Förderung fachwissenschaftlicher und kommunikativer Kompetenzen von Schüler*innen durch Disaggregate Instruction im Fach Chemie. Konzeption und Durchführung einer vergleichenden Interventionsstudie zur Analyse der Wirksamkeit sprachsensibler Unterrichtsansätze in der Sekundarstufe I

Studien zum Physikund Chemielernen M. Hopf und M. Ropohl [Hrsg.] 393 Robert Gieske Förderung fachwissenschaftlicher und kommunikativer Kompetenzen von Schüler*innen durch Disaggregate Instruction im Fach Chemie Konzeption und Durchführung einer vergleichenden Interventionsstudie zur Analyse der Wirksamkeit sprachsensibler Unterrichtsansätze in der Sekundarstufe I λογος Studien zum Physikund Chemielernen Herausgegeben von Martin Hopf und Mathias Ropohl Diese Reihe im Logos Verlag Berlin l¨ adt Forscherinnen und Forscher ein, ihre neuen wissenschaftlichen Studien zum Physikund Chemielernen im Kontext einer Vielzahl von bereits erschienenen Arbeiten zu quantitativen und qualitativen empirischen Untersuchungen sowie evaluativ begleiteten Konzeptionsentwicklungen zu ver¨ offentlichen. Die in den bisherigen Studien erfassten Themen und Inhalte spiegeln das breite Spektrum der Einflussfaktoren wider, die in den Lehrund Lernprozessen in Schule und Hochschule wirksam sind. Die Herausgeber hoffen, mit der F¨ orderung von Publikationen, die sich mit dem Physikund Chemielernen befassen, einen Beitrag zur weiteren Stabilisierung der physikund chemiedidaktischen Forschung und zur Verbesserung eines an den Ergebnissen fachdidaktischer Forschung orientierten Unterrichts in den beiden F¨ achern zu leisten. Martin Hopf und Mathias Ropohl Studien zum Physikund Chemielernen Band 393 Robert Gieske F¨ orderung fachwissenschaftlicher und kommunikativer Kompetenzen von Sch¨uler*innen durch Disaggregate Instruction im Fach Chemie Konzeption und Durchf¨ uhrung einer vergleichenden Interventionsstudie zur Analyse der Wirksamkeit sprachsensibler Unterrichtsans¨ atze in der Sekundarstufe I Logos Verlag Berlin λογος Studien zum Physikund Chemielernen Martin Hopf und Mathias Ropohl [Hrsg.] Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet ¨ uber http://dnb.d-nb.de abrufbar. Dieses Werk ist lizenziert unter der Creative Commons Lizenz CC BY-NC-ND (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/). Die Bedingungen der Creative-Commons-Lizenz gelten nur f¨ ur Originalmaterial. Die Wiederverwendung von Material aus anderen Quellen (gekennzeichnet mit Quellenangabe) wie z. B. Schaubilder, Abbildungen, Fotos und Textausz¨ uge erfordert ggf. weitere Nutzungsgenehmigungen durch den jeweiligen Rechteinhaber. D 188 Logos Verlag Berlin GmbH 2025 ISBN 978-3-8325-5984-7 ISSN 1614-8967 DOI 10.30819/5984 Logos Verlag Berlin GmbH Georg-Knorr-Str. 4, Geb. 10 D-12681 Berlin Tel.: +49 (0)30 / 42 85 10 90 Fax: +49 (0)30 / 42 85 10 92 https://www.logos-verlag.de Förderung fachwissenschaftlicher und kommunikativer Kompetenzen von Schüler*innen durch Disaggregate Instruction im Fach Chemie Konzeption und Durchführung einer vergleichenden Interventionsstudie zur Analyse der Wirksamkeit sprachsensibler Unterrichtsansätze in der Sekundarstufe I Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades des Doktors der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) eingereicht im Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie der Freien Universität Berlin vorgelegt von Robert Paul Gieske 2024 Diese Dissertation wurde von Februar 2020 bis Oktober 2024 in der Arbeitsgruppe Didaktik der Chemie unter Leitung von Prof. Dr. Claus Bolte am Institut für Chemie und Biochemie an der Freien Universität Berlin angefertigt. 1. Gutachter*in: Prof. Dr. Claus Bolte 2. Gutachter*in: Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Ingrid Gogolin Disputation am 29.01.2025 Danksagung Dass sich eine Promotion eher wie ein (hügeliger) Marathon als ein kurzer Sprint anfühlen würde, war mir zu Beginn meines Vorhabens im Februar 2020 wohl bewusst. Dass aus dem Marathon am Ende eher ein Ironman werden würde, hätte ich mir durchaus anders vorgestellt. Diese Zeilen zu schreiben und kurz darauf in der gedruckten Dissertation in den Händen halten zu können, ist jedoch ein Indiz dafür, dass ich es bei diesem Ironman letztendlich erfolgreich ins Ziel geschafft habe und erfüllt mich mit großem Stolz. Obwohl ich das Anfertigen der Dissertation selbstständig bewältigen musste, hätte ich dieses Ziel ohne die Unterstützung und den Rückhalt aus meinem professionellen wie privaten Umfeld höchstwahrscheinlich nicht erreicht. Daher möchte ich die Gelegenheit nutzen, den wichtigsten „Trainer*innen“, „Trainingspartner*innen“ und „Streckenhelfer*innen“ an dieser Stelle meinen Dank auszusprechen. Zunächst möchte ich meinem Doktorvater Prof. Dr. Claus Bolte für seine engmaschige Beratung, kritischen Rückmeldungen und insgesamt für seine fordernde und fördernde Betreuung über die zurückliegenden knapp fünf Jahre danken. Ein besonderer Dank gebührt außerdem als Zweitgutachterin Frau Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Ingrid Gogolin, durch deren hilfreiche Impulse ich in der Schlussphase der Dissertation den ein oder anderen gedanklichen Knoten durchschlagen konnte. Weiterhin möchte ich meinen beiden Kolleg*innen und zeitweiligen Schreibtischnachbar*innen Dr. Sabine Streller und Dr. Dennis Dietz für unzählige wertvolle Denkanstöße, aber auch die nötige Ablenkung von der mitunter nicht enden wollenden Arbeit danken. Einen nicht zu unterschätzenden Beitrag zu dieser Dissertation haben darüber hinaus die studentischen Mitarbeitenden und weitere Weggefährt*innen der AG Bolte geleistet. Da das Thema der vorliegenden Arbeit an der Schnittstelle zwischen Naturwissenschaftsdidaktik und Sprachwissenschaft zu verorten ist, bin ich umso glücklicher, über die Jahre – national wie international – gleichgesinnte Forscher*innen gefunden zu haben, mit denen ich mich auf Tagungen und darüber hinaus über die Bedeutung von Sprache beim naturwissenschaftlichen Lernen austauschen konnten. Besonders hervorheben möchte ich dabei Dr. Ylva Hamnell-Pamment, Dr. Katharina Flieser, Rebecca Möller und Dr. Regina Schauer. Zu guter Letzt möchte ich mich für die Unterstützung und Aufmunterung durch meine Familie und Freund*innen bedanken. Die wichtigste Stütze während des gesamten Promotionsvorhabens, meine bessere Hälfte Philipp, musste einige emotionale Tiefs über sich ergehen lassen und stand trotzdem unermüdlich an meiner Seite. Für deine Ausdauer mit meinen launischen Phasen und deine ansteckende positive Art kann ich dir nicht dankbar genug sein. 12.2.4 Vergleichende Betrachtung des Gebrauchs verschiedener Termini zur Herstellung von Adressatenorientierung in Interventionsund Kontrollgruppe ..................................................................................... 195 12.3 Auswahl und differenzierte inhaltsanalytische Betrachtung spezieller Fälle zur Illustration der adressatenorientierten Kommunikation ............... 198 12.3.1 Texttyp I: Viele umgangssprachliche und viele fachsprachliche Termini ................................................................................................. 200 12.3.2 Texttyp II: Viele umgangssprachliche und wenige fachsprachliche Termini ................................................................................................. 201 12.3.3 Texttyp III: Wenige umgangssprachliche Termini und viele fachsprachliche Termini ....................................................................... 202 12.3.4 Texttyp IV: Wenige umgangssprachliche und wenige fachsprachliche Termini ................................................................................................. 202 12.4 Zusammenfassung ..................................................................................... 203 DISKUSSION UND INTERPRETATION ............................................................................ 205 13 Diskussion der Ergebnisse zum Forschungsfokus Fachwissen ....................... 205 13.1 Güte der Testinstrumente ........................................................................... 205 13.1.1 Güte des Fachwissenstests und Aufgabenschwierigkeit ..................... 