Zusammenfassung
Die nationalen Bildungsstandards im Fach Geographie weisen das Systemkonzept als zentrales Basiskonzept aus. Die Vermittlung einer entsprechenden Systemkompetenz stellt eine besondere Herausforderung dar, da im Sinne des Brückenfachcharakters physio- und humangeographische (Sub-)Systeme in ihrer Wechselwirkung betrachtet werden.
Im Aufsatz wird die theoretische Herleitung und die empirische Überprüfung eines Kompetenzstrukturmodells dargelegt. Mehrere theoretisch plausible Modelle wurden hinsichtlich ihrer Modellgüte miteinander verglichen. Demnach bildet ein zweidimensionales Kompetenzstrukturmodell mit den Dimensionen „Systemorganisation und -verhalten“ sowie „Systemadäquate Handlungsintention“ die empirischen Daten am besten ab.
Abstract
Pursuant to the German educational standards in geography the system concept is considered a central basic concept. Being a bridging subject, geography faces special challenges with regard to the imparting of a related system competence when reflecting upon the reciprocal effects of both physical and human geographic (sub-)systems. The article displays the theoretical derivation as well as the empirical assessment of a competency structure model. Within the model accuracy it turns out that a two-dimensional competency structure model including the dimensions “system organization and behavior” and “system-adequate intention to act” shows best the empirical data.
Literatur
American Educational Research Association, American Psychological Association, & National Council on Measurement in Education [AERA, APA & NCME] (2014). Standards for educational and psychological testing. Washington, DC: American Psychological Association.
Assaraf, O., & Orion, N. (2005). Development of system thinking skills in the context of earth system education. Journal of research in science teaching, 42(5), 518–560.
Bak, P., Tang, C., & Wiesenfeld, K. (1987). Self-organized criticality: an explanation of the 1/f noise. Physical Review Letters, 59, 381–384.
Becker, E., & Jahn, T. (Hrsg.). (2006). Soziale Ökologie. Frankfurt am Main: Campus.
Bertalanffy, L. v. (1968). General System Theory. New York: Braziller.
Bollmann-Zuberbühler, B. (2008). Lernwirksamkeitsstudie zum systemischen Denken an der Sekundarstufe I. In U. Frischknecht-Tobler, U. Nagel & H. Seybold (Hrsg.), Systemdenken. Wie Kinder und Jugendliche komplexe Systeme verstehen lernen (S. 99–118). Zürich: Pestalozzianum.
Buchholz, J., Hartig, J. Mehren, R., Rempfler, A. & Ulrich-Riedhammer, E. M. (im Druck). Vorhersage der geographischen Systemkompetenz durch kognitive Grundfähigkeit und Leseverständnis. Zeitschrift für Pädagogische Psychologie
DGfG – Deutsche Gesellschaft für Geographie (Hrsg.). (2014). Bildungsstandards im Fach Geographie für den Mittleren Schulabschluss – mit Aufgabenbeispielen. Berlin: DGfG.
Egner, H. (2006). Autopoiesis, Form und Beobachtung – Moderne Systemtheorie und ihr möglicher Beitrag für eine Integration von Human- und Physiogeographie. Mitteilungen der Österreichischen Geographischen Gesellschaft, 148, 92–108.
Egner, H. (2008). Gesellschaft, Mensch, Umwelt – beobachtet: Ein Beitrag zur Theorie der Geographie : Erdkundliches Wissen. Bd. 145. Stuttgart: Steiner.
Egner, H., & Ratter, B. (2008). Einleitung: Wozu Systemtheorie(n). In H. Egner, B. Ratter & R. Dikau (Hrsg.), Umwelt als System – System als Umwelt? (S. 9–19). München: Oekom.
Egner, H., Ratter, B., & Dikau, R. (Hrsg.). (2008). Umwelt als System – System als Umwelt? München: Oekom.
Elverfeldt, K. v., & Keiler, M. (2008). Offene Systeme und ihre Umwelt. Systemperspektiven in der Geomorphologie. In H. Egner, B. Ratter & R. Dikau (Hrsg.), Umwelt als System – System als Umwelt (S. 75–102). München: Oekom.
Embretson, S. E., & Reise, S. (2000). Item response theory for psychologists. Mahwah: Erlbaum Publishers.
