naturwissenschaftliche Berufe 2,3

Beruf 2,3

Berufe 2,3

Außerschulische Lernorte 2,2

Rollenspiele 2,0

Astronomie 1,9

Jahrgangsübergreifendes Lernen 1,7

Abbildung 9: Kategorien mit den jeweils 10 höchsten und niedrigsten Ausmaßen

Das höchste Ausmaß entfällt auf die unterrichtsbezogenen Rahmenvorgaben (Aussagenelement 1).

Bei dieser Kategorie handelt es sich um die einzige, die in der Bewertung von den Befragten in der

Prioritätseinschätzung gesunken ist. Daraus kann geschlossen werden, dass die Mehrheit mit den

unterrichtsbezogenen Rahmenvorgaben unzufrieden ist. Das gegenwärtige Ausmaß zeigt zudem,

dass besonders Berufe nur wenig berücksichtigt werden. Auch methodische Aspekte wie Rollenspiele

werden nur wenig eingebunden. Das Ausmaß von jahrgangsübergreifendem Lernen erhält die

niedrigste Einschätzung.

4.1.3 Zusammenfassung der Prioritäten-Ausmaße-Differenz

In diesem Abschnitt werden die Differenzen zwischen Priorität und gegenwärtiges Ausmaß

dargestellt. Die Priorität-Ausmaß-Differenz ergibt sich aus dem Subtrahieren des Wertes der

Ausmaße von dem Wert der Priorität (ΔX = XPriorität – XAusmaß). Dafür werden auch hier die

Einschätzungen aller Expertengruppen ausgewertet.

Bei den Differenzen zeigt sich, dass alle Kategorien in der Priorität höher eingeschätzt werden

(Abbildung 10). Die Ausnahme ist die Kategorie „Unterrichtsbezogene Rahmenvorgaben“. Sie weist

einen negativen Wert auf. Ein besonders hoher Anstieg ist im Aussagenelement „Qualifikationen“

erkennbar. Aussagenelement 2a und b steigen nur gering an.


Fächerübergreifendes Lernen 2,3

Urteilsfähigkeit und Meinungsbildung 2,3

Kritisches Hinterfragen 2,3

Interdisziplinarität 2,2

Reflektiert und verantwortungsbewusst Handeln 2,2

Positive und negative Folgen technologischer Entwicklungen 2,2

Interesse der Schülerinnen und Schüler 2,1

Wertmaßstäbe und Ethik 2,1

Analysefähigkeit und Schlussfolgerungen ziehen 2,1

Gesellschaftliche Bezüge 2,0

… …

Wissenschaft Biologie 0,3

Materie 0,2

Fachsprache 0,2

Fach- bzw. Grundlagenwissen 0,2

Chemische Reaktionen 0,2

Zoologie 0,2

Anorganische Chemie 0,2

Elektrodynamik 0,1

Mechanik 0,1

Unterrichtsbezogene Rahmenvorgaben -0,6

Abbildung 10: Priorität-Ausmaße-Differenz der einzelnen Kategorien mit den jeweils 10 höchsten und niedrigsten Werten

In 12 Kategorien hat die Differenz eine Wert von 2 oder größer. In 18 Kategorien liegt die Differenz

zwischen den Werten 0,5 bis 0,1. Die Prioritäten sind in 87 von 88 Kategorien mit einem höheren

Wert belegt als die Werte des gegenwärtigen Ausmaßes. Betrachtet man jedoch die einzelnen

Expertengruppen, so zeigen sich dort auch andere negative Differenzwerte (s. Anhang).

Insgesamt zeigt sich in dieser Datenanalyse, dass das naturwissenschaftsbezogene Bildungsangebot

gegenwärtig als sehr fachlich ausgerichtet wahrgenommen wird. Die wünschenswerte Ausrichtung

von naturwissenschaftlichem Unterricht sollte nach Meinung der Befragten einen mündigen Bürger

ausbilden. Besonders die Stärkung der Bewertungskompetenz (Urteilsfähigkeit und

Meinungsbildung) sollte im Unterricht fokussiert werden, z.B. durch das Bearbeiten von

gesellschaftlichen Themen.

4.2 Ergebnisse Teil 2

Der zweite Teil der zweiten Runde der Bremer Delphi-Studie werden jene Konzepte der

naturwissenschaftlichen Bildung ermittelt, die von den Teilnehmerinnen und Teilnehmern als

besonders wichtig erachtet werden. Die Konzepte werden über unterschiedliche Kombinationen von

Kategorien (maximal 5 pro Aussagenelement) aus den fünf verschiedenen Aussagenelementen

abgeleitet. Die Kategorien werden so kombiniert, wie sie die Befragten als wichtig (und/oder sinnvoll)

erachten. Für die Teilnehmerinnen und Teilnehmer bestand die Möglichkeit bis zu 10 (identische)

Formblätter des Abschnitts der Umfrage auszufüllen. Jedoch wurde dies nur in den seltensten Fällen

genutzt.

Tabelle 2: Übersicht über die drei Cluster mit deren Kategorien für eine wünschenswerte

naturwissenschaftliche Grundbildung

Expertengruppe Anzahl der Befragten Ausgefüllte Formblätter

Schüler/innen 9 9

Lehrer/innen 28 28

Fachdidaktiker/innen 17 15

Fachwissenschaftler/innen 10 8

Sonstige 8 12

Gesamt 72 72

Durchschnittlich wurde insgesamt pro Teilnehmer bzw. Teilnehmerin ein Formblatt bzgl. der

Kategorienkombination ausgefüllt (Tabelle 2). Die Anzahl der ausgefüllten Fragebögen ist den

Expertengruppen sehr homogen verteilt.

4.2.1 Clusteranalyse aller Kategorien und Dendrogramm

Um die Konzepte aus den verschiedenen Kombinationen zu ermitteln, wurde eine

Auswertungssoftware für statistische Berechnungen herangezogen, um die Cluster erstellen zu

können. Dabei werden die sehr unterschiedlichen Kategorien in immer homogenere Gruppen

aufgeteilt.

In der Clusteranalyse wurden die Kombinationen mit der höchsten Übereinstimmung zueinander zu

Oberkategorien bzw. Cluster zusammengefasst. Mit der Ward-Methode wurde die optimale

Clusteranzahl bestimmt. Die Cluster sollen dabei möglichst gleich sein und nur gering streuen. Als

Heterogenitätsmaß dient die Fehlerquadratsumme als Varianzkriterium.

Das Cluster-Verfahren nach Ward ist ein agglomeratives Verfahren, in dem zu Beginn jede Kategorie

ein eigenes Cluster darstellt. Diese werden dann schrittweise zu immer größeren Clustern

zusammengefasst bis schlussendlich ein übergeordnetes Cluster entsteht.

