Die Diskussion der Fachspezifität von Unterrichtsqualität in der Biologiedidaktik

Das Anliegen, die drei Basisdimensionen der Unterrichtsqualität von Klieme et al. (2001) um fachspezifische Dimensionen zu ergänzen – wie dies im Syntheseframework nach Praetorius et al. (2020) geschehen ist – ist ein Anliegen, das auch die biologiedidaktische Forschung bereichern wird. Allerdings ist der grundlegende Ansatz des Syntheseframeworks, Qualitätsmerkmale zu Merkmalsbündeln zusammenzuführen und fächervergleichend zu betrachten ein Ansatz, der ursprünglich aus der allgemeinen Lehr-Lernforschung bzw. der allgemeinen Didaktik stammt.

Die Fachdidaktiken im deutschsprachigem Raum, so auch die Biologiedidaktik, haben traditionell einen etwas anderen Blickwinkel auf die Frage, was guten Unterricht ausmacht. Eine wichtige Aufgabe der Fachdidaktiken ist es, den jeweiligen Fachunterricht zu reflektieren, zu erforschen und damit auch Methoden und Prinzipien des jeweiligen Fachunterrichts theoretisch und empirisch zu begründen. Allgemein gesprochen könnte man somit provokativ postulieren, dass sich jede*r Fachdidaktiker*in mit der Frage beschäftigt, was guten Unterricht im speziellen Fach ausmacht. Dabei hat die Debatte unter den Biologiedidaktiker*innen aber eine andere Historie als dies in der empirischen Lehr-Lernforschung der Fall ist. Während die allgemeine Lehr-Lernforschung zur Unterrichtsqualität den Fokus auf die gleichzeitige Betrachtung verschiedener Qualitätsmerkmale legt, nähert sich die Biologiedidaktik der Thematik historisch betrachtet eher normativ und nicht unter dem Label der Unterrichtsqualitätsforschung Sie leitet gesellschaftspolitisch oder basierend auf Erfahrungsberichten her, worauf es beim Unterrichten von Biologie ankommt. Erst in jüngerer Zeit mehren sich Ansätze, in denen man versucht, sich den Merkmalen guten Unterrichts empirisch zu nähern. Dabei fokussieren die Arbeitsgruppen auf einzelne Qualitätsmerkmale, wie beispielsweise die Modellbildung im Biologieunterricht (z. B. Krell et al. 2016), die Erkenntnisgewinnung im Biologieunterricht (z. B. Wellnitz und Mayer 2016) oder die Bewertungskompetenz im Biologieunterricht (z. B. Dittmer et al. 2019), ohne sich aber in ihrer theoretischen Fundierung immer auf die Tradition der allgemeinen Unterrichtsqualitätsforschung zu beziehen. Eine langjährige Tradition einer biologiedidaktischen Unterrichtsqualitätsforschung unter dem Label „Unterrichtsqualitätsforschung“ gibt es nicht.