206 13.1.2 Güte des C-Tests ................................................................................. 208 13.2 Diskussion der Ergebnisse hinsichtlich des Fachwissens .......................... 209 13.2.1 Diskussion der Ergebnisse hinsichtlich des Fachwissens für die Gesamtstichprobe ................................................................................ 210 13.2.2 Diskussion der Ergebnisse hinsichtlich des Fachwissens differenziert nach Interventionsund Kontrollgruppe ............................................... 212 13.2.3 Diskussion der Ergebnisse hinsichtlich des Fachwissens für Schüler*innen des Gymnasiums und Integrierter Sekundarschulen ... 215 13.3 Diskussion der Ergebnisse hinsichtlich der Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch .......................................................................... 217 13.3.1 Diskussion der Ergebnisse hinsichtlich der Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch für die Gesamtstichprobe ........................... 217 13.3.2 Diskussion der Ergebnisse hinsichtlich der Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch in der Interventionsund Kontrollgruppe .... 218 13.3.3 Diskussion der Ergebnisse hinsichtlich der Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch von Schüler*innen des Gymnasiums und Integrierter Sekundarschulen ............................................................... 218 13.4 Diskussion der Zusammenhänge zwischen den fachlichen Lernzuwächsen und den Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch . 219 13.5 Diskussion der Zusammenhänge zwischen den fachlichen Lernzuwächsen und der Art des sprachsensiblen Unterrichtsansatzes unter Berücksichtigung der Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch ...................................................................................................... 220 13.6 Diskussion der Zusammenhänge zwischen den fachlichen Lernzuwächsen, der Art des sprachsensiblen Unterrichtsansatzes, den Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch und der besuchten Schulform ................................................................................................... 223 13.7 Zusammenfassung ..................................................................................... 227 14 Diskussion der Ergebnisse zum Forschungsfokus kommunikative Kompetenzen ...................................................................................................229 14.1 Gebrauch verschiedener Termini zur Herstellung von Adressatenorientierung .............................................................................. 229 14.1.1 Gebrauch verschiedener Termini zur Herstellung von Adressatenorientierung in der Gesamtstichprobe ............................... 229 14.1.2 Gebrauch verschiedener Termini zur Herstellung von Adressatenorientierung in der Interventionsgruppe ............................. 231 14.1.3 Gebrauch verschiedener Termini zur Herstellung von Adressatenorientierung in der Kontrollgruppe ..................................... 233 14.1.4 Gebrauch verschiedener Termini zur Herstellung von Adressatenorientierung im Vergleich zwischen Interventionsund Kontrollgruppe ..................................................................................... 234 14.2 Diskussion von ausgewählten Fallbeispielen zur Illustration adressatenorientierter Kommunikation ...................................................... 237 14.2.1 Texttyp I: Viele umgangssprachliche und viele fachsprachliche Termini ................................................................................................. 237 14.2.2 Texttyp II: Viele umgangssprachliche und wenige fachsprachliche Termini ................................................................................................. 238 14.2.3 Texttyp III: Wenige umgangssprachliche und viele fachsprachliche Termini ................................................................................................. 239 14.2.4 Texttyp IV: Wenige umgangssprachliche und wenige fachsprachliche Termini ................................................................................................. 240 14.3 Zusammenfassung ..................................................................................... 242 SCHLUSSBETRACHTUNGEN ....................................................................................... 243 15 Methodenkritik und Limitationen der Studie ..................................................... 243 16 Ausblick ............................................................................................................ 247 16.1 Implikationen für weiterführende Forschungstätigkeiten ............................ 247 16.2 Implikationen für die Schulund Unterrichtspraxis ..................................... 249 17 Fazit .................................................................................................................. 251 LITERATUR ............................................................................................................... 257 ANHANG .................................................................................................................. 279 1 ZUSAMMENFASSUNG IN DEUTSCH In der vorliegenden Forschungsarbeit wird der Einfluss verschiedener sprachsensibler Unterrichtsansätze auf die fachwissenschaftlichen und fachbezogenen kommunikativen Kompetenzen von Schüler*innen im Chemieunterricht der Sekundarstufe I untersucht. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem Disaggregate-InstructionAnsatz, der das Erlernen naturwissenschaftlicher Konzepte von der Einführung neuer Fachtermini zeitlich trennt. Ziel des Disaggregate-Instruction-Ansatzes ist es, eine kognitive Überlastung der Schüler*innen zu vermeiden, indem fachliche Inhalte zunächst anhand von bereits bekannter Terminologie vermittelt werden, bevor sukzessive neu zu erarbeitende Fachtermini eingeführt werden. Der Disaggregate-Instruction-Ansatz berücksichtigt zudem die wachsende (sprachliche) Heterogenität im Kontext Schule, insbesondere mit Blick auf die Herausforderungen von Schülerinnen, deren Muttersprache nicht Deutsch ist oder die einen ungünstigen sozioökonomischen Hintergrund aufweisen. Diese Schülerinnen sind oftmals besonderen Herausforderungen beim Erwerb von Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch ausgesetzt. Da bildungssprachliche Kompetenzen für den Lernerfolg auch und vor allem im naturwissenschaftlichen Unterricht unabdingbar sind, bedarf es einer durchgängigen sprachlichen Bildung, d. h. fachliche und sprachliche Kompetenzen werden in allen Fächern und über die gesamte Schullaufbahn hinweg systematisch berücksichtigt und gefördert. Im Rahmen einer vergleichenden Interventionsstudie wird die Wirksamkeit des Disaggregate Instruction-Ansatzes und etablierter sprachsensibler Prinzipien des Scaffolding-Ansatzes analysiert. Für die Untersuchung wurde eine Unterrichtsreihe mit dem Titel „Das Tote Meer stirbt!“ zum Aufbau und Lösevorgang von Salzen entwickelt und in zwei verschiedenen Varianten gestaltet: eine Variante kombinierte Prinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes mit denen des Scaffolding-Ansatzes; die andere wendete lediglich Scaffolding-Prinzipien an. Die Ergebnisse zeigen, dass der Disaggregate-Instruction-Ansatz hinsichtlich des Erwerbs von fachwissenschaftlichen Kompetenzen auf Seiten der Schülerinnen gegenüber einem Unterricht nach den Scaffolding-Prinzipien nicht grundlegend lernwirksamer ist. Schüler*innen mit niedrigen Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch von nicht-gymnasialen Schulen profitieren jedoch in besonderem Maße von der Anwendung des Disaggregate-Instruction-Ansatzes. Bezogen auf die fachbezogenen kommunikativen Kompetenzen konnte nicht nachgewiesen werden, dass eine der beiden Unterrichtsvarianten zu besseren Ergebnissen auf Seiten der Schüler*innen führte. Die Befunde verdeutlichen die Notwendigkeit einer differenzierten, 2 sprachsensiblen Unterrichtsgestaltung in heterogenen Klassen und heben hervor, dass es weiterer systematischer, evaluierender Forschung zu sprachsensiblen Unterrichtsansätzen im naturwissenschaftlichen Unterricht bedarf. 