n Empirische Arbeit Psychologie in Erziehung und Unterricht, 2020, 67, 124 -137 DOI 10.2378/ peu2020.art09d © Ernst Reinhardt Verlag München Basel Der Einfluss von Elaborationsstrategien auf die Lernleistung im Biologieunterricht unter Berücksichtigung unterschiedlicher kognitiver Anforderungsbereiche Ricarda Isaak 1 , Christiane Hüfner 2 , Melanie Basten 1 , Matthias Wilde 1 1 Universität Bielefeld 2 Städtisches Gymnasium Mittweida Zusammenfassung: Die bisherige Befundlage zur Auswirkung von Elaborationsstrategien auf die Lernleistung zeigt keinen eindeutig positiven Zusammenhang. Als ein möglicher Grund wird die unterschiedliche Erhebung der Lernleistung diskutiert. In der vorliegenden Studie soll der Einfluss von einer Elaborationsstrategie auf die Lernleistung im Biologieunterricht untersucht werden. Innerhalb eines quasi-experimentellen Pre-Posttest-Designs wurde bei 101 Gymnasiastinnen und Gymnasiasten (M = 10.97; SD = 0.79 Jahre; 49,5 % männlich) der fünften und sechsten Jahrgangsstufe der Lernzuwachs einer sechsstündigen Unterrichtssequenz zum Thema Atmung und Blutkreislauf erhoben. Die Lernleistung wurde auf zwei unterschiedlich hohen kognitiven Anforderungsniveaus erfasst, der Wissenserwerb im Anforderungsbereich I und die Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen (KMK, 2005; Mayer, 2002). Zur Operationalisierung der Elaborationsstrategie wurde in der Experimentalgruppe in jeder Unterrichtsstunde ein Lerntagebuch verwendet. In der Kontrollgruppe wurde inhaltsgleicher Unterricht durchgeführt. Das Lerntagebuch wurde hier nicht verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass für Anforderungsbereich I die Verwendung von Elaboration keine Rolle spielte. Bei den höheren kognitiven Anforderungsbereichen dagegen gab es deutliche Unterschiede mit mittlerer Effektstärke zwischen Experimental- und Kontrollgruppe. Damit deuten die Ergebnisse darauf hin, dass tatsächlich die unterschiedliche Erhebung der Lernleistung eine Erklärung für die bisherigen uneinheitlichen Befunde sein könnte. Schlüsselbegriffe: Elaborationsstrategien, Lerntagebuch, Lernleistung, Anforderungsbereich, Biologieunterricht The Influence of Elaboration Strategies on Learning Performance in Biology Lessons Regarding Different Cognitive Achievement Levels Summary: The results of previous research on the effects of elaboration strategies on learning performance have been ambiguous. The different methods of measuring learning performance in these studies have been discussed as a possible explanation. This study examines the influence of an elaboration strategy on learning performance in biology lessons. Using a quasi-experimental pre-posttest design, we measured the learning performance of 101 fifthand sixth-grade secondary school students (M = 10.97 years; SD = 0.79; 49,5 % male, Gymnasium) in a teaching unit of six lessons on the topic respiration and blood circulation. Learning performance was assessed by two different levels of achievement: knowledge acquisition (rote learning) and knowledge construction (meaningful learning and problem solving; see Mayer, 2002). To implement the elaboration strategy, we had the learners in the experimental group keep a learning journal in each lesson. The control group received similar lessons without the use of a learning journal. The results showed that the use of the elaboration strategy had no impact on rote learning, but there were significant differences of a medium effect size in the higher levels of cognitive achievement between the control and experimental group. The findings therefore suggest that, indeed, different methods of measuring performance can be an explanation for the previous ambiguous study results. Keywords: Elaboration strategies, learning journal, learning performance, learning achievement level, biology lessons Der Einfluss von Elaborationsstrategien auf die Lernleistung 125 Insbesondere für den naturwissenschaftlichen Unterricht mit jüngeren Schülerinnen und Schülern wird über eine unzureichende Vernetzung von neuem Wissen mit dem Vorwissen diskutiert (Dunker, 2015). Elaborationsstrategien als Lernstrategien können vernetzendes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht fördern (Wadouh, 2007). Lernstrategien sind Verhaltensweisen zur Steigerung der Lernfähigkeit (Martin & Nicolaisen, 2015). Sie spielen eine entscheidende Rolle für einen quantitativ hohen und qualitativ hochwertigen Wissenszuwachs (vgl. Glogger, Holzäpfel, Schwonke, Nückles & Renkl, 2012). Ein Zusammenhang zwischen den Variablen Lernstrategie und Lernleistung erscheint nach theoretischen Annahmen plausibel. Es wurden zahlreiche Untersuchungen insbesondere mit älteren Schülerinnen und Schülern sowie Studierenden zum Einfluss von Elaborationsstrategien auf die Lernleistung durchgeführt. Die Befundlage deutet auf keinen einheitlichen Zusammenhang hin und kann die Annahme eines Zusammenhangs von Elaborationsstrategien und Lernleistung nicht eindeutig bestätigen. Die unterschiedlichen Methoden zur Erfassung von Lernstrategien sowie die Operationalisierung des Lernleistungsmaßes werden als Gründe für die z.T. schwachen, z.T. fehlenden Zusammenhänge zwischen Elaborationsstrategien und Lernleistung diskutiert (Artelt, 2000; Lind & Sandmann, 2003; Souvignier & Gold, 2004; Spörer & Brunstein, 2006). Laut Baumert und Köller (1996) liegen für einen Großteil der Untersuchungen schwache Zusammenhänge vor, in denen die Lernleistung mittels Schulnoten oder Seminarleistungen erhoben wurde. Zusammenhänge zwischen Elaborationsstrategien und Lernleistung sollten auch durch Studien in den Naturwissenschaften untersucht werden (Glogger et al., 2012). Im Biologieunterricht wurden bislang wenige Studien zum Zusammenhang der beiden Variablen durchgeführt (Lind & Sandmann, 2003). Gerade dort könnten Elaborationsstrategien zur Förderung kumulativen Lernens von besonderer Bedeutung sein, denn