In den letzten Jahrzehnten, mit Aufkommen der empirisch arbeitenden Fachdidaktik, haben sich einige Naturwissenschaftsdidaktiker*innen im deutschsprachigen Raum in ihrer theoretischen Fundierung der Tradition der allgemeinen Unterrichtsqualitätsforschung angeschlossen, so auch mein Lehrstuhl. Wie die Vertreter*innen der allgemeinen Lehr-Lernforschung betrachten diese Naturwissenschaftsdidaktiker*innen verschiedene Qualitätsmerkmale gleichzeitig, einige analysieren auch das Zusammenwirken mehrerer Qualitätsmerkmale (Steffensky und Neuhaus 2018). Die von Klieme et al. (2001) für den deutschsprachigen Raum herausgearbeiteten und von Kunter und Voss (2011) präzisierten und leicht umformulierten drei Basisdimensionen eines guten Unterrichts (Klassenführung, kognitive Aktivierung und konstruktive Unterstützung) sind für sie weitestgehend Startpunkt der Überlegungen (Dorfner et al. 2017). Gleichzeitig ergänzen sie, ganz im Sinne des Syntheseframeworks, die generellen Ansätze um fachspezifische Aspekte ihres Unterrichtsfaches, allerdings weniger systematisch als dies das Syntheseframework tut. In der Biologiedidaktik wären solche Ergänzungen z. B. die fachliche Richtigkeit der vermittelten Inhalte, die Einführung und adäquate Nutzung von Fachbegriffen, der sinnvolle Einsatz realer Objekte, der adäquate Umgang mit Modellen oder der Rückbezug auf wesentliche Basiskonzepte (Wüsten et al. 2010). Um die allgemeinen Ansätze der Unterrichtsqualitätsforschung zu ergänzen, greifen die Naturwissenschaftsdidaktiken auf Theorien und Ansätze ihrer eigenen Fachdidaktik zurück. Sie bauen somit Brücken zwischen der Tradition der allgemeinen Lehr-Lernforschung und der Tradition der Fachdidaktiken.

Folgt man den obigen Ausführungen, hat die Diskussion über Unterrichtsqualität in der deutschsprachigen Biologiedidaktik zwei Säulen: Einerseits eine Diskussionslinie, die sich mit der Frage nach einem guten Biologieunterricht auseinandersetzt, ohne dabei die Historie der allgemeinen Lehr-Lernforschung zu berücksichtigen. Und andererseits eine Säule, in der man sich auf die Erkenntnisse der allgemeinen Lehr-Lernforschung bezieht. Beide Säulen gemeinsam ergeben erst das komplette Bild der Diskussion über Unterrichtsqualität im Fach Biologie. Nicht immer findet ein Diskurs zwischen beiden Säulen statt. Im Spannungsfeld zwischen diesen beiden Betrachtungsweisen liegen aber besonders interessante Erkenntnisse, z. B. die Frage, wie die Ansätze und Theorien, die seit Jahrzehnten Inhalte der biologiedidaktischen Lehrbücher sind, mit der Tradition der allgemeinen Lehr-Lernforschung verknüpft werden können. Die von Praetorius et al. (2020) herausgearbeiteten sieben Dimensionen des Syntheseframeworks bilden in diesem Zusammenhang eine sinnvolle und gleichzeitig wertvolle Grundlage, um die beiden Forschungstraditionen, die allgemeine Lehr-Lernforschung und die Biologiedidaktik, in Bezug auf die Unterrichtsqualitätsforschung in Zukunft zusammenzuführen. Sie greifen den auch in der Biologiedidaktik laut gewordenen Ruf nach einer stärkeren Berücksichtigung fachspezifischer Merkmale auf, indem sie Erkenntnisse aus bereits existierenden fachspezifischen Forschungsansätzen einbeziehen. Damit ist das Syntheseframework per definitionem multiperspektivischer als andere Ansätze. Da das Syntheseframework auch mit naturwissenschaftsdidaktischen Ansätzen abgeglichen wurde, ist davon auszugehen, dass auch Qualitätsmerkmale, die in Zukunft von Biologiedidaktiker*innen analysiert werden, gut in das Framework integriert werden können. Allerdings ist davon auszugehen, dass bei dieser Integration auf Ebene der konkreten Indikatoren, eventuell auch auf Ebene der Subdimensionen, nach und nach doch Ergänzungsbedarf entdeckt werden wird. Am Beispiel der Basiskonzeptorientierung, einem Qualitätsmerkmal, mit dem sich mein Lehrstuhl intensiv beschäftigt, soll im Folgenden analysiert werden, wie sich auch sehr fachspezifische Qualitätsmerkmale in das Syntheseframework integrieren lassen.