3 ZUSAMMENFASSUNG IN ENGLISCH (SYNOPSIS) In this doctoral thesis, I examine the impact of different language-responsive teaching approaches on secondary students’ subject-matter knowledge and subject-related communicative competences in chemistry learning. The Disaggregate Instruction Approach will be given special attention as the idea of the approach is to separate (‘disaggregate’) the acquisition of novel science concepts from the introduction of new scientific terminology. The main objective of the Disaggregate Instruction Approach is to protect students from cognitive overload by developing understanding of science concepts through familiar terminology before gradually introducing new scientific terms. The Disaggregate Instruction Approach moreover takes students’ increasing (linguistic) diversity in school settings into account, particularly regarding students who are not native speakers of the language of schooling or who show an unfavorable socioeconomic background. These students oftentimes face major challenges acquiring academic language competences in German. Since academic language competences are a meaningful predictor of school success in science teaching and learning, integrated language instruction is essential; i. e., subject-matter and language competences have to be recognized and fostered in conjunction and systematically in all subjects as well as across all school years. By means of a comparative treatment-control study, I analyze the effectiveness of the Disaggregate Instruction Approach and of established language-responsive principles of the Scaffolding approach. For the examination, I designed a teaching sequence with the title “The Dead Sea is Dying!” on the chemical structure of salts and dissolving processes in water. I developed two versions of the teaching sequence: one combines Disaggregate Instruction and Scaffolding principles whereas the other only incorporates Scaffolding. The findings reveal that the Disaggregate Instruction Approach does not generally equip students with a more advanced subject-matter knowledge compared to instruction in accordance with the Scaffolding approach. However, students with relatively low academic language competences in German from non-academic track schools benefit from the application of the Disaggregate Instruction Approach to a great extent. Regarding students’ subject-related communicative competences, there is no evidence that one of the two versions of the language-responsive teaching sequence leads to better results. The findings of this study reinforce the importance of differentiated, language-responsive instruction in diverse classroom settings and 4 highlight that more systematic and evaluative research on language-responsive teaching approaches is necessary. 5 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS OECD Organisation for Economic Co-operation and Development SenBJF Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie Berlin MBJS Ministerium für Bildung, Jugend und Sport Brandenburg PISA Programme for International Student Assessment IQB Institut zur Qualitätsentwicklung im Bildungswesen KMK Kultusministerkonferenz MINT Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik NaCl Natriumchlorid BICS Basic Interpersonal Communicative Skills CALP Cognitive Academic Language Proficiency IGLU Internationale Grundschul-Lese-Untersuchung PSE Periodensystem der Elemente FCKW Fluorchlorkohlenwasserstoffe LUMO Lowest Unoccupied Molecular Orbital pH-Wert pondus Hydrogenii-Wert (negativer dekadischer Logarithmus der Konzentration der Oxonium-Ionen in einer Lösung) CLIL Contentand Language-Integrated Learning BLK Bund-Länder-Kommission FörMig Förderung von Kindern und Jugendlichen mit Migrationshintergrund ZPD Zone of Proximal Development SIOP Sheltered Instruction Observation Protocol ELL English Language Learners SI Sheltered Instruction KG Kontrollgruppe IG Interventionsgruppe DIA Disaggregate-Instruction-Ansatz C-Test Cloze-Test Eea Elektronenaffinität Å Ångstrom °C Grad Celsius Na Natrium Cl Chlor 6 I Ionisierungsenergie UG Gitterenergie ΔHS° Sublimationsenthalpie ΔHD° Dissoziationsenthalpie ΔHB° Bildungsenthalpie H2O Wasser aq. aqua (in Wasser gelöst) δ+ positive Partialladung δnegative Partialladung WE-Wert Worterkennungs-Wert R/F-Wert Richtig/Falsch-Wert IfBQ Institut für Bildungsmonitoring und Qualitätsentwicklung Hamburg FW Fachwissenstest oA offene Aufgaben ALM allgemeines lineares Modell HLM hierarchisches lineares Modell MAXQDA Max Weber Qualitative Datenanalyse Gr. Gruppe S*S Schüler*innen oAF offene Aufgabe – Text an die Freundin oAL offene Aufgabe – Text an den Lehrer ICC Interklassenkorrelation KI Konfidenzintervall σ2 Varianz des Residuums τ00cluster Varianz des Random Intercept 7 ABBILDUNGSVERZEICHNIS Abbildung 1. Ordnendes Schema zur Darstellung der Konzeption Sprache der Nähe und Sprache der Distanz als Zusammenspiels aus Kommunikationsbedingungen, Versprachlichungsstrategien und der Realisation (graphisch oder phonisch); die Kleinbuchstaben a bis k bezeichnen konkrete Äußerungsformen: so repräsentieren z. B. a ein vertrautes Gespräch und k eine Verwaltungsvorschrift; aus Koch & Oesterreicher (1985, S. 23) ................................................. 26 Abbildung 2. Übersicht sprachlicher Register im Kontext Schule, verändert aus Ahrenholz (2017, S. 9) ............................................................................................. 28 Abbildung 3. Modell sprachlicher Aktivierung im naturwissenschaftlichen Unterricht (Aktivierungsrechteck), aus Bolte & Pastille (2010, S. 40) ...................... 57 Abbildung 4. Gegenüberstellung der beiden untersuchten digitalen Versionen aus der Lernumgebung ‚Fotosynthese‘ in einer Studie zum DisaggregateInstruction-Ansatz, aus Ryoo (2015, S. 35) ............................................................. 70 Abbildung 5. Design der Interventionsstudie anhand des geplanten zeitlichen Ablaufs ..................................................................................................................... 91 Abbildung 6. Modellhafte Darstellung der Kristallstruktur von Natriumchlorid: (a) Ladungsschwerpunkte der Ionen; (b) Raumerfüllung der Ionen in der kubisch dichtesten Kugelpackung aus Holleman et al. (2017, S. 134) .................... 95 Abbildung 7. Schematische Darstellung des Born-Haber-Kreisprozesses zur Veranschaulichung der Bildung von Natriumchlorid aus den Elementen Natrium und Chlor anhand hypothetischer Reaktionsschritte mit Bezeichnung der jeweils freiwerdenden oder benötigten Energie, entnommen aus Riedel & Janiak (2022, S. 95). ............................................................................................... 96 Abbildung 8. Darstellung der Bindungsverhältnisse, Partialladungen (δ+ und δ-) und Dipoleigenschaft des Wassermoleküls, aus Grohmann et al. (2011, S. 37). ...97 Abbildung 9. Darstellung von Wasserstoff(brücken)bindungen (blau) zwischen Wassermolekülen am Beispiel der Struktur von Eis, aus Riedel und Meyer (2019, S. 275) .......................................................................................................... 98 Abbildung 10. Modellhafte Darstellung des Lösens von Natriumchlorid in Wasser unter Entstehung von hydratisierten Ionen (aus Riedel & Janiak, 2022, S. 337) ...100 Abbildung 11. Schematischer Verlauf der Intervention gegliedert nach den vier Doppelstunden (à 90 min.); in der Konzeption von Brown et al. (2010) entsprechen die Phasen: Hinführung zum Thema = Pre-Assessment Instruction, Konzeptbildung = Content Construction, Einführung der Fachtermini = Introduction of Explicit Language, Festigen der Konzepte und Termini = Scaffolding Opportunities for Language ......................................... 109 14 Tabelle 38. Deskriptivstatistische Gegenüberstellung der Ergebnisse beider Teilstichproben (IG = Interventionsgruppe, KG = Kontrollgruppe) hinsichtlich ausgewählter Kategorien von fachbezogener Adressatenorientierung ................. 