Finley, F. N., Nam, Y., & Oughton, J. (2011). Earth systems science: an analytic framework. Science Education, 95(6), 1066–1085.
Fischer-Kowalski, M., & Erb, K. H. (2006). Epistemologische und konzeptuelle Grundlagen der Sozialen Ökologie. Mitteilungen der Österreichischen Geographischen Gesellschaft, 148, 33–56.
Frey, A., Hartig, J. & Rupp, A. (2009). Booklet Designs in Large-Scale Assessments of Student Achievement: Theory and Practice. Educational Measurement: Issues and Practice, 28, 39–53.
Frischknecht-Tobler, U., Kunz, P., & Nagel, U. (2008). Systemdenken – Begriffe, Konzepte und Definitionen. In U. Frischknecht-Tobler, U. Nagel & H. Seybold (Hrsg.), Systemdenken. Wie Kinder und Jugendliche komplexe Systeme verstehen lernen (S. 11–31). Zürich: Pestalozzianum.
Funke, J. (2003). Problemlösendes Denken. Stuttgart: Kohlhammer.
Graf, D. (2014). Concept Mapping als Diagnosewerkzeug. In D. Krüger, I. Parchmann & H. Schecker (Hrsg.), Methoden in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung (S. 325–340). Berlin: Springer.
Greiff, S., & Funke, J. (2009). Measuring complex problem solving – the microDYN approach. In F. Scheuermann & J. Björnsson (Hrsg.), The transition to computer-based assessment. Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities.
Gunckel, K. L., Covitt, B. A., Salinas, I., & Anderson, C. W. (2012). A learning progression for water in socio-ecological systems. Journal of Research in Science Teaching, 49(7), 843–868.
Haugwitz, M., & Sandmann, A. (2009). Kooperatives Concept Mapping in Biologie: Effekte auf den Wissenserwerb und die Behaltensleistung. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 15, 89–107.
Helmke, A., & Hosenfeld, I. (2003). Vergleichsarbeiten – Standards – Kompetenzstufen: Begriffliche Klärung und Perspektiven für VERA. www.mwe.brandenburg.de/media/lbm1.a.4365.de/vera_standards_kompetenzstufen.pdf. Zugegriffen: 16. Feb. 2016.
Hmelo-Silver, C. E., & Pfeffer, M. G. (2004). Comparing expert and novice understanding of a complex system from the perspective of structures, behaviors, and functions. Cognitive Science, 28, 127–138.
Hmelo-Silver, C. E., Marathe, S., & Liu, L. (2007). Fish swim, rocks sit, and lungs breathe: expert-novice understanding of complex systems. The Journal of the Learning Sciences, 16(3), 307–331.
Horton, P. B., McConney, A., Gallo, M., Woods, A. L., Senn, G. J., & Hamelin, D. (1993). An investigation of the effectiveness of concept mapping as an instructional tool. Science Education, 77, 95–111.
Jacobson, M. J. (2001). Problem solving, cognition, and complex systems: differences between experts and novices. Complexity, 6(3), 41–49.
Kiefer, T., Robitzsch, A., & Wu, M. (2014). Package TAM – Test Analysis Model. http://www.edmeasurementsurveys.com/TAM/Tutorials/. Zugegriffen: 06. Mai 2015.
Klieme, E., Avenarius, H., Blum, W., Döbrich, P., Gruber, H., Prenzel, M., Reiss, K., Riquarts, K., Rost, J., Tenorth, H. E., & Vollmer, H. J. (2003). Zur Entwicklung nationaler Bildungsstandards. Expertise. Bonn: BMBF.
Köck, H. (1985). Systemdenken – geographiedidaktische Qualifikation und unterrichtliches Prinzip. Geographie und Schule, 7(33), 15–19.
Köck, H. (1989). Aufgabe und Aufbau des Geographieunterrichts. Geographie und Schule, 11(57), 11–25.
Köck, H. (2004). Typen und Kategorien der Raummanifestation. In H. Köck & A. Rempfler (Hrsg.), Erkenntnisleitende Ansätze – Schlüssel zur Profilierung des Geographieunterrichts (S. 19–91). Köln: Aulis.
Köck, H., & Rempfler, A. (2004). Erkenntnisleitende Ansätze – Schlüssel zur Profilierung des Geographieunterrichts. Köln: Aulis.