mithilfe von Elaborationsstrategien können Lernende ihr Vorwissen mit neuem Wissen vernetzen (Wadouh, 2007). Ziel der vorliegenden Interventionsstudie war es, mithilfe eines Lerntagebuchs den Zusammenhang der Nutzung einer Elaborationsstrategie im Biologieunterricht bei Schülerinnen und Schülern der fünften und sechsten Klasse mit der Lernleistung zu untersuchen. Anknüpfend an die Befunde von Souvignier und Gold (2004) sowie Souvignier und Rös (2005) sollte die Lernleistung auf unterschiedlich hohen kognitiven Anforderungsniveaus erhoben werden. In dieser Untersuchung wurden die unterschiedlich hohen kognitiven Anforderungen durch die drei Anforderungsbereiche (AFB) Reproduktion, Reorganisation sowie Transfer und Problemlösen umgesetzt (KMK, 2005). Die steigenden kognitiven Anforderungen der drei Anforderungsbereiche werden von Mayer (2002) in zwei Formen der Lernleistung differenziert. Kognitive Lernprozesse, die auf eine Reproduktion („rote learning“) des Lerninhaltes abzielen, werden als Wissenserwerb bezeichnet. Eine Lernleistung mit höheren kognitiven Anforderungen (AFB II und III; „meaningful learning“) wird als Wissenskonstruktion angesehen. Der Begriff Lernleistung umfasst Lernprozesse im Anforderungsbereich I und in höheren Anforderungsbereichen. Theorie Elaborationsstrategien und Lerntagebuch Elaborationsstrategien gehören nach Weinstein und Mayer (1986) zu den kognitiven Lernstrategien. Sie helfen bei der Speicherung neuen Wissens im Gedächtnis, indem neues Wissen mit dem Vorwissen des Lerners verbunden wird (Den Elzen-Rump, Wirth & Leutner, 2008). Eine Verknüpfung mit dem Vorwissen kann beispielsweise durch das Fragenstellen umgesetzt werden (Krause & Stark, 2006). Beim Fragenstellen wird dem Lernenden eine Frage vom Lehrenden vorgegeben, die an vorhandenes Wissen anknüpft, z. B. „Was weißt du darüber, wie unser Blut durch den Körper fließt? “. Der Lernende wird durch entsprechende Fragen angeregt, sich zum einen sein bisheriges Wissen in der Lernsituation zu vergegenwärtigen (Aktivierung; Krause & Stark, 2006). Zum anderen hilft 126 Ricarda Isaak, Christiane Hüfner, Melanie Basten, Matthias Wilde die schriftliche Beantwortung von Fragen Lernenden dabei, die Sinnstrukturen eines neuen Lerninhaltes zu erarbeiten (Konstruktion, z. B. Formulieren der Lerninhalte in eigenen Worten) und anschließend aktiviertes Vorwissen mit dem neuen Lernstoff zu verbinden (Integration; Baumert & Köller, 1996). Diese Elaborationsstrategie, eine Verknüpfung mit Vorwissen durch das Fragenstellen, kann zum Beispiel in einem Lerntagebuch dokumentiert werden. Mithilfe des Lerntagebuchs werden die Schülerinnen und Schüler kontinuierlich dazu angehalten, die geforderte Lernstrategie anzuwenden (Spinath, 2005). Somit ist ein Lerntagebuch als eine Methode zur Implementierung einer Lernstrategie anzusehen (Götz & Nett, 2011). Die Arbeit mit einem Lerntagebuch sollte laut Nückles und Kollegen (2010) vorab mittels Instruktionen eingeführt werden, indem die Schülerinnen und Schüler Informationen über den Zweck und den Nutzen der Lernstrategie erhalten. In einer empirischen Studie von Nückles et al. (2010) erreichten Schülerinnen und Schüler mit entsprechender Einführung eine signifikant höhere Lernleistung als Schülerinnen und Schüler, die keine einführenden Informationen zum Lerntagebuch erhielten. Vor dem Hintergrund der Befunde von Nückles et al. (2010) sollte eine Lernstrategie zu Beginn erklärt und eingeübt werden (1. Stufe: Erklären und Üben). Anschließend sollten weitere intensive Anwendungsphasen folgen, um einen gewissen Automatisierungsgrad bezüglich der Lernstrategie zu erreichen (Den Elzen-Rump et al., 2008). Insbesondere für jüngere Schülerinnen und Schüler könnte es von Vorteil sein, wenn man diese intensiven Anwendungsphasen in zwei aufeinander aufbauende Stufen unterteilt, um eine mögliche Überforderung zu vermeiden. Zunächst erhalten die Schülerinnen und Schüler unterstützende Strukturen, um die Anwendung einer Lernstrategie zu erleichtern (2. Stufe: Anwendung der Lernstrategie mit Unterstützung). Nach intensiven Übungsphasen kann immer mehr auf diese unterstützenden Strukturen verzichtet werden (3. Stufe: Anwendung der Lernstrategie ohne Unterstützung). Es gibt zahlreiche empirische Untersuchungen zur Förderung von kognitiven Lernstrategien mithilfe eines Lerntagebuchs (z. B. Berthold, Nückles & Renkl, 2007; Glogger et al., 2012; McCrindle & Christensen, 1995; Nückles, Renkl & Fries, 2005; Pavlovich, Collins & Jones, 2009; Pickl, Schmitz, Fischer & Heusel, 2000; Wäschle, Gebhardt, Oberbusch & Nückles, 2015). Glogger, Holzäpfel, Schwonke, Nückles und Renkl (2009) konnten zeigen, dass die Quantität der eingesetzten kognitiven Lernstrategien von Schülerinnen und Schülern der neunten Jahrgangsstufe bei spezifischeren Arbeitsanweisungen (Prompts) höher ist als bei unspezifischen. Einige Studien beschäftigten sich mit der Verbesserung der Lernleistung (z. B. Berthold et al., 2007; Glogger et al., 2012; McCrindle & Christensen, 1995; Nückles, Hübner & Renkl, 2009). Ein Großteil der genannten Studien untersuchte den Einfluss eines Lerntagbuchs bei älteren Probandengruppen, v. a. bei Studierenden; nur in der Studie von Wäschle et al. (2015) waren Schülerinnen und Schüler der siebten Jahrgangsstufe in einem ähnlichen Alter wie die Probanden in der vorliegenden Untersuchung. Für die fünfte und sechste Jahrgangsstufe liegen keine Befunde zum Zusammenhang zwischen im Lerntagebuch umgesetzten Lernstrategien und Lernleistung vor. Elaborationsstrategien und Lernleistung Unter Lernleistung versteht man den Aufbau und die Veränderung von Wissensstrukturen (Steiner, 2001). In der Schule werden verschiedene kognitive Anforderungsbereiche genutzt, um die Lernleistung von Schülerinnen und Schülern zu kategorisieren. In der Lernpsychologie wurde von Bloom (1972) eine Taxonomie entwickelt, welche die Lernleistung