In Abbildung 11 das Dendrogramm mit Ward-Verknüpfung aller Kategorien dargestellt.

Schlussendlich wurden 80 Kategorien (ausgenommen wurde Aussagenelement IV „Methodische

Aspekte“) zu einem Cluster zusammengefasst. Auf der linken Seite im Dendrogramm sind alle

Kategorien aufgeführt. Diese Kategorien wurden, wie sich von links nach rechts verfolgen lässt,

weiter zusammengefasst in immer größere Cluster. Um nun die Daten zu interpretieren muss eine

Partitionierung stattfinden. Auf welcher Höhe partitioniert werden kann, muss individuell

entschieden werden. Wichtig ist, dass an der gleichen Stelle partitioniert wird und die Cluster eine

möglichst ähnliche Größe (ähnliche Kategorienanzahlen) aufweisen.

Es zeigen sich zunächst vier Cluster. Allerdings sind in diese nicht gleich groß. Ein Cluster erstreckt

sich der Kategorie „Botanik“ bis „Motivation und Interesse“, ein zweites von „Medien/Aktuelles“ bis

Kritisches Hinterfragen“, ein drittes von „Wissenschaft Biologie“ bis „Fach-/Grundlagenwissen“ und

ein letztes Cluster von „Aktuelle naturwissenschaftliche Forschung“ bis „Interesse der Schülerinnen

und Schüler“. Das zweite Cluster ist mit 8 Kategorien sehr klein und wird dem ersten Cluster mit

angeschlossen. Das bedeutet, dass die Partitionierung, also die Gruppenunterteilung an der gleichen

Stelle, nicht eingehalten werden kann. Letztlich bietet sich für die Analyse eine Drei-Cluster-Lösung

an. Diese wird im Folgenden näher erläutert.

Abbildung 11: Dendrogramm mit Ward-Verknüpfung aller Kategorien

Die drei Cluster erstrecken sich jeweils von den Kategorien „Botanik“ bis „Kritisches Hinterfragen“,

„Wissenschaft Biologie“ bis „Fach-/Grundlagenwissen“ und „Aktuelle naturwissenschaftliche

Forschung“ bis zu den „Interessen der Schülerinnen und Schüler“. Das erste Cluster ist sehr groß

gefasst (mit 50 Kategorien), während Cluster 2 und 3 eine ähnliche Kategoriengröße (15 bzw. 23)

aufweisen (Tabelle 2).

Tabelle 2: Übersicht über die drei Cluster mit deren Kategorien für eine wünschenswerte


Cluster I Cluster II Cluster III

Situation, Kontexte, Motive

Unterrichtsb. Rahmenvorgaben Medien/Aktuelles Weltweites Umfeld Gesundheit/Medizin Emotion. Persönlichkeitsentw. Technik/Technologie Außerschulische Lernorte Beruf

Wissenschaft Biologie Wissenschaft Chemie Wissenschaft Physik

Alltag Intellekt. Pers.-bildung Aufk./Allg. Pers.-bildung Natur/Naturphänomene Interessen der SuS Interdisziplinarität

Themen, Inhalte, Disziplinen

Botanik Zoologie Entwicklung/Wachstum Geowissenschaften Neurobiologie Astronomie Mikrobiologie System Atom-/Kernphysik, Wechselwirkung Analytische Chemie Mechanik Elektrodynamik Thermodynamik Technische Geräte Industrielle Verfahren Berufe/Berufsbilder Sicherheit und Risiken Fachsprache Mathematische Bezüge Evolutionsbiologie Genetik/Molekularbiologie Umwelt, Stoffkreisläufe Ökologie Ernährung Medizin/Gesundheit

Geschichte der NW Grenzen nw. Erkenntnis Energie Chemische Reaktionen Organische Chemie Materie/Teilchenkonz. Anorganische Chemie

Aktuelle nw. Forschung Modelle Stoffe im Alltag Humanbiologie Biochemie Struktur/Funkt./Eigen. Nw. Arbeiten Pos./neg. Folgen technolog. Entwickl. Wertmaßstäbe/Ethik Interdisziplinarität

Qualifikation, Kompetenz

Emotionale Fähigkeiten Recherchieren Textverst./Lesekompet. Kenntnisse über nw. Berufe Sozialkompet./Teamfähigk. Motivation und Interesse Kritisches Hinterfragen

NW-Fragen/Hypothesen Experimentierfähigkeit Wahrnehmen/Beobachten Analysefähigkeit Fach-/Basiswissen

Kommunikative Fähigkeiten Anwendung/Transfer Zusammenhänge verstehen Gesellschaftliche Bezüge Urteilsfähigk./Meinungsild.

4.2.2 Ableitung und Beschreibung der Konzepte aus der gesamten Clusteranalyse

Auf Basis der durchgeführten Clusteranalyse werden nun die drei Konzepte genauer beschrieben. Die

Daten überschneiden sich in vielen Bereichen mit den Ergebnissen der Clusteranalyse der Freien

Universität Berlin (FUB) und der Alpen-Adria Universität Klagenfurt (AAU).

Es werden nun die Konzepte beschrieben, die sich auch bei den anderen deutschsprachigen Partnern

(FUB und AAU) wiederfinden lassen (Bolte &Schulte, 2012; Römer, Dulle & Rauch, 2012).

Konzept I: Schülerinnen und Schüler für Naturwissenschaften in schulischen als auch

außerschulischen Situationen mit Hilfe von gegenwärtigen (aktuellen), weltweit

relevanten, gesellschaftlichen und beruflichen Kontexten sensibilisieren

Das erste Konzept zeigt, dass das Auseinandersetzen mit Naturwissenschaften zur emotionalen

Persönlichkeitsbildung und zu sozialen Kompetenzen wie Teamfähigkeit führen soll. Diese

Entwicklung lässt sich über aktuelle, das weltweite Umfeld betreffende und gesellschaftliche

Kontexte im Rahmen schulischer als auch außerschulischer Lernangebote stärken. Außerdem sollen

berufliche Orientierungen mit berücksichtigt werden.

Mit dem Heranziehen von gegenwärtigen, globalen und gesellschaftlichen Kontexten sollen die

(Basis-)Konzepte und Themen wie beispielsweise ökologische und medizinisch-gesundheitliche

Inhalte verstärkt berücksichtigt werden. Auf den Kompetenzerwerb entfallen besonders „Basis“-

Kompetenzen wie Text- und Leseverständnis und das recherchieren von Informationen. Doch auch

das kritische Hinterfragen fokussiert werden. Dies bietet sich besonders bei medialen Berichten zu

Umweltthematiken an.

