was interessiert jugendliche an den naturwissenschaften...
TRANSCRIPT
Österreichisches Kompetenzzentrum für Didaktik der Biologie
Was interessiert Jugendliche an den Naturwissenschaften?
Ergebnisse der ROSE – Erhebung
Dr. Doris Elster
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Die internationale Vergleichserhebung ROSE
– Theoretischer Rahmen – Forschungsdesign– Ergebnisse– Sechs Herausforderungen für den
naturwissenschaftlichen Unterricht
Gliederung des Vortrags
Informationen zum Vortrag
• Zeitschrift „Plus Lucis“ Heft 3/2007 http://univie.ac.at/Pluslucis
• Zeitschrift „Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht“ Heft 4/2007 und Heft 3/2008 (im Druck)
• Journal of Biological Education 1/2007-------------• Website des AECC-Biologie:
http://www.univie.ac.at/aeccbio• Tagungswebsite
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Ich würde gerneWissenschaftler /Wissenschaftlerinwerden!
Österreich
Schreiner & Sjoberg 2006
Elster 2007
Das Interesse am naturwissenschaftlichen Unterricht
Altersabhängig: Das Fachinteresse nimmt kontinuierlich ab je länger Mädchen und Jungen die Schule besuchen. (Krapp 1998, Löwe 1987)
Geschlechtsabhängig: Jungen sind interessierter an “hard sciences“ als Mädchen (Duit 1997). Mädchen sind interessierter an Biologie. (Hoffmann & Lehrke 1986, Elster 2005).
Interesse an Biologie
Schulstufe
Löwe 1987
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Welche Fragen stellen Schülerinnen und Schüler in den Naturwissenschaften?
Das Zitat einer Schülerin“….Es ist für mich extrem langweilig über die Wirkung von
Chemikalien, die in der Industrie eingesetzt werden, zu lernen. Viel interessanter wäre es für mich mehr über die Wirkung von Chemikalien oder Drogen auf den menschlichen Körper zu erfahren.“ (Cerini & al., 2003)
Im Schulunterricht werden häufig Fragen beantwortet, die von den Lernenden in dieser Form nicht gefragt werden.
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Biologie im KontextPhysik im KontextChemie im Kontext
Philosophie der Kontextprojekte:Naturwissenschaftliche Inhalte können wieder in den Fokus der
Lernenden gerückt werden, wenn sie in lebensweltlich / gesellschaftlich relevanten Kontexten vermittelt
werden.
Was ist interessant und relevant für Jugendliche?
Die Bedeutung von Kontexten
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Rahmenmodell der Interessensgenese
Interessiertheit einer Person
Interessantheit des
Gegenstandes
SituationalesInteresse Individuelles
Interesse
Aktueller individuellerZustand
Dauerhafte Disposition
KontextInhalt
Krapp 1998, Kattmann 2ooo
AutonomieSoziale EingebundenheitKompetenzerleben
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Catch and hold
Die Herausforderung für den Unterricht besteht darin, das situationale Interesse zu fangen („catch“) und so lange zu erhalten („hold“), dass individuelles Interesse zur Auseinandersetzung mit Naturwissenschaften (in weiterbildenden Schulen, Studien und Berufen) entsteht
Krapp 2002, Alexander & Jetton 1996
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Zusammenhang zwischen Inhalt und Kontext
SAS – Studie (Sjøberg 2000):Das Fachinteresse variiert mit unterschiedlichen
Kontexten.“Musik” > “Akustik und Töne”;“Regenbogen und Sonnenuntergang” > “Licht und Optik”
IPN – Interessensstudie (Häussler & Hoffmann 1995)
Ein Fachthema – fünf unterschiedliche Kontexte:“praktisch”, “gesellschaftlich”, “emotional”,
“intellektuell”, “bewertend”.
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– Inhalte und Kontexte, die an Alltagssituationen anknüpfen (Mädchen: an tatsächlich gemachte Erfahrungen)
– Inhalte mit Bezug zum menschlichen Körper – Anwendungen in Medizin & Gesundheitswesen
– Inhalte mit emotional positiv gefärbten Komponenten (Mädchen:Naturphänomene, Buben: Technische Errungenschaften)
– Inhalte von gesellschaftlicher Bedeutung, die Betroffenheit auslösen (vor allem Mädchen!)
– Interessante Tätigkeiten sind: Bauen und Konstruieren (jüngere SuS), Diskutieren und Bewerten (ältere SuS). Generell uninteressant sind Berechnen und etwas in einer Formel ausdrücken.
Hofmann, Häußler, Lehrke (1998)
Woran waren Jugendliche vor 10 Jahren interessiert? (IPN – Interessensstudie)
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Die internationale Studie ROSE
ROSE – The Relevance of Science Education
Eine internationale Vergleichsstudie zu den Einstellung und Werten, Interessen, Plänen und Vorlieben Jugendlicher bezogen auf Naturwissenschaft und Technologie.