durch sechs Stufen beschreibt. Die Bloom’sche Taxonomie beinhaltet die Stufen Kennen, Verstehen, Anwenden, Analysieren, Synthetisieren sowie Beurteilen. Die hierarchische Anordnung der Stufen stellt die steigenden Anforderungen der Lernleistung dar. Im Jahre 2001 wurde die Bloom’sche Taxonomie von Anderson und Krathwohl modifiziert, indem diese um vier Wissensdimensio- Der Einfluss von Elaborationsstrategien auf die Lernleistung 127 nen, Faktenwissen, begriffliches Wissen, verfahrensorientiertes Wissen und metakognitives Wissen, erweitert wurde. Im Schulunterricht werden diese unterschiedlich hohen kognitiven Anforderungen nach Bloom (1972) sowie Anderson und Krathwohl (2001) in vereinfachter Form mit drei Anforderungsbereichen beschrieben (Florian, 2013; KMK, 2005). Die erste Kategorie, der Anforderungsbereich I Reproduktion, „umfasst die Wiedergabe von Fachwissen und die Wiederverwendung von Methoden und Fertigkeiten“ (KMK, 2005, S. 16). Anforderungsbereich II Reorganisation beinhaltet die Anwendung bekannter Lerninhalte in neuen Bereichen (KMK, 2005). Beim Anforderungsbereich III Transfer und Problemlösen werden unbekannte Lerninhalte vom Lernenden selbstständig erschlossen (KMK, 2005). Die Anforderungsbereiche von Aufgaben werden v. a. durch Operatoren charakterisiert (KMK, 2012). Beispielsweise sind im Fach der Biologie in der Sekundarstufe 1 die Operatoren benennen und darstellen dem Anforderungsbereich I zugeordnet und die Operatoren erklären und vergleichen dem Anforderungsbereich II. Der Anforderungsbereich III beinhaltet u. a. die Operatoren planen und beurteilen. Die Lernleistung könnte durch die Verwendung von Lernstrategien, wie z. B. durch Elaborationsstrategien, erhöht werden (Martin & Nicolaisen, 2015). Nach einer Einteilung von Craik und Lockhart (1972) zählen die qualitativ anspruchsvolleren Elaborationsstrategien zu den Tiefenstrategien (Den Elzen-Rump et al., 2008), d. h. „Elaborationsstrategien [gehen] über den Lernstoff hinaus, indem Analogien zu bereits vorhandenem Wissen gesucht und neue Informationen zu größeren Zusammenhängen verknüpft werden“ (Souvignier & Gold, 2004, S. 311). Die Nutzung von Elaborationsstrategien als Tiefenstrategien könnte insbesondere eine bedeutende Rolle zur Lösung von Aufgaben mit höheren Anforderungsbereichen (II und III) spielen (Souvignier & Gold, 2004). Beispielsweise sollen Lernende zur Bearbeitung von Aufgaben im Anforderungsbereich II fähig sein, ihr bisheriges Wissen abzurufen und auf neue Themengebiete zu übertragen. Bei der Verwendung von Elaborationsstrategien laufen ähnliche kognitive Prozesse ab, auch hier wird das Vorwissen zu einem neuen Thema abgerufen und anschließend wird neuer Lernstoff in das Vorwissen integriert (Wild, Hofer & Pekrun, 2001). Neue Informationen verbleiben somit länger im Gedächtnis und man nimmt an, sie können vom Lernenden in konkreten Situationen in der Praxis angewendet werden (Wild et al., 2001). Lernleistung und Elaborationsstrategien müssten demnach zusammenhängen. Die Befundlage zum Zusammenhang von Elaborationsstrategien und Lernleistung fällt in unterschiedlichen Studien jedoch uneinheitlich aus. Zum Teil wurden lediglich schwache oder gar keine Zusammenhänge zwischen Elaborationsstrategien und der Lernleistung bei Studierenden und Schülerinnen und Schülern der 7., 10. und 12. Klasse gefunden (Baumert, 1993; Baumert & Köller, 1996; Pintrich & Garcia, 1993; Schiefele, Streblow, Ermgassen & Moschner, 2003; Spörer & Brunstein, 2005 b; Stebler & Reusser, 1997). Als Grund für die teils heterogene Befundlage wird u. a. die unterschiedliche Erfassung des Kriteriums Lernleistung diskutiert (Köller, Baumert & Schnabel, 2000; Schiefele, Wild & Winteler, 1995; Souvignier & Gold, 2004). Köller et al. (2000) hinterfragen den Einsatz von Tiefenstrategien (u. a. Elaborationsstrategien) als Vorbereitung für Prüfungen in der Schule. Schiefele et al. (1995) nehmen an, dass in schulischen Prüfungen zu einem großen Teil reproduktives Wissen (z. B. Faktenwissen) abgefragt wird. Studien, in denen die Lernleistung mit spezifischeren Lernleistungsmaßen als der Schulnote oder einer summarischen Studienleistung erfasst wurde, wiesen häufiger signifikante Korrelationen zwischen Elaborationsstrategien und Lernleistung auf (Bannert, 2005; Boerner, Seeber, Keller & Beinhorn, 2005; Leopold & Leutner, 2002; Lind & Sandmann, 2003; Spörer & Brunstein, 2005 a). In diesen Studien wurden meistens ältere Probandengruppen, d. h. Schülerinnen und Schüler ab der achten Jahrgangsstufe sowie Studierende, untersucht. Nur Leopold und Leutner (2002) erforschten u. a. die 128 Ricarda Isaak, Christiane Hüfner, Melanie Basten, Matthias Wilde Lernstrategie Elaboration bei Schülerinnen und Schülern der 5. Jahrgangsstufe sowie der 7., 9. und 11. Jahrgangsstufe. Für Schülerinnen und Schüler der 5. Jahrgangsstufe ergab sich keine signifikante Korrelation zwischen dem Einsatz von Elaborationsstrategien und der Lernleistung (r = .01). Für die 7., 9. und 11. Jahrgangsstufe lagen signifikante Korrelationen vor, wobei die ansteigenden Jahrgangsstufen immer höhere Korrelationen zwischen Lernleistung und Anwendung der Elaborationsstrategien aufwiesen (7. Jg.: r = .29; 9. Jg.: r = .39; 11. Jg.: r = .44; p ≤ .01). Die Stärke des Zusammenhanges zwischen Elaborationsstrategien und Lernleistung könnte möglicherweise durch die Operationalisierung der Messung der Lernleistung beeinflusst werden. Souvignier und Gold (2004) untersuchten in verschiedenen Studien bei Studierenden und Schülerinnen und Schülern der 11. Jahrgangsstufe den Zusammenhang zwischen Elaborationsstrategien und Lernleistung bei Aufgaben unterschiedlicher Komplexität. Bei Aufgaben geringer Komplexität fanden sie keine Zusammenhänge zwischen Lernleistung und Elaborationsstrategien, bei Aufgaben hoher Komplexität dagegen ergaben sich substanzielle Zusammenhänge. Diese Befunde ließen sich von Souvignier