Systemdenken

Untersuchung von Determinanten des Systemdenkens
auf Ebene der Schüler, des Unterrichts und der Lehrkraft

Modellierung der Kompetenz zum Systemdenken

 

 

 

Kurzbeschreibung

Die Biologie widmet sich als Wissenschaft den Biosystemen. Die Beschäftigung mit Biosystemen erfordert bestimmte Fähigkeiten, die unter dem Begriff des Systemdenkens zusammengefasst werden. Auf der Grundlage eines empirisch belegten Strukturmodells wurden in einem von der DFG finanzierten Projekt personen- und inhaltsbezogene Einflussfaktoren auf die Entwicklung der Fähigkeiten zum Systemdenken analysiert. Neben diesen Faktoren wurde in einem vom BMBF geförderten Projekt die Rolle der Lehrkraft für die Entwicklung von Fähigkeiten zum Systemdenken bei Schülerinnen und Schülern untersucht.


Details zum Projekt

Der naturwissenschaftliche Zugang zu Problemen ist häufig analytisch, d.h. er besteht darin, komplexe Strukturen in überschaubare Komponenten zu zerlegen. Auch wenn durch den analytischen Zugang viele Probleme gelöst werden können, stößt er dann an seine Grenzen, wenn sich das betrachtete Phänomen verändert oder bewegt, wenn ein Geschehen ein anderes beeinflusst oder wenn Ereignisse sich erst aus dem Zusammenwirken von Teilsystemen erklären lassen. In vielen Fällen kann also die systemische Betrachtungsweise in Ergänzung des analytischen Zugangs zu einem Erkenntnisgewinn verhelfen.

Systemische Betrachtungsweise als naturwissenschaftliches Bildungsziel

Bei der systemischen Sichtweise geht es darum, die komplexen Zusammenhänge zwischen den Elementen eines Systems zu verstehen, ihr Zusammenspiel zu analysieren und daraus Folgerungen für die weitere Entwicklung des Systems abzuleiten. Diese Fähigkeiten sind in vielfältigen Situationen von Bedeutung, beispielsweise bei der Beurteilung von Klimaschutzmaßnahmen. Die Ausbildung dieser Fähigkeiten ist nötig, wenn Schülerinnen und Schüler befähigt werden sollen, aktiv und reflektiert am Leben in einer von Komplexität geprägten Umwelt teilzuhaben. Daher ist die Beschäftigung mit Systemen in den Bildungsplänen aller Schulstufen und -arten verankert. Im Hinblick auf die Anschlussfähigkeit an den späteren Fachunterricht sollte die Fähigkeit zum Systemdenken schon früh als eine naturwissenschaftliche Kompetenz gefördert werden.

Kompetenzmodelle zur Modellierung systemischen Denkens

Mit der Forderung nach einem Output-orientierten Bildungssystem geht die Frage einher, wie Lehr- und Lernprozesse so gesteuert werden können, dass sie den Aufbau der geforderten Kompetenzen unterstützen können. Bislang liegen wenige empirisch abgesicherte Kompetenzmodelle für die verschiedenen Kompetenzbereiche in den Naturwissenschaften vor. Um Aussagen über die Förderung und den Aufbau von Kompetenzen machen zu können, sind Kompetenzmodelle nötig. Diese sollten sowohl die benötigten Fähigkeiten und Fertigkeiten, als auch deren Stufung und Entwicklung beschreiben.

Die Forschung zu Kompetenzmodellen stellt die Grundlage für viele Prozesse im Bildungssystem dar. Sie liefert die Basis für curriculare Entscheidungen, für die Entwicklung von Unterrichtsmaterial, für eine Veränderung von Lehr- und Lernformen sowie für Kompetenzrückmeldungen an die Lernenden.

Projektziele

Die Forschungsarbeiten im Bereich des Systemdenkens basieren auf einem empirisch belegten Kompetenzstrukturmodell, in dem die Fähigkeiten beschrieben werden, die Schülerinnen und Schüler benötigen, um Systeme zu begreifen und mit Systemen umzugehen. Zwei Ziele werden dabei verfolgt:

  • Auf der Grundlage des empirisch belegten Kompetenzstrukturmodells zum Systemdenken wurden in dem von der DFG finanzierten Projekt personen- und inhaltsbezogene Einflussfaktoren auf die Entwicklung von Systemdenken analysiert.
  • Dem Einfluss der Lehrkraft wird im Hinblick auf den Kompetenzerwerb eine besondere Rolle zugeschrieben. In Bezug auf die Förderung der Fähigkeiten zum Systemdenken wurde in dem vom BMBF geförderten Projekt untersucht, welchen Einfluss das fachbezogene Professionswissen (Fachwissen und fachdidaktisches Wissen) von Lehrkräften sowie deren motivationale Orientierungen (Selbstwirksamkeitsüberzeugungen, Fachenthusiasmus, Unterrichtsenthusiasmus) auf die Fähigkeit zum Systemdenken bei Schülerinnen und Schülern haben.

 

Aufbau der Untersuchung

Der Erwerb von Kompetenzen im Unterricht wird von Faktoren auf unterschiedlichen Ebenen beeinflusst. Vorausgehende Untersuchungen zum Systemdenken von Grundschülern ergaben erhebliche Leistungsunterschiede innerhalb einer Altersklasse. In der Arbeitsgruppe werden die Ursachen für diese Leistungsunterschiede auf der Ebene der Lernenden und der Lehrkräfte mit experimentellen Feldstudien untersucht. Auf der Ebene der Lernenden werden intraindividuelle Vergleiche vor und nach einer Intervention angestellt, die Aufschluss über den Einfluss von unterschiedlichem Fachwissen auf die Fähigkeit zum Systemdenken geben. Darüber hinaus werden die Fähigkeiten der Lernenden ein abstraktes Systemverständnis zu entwickeln und im Umgang mit Systemen anzuwenden sowie altersabhängige Entwicklungsunterschiede von Schülerinnen und Schülern verschiedener Altersstufen analysiert. Auf der Ebene der Lehrkräfte werden Einflüsse des fachbezogenen Professionswissens bzw. der motivationalen Orientierungen auf die Entwicklung von Fähigkeiten zum Systemdenken bei Schülerinnen und Schülern untersucht.

Ergebnisse

Die beiden Projekte liefern empirische Evidenz, dass das Systemdenken von Schülerinnen und Schülern durch zwei Teilfähigkeiten beschrieben werden kann. Weiterhin zeigen die Projekte, dass die allgemeinen kognitiven Fähigkeiten von Schülerinnen und Schülern sowie deren vorhandenen Fähigkeiten im Systemdenken prädiktiv für die Entwicklung von Systemdenken sind. Auf Ebene der Lehrkräfte erweist sich insbesondere das fachdidaktische Wissen prädiktiv für die Fähigkeitsentwicklung der Schülerinnen und Schüler. Weitere Analysen, z. B. zur Rolle der motivationalen Orientierung der Lehrkräfte für die Entwicklung von Systemdenken auf Seiten der Schülerinnen und Schüler stehen an.

 

Mitarbeiter/innen der Forschungsgruppe (alphabetisch):

Kristina Fraune (bis 09/2012)
Dr. Jörg Großschedl (bis 02/2016)
Prof. Dr. Ute Harms
Daniela Mahler