Konzept II: Vermittlung und Stärkung eines naturwissenschaftlichen Grundlagenwissens der

Schülerinnen und Schüler unter besonderer Berücksichtigung des

naturwissenschaftlichen Arbeitens in allen naturwissenschaftlichen Disziplinen

Das zweite Konzept fokussiert das praktische Arbeiten besonders im Rahmen chemische Themen

bzw. Disziplinen. Gerade die Experimentierfähigkeit soll das Wahrnehmen und Beobachten der

Schülerinnen und Schüler fördern. Aus gemachten Beobachtungen sollen auch Schlussfolgerungen

gezogen werden und die Analysefähigkeit gestärkt werden. Damit sollen die Grundlagen der drei

Wissenschaftsdisziplinen Biologie, Chemie und Physik verdeutlicht werden. Vor allem im Bereich um

das Thema „Energie“ lässt sich diese Kompetenz fördern. Alle drei Naturwissenschaftsbereiche

beleuchten dieses Thema. Mit solchen Themen und Inhalten wie kann das fachliche

Grundlagenwissen in der gestärkt werden. Die drei Wissenschaftsdisziplinen Biologie, Chemie und

Physik sollen einen Beitrag leisten, dass Schülerinnen und Schüler naturwissenschaftliche Fragen

formulieren und Hypothesen aufstellen können. Es sollen dabei auch die Grenzen der

naturwissenschaftlichen Erkenntnis, z.B. im Hinblick auf die Geschichte der Naturwissenschaften,

aufgezeigt werden. So wird deutlich, dass manche Theorien sich mit den Jahren und der technischen

Weiterentwicklung auch immer wieder erneuert haben oder widerlegt werden konnten. Bei diesem

Cluster handelt es sich um eine eher traditionelle Vermittlung von naturwissenschaftlichen Inhalten,

bei der das Experimentieren einen wichtigen Platz hinsichtlich der Erkenntnisgewinnung einnimmt.

Konzept III: Allgemeine naturwissenschaftliche Bildung und Interessensförderung im Kontext von

Natur, Alltag und Lebenswelt im interdisziplinären Unterricht

Das dritte Konzept beruht auf den Kategorien „Aktuelle naturwissenschaftliche Forschung“ bis

„Interessen der Schülerinnen und Schüler“. Hierbei stehen besonders allgemeine“ Qualifikationen“

und Kompetenzentwicklungen im Vordergrund. Dabei lässt sich interpretieren, dass durch Alltags-

und Gesellschaftsbezüge ein Beitrag zur allgemeinen Persönlichkeitsbildung geleistet wird. Um dieses

Ziel zu erreichen, werden auch die Interessen der Schülerinnen und Schüler herangezogen. Mit der

Themenbeschäftigung aus Alltag und Gesellschaft werden besonders die Kommunikations- und

Bewertungskompetenz gefördert. Als mündiger und aufgeklärter Bürger kann zudem das eigene,

verantwortungsbewusste Handeln besser reflektiert werden. Mit der Themenwahl aus der

natürlichen und alltäglichen Lebenswelt wird verdeutlicht, wie Forschung, Anwendungen und

Naturphänomene das gemeinschaftliche Leben prägen. Eine Abkehr vom Lehren und Lernen der

einzelnen naturwissenschaftlichen Fächer (Chemie, Biologie und Physik) ist notwendig, um in einem

interdisziplinären Unterricht ein allgemeines Verständnis über naturwissenschaftliche

Zusammenhänge zu entwickeln und vermitteln, die angewendet oder auf neue Situationen

transferiert werden können.

Für diese konzeptionelle Ausrichtung naturwissenschaftlicher Bildung gehört auch die

Auseinandersetzung mit ethischen Wertmaßstäben, beispielsweise durch das Thematisieren von

positive und negative Folgen technologischer Entwicklungen, bei der die eigene Urteilsfähigkeit und

Meinungsbildung gestärkt wird. Dazu gehört es auch andere Standpunkte und Meinungen

kennenzulernen und Argumente abwägen zu können. Dies wird besonders durch gesellschaftliche

Bezüge und Alltagskontexte gefördert, die interdisziplinär unterrichtet werden – z.B. in Form von

Biochemie.

4.2.3 Clusteranalyse von 60 Kategorien und Dendrogramm

In Abbildung 12 ist ein weiteres Dendrogramm mit Ward-Verknüpfung aller Kategorien aufgeführt.

Dabei wurden 60 Kategorien zu einem Cluster zusammengefasst, da sich die Konzepte der FUB auf

diese geringere Anzahl beziehen. Neben dem Aussagenelement IV „Methodische Aspekte“ wurde

hier auch primär Aussagenelement IIb „Naturwissenschaftliche (Teil-)Disziplinen und Perspektiven“

weggelassen, da viele dieser Kategorien sich auf eines der naturwissenschaftlichen Fächer bezieht

und damit für eine Verzerrung der Ergebnisse sorgen könnte. Es wäre möglich, dass ansonsten die

Konzepte der Clusteranalyse auf Grundlage der spezifischen naturwissenschaftlichen Fächer

(Biologie, Chemie und Physik) gegründet wurden. Um dies zu umgehen, wurden die Clusteranalyse

mit einem reduzierten Datensatz erneut durchgeführt.

Kategorien, die offensichtlich nur einem naturwissenschaftlichen Fach zugeordnet werden können,

wurden in der zweiten Analyse entfernt. Dies betraf folgende Kategorien:

Wissenschaft Biologie, Wissenschaft Chemie, Wissenschaft Physik, Botanik, Zoologie, Humanbiologie,

Genetik/Molekularbiologie, Evolutionsbiologie, Neurobiologie, Ökologie, Mikrobiologie, Allgemeine

und anorganische Chemie, Organische Chemie, Analytische Chemie, Biochemie, Thermodynamik,

Elektrodynamik, Atom-/Kernphysik und Astronomie.

Das modifizierte Dendrogramm ist in Abbildung 12 dargestellt. Es zeigen sich zunächst vier Cluster,

die jedoch deutlich schwieriger zu interpretieren sind. Erneut sind in die Cluster nicht gleich groß. Ein

Cluster erstreckt sich der Kategorie „Entwicklung/Wachstum“ bis „Berufsbilder“, ein zweites von

„Weltweites Umfeld“ bis „Technik/Technologie“, ein drittes von „Materie/Teilchenkonzept“ bis „NW

im fächerübergreifenden Wissenschaftsbetrieb“ und ein letztes Cluster von „Wertmaßstäbe/Ethik“

bis „Aktuelle naturwissenschaftliche Forschung“.

