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Entwicklung und Überprüfung von Kompetenzmodellen zur integrativen Verarbeitung von Texten und Bildern (Schnotz / Horz / McElvany; 2007-2013)

Kurzbeschreibung

Laufzeit seit 2007

Das Lernen in vielen Schulfächern ab der Sekundarstufe I basiert wesentlich auf Lehrmaterialien mit Texten, die instruktionale Bilder enthalten. Zum Aufbau adäquater Wissensstrukturen müssen Lernende Text- und Bildinformationen aufeinander beziehen und integrativ verarbeiten. Die Entwicklung dieser Kompetenz zur integrativen Verarbeitung von Text- und Bildinformationen bei Schülern dürfte analog zur Kompetenzentwicklung in anderen Bereichen maßgeblich vom Unterricht ihrer Lehrkräfte beeinflusst werden. Dementsprechend sind Modelle zur Struktur und Entwicklung dieser Kompetenz auf Schülerebene mit komplementären Modellen der betreffenden fachlichen und fachdidaktischen Kompetenz auf Lehrerebene, insbesondere auch der diagnostischen Kompetenz, in Beziehung zu setzen.

Ziel ist die Überprüfung von Kompetenzmodellen zur Text-Bild-Integration auf Schüler- und Lehrerebene. Auf Schülerebene soll untersucht werden, welche Strukturmerkmale die Kompetenz zur Text-Bild-Integration kennzeichnen und welchen Einfluss die Schulform und das Alter auf den Kompetenzstatus haben. Auf Lehrerebene soll untersucht werden, welche fachlichen und fachdidaktischen Kompetenzen Lehrkräfte unterschiedlicher Schulfächer zur Förderung der Kompetenz ihrer Schülerinnen und Schüler besitzen und inwieweit diese Kompetenzen von Ausbildung und Berufserfahrung abhängig sind. Die Kompetenzmodelle zur integrativen Verarbeitung von Texten und Bildern werden auf Schüler- und Lehrerebene zum Zweck einer diskriminativen Konstruktvalidierung mit Modellen der reinen Textlesekompetenz verglichen.

Forschungsstand 2009

Ab der Sekundarstufe I beruht der Unterricht in vielen Schulfächern auf der Verwendung von Lehrmaterialien, die nicht nur schriftliche Texte, sondern auch instruktionale Bilder enthalten. Um anhand dieser Materialien zu lernen, müssen Schülerinnen und Schüler Text- und Bildinformationen aufeinander beziehen und mental integrieren. Über die Struktur und die Entwicklung dieser Kompetenz bei Schülerinnen und Schülern ist bislang nichts bekannt. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Kompetenzentwicklung maßgeblich vom Schulunterricht und damit von den fachlichen und fachdidaktischen Kompetenzen der Lehrkräfte beeinflusst wird. Ziel des Projekts ist deshalb die Entwicklung und Überprüfung von Kompetenzmodellen zur Text-Bild-Integration auf Schüler- und auf Lehrerebene. Auf Schülerebene soll untersucht werden, welche Strukturmerkmale die Kompetenz zur Text-Bild-Integration kennzeichnen und welchen Einfluss die Schulform und das Alter auf den Kompetenzstatus haben. Auf Lehrerebene soll untersucht werden, welche Kompetenzen (Wissen, Einstellungen, Motivation, diagnostische Fähigkeiten) Lehrkräfte unterschiedlicher Schulfächer zur Förderung der Kompetenz ihrer Schülerinnen und Schüler besitzen und inwieweit diese Kompetenzen von Ausbildung und Berufserfahrung abhängig sind.