und Rös (2005) bei Schülerinnen und Schülern der 11. Jahrgangsstufe (N = 121) in ihren zentralen Tendenzen replizieren. Anscheinend zeigten sich Elaborationsstrategien v. a. dann als wirksam, wenn komplexe Aufgaben zu bearbeiten waren. Möglicherweise könnten Wissenstests zu höheren Anforderungsbereichen (Anforderungsbereich II und III) analog zu Aufgaben mit hoher Komplexität ein geeignetes Lernleistungsmaß darstellen, um die vorgestellten Befunde (Souvignier & Gold, 2004; Souvignier & Rös, 2005) zu replizieren (vgl. Wild et al., 2001). Elaborationsstrategien und Biologieunterricht Der Zusammenhang von Elaborationsstrategien und Lernleistung wurde bis jetzt in sehr wenigen Studien im Biologieunterricht untersucht (Lind & Sandmann, 2003). Zahlreiche Studien befassten sich mit der Beziehung zwischen Elaborationsstrategien und Lernleistung im Studium (Bannert, 2005; Boerner et al., 2005; McCrindle & Christensen, 1995; Pintrich & Garcia, 1993; Schiefele et al., 2003; Spörer & Brunstein, 2005 b). Andere Untersuchungen im Forschungsfeld Schule erfassten den Zusammenhang der beiden Variablen im Fach Mathematik bei Schülerinnen und Schülern der 7., 8. und 12. Jahrgangsstufe (Baumert & Köller, 1996; Spörer & Brunstein, 2005 a; Stebler & Reusser, 1997). Insbesondere für den naturwissenschaftlichen Unterricht mit jüngeren Schülerinnen und Schülern wird über Probleme zur Integration von neuem Wissen in das Vorwissen diskutiert (Dunker, 2015; Mikelskis-Seifert & Wiebel, 2011; Rahayu & Tytler, 1999; Sére, 2000). Neu Erlerntes und bisheriges Wissen stehen ohne eine Verbindung nebeneinander. Unterrichtsthemen werden wenig aufeinander bezogen und eine Einordnung in übergeordnete Zusammenhänge unterbleibt (Wadouh, Sandmann & Neuhaus, 2009). So lässt sich die Einführung der Basiskonzepte (System, Struktur und Funktion, Entwicklung) in den Kernlehrplan für das Fach Biologie Nordrhein-Westfalen (MSW NRW, 2008) als Maßnahme begreifen, die unterstützen soll, übergeordnete Zusammenhänge zu erkennen, zu begreifen und zu verinnerlichen (Harms, 2016; Kattmann, 2016; MSW NRW, 2008). Eine Maßnahme zur Förderung vernetzenden bzw. kumulativen Lernens im eigenen Unterricht kann für Biologielehrerinnen und -lehrer die Einführung einer Elaborationsstrategie sein. Die Verwendung einer Elaborationsstrategie im Unterricht kann eine Vernetzung von Vorwissen mit neuem Lernstoff unterstützen (Wadouh, 2007). So kann beispielsweise in einem ersten Schritt das Vorwissen der Lernenden durch Fragen aktiviert werden. Die Schülerinnen und Schüler können ihre bisherigen Vorstellungen und Erfahrungen zu diesem biologischen Thema äußern oder ggf. niederschreiben. Das Vorwissen der Lernenden kann in einem zweiten Schritt mittels des Lerntage- Der Einfluss von Elaborationsstrategien auf die Lernleistung 129 buchs im Sinne des kumulativen Lernens aufgegriffen werden. Lernende sollen sich z. B. am Ende einer Unterrichtsstunde überlegen, wie sie ihr Vorwissen und ihre Erfahrungen mit dem neuen Wissen verbinden können. Diese Aktivierung und Verknüpfung von bestehendem Wissen mit neuen Lerninhalten spielt eine wichtige Rolle für eine langfristige und hohe Lernleistung im Biologieunterricht (Gerstenmaier & Mandl, 1995; Riemeier, 2005). Fragestellung Die bisherigen empirischen Befunde zum Zusammenhang von Elaborationsstrategien und Lernleistung sind uneinheitlich. Als möglicher Grund für die heterogene Befundlage werden unterschiedliche Erhebungen der Lernleistung diskutiert (Köller et al., 2000; Schiefele et al., 1995). Die Untersuchungen von Souvignier und Gold (2004) sowie von Souvignier und Rös (2005) legen nahe, dass der Zusammenhang zu Elaborationsstrategien dann hoch ist, wenn die Messung der Lernleistung auf höherem kognitivem Anforderungsniveau erfolgt (vgl. Wild et al., 2001). Im Biologieunterricht wurden bislang wenige Studien zum Einfluss von Elaborationsstrategien auf den Lernerfolg durchgeführt. Insbesondere im Biologieunterricht könnte der Einsatz einer Elaborationsstrategie kumulatives Lernen unterstützen. Entsprechend wurde in der vorliegenden Studie die Elaborationsstrategie, das erworbene Wissen mit dem Vorwissen abzugleichen, angeregt (vgl. Krause & Stark, 2006). Die Hypothesen lauten: H 1 Schülerinnen und Schüler, die zur Nutzung der Elaborationsstrategie angeregt wurden, verfügen nach dem Unterricht nicht über mehr Wissen im Anforderungsbereich I als Schülerinnen und Schüler, die nicht zur Nutzung der Elaborationsstrategie angeregt wurden. H 2 Schülerinnen und Schüler, die zur Nutzung der Elaborationsstrategie angeregt wurden, erwerben mehr Wissen in höheren kognitiven Anforderungsbereichen als Schülerinnen und Schüler, die nicht zur Nutzung der Elaborationsstrategie angeregt wurden. Methode Stichprobe Die Stichprobe dieser quasi-experimentellen Untersuchung setzte sich aus fünf Biologieklassen mit insgesamt 101 Schülerinnen und Schülern der fünften und sechsten Jahrgangsstufe aus drei verschiedenen Gymnasien des Landes Nordrhein-Westfalen zusammen. Von der Gesamtstichprobe waren 50 männlich. Das Durchschnittsalter der Stichprobe betrug 10.97 Jahre (SD = 0.79). Die Experimentalgruppe bestand aus drei Klassen. Die Schülerinnen und Schüler der Experimentalgruppe (n = 61) füllten während des Biologieunterrichts ein Lerntagebuch aus. Die beiden anderen Klassen stellten die Kontrollgruppe (n = 40) dar und führten kein Lerntagebuch. Beide Versuchsleiter unterrichteten in beiden Treatmentgruppen, wodurch ein systematischer Einfluss durch die Lehrpersonen möglichst vermieden werden sollte. Messinstrumente Die Lernleistung der Schülerinnen und Schüler nach der Unterrichtseinheit wurde durch zwei Instrumente erhoben. Der Wissenserwerb im Anforderungsbereich I wurde durch einen computergestützten Test erfasst und die Wissenskonstruktion in höheren kognitiven Anforderungsbereichen wurde durch einen Paper-Pencil-Test gemessen (vgl. Mayer, 