Koordination und internationale Vergleichsanalyse:
Universität Oslo, Norwegen (Svein Sjøberg)
International mehr als 40 beteiligte Länder
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Der ROSE - Fragebogen
• 250 Items, 4-stufige Likert Skalen• Stimme zu – stimme nicht zu; • Sehr interessiert – nicht interessiert• 2-dimensionale Struktur: Inhalt und Kontext
• 7 Itemgruppen– Worüber ich gerne lernen möchte
(108 Items, ACE)– Mein zukünftiger Beruf (26 Items; B)– Ich und die Umwelt (18 Items; D)– Mein naturwissenschaftlicher Fachunterricht (16 Items; F)– Meine Meinung zu Naturwissenschaft und Technologie (16 Items; G)– Meine außerschulischen Erfahrungen (61 Items; H)– Ich als Naturwissenschaftlerin / Naturwissenschaftler (offene Frage; I)
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Forschungsfragen
– An welchen naturwissenschaftlichen Inhaltenund Kontexten sind Schülerinnen und Schüler am Ende der Sek 1 (Unterstufe) interessiert?
– Unterscheiden sich die Interessen der Mädchen und Buben?
– Lassen sich Interessenstypen identifizieren?
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Datenerhebung in Österreich und Deutschland
• Standardisierter ROSE Fragebogen (250 items) + nationale Fragen: Schultype, Region
• Datenerhebung: September / Oktober 2004 (Österreich) und September / Oktober 2005 (Deutschland)
• 52 Schulen / Schulklassen– Österreich: 26 Klassen; Deutschland: 26 Klassen
• 1247 Jugendliche– Mädchen: N=659; Buben: N=588– Alter: 14/15 Jahre: 783; 16/17 Jahre: 456; 18 Jahre: 8
• Datenanalyse: deskriptive Statistik, Faktorenanalyse (Hauptkomponentenanalyse mit Varimax-Rotation), Clusteranalyse (hierarchisch)
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Die 2-dimensionale Struktur der Items
Inhaltsdimension1. Astrophysik, Universum2. Erde, Geowissenschaften3. Zoologie, Tiere4. Botanik, Pflanzen5. Chemie, Chemikalien6. Physik: Energie7. Physik: Licht, Strahlung8. Physik: Töne9. Humanbiologie10. Technik, Technologien
Kontextdimension1. Umweltschutz2. Alltagsnutzen3. Spektakuläre Phänomene,
Horror4. Gesundheit/Medizin5. Fitness/Gesundheitliche
Risken6. “young body”7. Mystik, Wunder8. Schönheit, Ästhetik9. Gesellschaft
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Beispiele für die Item-Konstruktion
Inhalte der Physik können stehen:• Im Kontext Gesundheit, Medizin: „Wie Radioaktivität auf
den menschlichen Körper wirkt“• Im Kontext Mystik und Wunder: „Licht um uns, das wir
nicht sehen.“Inhalte der Humanbiologie können stehen:• Im Kontext Gesundheit und Medizin: „Krebs, was wir
wissen und wie man damit umgehen kann.“• Im Kontext „Young Body“: „Sexuell übertragbare
Krankheiten und wie man sich davor schützen kann.“
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Die Ergebnisse von DL und AT sind vergleichbar. –eine Stichprobe.
Interessant: ☺☺Inhalte des
Universums, der Zoologie und der Humanbiologie.
Uninteressant Inhalte der Botanik
Ergebnisse: Das Interesse Jugendlicher an naturwissenschaftlichen Inhalten
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Ergebnisse: Das Interesse Jugendlicher an naturwissenschaftlichen Kontexten
Interessant☺☺Kontexte Spektakuläres,
Gesundheit, Jugend, Mystik.
UninteressantKontexte zu Ästhetik und
Alltagsnutzen.
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Interessant f. Mädchen : ☺☺Humanbiologie.
Interessant für Buben: ☺☺Technologien, Energie,
Chemie. Interessant für beide
Geschlechter: ☺Universum, Zoologie
Uninteressant für beide Geschlechter :☺
Botanik
Ergebnisse: Interesse von Mädchen und Jungen an naturwissenschaftlichen InhaltenInteresse an Inhalten
1 Universum
2 Erde
3 Zoologie
4 Botanik
5 Chemie
6 Licht, Strahlung
7 Töne
8 Energie
9 Technologie
10 Humanbiologie
Mittelwerte
3,23,02,82,62,42,22,01,8
Mädchen
Jungen
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Interessant für Mädchen ☺ ☺ Young Body,
Gesundheit, Fitness,Mystik.