Im Berichtszeitraum wurden Instrumente zur Kompetenzerfassung auf Schüler- und auf Lehrerebene entwickelt und überprüft. Auf der Schülerebene wurden ausgehend von dem integrativen Modell des Text- und Bildverstehens von Schnotz und Bannert 48 Aufgaben zu Themenbereichen der Biologie und der Geographie entwickelt, in denen jeweils ein expositorischer Text und eine oder mehrere Abbildung(en) (z.B. Schemazeichnungen, Karten, Diagramme) gemeinsam präsentiert werden. Zu jeder Aufgabe wurden 6 Multiple-Choice-Fragen (Items) formuliert, zu deren Beantwortung Schülerinnen und Schüler Text- und Bildinformationen miteinander kombinieren müssen, ohne jedoch spezielles Vorwissen zu benötigen. Die Items verlangen Lösungsprozesse von unterschiedlicher Komplexität, sind jedoch so konstruiert, dass sie logisch voneinander unabhängig sind. Nach einer Präpilotierung mit 120 Schülerinnen und Schülern wurden die Aufgaben in einer Pilotstudie anhand einer Zufallsstichprobe von 48 Schulklassen der Klassenstufen 5 bis 8 mit insgesamt 1.060 Schülerinnen und Schülern auf ihre diagnostischen Kennwerte geprüft. Um die einzelnen Schülerinnen und Schüler nicht zu überfordern und dennoch alle Aufgaben gleichmäßig häufig einzusetzen, wurde ein balanciertes unvollständiges Blockdesign (sog. Youden Squares) realisiert, bei dem Testhefte benachbarter Klassenstufen jeweils über die Hälfte der Aufgaben verlinkt waren. Auf der Lehrerebene wurden Instrumente zur Erfassung der thematisch relevanten Lehrerkompetenzen, insbesondere der fachdidaktischen Kompetenzen zum Thema der Text-Bild-Integration und der diagnostischen Kompetenzen entwickelt. Die Items der Schülerebene wurden anhand des Rasch-Modells mit Hilfe der Marginal Maximum Likelihood Methode und der Conditional Maximum Likelihood Methode analysiert und erwiesen sich als hinreichend stochastisch unabhängig. Außerdem wurden Differential Item Functioning Analysen durchgeführt, um etwaige itemspezifische Verzerrungseffekte zu eliminieren. Anhand von Item- und Testinformationskurven wurden vier jahrgangsspezifische Testhefte konstruiert, die zur Beantwortung der oben beschriebenen Forschungsfragen eingesetzt werden sollen. Auf der Lehrerebene zeigte sich, dass die Bedeutung des integrativen Lesens von Texten und Bildern als hoch eingeschätzt wird, dass jedoch eher wenig spezifisches Wissen vorhanden ist. Leichter fällt den Lehrkräften die Beantwortung von Fragen zur Materialgestaltung und zu Vermittlungsstrategien anhand von konkreten Anforderungssituationen. Die diagnostische Kompetenz der Lehrkräfte scheint jedoch nur gering bis moderat ausgeprägt zu sein. Daraus ergeben sich Schlussfolgerungen für die Lehrerbildung sowie Aus- und Weiterbildung von Lehrkräften.

 

Forschungsstand 2010

Ein wesentliches Ziel des Projekts auf der Schülerebene ist die Bestimmung von alters- und schulart-spezifischen Verläufen der Kompetenzentwicklung im Bereich der Text-Bild-Integration sowie von Struktur- und Prozessmerkmalen dieser Kompetenz. Dabei geht es insbesondere um die Frage, ob und wieweit sich die Kompetenz zur Text-Bild-Integration von der nur textbezogenen Lesefähigkeit abgrenzen lässt und welche spezifischen Prozessanforderungen diese Kompetenz konstituieren. Die in der ersten Projektphase entwickelten Tests werden in einer derzeit laufenden Längsschnittuntersu-chung verwendet, die drei Messzeitpunkte (2009, 2010 und 2011) umfasst. Dabei wird die Kompe-tenzentwicklung zweier Kohorten (Klassenstufen 5-6-7 und Klassenstufen 6-7-8) über einen Zeitraum von jeweils 3 Jahren verfolgt. Neben den Verlaufsformen der Kompetenzentwicklung in den verschie-denen Schularten interessiert, wieweit sich die Kompetenz zur Text-Bild-Integration als ein eigenstän-diger Kompetenzbereich neben der rein textbezogenen Lesekompetenz etabliert. Den bisherigen Er-gebnissen zufolge scheint der Einfluss der Lesekompetenz auf die Bild-Text-Integrationskompetenz durch die Klassenstufe moderiert zu werden: Von der Klassenstufe 5 zur Klassenstufe 6 verflacht die Regressionsgerade, was den Schluss nahe legt, dass die gemeinsame Varianz von Lesekompetenz und Kompetenz zur Bild-Text-Integration mit zunehmender Klassenstufe abnimmt. Die Beschreibun-gen der Aufgabenstrukturmerkmale erlaubt eine relativ gute Vorhersage von Itemschwierigkeiten vor allem dann, wenn auch die Position des Items innerhalb der Aufgabe mitberücksichtigt wird. Bei den erstplatzierten Items erhält man exzellente Vorhersagen anhand von Aufgabenstrukturmerkmalen, während die Vorhersagegenauigkeit bei den folgenden Items deutlich nachlässt. Es scheint, dass die Aufgabenstrukturmerkmale vor allem den Konstruktionsaufwand für die initiale Bildung der mentalen Repräsentation beeinflussen. Die systematische Abnahme der Vorhersagbarkeit von Itemschwierig-keiten anhand von Aufgabenstrukturmerkmalen mit zunehmender Itemposition dürfte Ausdruck des von Item zu Item abnehmenden Konstruktionsaufwandes sein. Es ist somit davon auszugehen, dass sich der „Prozess-Mix“ bei der Bearbeitung einer Aufgabe von Item zu Item systematisch verändert. Die Analyse der Prozessmerkmale der Itemanforderungen ergibt relativ gute Vorhersagen der Itemschwierigkeitsvarianz zwischen 39 und 49%. Eine kognitive Itemanalyse kann demnach zu einer relativ guten Vorhersage von Itemschwierigkeiten führen.

