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Aufgrund der Corona-Pandemie wurde das Experimentieren im Naturwissenschaftsunterricht stark eingeschränkt. Die Heterogenität der Schüler*innen im Hinblick auf ihre experimentellen Fähigkeiten könnte sich im Kontext des Distanzunterrichts zudem verstärkt haben. Um das Experimentieren im Naturwissenschaftsunterricht auch im Distanzunterricht zu ermöglichen, wurde eine Unterrichtseinheit im Themenbereich Ökologische Nische und Keimung in ein Online-Format umgestaltet. Um gleichermaßen den heterogenen experimentellen Fähigkeiten der Lernenden zu begegnen, wurden experimentierbegleitend gestufte digitale Lernhilfen entwickelt.

Experimentieren im Biologieunterricht als komplexer Problemlöseprozess könnte durch den Einsatz gestufter Lernhilfen gefördert werden. Aus lernpsychologischer Sicht unterstützen diese binnendifferenzierenden und selbstständigkeitsfördernden Instrumente die Kompetenzwahrnehmung von Schüler*innen. Gleichzeitig könnte dem Motivations- und Interessenabfall in den Naturwissenschaften begegnet werden. Vor dem Hintergrund fehlender mathematischer Kompetenzen bei der Auswertung eines Experimentes könnten zusätzliche gestufte Lernhilfen im Mathematikunterricht implementiert werden. Diese instruktionalen Unterstützungen könnten gleichzeitig einen positiven Einfluss auf die wahrgenommene Kompetenz und die intrinsische Motivation der Lernenden entfalten. Die vorliegende Studie untersuchte daher den Einfluss gestufter Lernhilfen während der Auswertung eines Experimentes im Biologieunterricht sowie im Rahmen einer Unterrichtseinheit zum Thema Lineare Funktionen im Mathematikunterricht auf die Kompetenzwahrnehmung und die intrinsische Motivation der Schüler*innen. Hierzu wurden 75 Lernende einer Versuchsschule (55,2 % weiblich; MAlter = 16.5 Jahre, SDAlter = 0.80 Jahre) in einer Unterrichtseinheit zum Thema Osmose im Naturwissenschaftsunterricht sowie zum Thema Lineare Funktionen im Fach Mathematik unterrichtet und Daten zur Kompetenzwahrnehmung und weitere Daten zur intrinsischen Motivation erhoben. Mithilfe von univariaten Kovarianzanalysen wurden für den Naturwissenschafts- und Mathematikunterricht deutliche deskriptive bzw. signifikante Unterschiede in der wahrgenommenen Kompetenz, zugunsten der Lernenden, die beim biologischen Experimentieren gestufte Lernhilfen nutzten, gefunden; tendenziell signifikante Unterschiede in der intrinsischen Motivation konnten nur für das biologische Experimentieren berichtet werden. Der zusätzliche Einsatz gestufter Lernhilfen im Mathematikunterricht konnte keine Hinweise auf eine erhöhte Motivation der Lernenden hervorbringen.

Experimentieren im Biologieunterricht als komplexer Probleml��seprozess k��nnte durch den Einsatz gestufter Lernhilfen gef��rdert werden. Aus lernpsychologischer Sicht unterst��tzen diese binnendifferenzierenden und selbstst��ndigkeitsf��rdernden Instrumente die Kompetenzwahrnehmung von Sch��ler*innen. Gleichzeitig k��nnte dem Motivations- und Interessenabfall in den Naturwissenschaften begegnet werden. Vor dem Hintergrund fehlender mathematischer Kompetenzen bei der Auswertung eines Experimentes k��nnten zus��tzliche gestufte Lernhilfen im Mathematikunterricht implementiert werden. Diese instruktionalen Unterst��tzungen k��nnten gleichzeitig einen positiven Einfluss auf die wahrgenommene Kompetenz und die intrinsische Motivation der Lernenden entfalten. Die vorliegende Studie untersuchte daher den Einfluss gestufter Lernhilfen w��hrend der Auswertung eines Experimentes im Biologieunterricht sowie im Rahmen einer Unterrichtseinheit zum Thema Lineare Funktionen im Mathematikunterricht auf die Kompetenzwahrnehmung und die intrinsische Motivation der Sch��ler*innen. Hierzu wurden 75 Lernende einer Versuchsschule (55,2 % weiblich; MAlter = 16.5 Jahre, SDAlter = 0.80 Jahre) in einer Unterrichtseinheit zum Thema Osmose im Naturwissenschaftsunterricht sowie zum Thema Lineare Funktionen im Fach Mathematik unterrichtet und Daten zur Kompetenzwahrnehmung und weitere Daten zur intrinsischen Motivation erhoben. Mithilfe von univariaten Kovarianzanalysen wurden f��r den Naturwissenschafts- und Mathematikunterricht deutliche deskriptive bzw. signifikante Unterschiede in der wahrgenommenen Kompetenz, zugunsten der Lernenden, die beim biologischen Experimentieren gestufte Lernhilfen nutzten, gefunden; tendenziell signifikante Unterschiede in der intrinsischen Motivation konnten nur f��r das biologische Experimentieren berichtet werden. Der zus��tzliche Einsatz gestufter Lernhilfen im Mathematikunterricht konnte keine Hinweise auf eine erh��hte Motivation der Lernenden hervorbringen., Zeitschrift f��r Didaktik der Biologie (ZDB) - Biologie Lehren und Lernen, Bd. 26 (2022)

In dem Forschungsprojekt „Bielefelder Binnendifferenzierung in den MINT-Fächern“ (BiBi-MINT) am Oberstufen-Kolleg Bielefeld zur Verzahnung von Mathematikunterricht und Naturwissenschaftsunterricht mit gleichzeitiger Binnendifferenzierung sind unter anderem zwei gestufte Lernhilfen zur Wiederholung linearer Funktionen entstanden und evaluiert worden. Sie sind dazu geeignet, dass Schüler\*innen eigenverantwortlich lineare Funktionen wiederholen und vertiefen und können ebenfalls als exemplarisches Beispiel in der Lehrer\*innenbildung dienen.

In dem Forschungsprojekt „Bielefelder Binnendifferenzierung in den MINT-Fächern“ (BiBi-MINT) am Oberstufen-Kolleg Bielefeld zur Verzahnung von Mathematikunterricht und Naturwissenschaftsunterricht mit gleichzeitigem Fokus auf die Binnendifferenzierung sind unter anderem gestufte Lernhilfen zur Auswertung eines Experimentes zur Bestimmung der Zellsaftkonzentration entwickelt, angewendet und evaluiert worden. Sie sind dazu geeignet, Schüler\*innen eigenverantwortlich die Auswertung und Interpretation des Experimentes durchführen zu lassen. Das Untersuchungsprinzip des Experimentes ist das Bestimmen der Masse von Gemüsestreifen vor und nach dem Einlegen in verschieden konzentrierten NaCl-Lösungen. Die Lernhilfen beinhalten dabei sowohl eine wiederholende Hinführung zur Bestimmung der relativen Massendifferenz als auch eine mathematische Auswertung und Bestimmung der Zellsaftkonzentration. Zur Interpretation werden Inhalte der biologischen Unterrichtsreihe zur Osmose vermittelt bzw. wiederholend bearbeitet.