Eigene Positionierung zur Frage der Fachspezifität von Unterrichtsqualität

Als ich im Jahr 2005 begann, mich systematisch mit der empirischen Forschung zur Unterrichtsqualität zu beschäftigen, war mein Ziel, die Vielzahl der in Metaanalysen und biologiedidaktischen Lehrbüchern beschriebenen Qualitätsmerkmale zu bündeln und dabei fachspezifische Qualitätsmerkmale explizit zu berücksichtigen. Bündeln wollte ich die Qualitätsmerkmale, um sie als Variablenbündel in experimentellen Designs gezielt zu variieren. Fachspezifische Qualitätsmerkmale wollte ich explizit aufnehmen, da mich interessierte, wie generische und fachspezifische Merkmale miteinander interagieren. Mein Anliegen ähnelte sehr dem Anliegen von Praetorius et al. (2020), ohne damals aber verschiedene Fächer oder Fachgruppen einbeziehen zu wollen. Im Lauf der Jahre ist aus meinem Ansatz eine Forschungsagenda geworden, die ich mit meinem Team am Lehrstuhl für Didaktik der Biologie der LMU München verfolge. Dabei gingen wir aber einen etwas anderen Weg als Praetorius et al. (2020): Um verschiedene Qualitätsmerkmale zu bündeln, die den Biologieunterricht betreffen, folgten wir der Annahme, dass das Professionswissen der Lehrkraft Einfluss auf deren Unterrichtsgestaltung nimmt und damit auch auf die Qualität des Unterrichts. Shulman (1986, 1987) untergliederte das Professionswissen in die Facetten Fachwissen (hier: CK), fachdidaktisches Wissen (hier: PCK) und pädagogisch-psychologisches Wissen (hier: PK). Das „Refined Consensus Model of PCK“ (Carlson und Daehler 2019) geht ferner davon aus, dass das fachdidaktische Wissen einer Lehrkraft (hier als PCK abgekürzt) in „enacted PCK“ überführt werden kann, das im Unterricht handlungsleitend ist. Folgt man diesem Ansatz, könnte man postulieren, dass auch die im Unterricht beobachtbaren Qualitätsmerkmale in drei Gruppen untergliederbar sind: solche, die auf das Fachwissen, das fachdidaktische Wissen oder das pädagogisch-psychologische Wissen der Lehrkraft zurückzuführen sind. Unsere ursprüngliche Hypothese war daher, dass auch die Unterrichtsqualitätsmerkmale in drei Gruppen gebündelt werden können: in inhaltsspezifische Qualitätsmerkmale, die sich auf das Fachwissen der Lehrkraft beziehen, in fachdidaktische Qualitätsmerkmale, die sich auf das fachdidaktische Wissen beziehen und in allgemeine bzw. generische Qualitätsmerkmale, die sich auf das pädagogisch-psychologische Wissen der Lehrkraft beziehen. Basierend auf diesem Ansatz und vom Wunsch geleitet, die Vielzahl der singulär nebeneinanderstehenden Qualitätsmerkmale zu sortieren und dabei vor allem auch fachspezifische Qualitätsmerkmale zu berücksichtigen, ordneten wir den drei Wissensfacetten Fachwissen, fachdidaktisches Wissen und pädagogisch-psychologisches Wissen die Unterrichtsqualitätsmerkmale zu, die wir aus der allgemeinen Lehr-Lernforschung und der Tradition der Biologiedidaktik kannten. Die inhaltsspezifischen und fachdidaktischen Qualitätsmerkmale fassten wir in einigen späteren Arbeiten auch zur Kategorie der fachspezifischen Merkmale zusammen. Basierend auf diesem theoretischen Ansatz, der im Folgenden als Professionswissensansatz bezeichnet wird, führten wir mehrere drittmittelfinanzierte, quantitative Videostudien durch (nwu Biologie, ProwiN Biologie, LerNT)Footnote 1, in denen insgesamt über 200 Unterrichtsvideos verschiedener Biologielehrkräfte hinsichtlich einiger der gelisteten Qualitätsmerkmale analysiert wurden. Auf der Basis von Mehrebenenmodellen untersuchten wir das Zusammenwirken einzelner Facetten des Professionswissens mit einzelnen Unterrichtsqualitätsmerkmalen einerseits und der Lernleistung bzw. der Interesseentwicklung der Schülerinnen und Schüler andererseits. In zusätzlichen experimentellen Studien fassten wir zudem einzelne Unterrichtsqualitätsmerkmale zu Variablenbündeln zusammen (z. B. Bündel aus allgemeinen bzw. generischen Qualitätsmerkmalen und Bündel aus fachspezifischen Qualitätsmerkmalen) und versuchten, die Interaktion zwischen verschiedenen Variablenbündeln zu analysieren. Zusammenfassend kommen wir bezüglich der Fachspezifität von Unterricht zu folgenden Erkenntnissen:

Bedeutung des Professionswissens für die Unterrichtsqualität

Das Professionswissen, vor allem das von uns schwerpunktmäßig untersuchte fachdidaktische Wissen, hat einen Einfluss auf verschiedene Unterrichtsqualitätsmerkmale. Besonders stark wirkt sich das fachdidaktische Wissen auf den qualitativ hochwertigen Einsatz von Modellen im Unterricht (Förtsch et al. 2018), die kognitive Aktivierung im Unterricht (Förtsch et al. 2016) und die Konzeptorientierung des Unterrichts (Werner et al. 2016) aus. Aber auch die anderen von uns analysierten Qualitätsmerkmale korrelieren mit dem fachdidaktischen Wissen, allerdings weniger stark, so dass sie häufig erst in Form eines Variablenbündels gemeinsam mit anderen Qualitätsmerkmalen Korrelationen mit dem Professionswissen zeigen. Alle von uns untersuchten Merkmale haben somit fachspezifische Anteile.

Verhältnis zwischen allgemeinen bzw. generischen und fachspezifischen Qualitätsmerkmalen

Unsere Forschungsergebnisse zeigen, dass – anders als ursprünglich von uns postuliert – nicht kategorial zwischen allgemeinen und fachspezifischen Qualitätsmerkmalen unterschieden werden sollte. Es ist davon auszugehen, dass jedes Unterrichtsqualitätsmerkmal sowohl allgemeine wie auch fachspezifische Anteile hat, dass sich aber das Verhältnis dieser Anteile zwischen den einzelnen Qualitätsmerkmalen unterscheidet (Abb. 1). Die Höhe der aufgeklärten Varianz eines Qualitätsmerkmals durch die verschiedenen Facetten des Professionswissens könnte als ein Maß dienen, wie groß der allgemeine und wie groß der fachspezifische Anteil des Qualitätsmerkmals ist.

Abb. 1
figure 1

Es gibt nicht allgemeine und fachspezifische Qualitätsmerkmale, sondern jedes Qualitätsmerkmal hat einen allgemeinen und einen fachspezifischen Anteil. In ihren Anteilen unterscheiden sich die Qualitätsmerkmale

Zusammenwirken verschiedener Qualitätsmerkmale

Die Wirksamkeit der Qualitätsmerkmale addiert sich nicht, sondern kann sich multiplizieren, sich in einigen Kombinationen sogar potenzieren oder in anderen Kombinationen auch abschwächen. In einer Studie zum Zusammenwirken der drei Basisdimensionen guten Unterrichts, in der wir die kognitive Aktivierung eher als fachspezifisches Merkmal interpretieren, die Klassenführung und die konstruktive Unterstützung eher als allgemeine Merkmale, konnten wir beispielsweise zeigen, dass die Wirkung der allgemeinen Qualitätsmerkmale auf das Interesse der Schülerinnen und Schüler durch die kognitive Aktivierung mediiert wird (Dorfner et al. 2018).