2002). Wissenserwerb im Anforderungsbereich I (computergestützter Test) Der Wissenserwerb im Anforderungsbereich I wurde in der sechsten Biologiestunde in Form eines Quiz mit einem computergestützten Test erhoben. Zur Durchführung des computergestützten Tests wurde die Software Turning Point verwendet. Mit Turning Point konnten die Schülerinnen und Schüler sich für eine von vier Antwortmöglichkeiten entscheiden und diese auswählen, indem sie die jeweilige Taste auf ihrem Buzzer drückten. Der Buzzer sendete diese Antwort über WLAN an einen Laptop, sodass die verschiedenen Antworten der Klasse erfasst wurden. Der computergestützte Test bestand aus 20 geschlossenen Items mit vier Antwortalternativen, die dem Anforderungsbereich I, der Reproduktion, zuzuordnen sind (KMK, 2005, 2012). Für jedes korrekt beantwortete Item wurde ein Punkt vergeben, sodass maximal 20 Punkte erzielt werden konnten. Diese reproduktiven Inhalte wurden in den fünf Stunden 130 Ricarda Isaak, Christiane Hüfner, Melanie Basten, Matthias Wilde zuvor mit den Schülerinnen und Schülern im Unterricht erarbeitet, sodass das Quiz (Wissenserwerbstest) als reine Wiederholung diente. Ein Item war beispielsweise: „Benenne die wichtigsten Bestandteile der Luft für die Atmung des Menschen“. Der Test besitzt eine Reliabilität von α = .63 und entspricht einer für Gruppenvergleiche hinreichenden Messgenauigkeit (Lienert & Raatz, 1998). Kovariate Vorwissen Als Kovariate wurde das Vorwissen im Anforderungsbereich I mithilfe von drei Items erhoben, die der Reproduktion zuzuordnen sind (KMK, 2012; MSW NRW, 2008). Ein Item war beispielsweise: „Zeichne den Weg des Bluts durch den Körper ein“. Die Richtigkeit der Schülerantworten in den Aufgaben wurde mit zwei, einem oder null Punkten bewertet, sodass maximal sechs Punkte erreicht werden konnten. Die Interraterreliabilität Cohens Kappa (gewichtet) ist als gut ( κ = .62) einzuschätzen (Wirtz & Caspar, 2002). Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen (Paper-Pencil-Test) Die Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen wurde zu zwei Messzeitpunkten (Vor- und Nachtest) mit einem Paper-Pencil-Fragebogen erhoben. Die vier offenen Items des Paper-Pencil-Tests umfassen die Anforderungsbereiche II und III der Bildungsstandards und erfassen höhere kognitive Anforderungen (KMK, 2012; MSW NRW, 2008). Eingesetzte Operatoren waren vergleiche, erkläre, begründe sowie plane. Items für die Anforderungsbereiche II und III lauteten beispielsweise: „Erkläre wie der Sauerstoff von der Lunge in die Muskeln gelangt“ (Anforderungsbereich II) sowie „Kai und Tina entdecken im Gebirge den Eingang zu einer unbekannten, tiefen Höhle. Sie wurden schon vorher gewarnt, beim Betreten von Höhlen vorsichtig zu sein, da sie in der Höhle ersticken könnten. Plane ein Experiment, mit dem man überprüfen kann, ob Kai und Tina in der Höhle vermutlich atmen könnten. Folgende Materialien stehen dir zur Verfügung: Kerzen, Streichhölzer, langes Holzbrett und Klebeband“ (Anforderungsbereich III). Die Richtigkeit der Schülerantworten in den Aufgaben wurde mit zwei, einem oder null Punkten bewertet, sodass maximal acht Punkte erzielt werden konnten. Es wurden 46 % der Schülerantworten doppelt kodiert. Die Interraterreliabilitäten Cohens κ (gewichtet) sind für den Vor- und Nachtest als gut (Vortest: Cohens κ = .79; Nachtest: Cohens κ = .71) einzuschätzen (Wirtz & Caspar, 2002). Versuchsdesign Die vorliegende Studie ist eine quasi-experimentelle Untersuchung im Zweigruppen-Pretest-Posttest- Design. Das Versuchsdesign der vorliegenden Studie wird in Abbildung 1 dargestellt. Der Pretest für die Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen sowie die Messung des Vorwissens im Anforderungsbereich I wurden in einer Biologiestunde vor Beginn der Untersuchung als Paper-Pencil-Tests durchgeführt (vgl. Abb. 1). Anschließend wurde eine Unterrichtseinheit zum Thema Atmung und Blutkreislauf durchgeführt. Die konkreten Unterrichtsinhalte unterschieden sich zwischen Experimental- und Kontrollgruppe nicht voneinander. Die Schülerinnen und Schüler der Experimentalgruppe füllten zusätzlich am Anfang und am Ende für jeweils drei Minuten der ersten fünf Unterrichtsstunden ein Lerntagebuch aus, welches die Elaborationsstrategie anregte. In der ersten Unterrichtsstunde wurde in der Experimentalgruppe in ca. 10 Minuten die Lernstrategie eingeführt und geübt sowie deren Funktion und Nutzen dargelegt. Am Ende der ersten Unterrichtsstunde wurden in etwa 4 Minuten einige Beispiele von sich freiwillig meldenden Schülerinnen und Schülern vorgelesen (1. Stufe: Erklären und Üben). Die Lehrkraft gab Rückmeldungen zu den Schülerbeiträgen, sodass positive und verbesserungswürdige Aspekte aufgezeigt wurden. Ab der zweiten Stunde sollten die Schülerinnen und Schüler eigenständig auf Anweisung der Lehrkraft am Anfang und am Ende einer Unterrichtsstunde in ihrem Lerntagebuch die Elaborationsstrategie nutzen (2. Stufe: Anwendung der Elaborationsstrategie mit Unterstützung). Während die Schülerinnen und Schüler der Experimentalgruppe am Anfang einer Unterrichtsstunde das Lerntagebuch ausfüllten, wurde in der Kontrollgruppe die gleiche Frage zur Aktivierung des Vorwissens mit den Schülerinnen und Schülern im Plenum als Einstiegsphase genutzt. Damit aktivierten beide Gruppen ihr Vorwissen vor dem Unterricht. In den drei Minuten, in denen die Schülerinnen und Schüler der Experimentalgruppe am Ende einer Unterrichtsstunde mit dem Lerntagebuch arbeiteten, wurde diese Zeit in der Kontrollgruppe für eine im Verlaufs- Der Einfluss von Elaborationsstrategien auf die Lernleistung 131 plan für beide Lehrkräfte festgelegte dreiminütige längere Erarbeitungsphase oder Sicherungsphase im Plenum verwendet. Somit wurden nur die Schülerinnen und Schüler der Experimentalgruppe explizit zu der Elaborationsstrategie, ihr nachunterrichtliches Wissen mit ihrem Vorwissen