Landis, R., & Koch, G. G. (1977). The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics, 33, 159–174.
Lecher, T. (1997). Die Umweltkrise im Alltagsdenken. Weinheim: Beltz.
Leser, H. (1991). Landschaftsökologie. Stuttgart: Ulmer.
Liehr, S., Becker, E., & Keil, F. (2006). Systemdynamiken. In E. Becker & T. Jahn (Hrsg.), Soziale Ökologie – Grundzüge einer Wissenschaft von den gesellschaftlichen Naturverhältnissen (S. 267–283). Frankfurt am Main: Campus.
Luhmann, N. (1984). Soziale Systeme – Grundriss einer allgemeinen Theorie. Frankfurt: Suhrkamp.
Mainzer, K. (2008). Komplexität. Paderborn: UTB.
Maturana, H. R., & Varela, F. J. (1980). Autopoiesis and cognition. The realization of the living. Dordrecht: Kluwer.
Meadows, D. H., Meadows, D. L., Randers, J., & Behrens, III, W. W. (1972). The limits to growth. New York: Universe Books.
Mohan, L., Chen, J., & Anderson, C. W. (2009). Developing a multi-year learning progression for carbon cycling in socio-ecological systems. Journal of Research in Science Teaching, 46(6), 675–698.
Nesbit, J. C., & Adesope, O. O. (2006). Learning with concept and knowledge maps: a metaanalysis. Review of Educational Research, 76, 413–448.
Orion, N., & Libarkin, J. (2014). Earth system science education. In N. G. Lederman & S. K. Abell (Hrsg.), Handbook of research on science education (Bd. II, S. 481–496). New York: Routledge.
Ossimitz, G. (1994). Systemdynamiksoftware und Mathematikunterricht. Endbericht zum gleichnamigen Projekt. Klagenfurt: Universität Klagenfurt.
Ossimitz, G. (2000). Entwicklung systemischen Denkens. Klagenfurter Beiträge zur Didaktik der Mathematik 1. München Wien: Profil.
Ratter, B. (2006). Komplexitätstheorie und Geographie – Ein Beitrag zur Begründung einer anderen Sicht auf Systeme. Mitteilungen der Österreichischen Geographischen Gesellschaft, 148, 109–124.
Rempfler, A. (2010). Systemdenken – Schlüsselkompetenz für zukunftsorientiertes Raumverhalten. Geographie und Schule, 32(184), 11–18.
Rexroth, M., & Prüfer, P. (2000). Zwei-Phasen-Pretesting. ZUMA-Arbeitsbericht 2000/08. Mannheim: Zentrum für Umfragen, Methoden und Analysen.
Rieß, W., & Mischo, C. (2008). Wirkungen variierten Unterrichts auf systemisches Denken. In U. Frischknecht-Tobler, U. Nagel & H. Seybold (Hrsg.), Systemdenken. Wie Kinder und Jugendliche komplexe Systeme verstehen lernen (S. 138–147). Zürich: Pestalozzianum.
Rieß, W., Stahl, E., Hörsch, C., Schuler, S., Schwab, S., Fanta, D., Bräutigam, J., Rosenkränzer, F., & Kramer, T. (2013). Förderung systemischen Denkens bei Lehramtsstudierenden: Theoretische Grundlagen und eingesetzte Messinstrumente. Tagung „Theorie, Empirie & Praxis“ der Fachsektion Didaktik der Biologie, Kassel, 17. Sep 2013.
Ropohl, M., Walpuski, M., & Sumfleth, E. (2015). Welches Aufgabenformat ist das richtige? – Empirischer Vergleich zweier Aufgabenformate zur standardbasierten Kompetenzmessung. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 21, 1–15.
Rost, J., Lauströer, A., & Raack, N. (2003). Kompetenzmodelle einer Bildung für Nachhaltigkeit. Praxis der Naturwissenschaften – Chemie, 8(52), 10–15.
Ruiz-Primo, M. A., Shavelson, R. J. (1996) Rhetoric and reality in science performance assessments: An update. Journal of Research in Science Teaching 33 (10):1045–1063.
Schecker, H., & Parchmann, I. (2006). Modellierung naturwissenschaftlicher Kompetenz. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 12, 45–66.