Führt man unseren Ansatz zu allgemeinen und fachspezifischen Qualitätsmerkmalen eines guten Unterrichts mit dem Konzept der Basisdimensionen eines guten Unterrichts zusammen, würden wir betonen, dass die von Klieme et al. (2001) formulierten drei Basisdimensionen ihre Bedeutung vor allem darin haben, Variablenbündel zu definieren. Das Variablenbündel „Klassenführung“ besitzt nach unseren Erkenntnissen die größten allgemeinen Anteile und die kleinsten fachspezifischen Anteile (Dorfner et al. 2019). Bei dem Variablenbündel „konstruktive Unterstützung“ sind die fachspezifischen Anteile höher als bei der Klassenführung. Am höchsten sind die fachspezifischen Anteile aber beim Variablenbündel „kognitive Aktivierung“, das die kleinsten allgemeinen Anteile besitzt. Ferner würden wir postulieren, dass es weitere Qualitätsmerkmale mit hohem fachspezifischen Anteil gibt, die bisher nicht mit den drei Basisdimensionen abgedeckt werden, wie z. B. die fachliche Korrektheit des Inhalts oder der sinnvolle Einsatz von Fachsprache. Diese weiteren Qualitätsmerkmale werden sehr gut durch die sieben von Praetorius et al. (2020) vorgeschlagenen Dimensionen des Syntheseframeworks abgedeckt. Die in meiner Arbeitsgruppe von Wüsten et al. (2010) exemplarisch aus biologiedidaktischen Lehrbüchern ausgewählten und in den Professionswissensansatz integrierten Unterrichtsqualitätsmerkmale lassen sich problemlos in das Syntheseframework überführen, ohne dass größere Lücken im Syntheseframework auffallen (Tab. 1). Gleiches gilt für die von uns im Rahmen der quantitativen Videostudien bisher empirisch untersuchten Qualitätsmerkmale.

Tab. 1 Zuordnung ausgewählter Qualitätsmerkmale aus dem Professionswissensansatz (Wüsten et al. 2010) zu den Dimensionen und Subdimensionen des Syntheseframeworks (Praetorius et al. 2020)

Für die Überführung der Qualitätsmerkmale aus dem einen in das andere Modell waren die von Heinitz und Nehring (2020) aus naturwissenschaftlicher Perspektive beispielhaft herausgearbeiteten Perspektivierungen, die mehrere Indikatoren zusammenfassen, sehr hilfreich, da sie eine für die Naturwissenschaftsdidaktik sinnvolle Interpretation der Dimensionen und Subdimensionen liefern. In der Biologiedidaktik haben wir uns beispielsweise sehr intensiv mit dem Unterrichtsqualitätsmerkmal „Basiskonzeptorientierung“ befasst (z. B. Förtsch et al. 2020), das sich so erst einmal weder auf der Ebene der Dimensionen noch auf der Ebene der Subdimensionen oder Perspektivierungen wiederfindet. Versucht man dieses Qualitätsmerkmal den Perspektivierungen von Heinitz und Nehring (2020) zuzuordnen, würde man es am ehesten der Perspektivierung „Horizontale und vertikale Vernetzung“ zuordnen, es umfasst aber gleichzeitig Aspekte der Perspektivierung „Auswahl und Einbindung von Fachinhalten“ sowie „Strukturierter Ablauf und Sequenzierung der Stunde“, ferner beinhaltet es Aspekte der Dimension „Kognitive Aktivierung“. Zwar scheinen alle wesentlichen Aspekte des Qualitätsmerkmals „Basiskonzeptorientierung“ in dem Syntheseframework berücksichtigt, durch die andere Strukturierung des Frameworks bekommt das Qualitätsmerkmal aber eine andere Bedeutung im Gesamtkontext des Frameworks. Sobald man sich also mit der konkreten Arbeitsebene beschäftigt, treten die Unterschiede zwischen den Fächern deutlicher hervor, was eventuellen Ergänzungsbedarf erfordert. Hier kann aber wohl erst das praktische Arbeiten mit dem Syntheseframework in Zukunft aufzeigen, ob wirklich noch eine Subdimension fehlt oder eine geringe Umstrukturierung vorgenommen werden sollte.

