Fostering hypothetico-deductive reasoning in contexts of primary science education

Angemessenes Schlussfolgern gilt als bedeutsam für die Prüfung von Hypothesen (Moshman, 1979) und wird als Prozess (natur-) wissenschaftlicher Denk- und Arbeitsweisen (scientific inquiry) bereits in der Grundschule gefordert (Duit, Häußler & Prenzel, 2011; OECD, 2007). Unter Rückgriff auf die kognitionspsychologische Forschung zum conditional reasoning wird Schlussfolgern als Fähigkeit, gegebene Ereignisse in Bezug auf die Bedeutung für die Prüfung einer Hypothese zu evaluieren, definiert (Barrouillet, Gauffroy & Lecas, 2008; Gauffroy & Barrouillet, 2011). Eine häufig von Kindern genannte Hypothese auf die exemplarische Frage "Wie kommt es, dass ein Ding springt? (Thiel, 1987) lautet „Dinge, die mit Luft sind, springen". Was aber zeigt beispielsweise ein Flummi, der ohne Luft ist und springt, über diese konditionale Hypothese? Die Evaluation gilt als angemessen, wenn bekräftigende, widerlegende und für die Prüfung irrelevante Ereignisse adäquat unterschieden werden. Ob die Ereignisse adäquat unterschieden werden können, hängt, unter Rückgriff auf die mental models theory (Johnson-Laird & Byrne, 1991, 2002), von der Bildung der erforderlichen mentalen Modelle im Arbeitsgedächtnis ab. Es wird angenommen, dass eine angemessene Schlussfolgerungsfähigkeit auch für weitere inquiry-Prozesse - z.B. schlüssiges Planen von Experimenten und evidenz-basiertes Argumentieren - relevant ist. Sowohl kognitionspsychologische (Barrouillet, Gauffroy & Lecas, 2008; Gauffroy & Barrouillet, 2011; English, 1997) als auch fachdidaktische (Tröbst, Hardy & Möller, 2011) Studien belegen jedoch, dass angemessenes Schlussfolgern eine Herausforderung (nicht nur) für Kinder im Grundschulalter darstellt. Bisherige Untersuchungen zur Förderung der Schlussfolgerungsfähigkeit beschränken sich primär auf Erwachsene, vernachlässigen naturwissenschaftliche Kontexte sowie Transfermöglichkeiten und klammern die Untersuchung von Zusammenhangsfragestellungen aus (z.B. English, 1997; Klauer, Stegmaier & Meiser, 1997). Aus dem skizzierten Forschungsdesiderat wurden für das Promotionsvorhaben folgende Fragestellungen abgeleitet: (1) In welchem Ausmaß kann die Schlussfolgerungsfähigkeit durch Scaffolding-Maßnahmen mit variierendem Unterstützungsgrad in einem naturwissenschaftlichen Kontext ("Wie kommt es, dass ein Ball springt?" (Thiel, 1987) gefördert werden? (2) In welchem Ausmaß fördern die Maßnahmen mit variierendem Unterstützungsgrad den Transfer der Schlussfolgerungsfähigkeit auf ein weiteres naturwissenschaftliches Inhaltsgebiet ("Schwimmen und Sinken?") (3) Gibt es einen Zusammenhang zwischen der Schlussfolgerungsfähigkeit und der Falsifikation von Präkonzepten? (4) Gibt es einen Zusammenhang zwischen der Schlussfolgerungsfähigkeit und evidenz-basiertem Argumentieren? Diese Fragen sollen im Rahmen einer (quasi)-experimentellen Laborstudie im mikrogenetischem Design (Siegler & Crowley, 1991) mit zwei Experimental- und einer Kontrollgruppe (n= 105 DrittklässlerInnen) beantwortet werden. Hierzu werden zwei im Ausmaß an Unterstützung variierende Maßnahmen zur Förderung der Schlussfolgerungsfähigkeit, ein Wissenstest (Prä-Post) und ein Argumentationstest entwickelt. Als Kovariaten werden das Wissenschaftsverständnis sowie die Inhibitionsfähigkeit miterhoben. Die Ergebnisse des Promotionsvorhabens sollen in die Entwicklung von Unterrichtsmaterialien einfließen.