☺ SpektakuläresAlltagsnutzen
Interessant für Buben ☺ ☺ Spektakuläres, Young
Body, Gesundheit☺ Mystik, Umweltschutz,
GesellschaftFitness und Ästhetik.
Ergebnisse: Interesse von Mädchen und Jungen an Kontexten
Interesse an Schulphysik
Wie der Sonnenuntergang den Himmel färbt.
Wie die Atombombe funktioniert.
Warum wir einen Regenbogen sehen können.
Alternative Energiequellen durch Sonne, Wind, Wellen, Gezeiten etc.
Wie Energie eingespart oder effektiver genutzt werden kann.
Licht um uns, das wir nicht sehen können (Infrarot, Ultraviolett)
Optische Instrumente und wie sie funktionieren (Teleskop, Kamera)
Wie eine Atomkraftanlage funktioniert.Wie unterschiedliche Musikinstrumente Töne
produzieren.Wie Elektrizität hergestellt und im Alltag genutzt
wird.
Interesse an Schulphysik
E02
A30
C17
E21
E20
A19
C02
A48
A21
E27
4,03,02,01,0
Mädchen
Jungen
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Interesse an „Young Body“
Was man über HIV /AIDS weiß, wie man sich schützen kann.
Wie Drogen auf den Körperwirken
Geschlechtskrankheiten, wie man sich schützen kann
Welche Auswirkungen Alkohol und Nikotin auf den Körper haben.
Sexualität und Fortpflanzung.
Geburtenkontrolle und Verhütung.
Essstörungen wie Aneroxie und Bulimie.Biologische und mensch. Aspekte
einer Abtreibung.Wie Babys wachsen und sich
entwickeln.Die Fähigkeit von Lotionen und Cremen,
die Haut jung zu erhalten.
Interesse am Kontext "Young Body"
E11
E13
E09
E12
A09
A10
A38
E31
A11
A39
4,03,02,01,0
Mädchen
Jungen
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Interesse an Botanik
Vorteile und Gefahren moderner Landwirtschaft
Der medizinische Nutzen von Pflanzen.
Giftpflanzen in meiner Umgebung
Pflanzen in meiner Umgebung
Ökologische Landwirtschaft ohne Pestizide
Wie man Ernteerträge steigert
Wie Pflanzen wachsen und sich vermehren
Symmetrien und Muster von Blättern und Blüten.
Interesse an Botanik und Landwirtschaft
E33
E18
A28
E25
E19
E17
A15
E01
4,03,02,01,0
Mädchen
Jungen
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Interesse an Mystik, Wunder
Warum wir beim Schlafen träumen und was die Träume bedeuten.
Leben und Tod und die menschliche Seele.
Gedankenübertragung, sechster Sinn, Intuition etc.
Geister und Hexen und ob sie existieren.
Astrologie und Horoskope und ob die Planeten Einfluss auf den Menschen haben.
Interesse am Kontext Mystik
C13
C11
C15
C14
C09
4,03,02,01,0
Mädchen
Jungen
Nichtinteressiert
Sehrinteressiert
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Interesse an Astronomie / UniversumInsteresse am Kontext Astronomie
A34
C08
C10
A23
A22
A35
A01
C16
E29
A44
A45
4,03,02,01,0
Mädchen
Jungen
Wie es sich anfühlt schwerelos durchs All zu schweben.
Die Existenz von außerirdischem Leben
Ungelöste Rätsel des UniversumsWie Meteoriten, Asteroiden Katastrophen
verursachen.Schwarze Löcher, Supernovae u. and.
spektakuläre Erscheinungen im All.Wie man sich an den Sternen orientieren kann.
Sterne, Planeten und das Universum
Warum die Sterne funkeln und der Himmel blau ist.
Die erste Mondlandung und die Geschichte der Raumfahrt.
Raketen, Satelliten und Raumfahrt.Die Verwendung von Satelliten für Kommunikation u. andere Zwecke.
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Ergebnis der Faktorenanalyse: 16 Faktoren
A-Items E-Items1 Gefahren n=13 .84932 Young Body n=12 .84923 Astronomie n=6 .77374 Tiere/Pflanzen n=6 .69025 Erde n=5 .67816 Sinn.Wahrnehmung
n=3 .6393
1 Mystik n=6 .82002 Technologie n=6 .84293 Phänomene n=3 .71134 Weltraum n=2 .7321
1 Gesundheit n=7 .81622 Umweltschutz n=6 .77713 Technik n=6 .77784 Alltagsnutzen n=5 .79315 Wissensgenese n=5 .68706 Gesell. Risken n=3 .6327
C-Items
30
11,5
22,5
33,5
4
GefahrenYoung body/Fitness
AstronomieTiere/Pflanzen
Erde/Geologie
sinnl.Wahrnehmung
MystikTechnologiePhänomeneWeltraumGesundheitUmweltschutzTechnikAlltagsnutzenWissensgenese
Gesellschaft
Typ 1Typ 2Typ 3
Ergebnis der Clusteranalyse: Drei Interessenstypen
Sehr interessiert
Nichtinteressiert
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Ergebnisse der Clusteranalyse: Drei unterscheidbare InteressenstypenTyp 1: ☺ Überdurchschnittlich
interessiert an allen naturwissenschaftlichen Inhalten unabhängig vom Kontext.
