Lernende mit Fehlvorstellungen konfrontieren

Viele Lehrpersonen kennen diese Situation: Man hat sich Mühe gegeben, einen Sachverhalt sorgfältig zu erklären und ihn mit Texten oder Abbildungen zu vertiefen – um dann ernüchtert feststellen zu müssen, dass die Schülerinnen und Schüler Grundlegendes falsch verstanden haben. Kommt es noch schlimmer, argumentieren einzelne Schüler gar so, als hätte der Unterricht nie stattgefunden. Eine neue Studie thematisiert Gründe für diese Befunde und zeigt wirksame Hilfestellungen auf.

Das Thema "Fehlvorstellungen" beschäftigt die Lehr- und Lernforschung intensiv: Laut einer Zählung aus dem Jahr 2004 befassten sich bis zu diesem Zeitpunkt über 6000 Publikationen in der einen oder anderen Form mit dieser Problematik.
Die grundlegende Frage lautet noch heute: Wie bringt man Schülerinnen und Schüler dazu, ihre intuitiven – auch "naiv" genannten – Vorstellungen über naturwissenschaftliche Phänomene zu korrigieren? Konzeptwandel (Conceptual Change) nennt die Lernforschung diesen Vorgang, der sich im Schulzimmer als grosse Herausforderung entpuppt. Denn falsch angelegtes Wissen scheint in vielen Fällen resistent gegenüber gut gemeinten Erklärungsversuchen zu sein.

Weshalb ist der Konzeptwandel ein so schwierig fassbares Phänomen? Weshalb bekunden Lernende zuweilen keine Mühe, ihre Ideen zu korrigieren, während in anderen Fällen – auch bei grosser Lernbereitschaft der Schülerinnen und Schüler – scheinbar nichts zu machen ist?

Die Lehr- und Lernforscherin Michelene Chi von der Arizona State Universität begründet diese Schwierigkeit damit, dass Wissensinhalte auf verschiedenen Ebenen missverstanden werden können:

• Auf der Ebene einzelner Vorstellungen. Beispiel: Form der roten Blutkörperchen
• Auf der Ebene eines mentalen Modells (bestehend aus vielen miteinander verknüpften Vorstellungen). Beispiel: Blutkreislauf
  

Schwierig zu verändernde Fehlvorstellungen gehören laut dieser Argumentation zu der  letztgenannten Kategorie.
Sonjya Gadgil, Timothy Nokes Malach und Michelene Chi vergleichen in einer neuen Studie zwei Verfahren, die Misskonzepte abbauen helfen sollen. An der Studie nahmen 18 - 29-jährige Studierende teil, die falsche Vorstellungen zum Blutkreislauf aufwiesen (einfach geschlossener statt doppelt geschlossener Blutkreislauf).

1. Die erste Gruppe der Studierenden erhielt eine Abbildung eines korrekt dargestellten – doppelt geschlossenen – menschlichen Blutkreislaufs und musste diesen erklären. Solche Selbsterklärungen (man erklärt sich selber einen Sachverhalt) sind bekannt als wirksames Mittel, Illusionen über den eigenen Wissenstand zu reduzieren, da Widersprüche in den eigenen Erklärungen deutlich werden. Lernende können mittels Selbsterklärungen deshalb zur "Rekonstruktion" ihres eigenen Wissens angeregt werden. Selbsterklärungen führen jedoch – trotz ihre guten Rufes – nicht immer zum Ziel: In einer früheren Studie von Michelene Chi zeigte sich beispielsweise, dass rund ein Drittel der Schülerinnen und Schüler trotz Selbsterklärungen (beim Lesen eines Textes zum Blutkreislauf) nicht von ihrer grundlegenden Fehlvorstellung eines einfach geschlossenen Blutkreislaufes abliess und lediglich die eine oder andere korrekte Erklärung übernahm. Die Autorinnen und der Autor der vorliegenden Studie hofften deshalb, noch auf eine wirkungsvollere Vorgehensweise zu stossen (siehe zweite Gruppe).
   
   
2. Die zweite Gruppe von Studierenden wurde "ganzheitlich" mit ihren Fehlvorstellungen konfrontiert und musste zwei Abbildungen miteinander konstrastieren: Einen falsch und einen korrekt dargestellten Blutkreislauf, wobei die falsche Abbildung den Vorstellungen der Studienteilnehmer entsprach.
   

Beide Gruppen bekamen ausserdem denselben Text zum Blutkreislauf zu lesen.

Die Resultate:
Die nachfolgenden Tests ergaben ein sehr klares Bild:

• Während in der "Kontrast-Gruppe" 90 Prozent der Studierenden von ihrer inkorrekten Vorstellung eines einfach geschlossenen Blutkreislaufs abliessen, waren es bei der "Selbsterklärungs-Gruppe" nur 64 Prozent (wobei dies in Anbetracht der Hartnäckigkeit von Fehlkonzepten durchaus ein positives Ergebnis darstellt).


• Interessanterweise schnitt die "Kontrast-Gruppe" auch im Test zum angelesenen Faktenwissen besser ab als die "Selbsterklärungs-Gruppe", obwohl beide Gruppen denselben Text gelesen hatten. Die Autoren vermuten, dass die dem Lesen vorangegangene Aktivität (eine einzige korrekte Abbildung erklären vs. zwei Abbildungen kontrastieren) die Studierenden unterschiedlich auf das Lernen aus dem Text vorbereitet hatte.


• Und schliesslich zeigte die Analyse der Gespräche mit den Studierenden, dass die "Kontrast-Gruppe" in ihren Erläuterungen über das hinausging, was direkt aus den Bildern oder aus dem Text zu entnehmen war: Sie konstruierten also häufiger eigene – korrekte -  Schlussfolgerungen. 


Fazit:
Die Autoren der Studie vermuten, dass es der "Kontrast-Gruppe" in weit besserem Ausmass gelang, ihr eigenes mentales Modell des Blutkreislaufes weitgehend umzustrukturieren, während die Mitglieder der anderen Gruppe öfters lediglich einzelne Vorstellungen in ihren mentalen Modellen austauschten.
Aus Sicht dieser Studie kann es sich deshalb lohnen, die Fehlvorstellungen von Schülerinnen und Schülern zu erfassen, diese Fehlvorstelllungen explizit zu machen und sie mit der korrekten "Version" zu kontrastieren. Bei über 20 Schülern klingt dies wie eine unlösbare Aufgabe, Untersuchungen zeigen aber, dass Schülerinnen und Schüler in einem Fachgebiet oft ähnliche Fehlvorstellungen aufweisen.
Wichtig ist es, den Prozess der Kontrastierung mit Fragen zu unterstützen, die auf die relevanten Aspekte zielen. Ansonsten könnten die Lernenden mit der Aufgabe leicht überfordert sein. Fragen waren im vorliegenden Fall etwa: 

• Welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede kannst du in den beiden Abbildungen erkennen?

• Kannst du den Weg des Blutes in beiden Abbildungen einzeichnen?

• Welche sind die wichtigen Teile des Kreislaufs in der jeweiligen Abbildung?
  
  

Quelle: 
Soniya Gadgil, Timothy J. Nokes-Malach and Michelene Chi: Effectiveness of holistic mental model confrontation in driving conceptual change
Learning and Instruction 22 (2012) 47-61

Vergangene Newsticker-Meldungen zum Thema Fehlvorstellungen und Konzeptwandel:

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• Welche Texte bringen mehr Lernerfolg?
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• Falsch verstandenes Gleichgewicht
• Schwierige Molekularbiologie

25.1.2012