Damit die Cluster möglichst gleich sind und nur gering streuen, wurden die Bereiche neu

Clusterabschnitte neu zusammengefasst, denn so stellt z.B. das zweite Cluster mit 6 Kategorien eine

sehr kleine Gruppierung und wird dem ersten Cluster mit angeschlossen. Somit stellt der gesamte

erste Zweig im Dendrogramm ein einziges Cluster dar. Die Partitionierung, also die

Gruppenunterteilung an identischer Stelle, erfolgt im zweiten Ast nicht an gleicher Stelle wie beim

ersten Cluster. Der zweite Zweig wird in drei Cluster geteilt, so dass letztlich vier Cluster aus dem

Dendrogramm mit ähnlicher Größe hervorgehen. Grundsätzlich ist die Clustergröße nun aber besser

als bei der vorherigen Analyse mit den 80 Kategorien. Das zweite Cluster erstreckt sich von der

Kategorie „Materie/Teilchenkonzept“ bis „NW im fächerübergreifenden Wissenschaftsbetrieb“. Das

dritte Cluster ergibt sich aus den Kategorien „Wertmaßstäbe/Ethik“ bis „Interessen der Schülerinnen

und Schüler“. Das letzte Cluster verläuft von „Medizin/Gesundheit“ bis „Aktuelle

naturwissenschaftliche Forschung“.

Die Kategorien der einzelnen Cluster sind aus Gründen der Übersichtlichkeit aufgeführt und in die

drei Kernaussagenelemente geordnet (Tabelle 3).

Tabelle 3: Übersicht über die vier Cluster mit den gefilterten Kategorien für eine wünschenswerte


Cluster I Cluster II Cluster III Cluster IV

Situation, Kontexte, Motive

Unt. Rahmenvorgaben Außerschul. Lernorte Emot. Pers.-bildung Berufe Weltweites Umfeld Technik/Technologie

Aufk./Allg. Pers.-bildung NW im Fächerübergriff

Intellekt. Pers.-bildung Natur/-phänomene Interessen der SuS

Medizin/Gesundheit Medien/Aktuelles Alltag Gesellschaftl. Bezüge

Themen, Inhalte, Disziplinen

Entwickl./Wachstum Geowissenschaften Technische Geräte System Mathemat. Bezüge Industrielle Verfahren Berufe/Berufsbilder Wechselwirkung Stoffkreisläufe

Materie/Teilchenkonz. Chem. Reaktionen Energie Geschichte der NW Pos./neg. Folgen

Wertmaßstäbe/Ethik NW-Arbeiten Interdisziplinarität Modelle Fachsprache Struktur/Funktion/Eig. Stoffe im Alltag

Gesundheit/Medizin Umwelt Sicherheit/Risiken Ernährung Aktuelle NW-Forsch.

Qualifikation, Kompetenz

Emot. Fähigkeiten Kenntnisse NW-Berufe Recherchieren Textverst./Lesekomp.

Experimentierfähigkeit Wahrnehmen/Beob. Analysefähigkeit NW-Fragen/Hypothesen

Reflektiert Handeln Anwendung/Transfer Zusammenhänge verst. Motivation/Interesse

Krit. Hinterfragen Fach-/Basiswissen Sozialkompetenz Selbstständ. Arbeiten Urteilsfähigkeit/Mein. Kommunikation

Abbildung 12: Dendrogramm der gefilterten Kategorien

4.2.4 Ableitung und Beschreibung der Konzepte aus der gefilterten Clusteranalyse

Konzept I: Sensibilität für Naturwissenschaften in weltweit relevanten, technischen und beruflichen

Kontexten sowohl in schulischen als auch außerschulischen Situationen

Das erste Konzept „Sensibilität für Naturwissenschaften weltweit relevanten, technischen und

beruflichen Kontexten in sowohl schulischen als auch außerschulischen Situationen“ verdeutlicht,

dass die Beschäftigung mit Naturwissenschaften einen Beitrag zur emotionalen

Persönlichkeitsbildung leistet, wenn diese Beschäftigung auf weltweit-bezogene Kontexte mit

technischen Schwerpunkten konzentriert ist und sie im Rahmen schulischer oder

außerschulischer Lernangebote berufliche Orientierungsmöglichkeiten bietet (Bolte &Schulte,

2012; Römer, Dulle & Rauch, 2012). Die Eindrücke, die eine Person in Auseinandersetzung mit

Themen aus ihrem Umfeld und den damit verbundenen naturwissenschaftlichen Fragestellungen

erfährt, prägen sowohl das Empfindungsvermögen der Person als auch ihre Einstellungen

gegenüber den Naturwissenschaften (Bolte &Schulte, 2012; Römer, Dulle & Rauch, 2012). Die

Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Sachverhalten und Phänomenen aus

außerschulischen Erfahrungsfeldern fördert zudem das bewusste Erleben

naturwissenschaftlicher Phänomene. Auf diese Weise wird (wissenschaftliches und exaktes)

Beobachten geschult und die Wahrnehmungsfähigkeit geschärft. Darüber hinaus werden

berufsrelevante Kompetenzen gefördert; zu nennen ist dabei auch die Informationsrecherche

unterschiedlicher Informationsquellen, was eng mit Lesekompetenzen und Textverständnis

verknüpft ist, um die Informationen zu filtern. Anregungen für diese Art der Beschäftigung und

Bildung bieten vor allem weltweite Themen wie Klimawandel, aber auch technische Verfahren,

die sehr aufwendig sind, und Berufschancen in den Naturwissenschaften. So wird erlebbar, wie

Entwicklungen mit Anwendungen in Industrie und Technik verknüpft sind, wie diese

Anwendungen die Welt verändert haben und die Welt nach wie vor verändern und wie sie das

berufliche Leben prägen (Bolte &Schulte, 2012; Römer, Dulle & Rauch, 2012).

Konzept II: Aufklärung und allgemeine naturwissenschaftliche Bildung durch interdisziplinaren

Unterricht im Kontext vom naturwissenschaftlichen Arbeiten

Im zweiten Konzept soll die allgemeine naturwissenschaftliche Bildung durch naturwissenschaftliche

Basiskonzepte im Rahmen naturwissenschaftlichen Arbeitens gefördert werden. Die

Experimentierfähigkeit inklusive des Beobachtens, das Analysieren und das Formulieren von Fragen

und/oder Hypothesen sollte durch das Durchführen von Versuchen z.B. zu chemischen Reaktionen

gestärkt werden. Auch fächerübergreifende Inhalte wie Energie und Materie/Teilchenkonzept leisten

dazu einen Beitrag. Zu einer allgemeinen naturwissenschaftlichen Bildung gehören aber auch positive

und negative Folgen technologischer Entwicklungen, die in der Geschichte der Naturwissenschaften

immer wieder aufgetreten sind. Diese Entwicklungen sollten in einem fächerübergreifenden

Naturwissenschaftsunterricht gut thematisiert werden, um auch Einseitigkeiten zu vermeiden.