abzugleichen, angeregt (vgl. Glogger et al., 2009). In der letzten Stunde der sechsstündigen Unterrichtssequenz wurde der Wissenserwerb im Anforderungsbereich I mithilfe eines computergestützten Tests (Quiz) gemessen. Im Anschluss an die Unterrichtsreihe wurde in der Folgestunde der Paper-Pencil-Test zur Erfassung der Wissenskonstruktion in den Anforderungsbereichen II und III als Posttest eingesetzt. Zwischen der letzten Unterrichtsstunde und dem Posttest lagen 3 bis maximal 6 Tage. Das Lerntagebuch zur Anregung der Nutzung der Elaborationsstrategie Als Elaborationsstrategie wurde die Verknüpfung des erworbenen Wissens mit dem Vorwissen durch das Fragenstellen (Krause & Stark, 2006) gewählt, da es das kumulative Lernen im Biologieunterricht (Wadouh et al., 2009) unterstützen kann. Zur Operationalisierung der Elaborationsstrategie wurde in der Experimentalgruppe ein Lerntagebuch eingesetzt. Dieses bestand in jeder der fünf Unterrichtsstunden aus zwei Fragen. In der sechsten Unterrichtsstunde wurde wegen der Erhebung des Wissenserwerbs im Anforderungsbereich I (Quiz) nicht mit dem Lerntagebuch gearbeitet. Die erste Frage im Lerntagebuch wurde als dreiminütiger Einstieg in den Unterricht genutzt und diente zur Aktivierung des Vorwissens wie beispielsweise „Was für Vorstellungen hast du darüber, wie das Blut durch unseren Körper fließt? Zeichne ein, wie das Blut durch unseren Körper fließen könnte.“ Im Lerntagebuch war für diese Unterrichtsstunde ein Schema eines Körpers als Hilfe vorgegeben. Die zweite Frage wurde von den Schülerinnen und Schülern am Ende einer Unterrichtsstunde nach der Sicherungsphase in drei Minuten beantwortet. Diese Frage umfasste inhaltlich den gleichen Sachverhalt, die Schülerinnen und Schüler sollten aber versuchen, den neuen Lernstoff mit ihrem Vorwissen zu vergleichen: „Vergleiche deine Vorstellungen über den Blutkreislauf des Menschen vor der Stunde mit dem, was du jetzt weißt, indem du den Blutkreislauf in die folgende Abbildung einzeichnest.“ Die zweite Frage diente damit zur Konstruktion und Integration des neuen Lernstoffs in vorhandene Wissensstrukturen. Die Schülerinnen und Schüler konnten mithilfe dieser Frage auch fachlich nicht korrekte Sachverhalte ihres Vorwissens erkennen und korrigieren. Experimentalgruppe Kontrollgruppe Vortest: Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen ➡ ➡ Unterricht mit Lerntagebuch 6. Stunde: Wissenserwerb im Anforderungsbereich I Unterricht ohne Lerntagebuch 6. Stunde: Wissenserwerb im Anforderungsbereich I ➡ ➡ Nachtest: Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen Abb. 1: Studiendesign mit eingesetzten Messinstrumenten. 132 Ricarda Isaak, Christiane Hüfner, Melanie Basten, Matthias Wilde In vier von fünf Unterrichtsstunden konnte das Lerntagebuch sinnvoll ausgewertet werden. In der fünften Unterrichtsstunde ist davon auszugehen, dass das Lernangebot nicht ausreichte, damit die Schülerinnen und Schüler den komplexen Lerninhalt (Lungen- und Körperkreislauf ) erschließen und ihre Konzepte verändern konnten. Nach deskriptiven Auswertungen wendeten mindestens drei Viertel der Schülerinnen und Schüler in mehr als der Hälfte der vier einbezogenen Unterrichtsstunden die Elaborationsstrategie im Lerntagebuch an. Eine Anwendung einer Elaborationsstrategie wurde dann angenommen, wenn die Schülerinnen und Schüler in den Lerntagebüchern unter Verwendung von Fachsprache zentrale Sachverhalte des Unterrichts im Vergleich zum Präkonzept fachlich korrekter erläuterten oder sich trotz fachlich weiterhin inkorrekter Erläuterung sprachlich explizit auf ihr Vorwissen und seine Veränderung bezogen. In der fünften Stunde waren in den Lerntagebüchern keine substanziellen Veränderungen der Konzepte und damit keine Elaborationen zu verzeichnen. Statistik Die erhobenen Daten wurden mittels parametrischer Verfahren (für unabhängige Daten eine univariate ANCOVA, für abhängige Daten eine mixed ANOVA mit Messwiederholung) ausgewertet. Um zu untersuchen, wie sich der Einsatz eines Lerntagebuchs auf den Wissenserwerb beim Anforderungsbereich I auswirkte, wurden mittels ANCOVA (abhängige Variable: Wissenserwerb im Anforderungsbereich I; unabhängige Variable: Treatment; Kovariate: Vorwissen) die Werte des computergestützten Tests verglichen. Mit einer mixed ANOVA (Innersubjektfaktor: Zeit, Zwischensubjektfaktor: Treatment) wurde überprüft, ob ein Lernzuwachs bei der Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen vom Vorzum Nachtest des Paper-Pencil-Tests erzielt wurde und inwieweit die Wissenskonstruktion durch den Einsatz von Elaborationsstrategien beeinflusst wird. Berücksichtigt wurden die Voraussetzungen Normalverteilung und Varianzhomogenität (Field, 2013). Diese Voraussetzungen sind für die vorliegenden Auswertungen erfüllt. Für diese Untersuchung werden z. B. gemäß Bortz und Döring (2006) Ergebnisse ab einer Irrtumswahrscheinlichkeit von p < .05 als signifikant gewertet. Die erste Hypothese erfordert eine Testung auf Nicht-Unterlegenheit, sodass hier ein Signifikanzniveau von p > .25 gefordert wird. Ergebnisse In der vorliegenden Untersuchung interessierte der Einfluss von einer Elaborationsstrategie, die Verknüpfung mit Vorwissen durch das Fragenstellen, auf die Lernleistung. Hierfür wurde die Kontroll- (KG) und Elaborationsgruppe (EG) bezüglich der Lernleistung auf der Ebene von Anforderungsbereich I (Reproduktion) und höheren Anforderungen (Reorganisation, Transfer und Problemlösen) verglichen. Beim Wissenserwerb im Anforderungsbereich I (Quiz) erreichten die Kontroll- (n = 40) und Elaborationsgruppe (n = 61) mit einer Punktzahl von etwa 13 sehr ähnliche Werte (KG: M = 13.50, SD = 3.34; EG: M = 13.16, SD = 3.09). Die Analyse mittels ANCOVA zeigte, dass die Kovariate Vorwissen (KG: M = 2.13, SD = 1.74; EG: M = 2.16, SD = 1.60) den Wissenserwerb nicht beeinflusste (F [1, 98] = 2.151; p = .146). Es ergab sich kein signifikanter Haupteffekt