195 Tabelle 39. Regressionsmodell für die Anzahl fachsprachlicher Termini pro Text an die Lehrkraft in Abhängigkeit von der Art des sprachsensiblen Unterrichtsansatzes – Konfidenzintervall (KI), Varianz des Residuums (σ2), Varianz des Random Intercept (τ00cluster) und Intraklassenkorrelation (ICC) ..........196 Tabelle 40. Regressionsmodell für die Anzahl umgangssprachlicher Termini pro Text an die Lehrkraft in Abhängigkeit von der Art des sprachsensiblen Unterrichtsansatzes – Konfidenzintervall (KI), Varianz des Residuums (σ2), Varianz des Random Intercept (τ00cluster) und Intraklassenkorrelation (ICC) ..........196 Tabelle 41. Regressionsmodell für die Anzahl fachsprachlicher Termini pro Text an den bzw. die Freund*in in Abhängigkeit von der Art des sprachsensiblen Unterrichtsansatzes – Konfidenzintervall (KI), Varianz des Residuums (σ2), Varianz des Random Intercept (τ00cluster) und Intraklassenkorrelation (ICC) ................................................................................. 197 Tabelle 42. Regressionsmodell für die Anzahl umgangssprachlicher Termini pro Text an den bzw. die Freund*in in Abhängigkeit von der Art des sprachsensiblen Unterrichtsansatzes – Konfidenzintervall (KI), Varianz des Residuums (σ2), Varianz des Random Intercept (τ00cluster) und Intraklassenkorrelation (ICC) ................................................................................. 198 Tabelle 43. Beispieltext der Schülerin bzw. des Schülers ANSO15 (Kontrollgruppe), gerichtet an eine*n Freund*in, mit farblich hervorgehobener Kodierung der fach- (gelb) und umgangssprachlichen (grün) Termini; der Text besteht aus 105 Wörtern verteilt auf 17 Teilsätze. ......... 200 Tabelle 44. Beispieltext der Schülerin bzw. des Schülers MILI12 (Interventionsgruppe), gerichtet an eine*n Freund*in, mit farblich hervorgehobener Kodierung der umgangssprachlichen (grün) Termini; der Text besteht aus 109 Wörtern verteilt auf 15 Teilsätze. .................................. 201 Tabelle 45. Beispieltext der Schülerin bzw. des Schülers OVNA26 (Interventionsgruppe), gerichtet an die Lehrkraft, mit farblich hervorgehobener Kodierung der fach- (gelb) und umgangssprachlichen (grün) Termini; der Text besteht aus 77 Wörtern verteilt auf 12 Teilsätze. .................................................. 202 Tabelle 46. Beispieltext der Schülerin bzw. des Schülers LUPA28 (Interventionsgruppe), gerichtet an eine*n Freund*in, mit farblich hervorgehobener Kodierung der fach- (gelb) und umgangssprachlichen (grün) Termini; der Text besteht aus 52 Wörtern verteilt auf 8 Teilsätze. ............. 203 15 EINLEITUNG „Verstehen heisst [sic]: einen Fremden bei näherer Betrachtung als einen verkleideten alten Bekannten wiedererkennen.“ Martin Wagenschein (1980, S. 141) Der ganzheitliche Anspruch eines auf fachbezogene Kompetenzentwicklung und schlussendlich auf naturwissenschaftliche Grundbildung (Scientific Literacy) abzielenden Chemieunterrichts wird mit Blick in die Nationalen Bildungsstandards für das Fach Chemie deutlich (KMK, 2004, S. 6). Zusammengefasst wird von Lernenden am Ende der zehnten Klasse erwartet, fachliche Konzepte erworben zu haben, Methoden der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung anzuwenden sowie naturwissenschaftliche Sachverhalte mit anderen Menschen sachund adressatengerecht kommunizieren und unter Berücksichtigung der gesellschaftlichen Relevanz bewerten zu können (KMK, 2004, S. 6 f.). Das Ausbilden von Scientific Literacy (Gräber & Bolte, 1996; OECD, 2019a, S. 98 f.), welche die vier Kompetenzbereiche Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung vereint (KMK, 2004; SenBJF Berlin & MBJS Brandenburg, 2015), ist die zentrale Zielstellung eines zeitgemäßen Chemieunterrichts (Bolte, 2003a, 2003b; Bolte & Schulte, 2014a, S. 370; 2014b, S. 35). Scientific Literacy soll die Lernenden demzufolge zu Mündigkeit im gesellschaftlichen Diskurs befähigen (Norris & Phillips, 2003, S. 236 f.; Streller et al., 2019, S. 4). Aus diesen Anforderungen an den Unterricht, die Lehrkräfte und die Schüler*innen wird deutlich, dass dem Erwerb naturwissenschaftlicher Konzepte, wie beispielsweise das Konzept der chemischen Reaktion (z. B. beim Rosten von Eisen), und dem Kommunizieren ebendieser Konzepte unter Verwendung adäquater Terminologie eine besondere Bedeutung beizumessen ist. Für den Erwerb und das Kommunizieren von Konzepten bedarf es bestimmter sprachlicher Register (Bildungsund Fachsprache), die sich von der alltagssprachlich geprägten Kommunikation außerhalb schulischer Bildungsprozesse mitunter stark unterscheiden und daher im Fachunterricht explizit als Lerngegenstand fungieren sollten (Rincke, 2010; Leisen, 2018). Um sowohl Bildungsgerechtigkeit als auch einen gleichberechtigten Zugang zu (fachbezogenen) Bildungsangeboten und gesellschaftlichen Diskursen in Zeiten zunehmender Globalisierung und Diversifizierung sicherzustellen, ist naturwissenschaftliche Bildung mehr denn je gefordert, auf solche Schüler*innengruppen zu achten, die in ihren je individuellen Bildungsgängen besonderen Herausforderungen begegnen 16 (Lengyel, 2010; Stanat et al., 2019). Schulleistungsvergleichsstudien, wie die PISAStudien (Lewalter et al., 2023) und der IQB-Bildungstrend (Stanat et al., 2023), identifizieren seit Beginn der Berichterstattungen und aktuell in besonders großem Maße Schüler*innen im deutschen Bildungssystem, deren Sprachstand offensichtlich (noch) nicht ausreicht, um den in den Bildungsstandards artikulierten Ansprüchen der verschiedenen Unterrichtsfächer und für die verschiedenen Schulabschlüsse gerecht zu werden (Baumert et al., 2001, S. 379; Stanat et al., 2019). Die Untersuchungen belegen Rückstände in der Kompetenzentwicklung dieser Art vor allem – gleichwohl nicht ausschließlich – bei Lernenden, deren Erstsprache nicht Deutsch ist und in deren Elternhaus eine andere Sprache als die in Deutschland gängige Unterrichtssprache gesprochen wird (Van Laere et al., 2014). Nicht nur in den besonders umfangreich angelegten und international vergleichenden PISA-Studien (Lewalter et al., 2023; OECD, 2023) wird deutlich, dass sowohl die Lesekompetenzen (Reiss et al., 2019, S. 77) als auch die mathematischen (Lewalter et al., 2023, S. 184) und naturwissenschaftlichen Kompetenzen (OECD, 2007b) bei Kindern und Jugendlichen aus Familien mit Zuwanderungshintergrund – vor allem in der ersten Generation – signifikant geringer sind, als bei Kindern und Jugendlichen ohne Zuwanderungshintergrund. Dass die Betrachtung des Zuwanderungshintergrunds allein nicht ausreicht, um Kompetenzunterschiede umfassend zu erklären, wurde ebenfalls im Rahmen der letzten PISA-Studie aus dem Jahr 2022 deutlich: Den Ergebnissen zufolge bedingt neben der zuhause gesprochenen Sprache auch die soziale Herkunft maßgeblich eine schwach ausgeprägte Lesekompetenz (Lewalter et al., 2023, S. 190 f.). Folglich sollte die Betrachtung sprachlicher Förderbedarfe und die Untersuchung, in welchem Maße diese Bedarfe die Lernentwicklungen (auch im naturwissenschaftlichen Bereich) einschränken, nicht alleine auf Lernende mit nichtdeutscher Herkunftssprache beschränkt werden, sondern die Gesamtheit der Schüler*innen mit ihren förderungsbedürftigen bildungssprachlichen Kompetenzen in den Blick nehmen (Gogolin & Lange, 2011). Der Zusammenhang zwischen sozialer Herkunft und Lesekompetenz (als ein Indiz zur globalen Einschätzung sprachlicher Kompetenzen) ist in Deutschland im Vergleich zu anderen OECD-Staaten besonders groß (Reiss et al., 2019, S. 158). Diese Erkenntnis ist vor allem auch deshalb besonders besorgniserregend, da sich niedrige sprachliche Kompetenzen in den naturwissenschaftlichen Fächern negativ auf die Leistung von Lernenden auswirken (Baumert et al., 2001, S. 376; Bolte & Pastille, 2010, S. 27; Schmellentin et al., 2016, S. 230). Lehrpersonen der naturwissenschaftlichen Unterrichtsfächer scheinen zwar mittlerweile bis auf wenige Ausnahmen für 17 den Zusammenhang zwischen Sprachfähigkeiten und dem naturwissenschaftlichen Lernen sensibilisiert zu sein (Tajmel, 2010a; V. Schneider et al., 2015), jedoch fehlt es einem Großteil an der Qualifizierung, konkrete sprachbildende Maßnahmen im (naturwissenschaftlichen) Unterricht zielgerecht einzusetzen (Riebling, 2013, S. 211 f.). Mit der vorliegenden Arbeit verfolge ich das übergeordnete Ziel, anknüpfend an den aktuellen Forschungsstand zu den Zusammenhängen zwischen sprachlichen