Construct validation of diagnostic items to identify student’s preconceptions about evolutionary adaptation and inheritance

Das Thema Evolution gilt als bedeutender Inhalt biologischen Unterrichts und sollte frühzeitig in den Biologieunterricht integriert werden, damit die wesentlichen Inhalte als Grundlage den Lernprozess weiterer curricularer Themeninhalte begleiten können. Aus konstruktivistischer Sicht sind dabei alltagsbezogene Vorstellungen zu ermitteln, die vor dem Unterricht bestehen und von den Schülern mitgebracht werden. Werden diese Sichtweisen ignoriert, können diese langfristig überdauern. Fachlich unangemessene Vorstellungen zur Evolution und Vererbung wurden in zahlreichen Studien ermittelt und treten sowohl bei jüngeren Schülern, als auch bei Studierenden, bzw. allen Alternsstufen auf. Um die Vermittlung an die Voraussetzungen der Zielgruppe anpassen und die individuellen Voraussetzungen berücksichtigen zu können, sollten vorunterrichtliche Vorstellungen diagnostiziert werden. Für einen zeiteffizienten Diagnosevorgang wurden in dieser Arbeit Multiple-Choice-Aufgaben entwickelt, die objektiv und schnell ausgewertet werden können. Die meisten Aufgaben wurden bereits in vergleichbarer Form in anderen Studien im Wesentlichen ungeprüft eingesetzt und in dieser Arbeit genauer untersucht und angepasst. Dabei lag der Schwerpunkt auf der Konstruktvalidität, da dieses Gütekriterium ein wesentliches, aber oft vernachlässigtes Merkmal aussagekräftiger Diagnoseaufgaben ist. Zunächst wurden verschiedene Versionen eines zusammengestellten Testinstruments zur evolutionären Anpassung und Vererbung in einer Vorstudie mit 160 Schülern der Zielgruppe auf wesentliche Schwachstellen überprüft. Dabei wurden qualitative (offene Begründungen) und quantitative Parameter (deskriptive Statistik für einzelne Aufgaben und klassische Testparameter) berücksichtigt. In der nachfolgenden Hauptstudie wurde jeweils eine Aufgabe zu jedem Themeninhalt des Tests genauer untersucht. Dazu wurden 10 Interviews mit Schülern der 7. und 9. Klasse mit gleichen Vorkenntnissen durchgeführt und die Ergebnisse mit denen aus 10 weiteren Interviews verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die genaue Untersuchung der Konstruktvalidität alle Aufgaben als ungeeignet identifizieren konnte, und die Aufgaben an das Verständnis und die Vorstellungen der Zielgruppe zunächst angepasst werden müssen, bevor ein vollständiges Testinstrument entwickelt werden kann. Die Unangemessenheit zeigt sich dabei im Aufgabenformat, in der Auswahl der Antwortoptionen oder in Schlüsselwörtern im Itemstamm, die zu konstruktirrelevanter Varianz führen. In der Arbeit wurde verdeutlicht, dass geschlossene Aufgaben, die zur Einschätzung von Schülervorstellungen zur Evolution genutzt werden oftmals nicht das prüfen, was sie vorgeben zu externalisieren. Zudem zeigte sich, dass Diagnoseaufgaben, die Schülervorstellungen als Distraktoren beinhalten, nicht nach allgemeinen Standards entwickelt und beurteilt werden können, sondern individuell auf das Verständnis und die Vorstellungen der Lernenden in dem entsprechenden Themenbereich ausgerichtet werden müssen. Die Aufgaben wurden auf der Grundlage der Ergebnisse verändert. Hinweise, die sich für alternative Aufgaben ergaben, wurden theoretisch diskutiert und jeweils praktisch in einer überarbeiteten Aufgabenversion umgesetzt. Für die quantitative Weiterentwicklung der Aufgaben im Hinblick auf ein vollständiges Testinstrument wird die Entwicklung nach Verfahren vorgeschlagen, welche die spezifischen Anforderungen von Instrumenten zur Erfassung von Schülervorstellungen berücksichtigen. Die Aufgaben, die in dieser Arbeit genauer untersucht wurden, können in der überarbeiteten Form auch einzeln als Unterrichtsmaterial eingesetzt werden