Science Teaching Emotions und kognitive Aktivierung im naturwissenschaftlichen Sachunterricht

Projektleitung
Maximilian Stark¹, Prof. Dr. Anne C. Frenzel², Prof. Dr. Katrin Lohrmann¹

¹Lehrstuhl für Grundschulpädagogik und Grundschuldidaktik der Ludwig-Maximilians-Universität München
²Professur Psychology in the Learning Sciences am Department für Psychologie der Ludwig-Maximilians-Universität München

Finanzierung
Eigenmittel

Laufzeit des Projekts
seit 12/2020

Informationen zum Projekt
Eines der Kernziele des naturwissenschaftlichen Sachunterrichts in der Grundschule ist der Aufbau von Konzeptverständnis durch die Lernenden. Die dafür notwendige Konzeptentwicklung (Möller 2015) wird durch ein hohes kognitives Aktivierungspotential des Unterrichts (Lohrmann 2015) angeregt. In der Praxis erreicht der naturwissenschaftliche Sachunterricht der Grundschule aber nur teilweise das erwünschte Niveau (Steffensky et al. 2020). In diesem Dissertationsprojekt soll geklärt werden, inwiefern die emotionalen Dispositionen von Lehrkräften Unterschiede im kognitiven Aktivierungspotential des Unterrichts verschiedener Lehrkräfte erklären können.
Die Emotionen von Lehrkräften bestimmen maßgeblich nicht nur deren Gesundheit (Buonomo et al. 2017), sondern auch ihre Beziehung zu den Lernenden (Frenzel 2014; Hagenauer et al. 2015) und ihr Unterrichtshandeln (Czerniak 1989; Frenzel 2014; Frenzel et al. 2021). Für das vorliegende Forschungsprojekt stehen domänenspezifische Trait-Emotionen (Bieg 2013) im Mittelpunkt, die Lehrkräfte beim Unterrichten naturwissenschaftlicher Inhalte erleben, sogenannte Science Teaching Emotions (Zembylas 2005). Untersucht werden Science Teaching Anxiety (Czerniak 1989; Westerback 1982) und Science Teaching Enjoyment, also respektive die Angst vor und die Freude am Unterrichten naturwissenschaftlicher Inhalte.
Ein Faktor, der die Verbindung sowohl von Science Teaching Anxiety als auch von Science Teaching Enjoyment mit dem kognitiven Aktivierungspotential von Unterricht mit erklären könnte, ist die domänenspezifische Selbstwirksamkeitserwartung von Lehrkräften mit Bezug auf das Unterrichten von naturwissenschaftlichen Inhalten – kurz Science Teaching Efficacy Belief (de Laat & Watters 1995). Da die Selbstwirksamkeitserwartung von Lehrkräften eng mit deren Emotionen verknüpft ist (Senler 2016), liegt es nahe, dass auch ein Zusammenhang von Science Teaching Emotions mit dem kognitiven Aktivierungspotential des naturwissenschaftlichen Sachunterrichts durch Science Teaching Efficacy Belief mediiert wird.
Die Kernfragestellungen der Studie sind somit:
(1) Hängt Science Teaching Anxiety (1a) / Science Teaching Enjoyment (1b) bei Grundschullehrkräften mit einem geringeren (1a) / höheren (1b) kognitiven Aktivierungspotential im naturwissenschaftlichen Sachunterricht zusammen?
(2) Werden diese Zusammenhänge vom Science Teaching Efficacy Belief der Lehrkräfte mediiert?

Um die genannten Konstrukte messbar zu machen, wurde in Anlehnung an die Teacher Emotions Scales (Frenzel et al. 2016) und das Achievement Emotions Questionnaire (Pekrun et al. 2011) ein neuer Emotionsfragebogen für Science Teaching Emotions entwickelt und pilotiert (Pilotstichprobe: N=33 Grundschullehrkräfte im aktiven Schuldienst). In der gleichen Pilotstudie wurde auch eine neue deutschsprachige Übersetzung des Science Teaching Efficacy Belief Inventory STEBI (Enochs & Riggs 1990) validiert. Zur validen Erfassung des kognitiven Aktivierungspotentials des naturwissenschaftlichen Sachunterrichts von Lehrkräften, ohne diesen videobasiert oder in statu nascendi einem Rating zu unterziehen, wird ein Test auf Basis von Textvignetten (Brovelli et al. 2013) nach dem advokatorischen Ansatz (Heinzer & Oser 2013) entwickelt. Dabei lassen sich nach der Theorie der antizipatorischen Sozialisation Rückschlüsse auf die Verhaltensmuster von Lehrkräften in der Qualitätsdimension kognitive Aktivierung im Kontext des naturwissenschaftlichen Sachunterrichts ziehen (Heinzer & Oser 2013; Merton 1995).
Nach abgeschlossener Pilotierung aller Instrumente wird eine Erhebung unter Grundschullehrkräften im aktiven Schuldienst durchgeführt. Die Daten werden anschließend voraussichtlich mit linearen Strukturgleichungsmodellen zur Analyse der Zusammenhangs- und Mediationshypothesen ausgewertet.

Vorträge zum Projekt

• Stark, M. (2023, 13. Februar). Science Teaching Emotions und kognitives Aktivierungspotential im naturwissenschaftlichen Sachunterricht der Grundschule. Vortrag auf der Konferenz für Grundschulpädagogik und Grundschuldidaktik an bayerischen Universitäten, München.
• Stark, M. (2022, 19. September). Emotionen und kognitive Aktivierung im naturwissenschaftlichen Sachunterricht: Welche Rolle spielen die fachspezifischen Emotionen von Lehrkräften für die kognitiv aktivierende Unterrichtsgestaltung? Vortrag auf der 30. Jahrestagung der DGfE-Kommission Grundschulforschung und Pädagogik der Primarstufe, Regensburg.

