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Das Kompetenzstrukturmodell in den naturwissenschaftlichen Fächern
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Abbildung 2.3: Ausdifferenzierung des Kompetenzbereichs Erkenntnisgewinnung
Erkenntnisgewinnung
Teilbereiche
Naturwissenschaftliche
Untersuchungen
Naturwissenschaftliche
Modellbildung
Wissenschaftstheoretische
Reflexion
Fragestellung Funktionalität Eigenschaften
Aspekte
Hypothese Modellanwendung Entwicklung
Untersuchungsdesign
Grenzen
Datenauswertung
Komplexität
Die Dimension Komplexität des Kompetenzstrukturmodells beschreibt mit
fünf Ausprägungen den Umfang und den Vernetzungsgrad der zu bearbeitenden
Inhalte. Die fünf Niveaus sind wie folgt benannt: ein Fakt, zwei Fakten,
ein Zusammenhang, zwei Zusammenhänge und übergeordnetes Konzept, wobei
diese Bezeichnungen als Oberbegriffe für Namen (z. B. Dalton), Eigenschaften
(z. B. Bindigkeit) oder Variablen (z. B. Temperatur) verstanden werden, die für
den jeweiligen Kompetenzbereich charakteristisch sind. Ein Anstieg der Komplexität
geht in der Regel mit einer Zunahme der zur Lösung notwendigen
Schritte einher. Entscheidend für die Bestimmung der Komplexität einer Aufgabe
ist nicht, wie viele Informationen in der Aufgabe enthalten sind, sondern
wie viele Informationen für die richtige Lösung kognitiv verarbeitet werden
müssen. Die geringste Komplexität einer Aufgabe liegt vor, wenn zu ihrer
Lösung nur eine einzige Variable oder ein einziges Merkmal berücksichtigt werden
muss. Auf dem zweiten Komplexitätsniveau müssen zwei Variablen oder
Merkmale berücksichtigt werden, die nicht in einem direkten Zusammenhang zueinander
beziehungsweise einer Abhängigkeit voneinander stehen. Beim dritten
Komplexitätsniveau wird genau diese gegenseitige Abhängigkeit oder Wechselwirkung
wichtig. Auf dem vierten Komplexitätsniveau müssen zur Lösung einer
Aufgabe zwei Zusammenhänge berücksichtigt werden. Das anspruchsvollste
Komplexitätsniveau wird dadurch charakterisiert, dass es als allgemeines Prinzip
von den gegebenen Informationen unabhängig formulierbar ist und dass mit seiner
Hilfe Zusammenhänge erfasst werden können (z. B. Darstellung eines kompletten
Erkenntnisgewinnungsprozesses).
Kognitive Prozesse
Die Dimension kognitive Prozesse des Kompetenzstrukturmodells definiert,
welche Art der Informationsverarbeitung die Schülerinnen und Schüler zur
Bearbeitung einer Aufgabe ausführen müssen. Dabei handelt es sich um ein
gestuftes Aufgabenmerkmal, das heißt, die Schülerinnen und Schüler müssen bei
einer Aufgabe Informationen reproduzieren, selegieren, organisieren oder integrieren
(siehe Abbildung 2.4).