des Treatments (F [1, 98] = 0.289; p = .592) und demnach keine signifikanten Unterschiede zwischen Kontroll- und Elaborationsgruppe. Hinsichtlich der Wissenskonstruktion in höheren kognitiven Anforderungsbereichen (II und III; vgl. Abb. 2) zeigten die Kontroll- (n = 40) und Elaborationsgruppe (n = 61) im Vortest ein ähnliches Ausgangsniveau (KG: M = 1.13, SD = 1.07; EG: M = 1.31, SD = 1.45). Im Nachtest erreichte die Elaborationsgruppe im Mittel einen etwas höheren Punktwert als die Kontrollgruppe (KG: M = 2.83, SD = 1.71; EG: M = 4.16, SD = 1.89). Es ergab sich ein signifikanter Haupteffekt der Zeit (F [1, 99] = 132.507; p < .001; η 2 = .57), also für alle Schülerinnen und Schüler ein höchst signifikanter und erheblicher Wissenszuwachs bei den höheren Anforderungsbereichen. Es lag weiterhin ein signifikanter Haupteffekt des Treatments (F [1, 99] = 10.518; p < .01; η 2 = .096) vor. Die Analyse der mixed ANOVA ergab zudem einen signifikanten Interaktionseffekt der Faktoren Zeit und Treatment mit mittlerer Effektstärke (F [1, 99] = 8.492; p < .01; η 2 = .079). Der Einfluss von Elaborationsstrategien auf die Lernleistung 133 Diskussion In der vorliegenden Untersuchung zeigte sich, dass die Nutzung einer Elaborationsstrategie, eine Verknüpfung mit Vorwissen durch das Fragenstellen (Krause & Stark, 2006), die Wissenskonstruktion in den höheren kognitiven Anforderungsbereichen II und III (Reorganisation; Transfer und Problemlösen), nicht aber den Wissenserwerb im Anforderungsbereich I (Reproduktion) beeinflusste. Unsere Befunde zum Wissenserwerb im Anforderungsbereich I (Mayer, 2002) unterstützen damit die Ergebnisse der bisher vorliegenden Studien (Baumert, 1993; Baumert & Köller, 1996; Pintrich & Garcia, 1993; Schiefele et al., 2003; Spörer & Brunstein, 2005 b; Stebler & Reusser, 1997). In diesen Studien wurde die Lernleistung durch eine Schulbzw. Kursnote (Baumert, 1993; Pintrich & Garcia, 1993; Schiefele et al., 2003; Stebler & Reusser, 1997) oder durch eine Klausur bzw. einen Test (Baumert & Köller, 1996; Spörer & Brunstein, 2005 b; Stebler & Reusser, 1997) erhoben. Es erfolgte keine Differenzierung in unterschiedliche Anforderungsbereiche. Die Befunde der Wissenskonstruktion in den höheren kognitiven Anforderungsbereichen II und III entsprechen z. B. den Ergebnissen der Studie von Bannert (2005) sowie Lind und Sandmann (2003). In diesen Untersuchungen bestanden Zusammenhänge zwischen Elaborationsstrategien und der Lernleistung bei Studierenden und Schülerinnen und Schülern im Alter von 18 Jahren. In der Untersuchung von Lind und Sandmann (2003) wurde die Lernleistung durch einen Test mit erhöhten Transferanforderungen operationalisiert. Der Test bestand aus verschiedenen Problemaufgaben, die mit aufeinanderfolgenden Schritten gelöst werden mussten und dem Anforderungsbereich III zugeordnet werden können. Bannert (2005) verwendete zur Erfassung der Lernleistung einen Test mit unterschiedlich hohen kognitiven Anforderungen: Behaltensleistung, Reproduktionswissen und Transferanforderungen. Nur für die Transferleistung zeigte sich ein signifikanter Zusammenhang mit Elaborationsstrategien. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie mit jüngeren Schülerinnen und Schülern der fünften und sechsten Klasse schließen auch an 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Punkte Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen Kontrollgruppe Elaborationsgruppe Vortest Nachtest Abb. 2: Darstellung der Ergebnisse zur Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen zum Zeitpunkt des Vor- und Nachtests (Messwiederholung) der Kontroll- und Elaborationsgruppe. 134 Ricarda Isaak, Christiane Hüfner, Melanie Basten, Matthias Wilde die Befunde von Souvignier und Gold (2004) sowie von Souvignier und Rös (2005) an. In der Untersuchung von Souvignier und Gold (2004) zeigten sich bei Schülerinnen und Schülern der 11. Jahrgangsstufe für einfache Aufgaben (Reproduktionsleistungen) nur schwache Zusammenhänge zwischen dem Einsatz von Elaborationsstrategien und der Lernleistung. Die komplexeren Aufgaben korrelierten positiv und deutlich mit dem Einsatz von Tiefenstrategien (u. a. Elaborationsstrategien). Die Ergebnisse der aktuellen Studie zum Wissenserwerb im Anforderungsbereich I und zur Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen zeigten damit auch für Schülerinnen und Schüler der fünften und sechsten Jahrgangsstufe erwartungsgemäß nicht in beiden Anforderungsbereichen einen Einfluss der genutzten Elaborationsstrategie auf die Lernleistung. Ein Begründungsansatz, warum Elaborationsstrategien keine Verbesserung bei Reproduktionsaufgaben bewirken, könnte in der Funktion von Elaborationsstrategien liegen. Elaborationsstrategien als Tiefenstrategien zielen darauf ab, den Lernstoff besser zu verstehen (Marton & Säljö, 1984; Wild et al., 2001). Aufgaben auf einem reproduktiven Niveau wiederum erfordern die Abfrage von Fakten (KMK, 2005). Demnach ist für die Reproduktion von Lerninhalten der Einsatz von Elaborationsstrategien nur bedingt hilfreich. Nach Entwistle und Entwistle (1991) reicht es bei reproduktiven Aufgaben für Lernende aus, beim Lernen Oberflächenstrategien einzusetzen. Elaborationsstrategien sollten vermehrt bei Aufgaben mit einem höheren Anforderungsniveau genutzt werden (Entwistle & Entwistle, 1991). Als Limitierung der vorliegenden Untersuchung ist anzuführen, dass ausschließlich der Einfluss einer Elaborationsstrategie untersucht wurde. Andere Lernstrategien wurden nicht berücksichtigt, obwohl die Lernleistung besonders dann profitiert, wenn kognitive und metakognitive Lernstrategien angewendet werden (Glogger et al., 2012). Eine an die vorliegende Studie anschließende Studie könnte neben dem Abgleich von Vorwissen und nachunterrichtlichem Wissen auch eine metakognitive Auseinandersetzung mit der Konzeptveränderung anregen, wie dies einige Schülerinnen und Schüler