Kompetenzen von Schüler*innen und ihrer Lernentwicklung in den naturwissenschaftlichen Fächern, einen innovativen, sprachsensiblen Ansatz – den DisaggregateInstruction-Ansatz nach Brown und Ryoo (2008) und Brown, Ryoo und Rodriguez (2010) – für den Chemieunterricht zu adaptieren und hinsichtlich seiner Lernwirksamkeit – im Vergleich zu sprachsensiblem Chemieunterricht unter Anwendung gängiger Scaffolding-Prinzipien (Gibbons, 2015) – zu evaluieren. Das Grundprinzip des Disaggregate-Instruction-Ansatzes (Brown et al., 2010) besteht darin, den Erwerb naturwissenschaftlicher Konzepte von der Einführung neu zu erlernender Fachtermini zeitlich zu trennen. Der Ansatz hat sich in Forschungsarbeiten im US-amerikanischen Raum als vielversprechend mit Blick auf die Verknüpfung von sprachlichem und naturwissenschaftlichem Lernen herausgestellt (Brown & Ryoo, 2008; Brown et al., 2010; Brown et al., 2019), wurde jedoch bislang m. W. im deutschsprachigen Raum noch nicht praktiziert oder gar systematisch untersucht. Mit Blick auf das eingangs verwendete Zitat von Wagenschein (1980, S. 141) ließen sich der ‚Fremde‘ und der ‚alte Bekannte‘ als dasselbe fachliche Konzept verstehen, welches zunächst z. B. mit einem umgangssprachlichen Wort wie ‚Salz‘ bezeichnet wird. Erst zu einem späteren Zeitpunkt wird der Fachterminus ‚Ionensubstanz‘ – hier also der bzw. das ‚Fremde‘ – mit dem Ziel eingeführt, als neue, fachsprachliche Bezeichnung für das bekannte Konzept verstanden zu werden. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit untersuche ich sowohl die Effekte des Disaggregate-Instruction-Ansatzes auf den fachlichen Wissenserwerb der Lernenden als auch auf die Entwicklung bestimmter fachlich relevanter kommunikativer (Teil-)Kompetenzen (KMK, 2004). Dabei berücksichtige ich, dass Schüler*innen an deutschen Schulen potenziell über sehr heterogene Lernvoraussetzungen, beispielsweise hinsichtlich ihrer Kompetenzen in der Bildungsund Unterrichtssprache Deutsch, verfügen (SenBJF Berlin, 2021). Zu Beginn dieser Arbeit findet eine Einordnung der Bedeutung von sprachlichem Lernen für schulische Bildungsprozesse im Allgemeinen und von unterschiedlichen sprachlichen Registern wie Alltags-, Bildungsund Fachsprache im Speziellen statt (Kap. 1). Der Begriff der Bildungssprache wird seit einigen Jahren in der Debatte um 18 Bildungsgerechtigkeit, vor allem mit Bezug auf zugewanderte Kinder und Jugendliche sowie Schüler*innen aus bildungsfernen Elternhäusern, intensiv als eine zentrale Erklärungsgrundlage für die alarmierenden Ergebnisse deutscher Schüler*innen in Schulleistungsvergleichsstudien diskutiert (Gogolin & Lange, 2011; Gogolin & Duarte, 2016). In Kapitel 2 analysiere ich die Befunde dieser Studien zunächst mit Blick auf die Ergebnisse von Schüler*innen in den MINT-Fächern unter besonderer Berücksichtigung ihrer (bildungs-)sprachlichen Voraussetzungen. Im Anschluss erläutere ich die besonderen Anforderungen im Umgang mit den verschiedenen sprachlichen Registern in Bezug auf den naturwissenschaftlichen Unterricht und seine spezifischen fachsprachlichen Merkmale. Außerdem stelle ich in diesem Kapitel dar, auf welche Weise Kommunikationskompetenz im Fach Chemie – beispielsweise in Anlehnung an die Nationalen Bildungsstandards (KMK, 2004) – zu charakterisieren ist und wie chemiespezifische, kommunikative Kompetenzen im Rahmen eines zeitgemäßen Unterrichts auf Seiten der Schüler*innen entwickelt werden sollten. In Kapitel 3 widme ich mich verschiedenen kommunikationsförderlichen Ansätzen sprachsensiblen, naturwissenschaftlichen Unterrichts, wie dem Scaffolding- (Gibbons, 2015; Hammond & Gibbons, 2005) und dem Translanguaging-Ansatz (García, 2009; García & Wei, 2014; Duarte, 2020). Außerdem stelle ich ausgewählte empirische Studien vor, in denen die sprachsensiblen Ansätze hinsichtlich ihrer Wirksamkeit auf die Lernerfolge von Schüler*innen evaluiert wurden. In Kapitel 4 steht der im deutschsprachigen Raum noch verhältnismäßig unbekannte Disaggregate-Instruction-Ansatz im Mittelpunkt. In Anlehnung an Brown, Ryoo und Rodriguez (2010) wird ausgeführt, inwiefern ein Unterricht, der fachliches und fachsprachliches Lernen in unterschiedliche Phasen auftrennt, Schüler*innen vor kognitiver Überlastung schützen und folglich zu besseren Lernleistungen hinsichtlich des Fachwissenserwerbs und der Entwicklung kommunikativer Kompetenzen verhelfen kann. Aus den diskutierten theoretischen Überlegungen und empirischen Befunden werde ich schließlich die Forschungsfragen sowie Hypothesen meiner Dissertation ableiten und diese in Kapitel 5 vorstellen. Im Anschluss daran begründe ich die methodische Herangehensweise und das von mir gewählte Forschungsdesign. Die Studie lässt sich der Interventionsforschung zuordnen, da die empirische Überprüfung der Lernwirksamkeit einer nach dem Disaggregate-Instruction-Ansatz gestalteten Unterrichtsreihe (im Vergleich zu einer 19 fachlich inhaltsgleichen Unterrichtsreihe, die sich an den Prinzipien sprachsensiblen Scaffoldings orientiert) angestrebt wird (Kap. 6). Das fachinhaltliche Feld, welches durch die Schüler*innen in diesem Zuge erschlossen wird, stelle ich in Kapitel 7 vor. Außerdem lege ich in Kapitel 7 die didaktischmethodischen Überlegungen hinsichtlich der Gestaltung einer sprachsensibel ausgerichteten, handlungsund kontextorientierten Unterrichtsreihe mit dem Titel „Das Tote Meer stirbt!“ unter Anwendung von Gestaltungsprinzipien des DisaggregateInstruction-Ansatzes dar. Anschließend widme ich mich in Kapitel 8 der Entwicklung und der Auswahl geeigneter Testinstrumente, mit denen überprüft werden soll, inwieweit die Lernenden in Abhängigkeit der sprachsensiblen Gestaltung der Unterrichtsreihe in unterschiedlichem Maße Fachwissen und fachbezogene kommunikative Kompetenzen erwerben. Außerdem wird dort offengelegt, zu welchem Zeitpunkt und ich welcher Form die Testinstrumente im Rahmen der Untersuchung zum Einsatz kommen sollen. Die Darstellung der geplanten statistischen Analyseverfahren und inhaltsanalytischen Betrachtungen der gewonnen Daten in Kapitel 9 schließen den Methodenteil ab. Im Ergebnisteil lege ich in Kapitel 10 zunächst den Ablauf der Untersuchung dar und beschreibe sowohl die realisierte Stichprobe als auch das Vorgehen bei der Aufbereitung der Datensätze. Die in den beiden Untersuchungsgruppen (sprachsensibler Unterricht mit oder ohne Orientierung am Disaggregate-Instruction-Ansatz) erhobenen Ergebnisse werden anhand deskriptivstatischer und regressionsanalytischer Auswertungen in Kapitel 11 differenziert vorgestellt. Dabei präsentiere ich die entsprechenden Befunde zu den fachlichen Lernzuwächsen, den Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch und den entsprechenden Zusammenhängen mit der Art des sprachsensiblen Unterrichtsansatzes jeweils in Bezug auf die Gesamtstichprobe, die Teilstichproben Interventionsund Kontrollgruppe sowie die Teilstichproben Schüler*innen an Gymnasien und Schüler*innen Integrierter Sekundarschulen. In Kapitel 12 fokussiere ich auf die chemiebezogenen kommunikativen Kompetenzen der Lernenden und berichte die Ergebnisse der qualitativ-inhaltsanalytischen Untersuchung adressatenorientierter Schüler*innentexte. In diesem Zusammenhang zeige ich Befunde hinsichtlich des adressatenorientierten Gebrauchs von umgangsund fachsprachlichen Termini auf und untersuche potenzielle Unterschiede zwischen 20 den Schüler*innen der Interventionsund Kontrollgruppe. Im weiteren Verlauf konzentriere ich mich auf prototypische Fallbeispiele, die sich jeweils durch ein charakteristisches Verhältnis von umgangszu fachsprachlichen Termini auszeichnen. In Kapitel 13 schließt sich die Interpretation der Ergebnisse mit Blick auf die Zusammenhänge zwischen den fachlichen Lernzuwächsen, der Art des praktizierten sprachsensiblen Unterrichtsansatzes sowie den Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch unter Rückbezug auf die forschungsleitenden Fragestellungen an. Eine Diskussion und Bewertung der qualitativ-inhaltsanalytischen Untersuchung und quantitativen Auswertung der Schüler*innentexte mit Blick auf die fachbezogenen kommunikativen Kompetenzen findet in Kapitel 14 statt. Im Rahmen der Schlussbetrachtungen widme ich mich in Kapitel 15 einer sorgfältigen Methodenkritik und diskutiere dabei die Grenzen und Limitationen meines Forschungsprojektes. In Kapitel 16 folgen als Ausblick einige Bemerkungen zu möglichen Implikationen der Untersuchungsergebnisse für die schulische Praxis sowie Überlegungen zu potenziellen weiterführenden Forschungsaktivitäten, die ich im Rahmen meiner Betrachtungen identifiziert habe. Mit einem zusammenfassenden Fazit in Kapitel 17 beschließe ich die vorliegende Dissertation. 