Untersuchung der chemischen Fachsprache unter besonderer Berücksichtigung chemischer Repräsentationen

  • Promotionsprojekt aus Eigenmitteln
  • Projektlaufzeit: Okt. 2013 - Okt. 2017
  • Mitarbeiter/-innen: Timo Fleischer

 

Naturwissenschaftliche Fachsprache wird in der internationalen Literatur als wesentlicher Bestandteil von Scientific Literacy verstanden. Einerseits dient Fachsprache in den naturwissenschaftlichen Unterrichtsfächern dazu, chemische, biologische und physikalische Inhalte, Zusammenhänge und Konzepte zu kommunizieren. Andererseits ist sie selbst Lerngegenstand mit Blick auf die Teilhabe an wissenschaftlicher Kommunikation in Beruf, Alltag und Gesellschaft. Die Fachsprache in der Chemie besteht nicht allein aus verbalen Repräsentationen wie Texten und Fachbegriffen, vielmehr werden fachspezifische Multiple Externe Repräsentationen, zu denen gleichfalls Bilder und Symbole gehören, verwendet. Bei Bildern werden logische (Diagramme) und realistische Bilder (Fotografien, Schemazeichnung) unterschieden. Lernende müssen mit diesen unterschiedlichen Darstellungstypen umgehen, jede für sich genommen verstehen und interpretieren können. Darüber hinaus müssen sie in der Lage sein, fachsprachliche Repräsentationen der Chemie aufeinander zur Problemlösung zu beziehen, ineinander zu übersetzen und neue Darstellungsformen aus einer gegebenen Repräsentation zu erstellen (Integration, Translation und Transformation). Die Bedeutung und Relevanz des Erwerbs dieser sogenannten representational competence wird mittlerweile auch in den nationalen und internationalen Bildungsstandards abgebildet und findet ebenso Eingang in die aktuellen Lehrpläne der Bundesländer.

Für die Beschreibung von Kompetenzen im Rahmen des übergeordneten Konstrukts representational competence werden Kompetenzstrukturmodelle benötigt, die die Fähigkeiten und Fertigkeiten von Schülerinnen und Schülern bzw. Studierenden zum Umgang mit multiplen externen Repräsentationen beschreiben. Darüber hinaus geben solche Modelle auch Auskunft über Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Dimensionen der Fähigkeiten und sie sind geeignet, Aufgabenschwierigkeiten und schwierigkeitsgenerierende Merkmale zu konkretisieren.

Bisher gibt es keine empirischen Studien, die die Übersetzungsfähigkeiten von Studierenden in Bezug auf bildhafte und symbolische Repräsentationen untersuchen. Daher wurde ein theoretisch fundiertes ein Modell zur Translationskompetenz in der Chemie mit Blick auf diese beiden Repräsentationstypen entwickelt. Zu den bildhaften Repräsentationen zählen die konkret sowie abstrakt (räumlich) ikonischen Repräsentationen. Den symbolischen Repräsentationen wurden die abstrakt (planar) ikonischen, symbolischen und textbasierten Repräsentationen zugeordnet. Dieses Modell der Translationskompetenz wurde im Rahmen dieses Projekts mithilfe von drei empirischen Studien validiert. Die Daten der ersten Hauptstudie deuten darauf hin, dass das 2-dimensionale Raschmodell die beste Modellpassung aufweist, wenn dieses gegen ein 1-, 3- und 6-dimensionales Modell kontrastiert wird.

Daraus wurde gefolgert, dass die untersuchte Translationskompetenz ein zweidimensionales Konstrukt ist. Die erste Dimension bildet die Übersetzung von konkret ikonischen Repräsentationen in symbolische Darstellungen und die zweite Dimension die Translation von abstrakt (räumlich) ikonischen in symbolische Repräsentationen. Weitere Ergebnisse zeigen, dass ein primäres schwierigkeitsbestimmendes Merkmal für die Übersetzung von ikonischen (und symbolischen) in textbasierte Repräsentationen, im Wechsel des Symbolsystems, vom chemischen Symbolsystem hin zum normalen Schriftsystem, liegt. Mit Blick auf den Chemieunterricht bzw. das Chemiestudium ist daher zu berücksichtigen, dass der Wechsel des Symbolsystems bei den untersuchten Übersetzungen von ikonischen in symbolische Repräsentationen explizit thematisiert werden muss. Am besten sollten die Lernenden diese Übersetzungen trainieren, indem sie z.B. regelmäßig Übungsaufgaben bearbeiten, mit deren Hilfe sie lernen, das chemische Symbolsystem zu enkodieren und dessen zugrundeliegenden Informationen zu verstehen.

Ausgewählte Publikationen zum Projekt
Fleischer, T. (2018, im Druck). Untersuchung der chemischen Fachsprache unter besonderer Berücksichtigung chemischer Repräsentationen. In H. Niedderer, H. Fischler & E. Sumfleth (Hrsg.), Studien zum Physik- und Chemielernen (Band 244). Berlin: Logos Verlag