Oftmals hat besonders das Fach Chemie ein eher negatives Image, weil in den Medien z.B. über

Chemieunfälle berichtet. Dabei weist die Chemie auch viele Entwicklungen auf, die dazu beitragen,

dass z.B. die Umwelt weiter geschont wird.

Konzept III: Intellektuelle Bildung durch interdisziplinäre, naturwissenschaftliche Themen und

Interessenförderung der Schülerinnen und Schüler durch Kontexte aus Alltag und

Lebenswelt

Das dritte Konzept beschreibt, dass eine Auseinandersetzung mit der Natur und Naturphänomenen,

„mit ihrer Fachsprache, ihren Methoden, ihren grundlegenden Konzepten sowie mit ihren

interdisziplinären Zusammenhängen, Erkenntnissen und Perspektiven eine intellektuelle Bereicherung

darstellt, die die intellektuelle Persönlichkeitsbildung zu fördern vermag“ (Römer, Dulle & Rauch,

2012, S. 42). Damit soll ein Beitrag zum Erwerb eines soliden naturwissenschaftsbezogenen

Verständnisses geleistet werden, dass ein reflektiertes und verantwortungsbewusstes Handeln

hervorruft. Das das Verstehen von Zusammenhängen sollte, wenn möglich, dann auch neue Inhalte

angewendet und/oder transferiert werden. Die Beschäftigung mit Fragen und Themen aus dem

Alltag und der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler soll die Motivation und das Interesse an den

Naturwissenschaften fördern. Das Einbeziehen aktueller naturwissenschaftlicher Forschung ist

wesentlich. Sie zeigt auf, wie Erkenntnisse und Methoden, sowohl in der naturwissenschaftlichen

Forschung als auch in deren Anwendung, die naturwissenschaftlichen Disziplinen ergänzen und

voranbringen und wie naturwissenschaftliche Forschung inzwischen interdisziplinär miteinander

verknüpft ist. Diese Erkenntnisse werden oftmals in Modellen abgebildet, die im Unterricht

aufgegriffen werden sollten. In der heutigen naturwissenschaftlichen Forschung spielen auch

Wertmaßstäbe und ethische Fragen eine wesentliche Rolle. Diese naturwissenschaftlichen

Zusammenhänge zu verstehen, gerade im Bezug auch auf die Interessen der Schülerinnen und

Schüler, sollte für ein reflektiertes und verantwortungsbewusstes Handeln sorgen.

Konzept IV: Meinungsbildung und kritisches Hinterfragen von Kontexten aus dem Alltag und

aktuellen Ereignissen, die in den Medien thematisiert und in der Gesellschaft diskutiert

werden

Das vierte Konzept „Meinungsbildung und kritisches Hinterfragen von aktuellen Ereignissen, die in

den Medien thematisiert werden, und Alltag“ beruht auf den Kategorien „Medizin/Gesundheit“ bis

„Aktuelle naturwissenschaftliche Forschung“. Hierbei stehen besonders “Qualifikationen“ und

Kompetenzentwicklungen im Vordergrund, die eine mündige Bürgerin/einen mündigen Bürger

heranziehen. Dabei lässt sich interpretieren, dass diese Förderung besonders durch Alltags- und

Gesellschaftsbezüge ein Beitrag erzielt wird. Mit der Themenbeschäftigung aus Alltag und

Gesellschaft werden besonders die Kommunikations- und Bewertungskompetenz gefördert. Mit der

Themenwahl aus aktuellen Anlässen und alltäglichen Lebenswelt wird verdeutlicht, wie Forschung,

Anwendungen und Naturphänomene das gemeinschaftliche Leben prägen. Eine Abkehr vom Lehren

und Lernen der einzelnen naturwissenschaftlichen Fächer (Chemie, Biologie und Physik) ist

notwendig, um in einem interdisziplinären Unterricht ein allgemeines Verständnis über

naturwissenschaftliche Zusammenhänge zu entwickeln und vermitteln, die angewendet oder auf

neue Situationen transferiert werden können. Für diese konzeptionelle Ausrichtung

naturwissenschaftlicher Bildung gehört auch die Auseinandersetzung mit ethischen Wertmaßstäben,

beispielsweise durch das Thematisieren von Sicherheit und Risiken, bei der die eigene Urteilsfähigkeit

und Meinungsbildung gestärkt wird. Dazu gehört es auch andere Standpunkte und Meinungen

kennenzulernen und Argumente abwägen zu können. Dies wird besonders durch gesellschaftliche

Bezüge und Alltagskontexte gefördert, die interdisziplinär unterrichtet werden – z.B. in Form von

Biochemie.

Mit der gefilterten Kategorienanzahl, mit denen sowohl die Freie Universität Berlin (FUB) als auch die

die Alpen-Adria-Universität in Klagenfurt (AAU) gearbeitet hat, haben sich vier Cluster ähnlicher

Größen ergeben. Im Vergleich zur Clusteranalyse mit allen Kategorien weisen in der zweiten Analyse

die jeweiligen Cluster eine fast gleiche Anzahl an Kategorien auf. Das war in der ersten Analyse nicht

der Fall. Dort waren die Cluster stark unterschiedlich hinsichtlich der Kategorienanzahl pro Cluster.

Allerdings wurden die Cluster auf unterschiedlichen Ebenen festgelegt.

Im Vergleich zur ersten Analyse hat beim zweiten Durchlauf mit der reduzierten Kategorienanzahl ein

viertes Cluster gebildet. Dies unterscheidet zunächst die Analysen der FUB und der AAU. Bei beiden

Partnern haben sich jeweils nur drei Cluster ausgebildet (Tabelle 4). Die drei Cluster wurden von der

FUB und AAU wie folgt benannt:

1. Konzept A: Sensibilität für Naturwissenschaften in aktuellen, weltweit relevanten,

gesellschaftlichen und beruflichen Kontexten in sowohl schulischen als auch außerschulischen

Situationen

2. Konzept B: Intellektuelle Bildung im Kontext der interdisziplinär vernetzten

Naturwissenschaften

3. Konzept C: Allgemeine naturwissenschaftsbezogene Bildung und Interessenförderung im

Kontext von Natur, Alltag und Lebenswelt

Tabelle 4: Übersicht über die vier Cluster mit den gefilterten Kategorien für eine wünschenswerte

naturwissenschaftliche Grundbildung der FUB und der AAU (aus Bolte &Schulte, 2012)

Vergleicht man nun die Clusterergebnisse mit den gefilterten Daten der Universität Bremen (UHB)

mit den gefilterten Daten der FUB und der AAU so zeigt sich, dass die Ergebnisse zwar ähnlich sind,

dennoch aber an einigen Stellen Überkreuzungen aufweisen (Abbildung 13). Konzept 1 lässt sich von

allen drei Partnern nahezu identisch beschreiben. Allerdings finden sich in der bei der UHB einige

Beschreibungen auch im Konzept 4 wieder. Konzept 2 der FUB und AAU spiegelt sich in Konzept 3 der

UHB wider, die das Konzept etwas breiter gefasst hat. Kategorien für das dritte Konzept der FUB und

AAU zeigen sich im zweiten und besonders im vierten Konzept der UHB. Das vierte Konzept der UHB

findet sich außerdem im ersten Konzept der FUB und AAU.