Basierend auf diesen Überlegungen unterstützt die Autorin die in Praetorius et al. (2020) ursprünglich formulierte Hypothese, dass eine fachspezifische Ausschärfung der Dimensionen maßgeblich auf Ebene der Subdimensionen und Indikatoren erfolgen muss und hier eventuell auch in Zukunft noch weitere Anpassungen nötig sind. Auf Ebene der Subdimensionen scheint diese Ergänzung durch den Beitrag von Heinitz und Nehring (2020) schon weitgehend abgeschlossen zu sein.

Bei einer intensiven Beschäftigung mit den Indikatoren auf Arbeitsebene wird deutlich, dass die im Professionswissensansatz dem PCK und CK zugeordneten Qualitätsmerkmale mehrheitlich in die Dimensionen „Auswahl und Thematisierung von Inhalten und Fachmethoden“ und „Kognitive Aktivierung“ des Syntheseframeworks fallen. Diese scheinen daher für die Fachdidaktik besonders interessante Dimensionen zu sein, da es sich voraussichtlich um die Dimensionen mit höherem fachdidaktischen Anteil handelt.

Ebenso wie eine Überführung unseres Professionswissensansatzes in das Syntheseframework scheint auch der umgekehrte Weg möglich, eine Überführung des Syntheseframeworks in unseren Professionswissensansatz. Ein Artikel zur Überführung verschiedener naturwissenschaftsdidaktischer Ansätze zur Unterrichtsqualität in jeweils andere Ansätze ist gemeinsam mit der Chemie- und der Physikdidaktik in Arbeit (Heinitz et al. in Vorbereitung). Beide hier besprochenen Ansätze, das Syntheseframework und der Professionswissensansatz, können je nach Forschungsfrage als theoretische Fundierung Vorzüge haben. Interessiert man sich beispielsweise für den Vergleich verschiedener Fachtraditionen, hat das Syntheseframework einen großen Wert, da es erstmals über die Fächergrenzen hinweg versucht, auch fachspezifische Qualitätsmerkmale zu bündeln und vergleichend zu analysieren. Ist der Forschungsfokus, wie es bei uns der Fall ist, stärker auf die Frage fokussiert, inwiefern sich Kompetenzen der Lehrkraft auf deren Unterrichtsgestaltung auswirken, ist ein Ansatz, der die Professionswissensforschung und die Unterrichtsqualitätsforschung miteinander verbindet, eventuell gewinnbringender. Beide Ansätze können sich aber gegenseitig befruchten.

Eine weitere Ergänzung des Frameworks auf Ebene der Dimensionen scheint aus Perspektive der Autorin zum jetzigen Zeitpunkt nicht nötig. Eine inhaltliche Erweiterung auf Ebene der Subdimensionen und Perspektivierung, so wie sie von Heinitz und Nehring (2020) für die Naturwissenschaftsdidaktiken als Ganzes geleistet wurde, könnte hingegen auch aus alleiniger, und dadurch präziserer, Perspektive der Biologiedidaktik eine gewinnbringende Ergänzung darstellen und für die nächsten Jahre eine sinnvolle Aufgabe sein, um biologiedidaktische Lücken des Syntheseframeworks zu identifizieren. Für die Zukunft scheint es zusätzlich interessant, fachspezifische und allgemeine Anteile eines Qualitätsmerkmals empirisch zu bestimmen und deren Zusammenwirken weiter unter die Lupe zu nehmen. Ebenso könnte es gewinnbringend sein, fachspezifische und allgemeine Anteile der Dimensionen und Subdimensionen des Syntheseframeworks zu identifizieren. Sollte das möglich sein, wäre eine Verbindung geschaffen zwischen dem Syntheseframework und unserem Professionswissensansatz. Zusammenfassend stellt das Syntheseframework einen sinnvollen Ansatz dar, um fachspezifische Aspekte der biologiedidaktischen Forschung weiterzudenken.