Schecker, H., Klieme, E., Niedderer, H., Gerdes, J., & Ebach, J. (1997). Physiklernen mit Modellbildungssystemen. DFG-Abschlussbericht. Bonn: Institut für Bildungsforschung.
Scheunpflug, A. (2001). Biologische Grundlagen des Lernens. Berlin: Cornelsen.
Schneider, W., Schlagmüller, M., & Ennemoser, M. (in Vorbereitung). Lesegeschwindigkeits- und -verständnistest für die Klassenstufen 6–12 (LGVT 6–12). Göttingen: Hogrefe.
Schnotz, W. & Kürschner, C. (2007). A reconsideration of cognitive load theory. Educational Psychology Review, 19(4), 469–508.
Schnotz, W., Horz, H., Ullrich, M., Baumert, J., McElvany, N., Hachfeld, A., Schroeder, S., & Richter, T. (2008). Entwicklung eines Kompetenzmodells zum integrativen Bild-Text-Verstehen. 71. Tagung der Arbeitsgruppe für empirische pädagogische Forschung (AEPF), Kiel.
Siegmund, A., & Funke, J. (2009). Theoriegeleitete Erhebung von Kompetenzstufen im Rahmen probabilistischer Messmodelle: Ein Beitrag zum Aufbau eines Heidelberger Inventars Geographischer Systemkompetenz (HEIGIS, DFG-Antrag).
Sommer, C. (2005). Untersuchung der Systemkompetenz von Grundschülern im Bereich Biologie. http://eldiss.uni-kiel.de/macau/servlets/MCRFileNodeServlet/dissertation_derivate_00001652/d1652.pdf. Zugegriffen: 06. Mai 2010.
Sweeney, L. B., & Sterman, J. D. (2007). Thinking about systems: student and teacher conceptions of natural and social systems. System Dynamics Review, 23(2-3), 285–312.
Talanquer, V. (2009). On cognitive: Constraints and learning progressions: The case of “structure of matter”. International Journal of Science Education, 31(15), 2123–2136.
Team, R. C. (2014). R: A language and environment for statistical computing. R foundation for statistical computing, Vienna, Austria. http://www.R-project.org/. Zugegriffen: 21. Feb 2016.
Varela, F. G., Maturana, H. R., & Uribe, R. (1974). Autopoiesis: The organization of living systems, its characterization and a model. BioSystems, 5, 187–196.
Walpuski, M. & Ropohl, M. (2011). Einfluss des Testaufgabendesigns auf Schülerleistungen in Kompetenztests. Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, 22, 124/125, 82–86.
Wardenga, U., & Weichhart, P. (2006). Sozialökologische Interaktionsmodelle und Systemtheorien – Ansätze einer theoretischen Begründung integrativer Projekte in der Geographie? Mitteilungen der Österreichischen Geographischen Gesellschaft, 148, 9–31.
Weichhart, P. (2003). Physische Geographie und Humangeographie – eine schwierige Beziehung: Skeptische Anmerkungen zu einer Grundfrage der Geographie und zum Münchener Projekt einer „Integrativen Umweltwissenschaft“. In G. Heinritz (Hrsg.), Integrative Ansätze in der Geographie – Vorbild oder Trugbild? Münchener Symposium zur Zukunft der Geographie, 28. April 2003. Münchener Geographische Hefte, (Bd. 85, S. 17–34). Passau: Universitätsverlag.
Weinert, F. E. (2001). Vergleichende Leistungsmessung in Schulen – eine umstrittene Selbstverständlichkeit. In F. E. Weinert (Hrsg.), Leistungsmessungen in Schulen (S. 17–31). Weinheim Basel: Beltz.
Wilensky, U., & Resnick, M. (1999). Thinking in levels: a dynamic systems approach to making sense of the world. Journal of Science Education and Technology, 8(1), 3–19.
Wilhelm, O., Schroeders, U., & Schipolowski, S. (2014). Berliner Test zur Erfassung fluider und kristalliner Intelligenz für die 8. bis 10. Jahrgangsstufe (BEFKI 8–10). Göttingen: Hogrefe.
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Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Förderung des Forschungsvorhabens.
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Mehren, R., Rempfler, A., Ullrich-Riedhammer, EM. et al. Systemkompetenz im Geographieunterricht. ZfDN 22, 147–163 (2016). https://doi.org/10.1007/s40573-016-0047-y
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