Konzept 1 Konzept 2 Konzept 3 Konzept 4

FUB und AAU

Sensibilität für Naturwissenschaften in aktuellen, weltweit relevanten, gesellschaftlichen und beruflichen Kontexten in sowohl schulischen als auch außerschulischen Situationen

Intellektuelle Bildung im Kontext der interdisziplinär vernetzten Naturwissenschaften

Allgemeine naturwissenschafts-bezogene Bildung und Interessenförderung im Kontext von Natur, Alltag und Lebenswelt

UHB Sensibilität für Naturwissenschaften in weltweit relevanten, technischen und beruflichen Kontexten sowohl in schulischen als auch außerschulischen Situationen

Aufklärung und allgemeine natur-wissenschaftliche Bildung durch inter-disziplinaren Unterricht im Kontext vom natur-wissenschaftlichen Arbeiten

Intellektuelle Bildung durch inter-disziplinäre, natur-wissenschaftliche Themen und Interessenförderung der Schülerinnen und Schüler durch Kontexte aus Alltag und Lebenswelt

Meinungsbildung und kritisches Hinterfragen von Kontexten aus dem Alltag und aktuellen Ereignissen, die in den Medien thematisiert und in der Gesellschaft diskutiert werden

Abbildung 13: Konzepte-Vergleich zwischen der FUB, AAU und UHB

Aufgrund der Konzeptvermischung der Partner FUB, AAU und UHB, bietet es sich eher an, die Daten

zwischen der ungefilterten Analyse der UHB mit den gefilterten Daten der FUB und AAU zu

vergleichen, da hier die Übereinstimmung doch größer erscheint (Abb. 14).

Konzept 1 der gefilterten Daten der FUB und AAU findet sich im Großen und Ganzen in den

ungefilterten Daten der UHB wieder. In Konzept 1 geht es in allen drei Erhebungen um das

Sensibilisieren der Schülerinnen und Schüler für Naturwissenschaften mittels aktuellen, weltweit

relevanten, gesellschaftlichen und beruflichen Kontexten. Dieses Konzept ist nahezu bei allen drei

Partnern gleich. So finden von den UHB-Daten 16 von 19 Kategorien bei den FUB-Daten wieder.

Konzept 2 bezieht sich auf die intellektuelle Bildung und Vermittlung von Grundlagen(wissen). Der

Fokus liegt auf allen drei Disziplinen und der Vernetzung der naturwissenschaftlichen Fächer. Aus den

Daten UHB geht hervor, dass besonders das experimentelle Arbeiten bei der Grundlagenvermittlung

im Vordergrund stehen sollte. Konzept 3 soll in allen drei Erhebungen eine allgemeine

naturwissenschaftsbezogene Bildung fördern und die Interessen der Schülerinnen und Schüler mit

aufgreifen. 12 von 18 Kategorien der UHB-Daten sind im FUB-Dendrogramm wieder auffindbar.

Konzept 1 Konzept 2 Konzept 3

FUB und AAU Sensibilität für Naturwissenschaften in aktuellen, weltweit relevanten, gesellschaftlichen und beruflichen Kontexten in sowohl schulischen als auch außerschulischen Situationen

Intellektuelle Bildung im Kontext der interdisziplinär vernetzten Naturwissenschaften

Allgemeine naturwissenschafts-bezogene Bildung und Interessenförderung im Kontext von Natur, Alltag und Lebenswelt

UHB Schülerinnen und Schüler für Naturwissenschaften in schulischen als auch außerschulischen Situationen mit Hilfe von gegenwärtigen (aktuellen), weltweit relevanten, gesellschaftlichen und beruflichen Kontexten sensibilisieren

Vermittlung und Stärkung eines naturwissenschaft-lichen Grundlagen-wissens der Schülerinnen und Schüler unter besonderer Berück-sichtigung des naturwissenschaftlichen Arbeitens in allen naturwissenschaftlichen Disziplinen

Allgemeine naturwissenschaftliche Bildung und Interessensförderung im Kontext von Natur, Alltag und Lebenswelt im interdisziplinären Unterricht

Abbildung 14: Konzepte-Vergleich zwischen den gefilterten Daten der FUB, AAU und den

ungefilterten Daten der UHB

Für die 3. Runde der Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ sollen die Teilnehmerinnen und

Teilnehmer die drei zusammengestellten Konzepte der UHB für den naturwissenschaftlichen

Unterricht auch nach Priorität und gegenwärtigem Ausmaß gewichten.

5. Zusammenfassung

In der ersten Runde der curricularen Delphi-Studie „Naturwissenschaften“, die im Rahmen des EU-

Projektes PROFILES vom Partner der Universität Bremen durchgeführt wird, wurden mittels eines

offenen Fragebogens die Einschätzungen zu „Situationen, Kontexten und Motiven“, „Themen, Inhalte

und Kontexte“ und „Qualifikationen“ einer wünschenswerten naturwissenschaftlichen Grundbildung

von vier Expertengruppen (Schülerinnen und Schüler, Lehrerinnen und Lehrer, Fachdidaktikerinnen

und Fachdidaktiker sowie Fachwissenschaftlerinnen und Fachwissenschaftler) eingeholt. Aus den

Rückmeldungen wurden Kategorien (Aussagenbündel) gebildet, die als Basis für die zweite Runde der

Delphi-Studie dienten. Insgesamt wurden aus den Aussagen der Expertengruppen 88 Kategorien. Die

Kategorien wurden dann in der zweiten Runde hinsichtlich des Soll und Ist- Zustands, also die

Priorität und das gegenwärtige Ausmaß, gewichtet werden. Zudem sollen die Kategorien durch

verschiedene Kombinationsmöglichkeiten miteinander in Zusammenhang gebracht werden.

An der ersten Runde haben 92 Personen teilgenommen. In der zweiten Runde haben sich 80% der

Befragten zurückgemeldet.