Typ 2:• ☺ Interessiert an Themen der
Technologie, Gesundheit, “young body”, Weltraum.
• Nicht interessiert an Mystik und Wunder
Typ 3: • ☺ Interessiert an Themen Gesundheit
und Fitness, “young body”, Mystik, Weltraum, Gesellschaftsbezug.
• Nicht interessiert an Technik, Technologien, Alltagsnutzen
Mädchen: Jungen = 1:1Die Interessierten
Mädchen: Buben = 2:8Bubenprofil
Mädchen: Buben = 8:2Mädchenprofil
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MädchentypenBODY – TYP (B)
Fitness, Young Body, sozial und verantwortungsbewusst
WONDER – TYP (W)
Wunder, Mystisches,Kreativ und sich selbstverwirklichend
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Schlussfolgerungen: Haben sich die Interessen Jugendlicher verändert?
IPN Interessensstudie (Hoffmann, Häussler 1995)
Jugendliche waren interessiert• Kontext Medzin und Gesundheit
• Emotionaler Kontext
• Gesellschaftlicher Kontext
• Praktischer Kontext
ROSE – Ergebnisse aus Österreich und Deutschland (2005)
Jugendliche sind interessiert+ Kontext “young body” / Themen mit
besonderer Relevanz für die Jugend; Fitness, Wellness.
+ Kontext Mystik und Wunder; + Spektakuläres, Horror.(- ästhetische Aspekte)+ Gefahren und Risken für die
Menschheit- Nicht interessant: Alltagsrelevanz,
praktischer Nutzen
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Herausforderungen an den naturwissenschaftlichen Unterricht
1. Herausforderung: Kann man im Unterricht das Interesse an Mystik und Wunder (Fiktion) aufgreifen?– Botanik und Harry Potter, Heil- und
Giftwirkung von Pflanzen– Historische Beispiele
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Herausforderungen an den naturwissenschaftlichen Unterricht
2. Herausforderung: Können Inhalte verstärkt in „spektakuläre Kontexte“ gestellt werden?
Beispiele: Extreme Bedingungen von
Lebensformen in der Tiefsee, in der Arktis / Antarktis, im Eis und in heißen Quellen.
Außerschulische Lernorte -Gentechniklabore
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Herausforderungen an den naturwissenschaftlichen Unterricht
3. Herausforderung: Können humanbiologische Inhalte verstärkt mit medizinischen Kontexten und (technischen) Anwendungen verbunden werden?
Beispiele: Direkte Bezüge zum menschlichen Körper herstellen über Hobbys oder Sport. Gesund – fit - schön
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Herausforderungen an den naturwissenschaftlichen Unterricht
4. Herausforderung: Gesellschaftliche Verantwortung übernehmen –Demokratiebewusstsein stärken
Beispiele: Umweltschutz –Biodiversität – Biosphärenpark Wienerwald
Biosphärenpark Wienerwald
„Mensch und Biosphäre“ –internationales Umweltforschungs-programm der UNESCO
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Herausforderungen an den naturwissenschaftlichen Unterricht
Astronomie und Astrophysik sind von großem Interesse für Mädchen und Buben (Osborne und Collins 2001)
5. Herausforderung: Können astronomische Kontexte verstärkt im naturwissenschaftlichen Unterricht Platz finden?
Beispiele: Astronauten im Weltall, extra-terrestristisches Leben.
6. Herausforderungen: Können traditionelle Rollenbilder durchbrochen werden?
Claudie Haigneréerste europäische
Raumfahrerin, später Wissenschaftsministerin in Frankreich.
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• Mädchen und Buben haben unterschiedliche Interessen an naturwissenschaftlichen Kontexten und Inhalten.
• Die Herausforderung für den Unterricht besteht darin, das situationale Interesse zu fangen („catch“) und so lange zu erhalten („hold“), dass individuelles Interesse zur Auseinandersetzung mit den Naturwissenschaften (in weiterbildenden Schulen, Studien und Berufen) entsteht (Krapp 2002, Alexander und Jetton 1996).
• Ein möglicher Zugang ist die verstärkte Kontextorientierung z.B. durch die Verbindung von technischen Anwendungen in humanbiologischen und/oder astronomischen Kontexten.
Schlussfolgerungen für den Unterricht
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Dr. Doris ElsterKompetenzzentrum für Didaktikder Biologie der Universität WienAECC - Biologie