Publikationen zum Projekt
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Zitierte Literatur

• Brovelli, D., Bölsterli, K., Rehm, M., & Wilhelm, M. (2013). Erfassen professioneller Kompetenzen für den naturwissenschaftlichen Unterricht: Ein Vignettentest mit authentisch komplexen Unterrichtssituationen und offenem Antwortformat. Unterrichtswissenschaft, 41(4), 306–329.
• Buonomo, I., Fatigante, M., & Fiorilli, C. (2017). Teachers’ burnout profile: Risk and protective factors. The Open Psychology Journal, 10(1), 190–201.
• Czerniak, C. M. (1989). An investigation of the relationships among science teaching anxiety, self-efficacy, teacher education variables, and instructional strategies. Ohio State University, Ohio.
• de Laat, J., & Watters, J. J. (1995). Science teaching self-efficacy in a primary school: A case study. Research in Science Education, 25(4), 453–464.
• Enochs, L. G., & Riggs, I. M. (1990). Further development of an elementary science teaching efficacy belief instrument: A preservice elementary scale. School Science and Mathematics, 90(8), 694–706.
• Frenzel, A. C. (2014). Teacher emotions. In E. A. Linnenbrink-Garcia & R. Pekrun (Hrsg.), International Handbook of Emotions in Education (S. 494–519). New York: Routledge.
• Frenzel, A. C., Daniels, L., & Burić, I. (2021). Teacher emotions in the classroom and their implications for students. Educational Psychologist, 56(4), 250–264.
• Frenzel, A. C., Pekrun, R., Goetz, T., Daniels, L. M., Durksen, T. L., Becker-Kurz, B., & Klassen, R. M. (2016). Measuring teachers’ enjoyment, anger, and anxiety: The Teacher Emotions Scales (TES). Contemporary Educational Psychology, 46, 148–163.
• Heinzer, S., & Oser, F. (2013). Das advokatorische Messverfahren: Die stellvertretende Art Kompetenzen zu messen. In F. Oser, T. Bauder, P. Salzmann, & S. Heinzer (Hrsg.), Ohne Kompetenz keine Qualität: Entwickeln und Einschätzen von Kompetenzprofilen bei Lehrpersonen und Berufsbildungsverantwortlichen (S. 139–168). Bad Heilbrunn: Klinkhardt.
• Lohrmann, K. (2015). Instruktionsorientierter Sachunterricht. In J. Kahlert, M. Fölling-Albers, M. Götz, A. Hartinger, S. Miller, & S. Wittkowske (Hrsg.), Handbuch Didaktik des Sachunterrichts (2. Aufl., S. 408–413). Bad Heilbrunn: Klinkhardt.
• Merton, R. K. (1995). Soziologische Theorie und soziale Struktur. Berlin: de Gruyter.
• Möller, K. (2015). Genetisches Lernen und Conceptual Change. In W. Einsiedler, M. Götz, A. Hartinger, F. Heinzel, J. Kahlert, & U. Sandfuchs (Hrsg.), Handbuch Grundschulpädagogik und Grundschuldidaktik (3. Aufl., S. 243–248). ). Bad Heilbrunn: Klinkhardt.
• Pekrun, R., Goetz, T., Frenzel, A. C., Barchfeld, P., & Perry, R. P. (2011). Measuring emotions in students’ learning and performance: The Achievement Emotions Questionnaire (AEQ). Contemporary Educational Psychology, 36(1), 36–48.
• Senler, B. (2016). Pre-service science teachers’ self-efficacy: The role of attitude, anxiety and locus of control. Australian Journal of Education, 60(1), 26–41.
• Stang, J., Lepper, C., Steffensky, M., & McElvany, N. (2020). Einblicke in die Gestaltung des Mathematik- und naturwissenschaftsbezogenen Sachunterrichts an Grundschulen in Deutschland. In K. Schwippert, D. Kasper, O. Köller, N. McElvany, C. Selter, M. Steffensky, & H. Wendt (Hrsg.), TIMSS 2019. Mathematische und naturwissenschaftliche Kompetenzen von Grundschulkindern in Deutschland im internationalen Vergleich (S. 187–208). Münster, New York: Waxmann.
• Steffensky, M., Scholz, L. A., Kasper, D., & Köller, O. (2020). Naturwissenschaftliche Kompetenzen im internationalen Vergleich: Testkonzeption und Ergebnisse. In K. Schwippert, D. Kasper, O. Köller, N. McElvany, C. Selter, M. Steffensky, & H. Wendt (Hrsg.), TIMSS 2019. Mathematische und naturwissenschaftliche Kompetenzen von Grundschulkindern in Deutschland im internationalen Vergleich (S. 115–168). Münster, New York: Waxmann.
• Westerback, M. E. (1982). Studies on attitude toward teaching science and anxiety about teaching science in preservice elementary teachers. Journal of Research in Science Teaching, 19(7), 603–616.
• Zembylas, M. (2005). Emotions and science teaching: Present research and future agendas. In W. W. Cobern, K. Tobin, H. Brown-Acquay, M. Espinet, G. Irzik, O. Jegede, L. R. Herrera, M. Rollnick, S. Sjøberg, H. Tuan, & S. Alsop (Hrsg.), Beyond Cartesian Dualism (Bd. 29, S. 123–132). Berlin, Heidelberg: Springer.