Forschungsstand 2011

Bereits gegen Ende der Grundschule bzw. Primarstufe, aber vor allem in der Sekundarstufe I enthalten Lehrmaterialien nicht nur Bilder zu Dekorationszwecken oder zur Illustration des Themas, sondern auch andere Formen der Visualisierung wie Schemazeichnungen, Karten oder Diagramme, die zur Wissensvermittlung eingesetzt werden und als eigenständige, den Text ergänzende Informationsquelle dienen. Solche Lehrmaterialien erfordern von Schüler/innen die Kompetenz, Text- und Bildinformationen aufeinander zu beziehen und mental zu integrieren. Es wird angenommen, dass die Kompetenzentwicklung maßgeblich vom Schulunterricht und damit von den fachlichen und fachdidaktischen Kompetenzen der Lehrkräfte beeinflusst wird. Die Kompetenz zur Text-Bild-Integration wird dementsprechend auf der Schüler- und der Lehrerebene untersucht. Die Längsschnittuntersuchungen in der Sekundarstufe dauern derzeit noch an.

Auf der Schülerebene zeigte sich bislang, dass nahezu die gesamte Leistungsvarianz zwischen den Schulklassen durch die Schulform und Klassenstufe erklärt wird, während auf der Individualebene der Schüler/innen die Lesekompetenz sowie die räumlichen und verbalen Fähigkeiten, nicht jedoch der sozioökonomische Status Leistungsunterschiede erklären können. Der Zusammenhang zwischen Text-Bild-Integrationskompetenz und Lesekompetenz scheint mit zunehmender Klassenstufe geringer zu werden. Demnach bildet sich die Text-Bild-Integration zunehmend als ein eigenständiger Kompetenzbereich heraus. Die Analyse von Aufgabenstrukturmerkmalen und von Prozessanforderungen unter kognitionspsychologischer Perspektive zeigt eine gute Vorhersagbarkeit der Itemschwierigkeiten. Die Güte dieser Vorhersage ist allerdings von der Position des Items innerhalb der Aufgabe abhängig. Dies weist auf systematische Veränderungen im Verhältnis von mentalem Konstruktionsaufwand und Nutzungsaufwand während der Aufgabenbearbeitung hin.

Auf der Lehrerebene zeigte sich, dass die Bedeutung des integrativen Lesens von Texten und Bildern als hoch eingeschätzt wird, dass jedoch wenig spezifisches Wissen vorhanden ist. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass sich professionelle Kompetenzen vermittelt über unterrichtliches Verhalten auf die Anregung der Schülerinnen und Schüler auswirkt. Zudem erwies sich das fachdidaktische Wissen von Lehrkräften über Bild-Text-Integration als systematisch veränderbar. Aus diesen Ergebnissen ergeben sich Schlussfolgerungen für die Lehreraus- und -weiterbildung, die in den einzelnen Beiträgen diskutiert werden. Ein wichtiger nächster Forschungsschritt ist ein Fokus auf die vertiefte Untersuchung der Unterrichtsqualität beim Unterrichten mit Bild-Text-Materialien und deren Zusammenhang mit den Lehrerkompetenzen einerseits sowie der Schülerentwicklung andererseits.

 

 

 

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