21 THEORIE 1 Die Bedeutung sprachlicher Register im Kontext Schule In der Schule findet auf vielfältige Art und Weise Kommunikation zwischen unterschiedlichen Beteiligten (Schüler*innen, Lehrer*innen, weiteres pädagogisches Personal, Eltern etc.) mithilfe von Sprache statt. Gleichzeitig sind die Fähigkeiten und Erwartungen darüber, welche Sprache wie einzusetzen ist, sehr heterogen. Um Kommunikation, sprachliches Handeln und schließlich Lernprozesse im Fachunterricht beschreiben zu können, möchte ich im folgenden Kapitel verschiedene Arten von Sprache im schulischen Kontext anhand des Registerbegriffs vorstellen und einander gegenüberstellen. 1.1 Zur Rolle von Sprache beim schulischen Lernen Essenziell für das Verständnis der Bedeutung von Sprache beim schulischen Lernen ist die Anerkennung einer engen Verknüpfung zwischen Denken und Sprache (Gebhard et al., 2017, S. 107). Diese Verknüpfung wurde als Versprachlichung des Denkens bereits in den Arbeiten von Wygotski (1979) als inneres Sprechen gedeutet und von Stork vor 35 Jahren mit folgenden Worten beschrieben: „Denken ist zu einem beträchtlichen Teil inneres Reden“ (1988, S. 21). In der Auffassung, dass Denken und Sprechen gleichzusetzen seien, wurde diese These vor allem im Zuge des Behaviorismus diskutiert, jedoch in dieser pauschalen Betrachtungsweise abgelehnt (Anderson, 2007, S. 428; Rincke, 2007, S. 13 f.). Eine andere Position nehmen die Vertreter*innen der linguistischen Relativitätstheorie ein, die davon ausgehen, dass Sprache das menschliche Denken in bedeutsamem Maße beeinflusst (Anderson, 2007, S. 429; Rincke, 2007, S. 13). In der extremen Form (vor allem durch Benjamin Lee Whorf vertreten) spricht man vom linguistischen Determinismus, welcher besagt, dass die Sprache unser Denken komplett bestimme. Diese Überzeugung konnte jedoch durch eine Reihe von kognitionspsychologischen Untersuchungen widerlegt werden (Anderson, 2007, S. 431 f.). Ein weiterer Ansatz, welcher der linguistischen Relativitätstheorie entgegensteht, betrachtet Sprache als Abbild der Gedanken und somit eher als durch das Denken beeinflusst (Anderson, 2007, S. 432; Rincke, 2007, S. 14). Zunächst scheint diese Ansicht naheliegend, da Menschen und im Speziellen bereits Kleinkinder in der Lage 22 sind, Denkprozesse zu bewältigen, bevor sie mit dem Sprechen beginnen (Anderson, 2007, S. 432). Für diese Position lassen sich weitere gewichtige Argumente formulieren, vor allem, wenn die sogenannte Phrasenstruktur der menschlichen Sprache zurate gezogen wird: Sprache besteht demnach aus Phrasen, die sich aus einzelnen Wörtern zusammensetzen und anhand ihrer Bedeutung sowie grammatikalischer Regeln so miteinander kombiniert werden, dass Sätze entstehen (Anderson, 2007, S. 416 f.; Rincke, 2007, S. 15). Wird beispielsweise der grundlegende Satzbau näher betrachtet, d. h. Subjekt, Prädikat/Verb und Objekt als die zentralen Bestandteile eines Satzes, so haben Untersuchungen gezeigt, dass in nahezu allen Sprachen das Subjekt dem Objekt vorangestellt wird (Greenberg, 1963). Ausgehend von der Denkweise, dass die Tätigkeit einer handelnden Person (Subjekt) sich auf ein Objekt (bzw. eine andere Person) auswirkt, scheint die Organisation von Sprache in Form von Phrasen nachweislich durch das menschliche Denken beeinflusst zu sein (Anderson, 2007, S. 433). Werden Phrasen maßgeblich anhand ihrer Bedeutung betrachtet, so spricht man von Propositionen oder Bedeutungseinheiten (Anderson, 2007, S. 433). Propositionen wiederum stehen nachweislich in Beziehung zur mentalen Repräsentation von Wissen im menschlichen Gehirn, denn beim Denken entstehen mentale Repräsentationen (Anderson, 2013; Rincke, 2007, S. 15 f.). Beispielsweise wird im Chemieunterricht daran gearbeitet, dass einem Salzkristall auf der Teilchenebene eine spezifische chemische Struktur (Kristallgitter) zugeordnet wird und die einzelnen Teilchen (Ionen) auf eine bestimmte Art und Weise miteinander wechselwirken (Ionenbindung). Durch diese zunehmende Verknüpfung und Abstrahierung von Repräsentationen entsteht ein sich stetig erweiterndes mentales Netz. Die mentalen Repräsentationen können jedoch erst sinnhaft miteinander in Beziehung gesetzt und schließlich mit anderen Menschen ausgetauscht werden, wenn für sie auch eine semiotische, d. h. sprachliche, Form der Repräsentation (in Form von Propositionen) existiert (Gebhard et al., 2017, S. 108; Rincke, 2007, S. 15; Streller et al., 2019, S. 37). Noch vor wenigen Jahren konnte man Chemielehrer*innen zur Bedeutung von Sprache in ihrem Unterricht befragen und bekam zuverlässig die Antwort, Chemieunterricht sei ja kein Deutschoder Fremdsprachenunterricht (Streller et al., 2019, S. 38; Petersen & Peuschel, 2020). Durch die zunehmend heterogene Schulwirklichkeit einerseits und das Wirken einiger Pioniere (wie beispielsweise Heinrich Stork, Martin Wagenschein und Josef Leisen) andererseits hat sich bei vielen Chemielehrer*innen 23 jedoch mittlerweile ein Bewusstsein entwickelt, dass „Sachunterricht 1 und Sprachunterricht überhaupt nicht zu trennen“ (Wagenschein, 1962, S. 121) seien und „Sprache […] an und mit den Fachinhalten und Fragestellungen des Faches gelernt“ (Leisen, 2015, S. 132) werden müsse (Becker-Mrotzek et al., 2012, S. 12; Gebhard et al., 2017, S. 115; Petersen & Peuschel, 2020). Sprache dient im naturwissenschaftlichen Unterricht somit als essenzielles Kommunikationsmedium (Wagenschein, 1968; Stork, 1993; Kulgemeyer, 2010; Härtig et al., 2015). Viele – wenn nicht sogar alle – typischen Denkund Arbeitsweisen naturwissenschaftlich geprägter Erkenntnisgewinnung (z. B. das Experimentieren, Protokollieren, Problemlösen, Präsentieren, Argumentieren etc.) bedürfen eines Austausches zwischen Personen und wie – wenn nicht durch Sprache – wäre dies zu realisieren? Erst durch die Versprachlichung, z. B. von Beobachtungen während eines Experiments, können Informationen im konstruktivistischen Sinne mit vorhandenem Wissen verknüpft und in Beziehung gesetzt werden, wenn es schlussendlich darum geht, mit anderen zu kommunizieren (Gerstenmaier & Mandl, 1995, S. 874 f.; Streller et al., 2019, S. 37). Die sprachlichen Anforderungen, die an Lernende im naturwissenschaftlichen Unterricht gestellt werden, können durchgängig als hoch eingeschätzt werden (Gebhard et al., 2017, S. 116). Stork hat die spezifische Bedeutung der Sprache beim naturwissenschaftlichen Lernen hervorgehoben: „Hier [im naturwissenschaftlichen Unterricht, Anmerkung RG] bündelt sie eine Reihe von Erfahrungen, die vom Phänomen her durchaus unterschiedlich sein können, und bringt sie auf den Begriff“ (1993, S. 64). Diese Begriffsbildung kann gleichzeitig als besondere Herausforderung des Unterrichts verstanden werden, wenn nämlich durch die Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Sachverhalten neue Begriffe gebildet werden sollen (Streller et al., 2019, S. 38). Die fachspezifische Begriffsbildung und damit einhergehend die explizite Betrachtung von Sprache als Lerngegenstand des Unterrichts führt unmittelbar zur zweiten entscheidenden Rolle von Sprache im Chemieunterricht. Sprache dient nicht nur als Kommunikationsmedium, sondern stellt auch ein zentrales Lernziel des Chemieunterrichts dar (KMK, 2005a, S. 9 f.; Rincke, 2010, S. 236; Rincke & Markic, 2018, S. 44). Diese normative Setzung legt zunächst nahe, dass Schüler*innen gezielt an den propädeutischen Sprachgebrauch herangeführt und in die Lage versetzt werden müssen, (schul-)fachspezifische sprachliche Mittel korrekt verwenden zu können. Konkret bedeutet naturwissenschaftliches Lernen, dass 1 Mit Sachunterricht meint Wagenschein hier nicht das Schulfach Sachunterricht in der Primarstufe, sondern vielmehr sämtliche Sachfächer jenseits des Deutschund Fremdsprachenunterrichts. 