Die Datenauswertung der Bewertung der Kategorien nach der Priorität und dem Ausmaß im

gegenwärtigen naturwissenschaftlichen Bildungsangebot zeigt deutlich, dass nahezu alle Aspekte

eine höhere Priorität erfahren sollten und derzeit nur in einem geringeren Maße im Unterricht

berücksichtigt, aufgegriffen und/oder umgesetzt werden. Von der Bedeutsamkeit erfahren die

meisten der Kategorien hohe Prioritäten. Mehr als 50% aller Kategorien hat einen Prioritätswert von

über 4,5. Besondere Bedeutsamkeit wird den Qualifikationen, also den Kompetenzen, die die

Schülerinnen und Schüler erreichen sollen, zugeschrieben.

Zusätzlich wurden in der zweiten Runde Kombinationsmöglichkeiten von Kategorien zwischen vier

verschiedenen Aussagenelementen ausgewertet. Mit Hilfe der Cluster-Analyse lassen sich drei

Konzepte ableiten, die nun in der dritten und damit letzten Runde nach Priorität und gegenwärtigen

Ausmaß im naturwissenschaftlichen Bildungsangebot bewertet werden sollen. Bei der Clusteranalyse

der Gesamtdaten zeigten sich drei Konzeptbereiche, die in hohem Maße mit den Konzepten anderer

Partner, wie der Freien Universität Berlin (FUB) und der Alpen-Adria Universität (AAU) in Klagenfurt,

übereinstimmen. Diese Partner hatten jedoch ihre Analyse mit einer reduzierten Kategorienanzahl

durchgeführt. Bei einer zweiten Analyse kam ein viertes Konzept hinzu. Die anderen drei Konzepte

stimmen mit den Konzepten der FUB und AAU in den meisten Bereichen überein. Das vierte Konzept

lässt sich auf zwei Konzepte der anderen Partner aufteilen.

Die dritte und damit letzte Runde der Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“, durchgeführt im

Rahmen des EU-Projektes PROFILES, zielt darauf ab, die zusammengestellten Konzepte für den

naturwissenschaftlichen Unterricht auch nach Priorität und gegenwärtigem Ausmaß gewichten zu

lassen und dabei die Unterschiede der einzelnen Personengruppen mit einzubeziehen.

6. Literatur

Bolte, C. (2008). A Conceptual Framework for the Enhancement of Popularity and Relevance of

Science Education for Scientific Literacy, based on Stakeholders’ Views by Means of a Curricular

Delphi Study in Chemistry. Science Education International 19(3), pp. 331-350.

Bolte, C. & Schulte, T. (2012). PROFILES Curricular Delphi Study on Science Education Interim Report

on the Second Round of the FUB Working Group. May 2012. Unter:

Mayring, P. (2000). Qualitative Inhaltsanalyse. Grundlagen und Techniken (7. Auflage, Erste Edition

1983). Weinheim: Deutscher Studien Verlag.

Römer, K. S. Z., Dulle, M. & Rauch (2012). PROFILES Curriculare Delphi-Studie der

Naturwissenschaften. Bericht der zweiten Runde der Alpen-Adria-Universität Klagenfurt. August

2012. Im Internet abrufbar unter der Webadresse: http://ius.uni-

klu.ac.at/misc/profiles/files/delphi/UNI_KLU%20Delphi%20Bericht%202.%20Durchlauf_dt.pdf

Vorgrimler, D. & Wübben, D. (2003) Die Delphi-Methode und ihre Eignung als Prognoseinstrument -

The Delphi Method and its suitability as a forecast tool. Wirtschaft und Statistik, 8, S. 763-774.

7. Anhang

7.1 Fragebogen Teil I der Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ Runde 2 32

7.2 Fragebogen Teil II der Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ Runde 2 36

7.3 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Schülerinnen und Schülern 39

7.4 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Lehrerinnen und Lehrern 43

7.5 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktikern 47

7.6 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Fachwissenschaftlerinnen und Fachwissenschaftlern 51

7.7 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Teilnehmerinnen und Teilnehmern, die keine Angaben zur

Expertengruppen macht (geführt als „Sonstige“) 55

7.8 Priorität-Ausmaß-Vergleich aller Expertengruppen 58

7.1 Fragebogen Teil I der Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ Runde 2

Fragebogen: Teil I Abschnitt 1 „Situation, Kontexte und Motive“

Fragebogen: Teil I Abschnitt 2a „(Basis-)Konzepte und Themen aus Alltag und Lebenswelt“

Fragebogen: Teil I Abschnitt 2b „Naturwissenschaftliche (Teil-)Disziplinen und Perspektiven“

Fragebogen: Teil I Abschnitt 3 „Qualifikationen“

Fragebogen: Teil I Abschnitt 4 „Methodische Aspekte“

7.2 Fragebogen Teil II der Bremer Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ Runde 2

Anleitung und Beispiel für die Durchführung für Teil II des Fragebogens

Teil II des Fragebogens der 2. Runde der Bremer Delphi-Studie

7.3 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Schülerinnen und Schülern

Priorität-Ausmaß-Einschätzung zum Aussagenelement I „Situation, Kontext, Motive“

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Aufklärung

Emotionale Persönlichkeitsbildung

Intellektuelle Persönlichkeitsbildung

Interesse der SuS

Unt. Rahmenvorgaben

Außersch. Lernorte

Medien/Aktuelles


Medizin/Gesundheit

Technik/Technologie

Alltag

Gesellsch. Bezüge

Weltweites Umfeld

Beruf


Wissenschaft Chemie

Wissenscahft Physik



Priorität-Ausmaß-Einschätzung zum Aussagenelement IIa „Konzepte, Themen, Inhalte“

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Materie

Struktur


Energie

System

Wechselwirkung

Entwicklung

Modelle

Fachsprache

NW-Arbeiten


Stoffkreisläufe

Ernährung

Gesundheit

Stoffe im Alltag

Technische Geräte

Umwelt


Sicherheit

Berufe


Priorität-Ausmaß-Einschätzung zum Aussagenelement IIb „Disziplinen und Perspektiven“

