Untersuchung von Schülervorstellungen über Tätigkeiten von Naturwissenschaftlern und deren Beeinflussung durch ein Schülerlabor

• Investigation of pupils’ conceptions of natural scientists’ activities and their influence by an educational laboratory

Leiß, Fabian; Heinke, Heidrun (Thesis advisor); Riese, Josef (Thesis advisor)

Aachen (2019, 2020)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2019

Kurzfassung

Das Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen inwiefern ein Besuch im Physik-Schülerlabor der RWTH Aachen bei Schülerinnen und Schülern realistische Vorstellungen über Tätigkeiten von Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftlern fördern kann. Solche realistischen Vorstellungen sind nicht nur für eine mündige Beteiligung an gesellschaftlichen Debatten wichtig, sondern auch für die zukünftige Berufswahl der Schülerinnen und Schüler. Trotz guter Aussichten und Bedingungen in mathematisch-naturwissenschaftlichen Berufsfeldern mangelt es zunehmend an Fachkräften. In dieser Arbeit wurden daher die Vorstellungen von Schülerinnen und Schülern über Tätigkeiten von Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftlern qualitativ und quantitativ untersucht. Zunächst wurde in einer qualitativen Studie eine Bestandsaufnahme der genannten Schülervorstellungen vorgenommen. Mit einem eigens dafür entwickelten Erhebungsinstrument wurden die Vorstellungen von 189 Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufen 8 und 9 an zwei weiterführenden Aachener Schulen erhoben. Die inhaltsanalytische Auswertung der zeichnerischen und schriftlichen Schülerdarstellungen lieferte ausführliche Einblicke in die Vorstellungen über Tätigkeiten und weitere Merkmale von Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftlern. Der Vergleich mit Daten einer Schülergruppe, die an einer Schüleruniversität an der RWTH Aachen teilgenommen hatte, zeigte, dass das Erhebungsinstrument auch zur Erfassung von differenzierten Vorstellungen geeignet ist. Das Ziel des im Rahmen dieser Arbeit konzipierten Schülerlabors SCIphyLAB_nano ist die Vermittlung aktueller Tätigkeiten und Abläufe in der naturwissenschaftlichen Forschung. Als Teilprojekt zur Öffentlichkeitsarbeit des Sonderforschungsbereichs Nanoswitches SFB 917 der RWTH Aachen und des Forschungszentrum Jülich wurden im Schülerlabor nicht nur fachliche Themen dieses Sonderforschungsbereichs, sondern auch die in solchen Forschungsprojekten üblichen Formen der Kommunikation und Kooperation auf die Aktivitäten im Schülerlabor übertragen. Dies zeigt sich im Programm des Schülerlabors beispielsweise in arbeitsteiligen Forschungsgruppen und einer Schülerkonferenz. Der Einfluss eines Besuchs im Schülerlabor auf die Schülervorstellungen über die Tätigkeiten von Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftlern wurde in der Interventionsstudie untersucht. Zur quantitativen Erfassung dieser Vorstellungen wurde mit Tätigkeitsbeschreibungen, die aus einem erweiterten RIASEC-Modell und aus Ergebnissen der qualitativen Studie stammten, ein Fragebogen entwickelt und evaluiert. Zur Untersuchung des Einflusses des Schülerlaborbesuchs wurden bei vier Schulklassen jeweils im Vorfeld eines Besuchs, direkt im Anschluss daran und vier Monate später mit dem Fragenbogen Vorstellungen erhoben. Den Daten von insgesamt 73 Schülerinnen und Schülern zufolge gab es in mehreren Tätigkeitsbereichen Veränderungen hin zu realistischeren Vorstellungen bezüglich der Tätigkeiten von Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftlern. Dabei ließ sich ein Zusammenhang zu den im Schülerlabor ausgeführten Tätigkeiten erkennen. Insgesamt leistet diese Arbeit durch die Entwicklung der Erhebungsinstrumente und die mit ihnen durchgeführten Untersuchungen einen Beitrag zur Schülervorstellungsforschung. Darüber hinaus wird durch das entwickelte Konzept des Schülerlabors eine Möglichkeit zur Förderung realistischer Schülervorstellungen über Tätigkeiten von Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftler aufgezeigt.