auch bei dem Prompt, der in der vorliegenden Studie verwendet wurde, bereits expliziert haben. Eine weitere Einschränkung der Studie könnte in der Erfassung des Vorwissens beim Anforderungsbereich zur Reproduktion liegen. Im Vortest wurden Items des Anforderungsbereiches I genutzt. Es wurden hier keine zum computergestützten Nachtest (Quiz) identischen Items eingesetzt. Die Items entsprachen jedoch auch Anforderungsbereich I und verwenden Operatoren, die diesem Anforderungsbereich zugeordnet sind (KMK, 2012). Sie waren zudem aus demselben Inhaltsfeld, aus dem die Multiple- Choice Items des Nachtests waren. Zu berücksichtigen bleibt ferner, dass die verschiedenen Anforderungsbereiche (Anforderungsbereich I und höhere Anforderungsbereiche) jeweils durch unterschiedliche Erhebungsformate erfasst wurden. Der Wissenserwerb im Anforderungsbereich I wurde mit einem computergestützten Test erhoben und die Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen mit einem Paper-Pencil-Test. Die unterschiedlichen Erhebungsmethoden der Anforderungsbereiche könnten sich auf den Abruf der Lernleistung der Schülerinnen und Schüler ausgewirkt haben (vgl. Kröhne & Martens, 2011). Zudem waren die Lernzeiten der Kontroll- und Experimentalgruppe nicht identisch. Diese unterschieden sich bei beiden Gruppen aber nur minimal. In der dreiminütigen Einstiegsphase einer Unterrichtsstunde wurde in beiden Gruppen das Vorwissen aktiviert. Die Schülerinnen und Schüler der Experimentalgruppe füllten am Anfang der Stunde ihr Lerntagebuch aus, während die Schülerinnen und Schüler der Kontrollgruppe die gleiche Frage im Plenum beantworteten. Die Lernzeit war in der Einstiegsphase daher nahezu identisch. Am Ende einer Unterrichtsstunde füllte die Experimentalgruppe wieder für drei Minuten ihr Lerntagebuch aus, während in der Kontrollgruppe diese Zeit für eine dreiminütige längere Erarbeitungs- oder Sicherungsphase im Plenum genutzt wurde. Die Kontroll- Der Einfluss von Elaborationsstrategien auf die Lernleistung 135 gruppe hatte somit etwas mehr Lernzeit im Unterricht als die Experimentalgruppe, mit einer zeitlichen Differenz von ca. drei Minuten. Nach Fraser, Walberg, Welch und Hattie (1987) sowie Neuhaus (2007) hat der Einfluss der reinen Lernzeit auf die Lernleistung der Schülerinnen und Schüler jedoch lediglich einen kleinen Effekt. Es kann somit davon ausgegangen werden, dass die Nutzung der Elaborationsstrategie der Hauptunterschied zwischen den beiden Gruppen war. Für die Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen ergab sich ein mittlerer Effekt der Nutzung der Elaborationsstrategie. Die Schülerinnen und Schüler der Experimental- und Kontrollgruppe unterschieden sich im Posttest jedoch nur um 1.33 Punkte von maximal acht. Dies bedeutet, dass die Schülerinnen und Schüler der Experimentalgruppe im Mittel eine der vier Aufgaben mehr teilweise oder vollständig richtig beantworten konnten als die Schülerinnen und Schüler der Kontrollgruppe. In der vorliegenden Untersuchung wurden die Schülerinnen und Schüler zur Nutzung einer Elaborationsstrategie in einem Unterrichtszeitraum von drei Minuten zum Ende jeder Stunde angeregt, wobei die Verknüpfung mit dem Vorwissen nicht allen Schülerinnen und Schülern in allen Stunden gelang. In einer Untersuchung, in der mehrere Elaborationsbzw. Elaborations- und metakognitive Strategien angeregt würden, wäre vermutlich ein stärkerer Effekt zu erwarten (vgl. Glogger et al., 2012). Zudem erreichte die Experimentalgruppe im Mittel nur etwas mehr als die Hälfte der möglichen Punktzahl. Dies lässt darauf schließen, dass die Themen der Unterrichtseinheit Atmung und Blutkreislauf für Schülerinnen und Schüler der fünften und sechsten Jahrgangsstufe kognitiv anspruchsvoll waren. Möglichweise könnte dieser Problematik mit einer Unterrichtseinheit entgegengewirkt werden, in der zunächst jeweils nur ein humanbiologisches Thema, z. B. Atmung, behandelt wird und die Lernenden genügend Zeit erhalten, die beiden Einzelthemen zu verinnerlichen, bevor in einem weiteren Schritt die Vernetzung dieser beiden Themenbereiche erarbeitet wird. Für den naturwissenschaftlichen Unterricht legen die Ergebnisse der vorliegenden Studie nahe, dass der Einsatz einer Elaborationsstrategie die Wissenskonstruktion in höheren Anforderungsbereichen, nicht aber beim Wissenserwerb im Anforderungsbereich I steigern kann. Elaborationsstrategien sollten daher in der Praxis primär zur Erreichung komplexer Lernanforderungen in den Unterricht einbezogen und geübt werden. Das heißt, der Einsatz bietet sich in Unterrichtsphasen an, in denen Aufgaben mit höheren Anforderungsbereichen (II und III) gelöst werden sollen. Die vorliegende Untersuchung leistet zudem einen Beitrag zur Aufklärung bisheriger uneinheitlicher Befunde bezüglich des Einflusses von Elaborationsstrategien auf die Lernleistung. Elaborationsstrategien wirkten sich in der vorliegenden Studie positiv auf die Wissenskonstruktion, nicht jedoch auf den Wissenserwerb aus, sodass die uneinheitlichen Befunde vorheriger Studien möglicherweise auf die Wahl der Erhebungsform für die Lernleistung zurückzuführen sind. Literatur Anderson, L. W. & Krathwohl, D. R. (2001). A taxonomy for learning, teaching and assessing. A revision of bloom’s taxanomy of educational objectives. New York, NY: Addison Wesley Longman. Artelt, C. (2000). Strategisches Lernen. Münster: Waxmann. Bannert, M. (2005). Explorationsstudie zum spontanen metakognitiven Strategie - Einsatz in hypermedialen Lernumgebungen. In C. Artelt & B. Moschner (Hrsg.), Lernstrategien und Metakognition: Implikationen für Forschung und Praxis (S. 129 - 153). Münster: Waxmann. Baumert, J. (1993). Lernstrategien, motivationale Orientierung und Selbstwirksamkeitsüberzeugungen im Kontext schulischen Lernens. Unterrichtswissenschaft, 4, 327 - 354. Baumert, J. & Köller, O. 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