30 Einen Ansatz, um sich einer soziolinguistischen Klärung des Registers der Umgangssprache (im Sinne einer Sprache, mit der man umgehen kann) zu nähern, bieten Brown und Spang (2008, S. 710 f.) aus dem angloamerikanischen Sprachraum, wenn sie die Begriffe vernacular und nonvernacular language verwenden. Als vernacular language bezeichnen sie eine Sprache, die von weiten Teilen der Menschen in einem Umfeld geteilt wird, wohingegen nonvernacular language eine spezialisierte Sprache darstellt, die nur von einem begrenzten Teil potenzieller Kommunikationspartner*innen verstanden und verwendet wird (Brown & Spang, 2008, S. 710). Übertragen auf den Chemieunterricht bedeutet dies, dass beispielsweise neu einzuführende Termini als nonvernacular bezeichnet werden, da sie zunächst lediglich von der Lehrperson und eventuell einigen wenigen Schüler*innen bereits beherrscht werden, vom Großteil der Klasse jedoch erst noch erschlossen und erlernt werden müssen. In der Auseinandersetzung mit den Konzepten, die den neu zu erlernenden Termini zugrunde liegen, entwickeln die Lernenden einer Klasse dann ein geteiltes Begriffsverständnis. So findet ein Übergang von nonvernacular language hin zur Verwendung von vernacular language statt, indem sich unter den Schüler*innen ein Umgang mit den neuen Termini im Kontext des Chemieunterrichts ausbildet (Brown & Spang, 2008, S. 711). Brown und Spang heben somit die soziale Dimension des Erwerbs neuer Begriffe hervor: Eine Schülerin, die die Einführung der neuen Fachwörter im Unterricht verpasst hat, wird diese zunächst weiterhin als Teil einer nonvernacular language erleben, während diese Termini im Rest der Lerngruppe bereits geteilt werden, also der vernacular language angehören. Hier bietet es sich m. E. an, das Register der Umgangssprache in Anknüpfung an das Konzept von vernacular language zu verstehen: Wird ein fachsprachlich wahrgenommener Terminus, wie ‚das Molekül‘, in einer Lerngruppe weitgehend einheitlich aufgefasst und verwendet, so gilt dieser Terminus in Abgrenzung zu einer anderen Gruppe, z. B. der Parallelklasse, die das Themenfeld noch nicht behandelt hat, als umgangssprachlich (vernacular), in der Parallelklasse hingegen als nonvernacular. Die Auffassung einer Umgangssprache als Gruppenjargon bzw. Soziolekt findet sich im deutschsprachigen Diskurs bei M. Hoffmann (2007, S. 18). Im Folgenden werde ich das Register der Umgangssprache als die in einer bestimmten sozialen Gruppe geteilten Sprache verwenden. Solange diese Aushandlung eines geteilten Verständnisses im Rahmen des Schulunterrichts erfolgt, bezeichne ich dieses Register als unterrichtsbezogene Umgangssprache. Unterrichtliche Aushandlungen bilden also die entscheidende Quelle, um Schüler*innen mit sprachlichen Mitteln des Faches vertraut zu machen. Dafür bedarf es eines Zusammenspiels aus einerseits fachunabhängigen Merkmalen, die den Unterricht bzw. allgemein Lernpro- 31 zesse charakterisieren (Bildungsund Unterrichtssprache), und den fachspezifischen Merkmalen, die sich z. B. in wesentlichen Teilen zwischen Chemieund Geschichtsunterricht unterscheiden (Fachsprache). 1.2.2 Bildungsund Schulsprache Die Hamburger Erziehungswissenschaftlerin Gogolin, die den Begriff der Bildungssprache im deutschsprachigen Raum in den zurückliegenden Jahren maßgeblich geprägt hat, beschreibt die Herausforderung, den Begriff zu fassen, wie folgt: Bildungssprache bezieht sich … weder auf wünschenswerte noch notwendigerweise auf die reale Kommunikation im Bildungskontext, sondern vielmehr auf die mit Bildung assoziierten Ziele der Aneignung von Wissen in Formen, die über die alltägliche Erfahrung hinausgehen“ (Gogolin & Duarte, 2016, S. 487). Während also das Register der Alltagssprache maßgeblich für die Kommunikation alltäglicher Erfahrungen gebraucht wird und der Bewältigung alltäglicher Anforderungen dient, ist Bildungssprache eng mit dem Erwerb spezialisierten Wissens in Bildungskontexten verbunden (Rincke & Markic, 2018, S. 40). Feilke definiert Bildungssprache vor allem mit Bezug auf das sprachliche Handeln, wenn er schreibt: „[…] das sind die besonderen sprachlichen Formate und Prozeduren einer auf Texthandlungen wie Beschreiben, Vergleichen, Erklären, Analysieren, Erörtern etc. bezogenen Sprachkompetenz, wie man sie im schulischen und akademischen Bereich findet“ (2012, S. 5, Hervorhebungen im Original). Er grenzt zudem die Schulsprache als die „zu didaktischen Zwecken gemachte[n] Sprachund Sprachgebrauchsformen, aber auch Spracherwartungen“ (Feilke, 2012, S. 5, Hervorhebungen im Original) von der Bildungssprache ab. Bildungssprache sei seines Erachtens weiter gefasst und bezeichne sämtliche Sprachhandlungen, die für das Lernen genutzt werden können. In Gogolin & Duarte (2016, S. 489 f.) sind Merkmale des bildungssprachlichen Registers auf der lexikalisch-semantischen (z. B. Fachvokabular, selten verwendete Wörter, hohe lexikalische Dichte, Abkürzungen, Nominalisierungen oder abstrakte, unpersönliche Ausdrücke) und auf der morpho-syntaktischen (Konjunktionen, Satzgefüge, komplexe Nominalgruppen, Proformen und Passivkonstruktionen) Ebene anhand von Beispielen aus zahlreichen Publikationen zusammengetragen. 1.2.3 Fachund Wissenschaftssprache Aus den bisherigen Überlegungen lässt sich ableiten, dass unterschiedliche Register (Alltags-, Umgangs-, Bildungsund Unterrichtssprache) eine gewichtige Bedeutung 32 für die Ausdifferenzierung des fachsprachlichen Registers besitzen. Die überwiegend durch Mündlichkeit geprägten Ressourcen, die Schüler*innen aus ihrer Lebenswelt jenseits der Schule mitbringen (Alltagssprache), treffen im Unterricht auf eine zunehmend konzeptionelle wie realisierte Schriftlichkeit (Bildungssprache). Wagenschein unterstreicht die Rolle der Alltagssprache in diesem Prozess – er bezeichnet sie seiner Zeit geschuldet als Muttersprache – wenn er schreibt: „Die Muttersprache ist die Sprache des Verstehens, die Fachsprache besiegelt es, als Sprache des Verstandenen“ (1968, S. 129). Wagenscheins Position steht jener von Muckenfuß gegenüber, der den Charakter der Entfaltung von Fachsprache aus Alltagssprache kritisiert und im Unterricht eine bewusste Konfrontation beider Register fordert (Rincke, 2010, S. 244). Sowohl Wagenschein als auch Muckenfuß betrachten das Lernen von Fachsprache als einen Entwicklungsprozess, der von der Alltagsbzw. Muttersprache ausgeht und idealtypisch gesehen bei der Fachsprache endet: während Wagenschein den sukzessiven – und damit bruchlosen – Übergang betont, hebt Muckenfuß den Bruch im Übergang besonders hervor (1995, S. 257 zitiert in Rincke, 2010, S. 244). Als wegweisend für das Verständnis der Entwicklung von Alltagsund Fachsprache gelten die Arbeiten von Lew Wygotski. Ausgehend von der Betrachtung des Erwerbs der Muttersprache im Vergleich zum Erlernen einer Fremdsprache deutet Wygotski (1979) die Entwicklung wie er es nennt spontaner Begriffe (Alltagsbegriffe) und wissenschaftlicher Begriffe (Fachbegriffe) als zwei gegenläufige, aber voneinander untrennbare Prozesse (Rincke, 2007, S. 19). Während die Bildung spontaner Begriffe von konkreten Erfahrungen ausgehe und erst allmählich zu bewusster Einsicht führe, beginnen die wissenschaftlichen Begriffe bei eben jener Einsicht und Willkürlichkeit und enden mit persönlicher Erfahrung (Wygotski, 1979, S. 255). Wygotski grenzt das Erlernen von Fachbegriffen vom Erwerb einer Fremdsprache wie folgt ab: Während beim Erlernen einer Fremdsprache ein System fertiger Bedeutungen in der Muttersprache im voraus gegeben ist, das die Voraussetzung für die Entwicklung eines neuen Systems bildet, entsteht bei der Entwicklung der wissenschaftlichen Begriffe das System zusammen mit der Entwicklung dieser Begriffe und übt seine umgestaltende Wirkung auf die Alltagsbegriffe aus (1979, S. 261). Die Frage also, ob Alltagsund Fachsprache Bestandteile eines gemeinsamen Entwicklungsprozesses bilden oder sich im Rahmen zweier separater Prozesse entfalten, kann gegenwärtig nicht abschließend beantwortet werden. Die Überzeugungskraft von Wygotskis These liegt in der jeweils eigenständigen Entwicklungsfähigkeit von Alltagsund Fachsprache (Rincke, 2010, S. 246) begründet und wurde im Rahmen des Physikunterrichts bereits untersucht (Rincke, 2007; 2010). 