Problemtypenbasierte Modellierung und Messung experimenteller Kompetenzen

Abstract

Im Rahmen der Entwicklung nationaler Bildungsstandards wurde in der Schweiz 2008 ein interdisziplinärer, auf der Unterscheidung von Teilprozessen aufbauender large-scale-Experimentiertest bei 807 Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufen 6 und 9 durchgeführt (Projekt HarmoS). Eine Analyse der Testvalidität zeigte betreffend Itemabhängigkeiten, kompetenzirrelevanten Anforderungen, Generalisierbarkeit und Interpretierbarkeit der Experimentieraufgaben beeinträchtigende Mängel auf. Im derzeit laufenden Folgeprojekt ExKoNawi (Experimentelle Kompetenzen in den Naturwissenschaften) wird versucht, diese Validitätsprobleme mit einer problemtypenbasierten Kompetenzmodellierung in zufriedenstellender Weise zu lösen. Dabei werden hands-on Aktivitäten in den Fächern Biologie, Chemie und Physik als fächerübergreifende experimentelle Problemtypen wie «Beschreibung qualitativer Beobachtungen», «Messung quantitativer Grössen», «Durchführung experimenteller Vergleiche» und «Untersuchung korrelativer Zusammenhänge» modelliert. 2012/13 wurden Pilottests mit insgesamt 12 Aufgaben bei rund 450 Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufen 7 bis 9 validiert. Die Auswertung eines Teiltests mit Untersuchungs- und Vergleichsaufgaben belegt, dass mit einer problemtypenbasierten Kompetenzmodellierung ein interdisziplinäres Messinstrument mit guten Item-Fitwerten entwickelt werden kann, das auf tiefem Leistungsniveau signifikante und interpretierbare Leistungsdifferenzen misst. Dabei konnten im Vergleich zum HarmoS-Experimentiertest in allen vier die Validität beeinflussenden Aufgabenaspekten (Itemabhängigkeit, kompetenzirrelevante Anforderungen, Generalisierbarkeit, Interpretierbarkeit) Verbesserungen erzielt werden. Trotz positiver Resultate bleibt die Sicherstellung einer ausreichend hoher Testreliabilität im Hinblick auf die geplante Modellvalidierung die vordringlichste Aufgabe des Projekts ExKoNawi.