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Botanik

Zoologie

Humanbiologie


Mikrobiologie

Evolutionstheorie

Neurobiologie

Ökologie

Anorganische Chemie

Organische Chemie

Biochemie

Analytische Chemie

Thermodynamik

Elektrodynamik

Mechanik

Atom- /Kernphysik

Astronomie

Geowissenschaften





Geschichte der NW



Priorität-Ausmaß-Einschätzung zum Aussagenelement III „Qualifikationen“

Priorität-Ausmaß-Einschätzung zum Aussagenelement IV „Methodische Aspekte“

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0









Recherchieren











0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0





Lernen an Stationen

Rollenspiel

Diskutieren



7.4 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Lehrerinnen und Lehrern


0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000

Aufklärung



Interesse der SuS

Unt. Rahmenvorgaben

Außersch. Lernorte

Medien/Aktuelles


Medizin/Gesundheit

Technik/Technologie

Alltag

Gesellsch. Bezüge

Weltweites Umfeld

Beruf


Wissenschaft Chemie

Wissenscahft Physik




0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Materie

Struktur


Energie

System

Wechselwirkung

Entwicklung

Modelle

Fachsprache

NW-Arbeiten


Stoffkreisläufe

Ernährung

Gesundheit

Stoffe im Alltag

Technische Geräte

Umwelt


Sicherheit

Berufe



0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Botanik

Humanbiologie

Mikrobiologie

Neurobiologie

Anorganische Chemie

Biochemie

Thermodynamik

Mechanik

Astronomie



Geschichte der NW




0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0









Recherchieren











0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0





Lernen an Stationen

Rollenspiel

Diskutieren



7.5 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktikern


0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Aufklärung



Interesse der SuS

Unt. Rahmenvorgaben

Außersch. Lernorte

Medien/Aktuelles


Medizin/Gesundheit

Technik/Technologie

Alltag

Gesellsch. Bezüge

Weltweites Umfeld

Beruf


Wissenschaft Chemie

Wissenscahft Physik




0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Materie

Struktur


Energie

System

Wechselwirkung

Entwicklung

Modelle

Fachsprache

NW-Arbeiten


Stoffkreisläufe

Ernährung

Gesundheit

Stoffe im Alltag

Technische Geräte

Umwelt


Sicherheit

Berufe

Ausmaß (ist)

Priorität (soll)


0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Botanik

Zoologie

Humanbiologie


Mikrobiologie

Evolutionstheorie

Neurobiologie

Ökologie

Anorganische Chemie

Organische Chemie

Biochemie

Analytische Chemie

Thermodynamik

Elektrodynamik

Mechanik

Atom- /Kernphysik

Astronomie

Geowissenschaften





Geschichte der NW





0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0









Recherchieren











0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0





Lernen an Stationen

Rollenspiel

Diskutieren



7.6 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Fachwissenschaftlerinnen und Fachwissenschaftlern


0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Aufklärung



Interesse der SuS

Unt. Rahmenvorgaben

Außersch. Lernorte

Medien/Aktuelles


Medizin/Gesundheit

Technik/Technologie

Alltag

Gesellsch. Bezüge

Weltweites Umfeld

Beruf


Wissenschaft Chemie

Wissenscahft Physik




0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Materie

Struktur


Energie

System

Wechselwirkung

Entwicklung

Modelle

Fachsprache

NW-Arbeiten


Stoffkreisläufe

Ernährung

Gesundheit

Stoffe im Alltag

Technische Geräte

Umwelt


Sicherheit

Berufe



0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Botanik

Zoologie

Humanbiologie


Mikrobiologie

Evolutionstheorie

Neurobiologie

Ökologie

Anorganische Chemie

Organische Chemie

Biochemie

Analytische Chemie

Thermodynamik

Elektrodynamik

Mechanik

Atom- /Kernphysik

Astronomie

Geowissenschaften





Geschichte der NW





0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0









Recherchieren











0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0





Lernen an Stationen

Rollenspiel

Diskutieren



7.7 Priorität-Ausmaß aus Sicht von Teilnehmerinnen und Teilnehmern, die keine Angaben

zur Expertengruppen macht (geführt als „Sonstige“)


0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Aufklärung



Interesse der SuS

Unt. Rahmenvorgaben

Außersch. Lernorte

Medien/Aktuelles


Medizin/Gesundheit

Technik/Technologie

Alltag

Gesellsch. Bezüge

Weltweites Umfeld

Beruf


Wissenschaft Chemie

Wissenscahft Physik




0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Materie

Struktur


Energie

System

Wechselwirkung

Entwicklung

Modelle

Fachsprache

NW-Arbeiten


Stoffkreisläufe

Ernährung

Gesundheit

Stoffe im Alltag

Technische Geräte

Umwelt


Sicherheit

Berufe



0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Botanik

Zoologie

Humanbiologie


Mikrobiologie

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Neurobiologie

Ökologie

Anorganische Chemie

Organische Chemie

Biochemie

Analytische Chemie

Thermodynamik

Elektrodynamik

Mechanik

Atom- /Kernphysik

Astronomie

Geowissenschaften





Geschichte der NW





0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0









Recherchieren











0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0





Lernen an Stationen

Rollenspiel

Diskutieren



7.8 Priorität-Ausmaß-Vergleich aller Expertengruppen

Priorität-Ausmaß-Vergleich zum Aussagenelement I „Situation, Kontext, Motive“

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00

Aufklärung



Interesse der SuS

Unt. Rahmenvorgaben

Außersch. Lernorte

Medien/Aktuelles


Medizin/Gesundheit

Technik/Technologie

Alltag

Gesellsch. Bezüge

Weltweites Umfeld

Beruf


Wissenschaft Chemie

Wissenschaft Physik


Ausmaß (ist) Sonstige Priorität (soll) Sonstige Ausmaß (ist) FWs

Priorität (soll) FWs Ausmaß (ist) FDs Priorität (soll) FDs

Ausmaß (ist) LuL Priorität (soll) LuL Ausmaß (ist) SuS

Priorität (soll) SuS

Priorität-Ausmaß-Vergleich zum Aussagenelement IIa „Konzepte, Themen, Inhalte“

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00

Materie

Struktur


Energie

System

Wechselwirkung

Entwicklung

Modelle

Fachsprache

NW-Arbeiten


Stoffkreisläufe

Ernährung

Gesundheit

Stoffe im Alltag

Technische Geräte

Umwelt


Sicherheit

Berufe





Priorität-Ausmaß-Vergleich zum Aussagenelement IIb „Disziplinen und Perspektiven“

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00

Botanik

Zoologie

Humanbiologie


Mikrobiologie

Evolutionstheorie

Neurobiologie

Ökologie

Anorganische Chemie

Organische Chemie

Biochemie

Analytische Chemie

Thermodynamik

Elektrodynamik

Mechanik

Atom- /Kernphysik

Astronomie

Geowissenschaften





Geschichte der NW






Priorität-Ausmaß-Vergleich zum Aussagenelement III „Qualifikationen“

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00









Recherchieren














Priorität-Ausmaß-Vergleich zum Aussagenelement IV „Methodische Aspekte“

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00





Lernen an Stationen

Rollenspiel

Diskutieren






PROFILES Delphi-Studie „Naturwissenschaften“ Runde...

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