Entwicklung physikalischer Konzepte in aufgabenbasierten Lernumgebungen

In der Conceptual-Change-Forschung werden die Prozesse des Aufbaus und der Entwicklung von fachspezifischen Konzepten zwar häufig theoretisch modelliert, aber nur selten empirisch erfasst. In der Regel werden nur die Anfangs- und Endzustände der Konzeptentwicklung betrachtet, z. B. indem vor und nach Interventionen die Konzepte von Lernenden mithilfe von Interviews oder Tests ermittelt werden. Der Verlauf zwischen Anfangs- und Endzustand steht dagegen größtenteils nicht im Fokus der Analysen, so dass auch nicht aufgeklärt werden kann, welche Aspekte von Interventionen diesen Verlauf in intendierter Weise beeinflussen bzw. unwirksam oder gar kontraproduktiv sind.
Die vorliegende Studie knüpft an das Anliegen der Conceptual-Change-Forschung an, die Konzeptentwicklung von Lernenden zu beschreiben, verfolgt dabei aber einen dezidiert prozessorientierten Ansatz. Es wurden die Aktivitäten von Schülern der achten und elften Jahrgangsstufe bei der Bearbeitung von Experimenten und Aufgaben zum Themengebiet Wärmeübertragung mit Video aufgezeichnet und die Verläufe der Konzeptentwicklung sowie die situative Konzeptnutzung untersucht. Die Ziele der Studie bestehen u. a. in der Erkundung von methodischen Verfahren zur Erfassung der genauen zeitlichen Verläufe von Konzeptentwicklungsprozessen sowie in der Generierung von Hypothesen über typische Verläufe und über die Wechselwirkung der Verläufe mit Lernangeboten.
Die Analysen ergeben, dass die untersuchten Schüler während der Auseinandersetzung mit Lernmaterial im Mittel nur sehr wenig explizite Konzeptualisierungen entwickeln, d. h. nur selten generalisierende und von konkreten Sachverhalten losgelöste Überlegungen äußern. Außerdem zeigt sich, dass der Aufbau konzeptuellen Wissens ein hoch dynamischer und iterativer Prozess ist, in dessen Rahmen nur eine sehr langsame Zunahme des Konzeptualisierungsniveaus zu beobachten ist. Auffällig ist, dass die Schüler explizite Konzeptualisierungen fast ausschließlich im Nachgang zu konkreten Phänomenen und Problemen äußern, also nicht hypothesengestützt vorgehen.
Insgesamt deuten die Befunde dieser Studie darauf hin, dass das Entwickeln eines konzeptuellen Verständnisses selbst als anspruchsvoll bezeichnet werden muss. Daraus folgt, dass der für den Aufbau eines konzeptuellen Verständnisses notwendige Umfang an Erfahrungen in der gegenwärtigen Conceptual-Change-Forschung häufig noch deutlich unterschätzt zu werden scheint.