33 Jenseits der Betrachtung als sich im schulischen Kontext entwickelndes Register, lassen sich Fachsprachen der einzelnen Fächer auch aus deskriptiver und normativer Perspektive beschreiben. Betrachtet man Texte, z. B. in Fachbüchern oder Lehrwerken, so lassen sich dort deskriptiv bestimmte sprachliche Mittel mit einer höheren Häufigkeit finden, als sie im alltäglichen Gebrauch auftreten (Rincke, 2010). Auf diesem Wege lassen sich beispielsweise Listen für Fachvokabular oder syntaktische Besonderheiten von Fachsprachen zusammenstellen (Rincke, 2010, S. 238). Rincke unterstreicht in diesem Zusammenhang die Rolle der Kommunikationssituation und hebt damit die „Rücksichtnahme auf bestimmte Gewohnheiten und Normen einer sozialen Gemeinschaft“ (2010, S. 239) hervor. Aus dieser normativen Perspektive lässt sich mit Blick in Rahmenlehrpläne und Bildungsstandards erkennen, dass inhaltliches Lernen i. a. R. mit dem Einprägen von Fachwörtern einhergeht. Stellvertretend lässt sich hier der Rahmenlehrplan für das Fach Chemie in den Jahrgangsstufen 7 bis 10 der Länder Berlin und Brandenburg nennen, in dem für jedes Themenfeld die zentralen Fachtermini vorgegeben sind (SenBJF Berlin & MBJS Brandenburg, 2015). Die Beobachtung, dass die Begriffsfülle im Fachunterricht für viele Schüler*innen erdrückend sein kann, wurde z. B. bereits von Merzyn (1994) kritisiert und scheint trotz dessen auch heute noch weitgehend Bestand zu haben (Härtig et al., 2015, S. 60). Wenngleich über eine differenzierte Zusammenstellung der deskriptiven Merkmale von Fachsprachen die Möglichkeit besteht, unterschiedliche Fächer hinsichtlich des mit ihnen assoziierten Sprachgebrauchs voneinander abzugrenzen, lassen sich über die Fächer hinweg auch sprachliche Gemeinsamkeiten, wie Abstraktheit, Explizitheit, Komplexität und Entpersonalisierung (Gebhard et al., 2017, S. 116; Prediger, 2013) identifizieren. Solche Gemeinsamkeiten finden sich in allen Schulfächern und sind demzufolge deckungsgleich mit den in Abschnitt 1.2.2 beschriebenen Merkmalen von Bildungssprache. Ortner beschreibt Bildungssprache (in Abgrenzung zu den zahlreichen Fachsprachen) daher passend als „Verkehrssprache für die Inhalte aus den spezifischen Bereichen“ (2009, S. 2232). Als eine weitere fachgebietsübergreifende ‚Verkehrssprache‘ kann die sogenannte Wissenschaftssprache bezeichnet werden, die vor allem der Kommunikation und Verbreitung von wissenschaftlichen Erkenntnissen und Forschungsergebnissen dient (M. Hoffmann, 2007, S. 22). Da mit dem Schulabschluss (vor allem am Gymnasium) der Nachweis der Hochschulreife und damit der Fähigkeit zum wissenschaftlichen Arbeiten im Allgemeinen erbracht wird, bildet die Beherrschung sowohl von Bildungssprache als auch der Fachsprachen spezifischer Disziplinen die Voraussetzung für den erfolgreichen Erwerb und Aufbau einer Wissenschaftssprache. 34 1.3 Zusammenfassung Dass Sprache und das menschliche Denken miteinander verknüpft sind, ist unbestritten (s. Abschn. 1.1). Auf die Frage, welcher Art diese Verknüpfung ist, gibt es bislang allerdings keine endgültigen Antworten, sondern lediglich eine Reihe von konkurrierenden Theorien (s. zusammenfassend Anderson, 2007). Diesen Theorien, beispielsweise der linguistischen Relativität, gelingt es zwar mitunter, andere Ansätze zu entkräften, jedoch deutlich seltener, Evidenz für die eigenen Positionen vorzulegen. Somit konzentriere ich mich in der vorliegenden Arbeit darauf, dass Denkprozesse und Sprache zueinander in enger Beziehung stehen und somit schulisches Lernen zwangsläufig den Aspekt der Sprache integrieren muss, wenn das Ziel schulischer Bildung darin besteht, eigenständiges Denken auf Seiten von Kindern und Jugendlichen zu fördern. Dies wird besonders deutlich, wenn Lernende in der Schule anderen Anforderungen begegnen, z. B. im Gebrauch des bildungsund des fachsprachlichen Registers, als in ihrer Lebenswelt außerhalb der Schule, wo eine mündlich orientierte Alltagssprache dominiert. Der systematische, gesteuerte Erwerb von neuen Fachkonzepten und damit einhergehend von neuen Fachwörtern in Bildungskontexten stellt für Schüler*innen folglich eine potenziell sehr große Herausforderung dar. Im weiteren Verlauf widme ich mich unter anderem der Frage, welche Konsequenzen sich für das fachliche Lernen ergeben, wenn die sprachlichen Voraussetzungen der Lernenden den Anforderungen der Institution Schule nicht genügen. Zu diesem Zweck möchte ich den Fokus nun auf die Bedeutung von Bildungssprache und Fachsprachen in den naturwissenschaftlichen Unterrichtsfächern richten und dem Fach Chemie besondere Aufmerksamkeit widmen. Dabei orientiere ich mich an der folgenden Definition des Registers Fachsprache von Karsten Rincke: „Die Fachsprache einer Disziplin ist […] durch ein bestimmtes Fachvokabular, ein sprachliches Inventar, um Fachvokabeln untereinander zu verbinden, und die Rücksichtnahme auf die jeweils vorliegende Kommunikationssituation gekennzeichnet“ (2010, S. 238). 35 2 Bedeutung der Sprache im naturwissenschaftlichen Unterricht Im Rahmen der differenzierten Betrachtung der verschiedenen Register, die den schulischen Kontext prägen und schlussendlich beherrscht werden müssen (s. z. B. KMK, 2005a, S. 13), wird bereits deutlich, welchen hohen sprachlichen Anforderungen Schüler*innen – auch im naturwissenschaftlichen Unterricht – begegnen. Die Diskrepanz zwischen diesen Anforderungen und dem Leistungsvermögen mancher Schüler*innengruppen möchte ich im Folgenden anhand von Erkenntnissen aus Schulleistungsstudien darlegen und anschließend präzisieren, welche Ansprüche an gelungene Kommunikation im Chemieunterricht gestellt werden. 2.1 Zusammenhänge zwischen sprachlichen und naturwissenschaftlichen Kompetenzen – Ergebnisse aktueller Schulleistungsvergleichsstudien Sowohl nationale als auch internationale Schulleistungsvergleichsstudien, wie die PISA-Studien (OECD, 2019b; Lewalter et al., 2023), die IGLU-Studien (McElvany et al., 2023) und die Berichte der IQB-Bildungstrends (Stanat et al., 2019, 2022), identifizieren eine wachsende Anzahl von Kindern und Jugendlichen, die den vielfältigen Anforderungen der Institution Schule nur in Teilen oder kaum gerecht werden. Eine Gruppe, die mit besonders großer Wahrscheinlichkeit hinsichtlich der Kompetenzentwicklung hinter gleichaltrige Mitschüler*innen zurückfällt, sind Schüler*innen mit Zuwanderungshintergrund 4 . Dass der Zuwanderungshintergrund von Schüler*innen negative Auswirkungen auf das Lernen in den Fächern Deutsch, Mathematik und Naturwissenschaften (Chemie, Biologie und Physik) ausübt, ist durch systematische Untersuchungen mit großen Stichproben mittlerweile umfassend dokumentiert (Reiss et al., 2019; Stanat et al., 2019; McElvany et al., 2023; Lewalter et al., 2023). Für den Zusammenhang zwischen dem Zuwanderungshintergrund und dem fachlichen Lernen werden in den vorliegenden Vergleichsstudien vielfältige Faktoren diskutiert. So beschreiben fast alle Studien ungünstige Wechselwirkungen zwischen dem Zuwanderungshintergrund und dem sozioökonomischen Status bzw. der sozialen Herkunft der Schüler*innen: Kinder und Jugendliche mit Zuwanderungshintergrund weisen überdurchschnittlich häufig einen niedrigen sozioökonomischen Status auf und verfehlen mit größerer Wahrscheinlichkeit die angestrebten (Mindest-)Standards (Stanat et al., 2019, S. 333; McElvany et al., 2023, S. 171 f.; Lewalter et al., 4 In Übereinstimmung mit nationalen und internationalen Vergleichsstudien (z. B. McElvany et al., 2023, S. 156; Stanat et al., 2023, S. 300; Statistisches Bundesamt (DESTATIS), 2023) liegt ein Zuwanderungshintergrund (gleichbedeutend mit dem Begriff Migrationshintergrund) vor, wenn die Person selbst oder mindestens ein Elternteil nach Deutschland migriert ist. 36 2023, S. 183 f.; Bolte & Pastille, 2010, S. 35). In Deutschland sind im Vergleich zu anderen OECD-Staaten, die an der PISA-Studie teilnehmen, die Ergebnisse besonders alarmierend, weil die Zusammenhänge zwischen der sozialen Herkunft und den Leistungen der Lernenden besonders negativ ausgeprägt sind (Lewalter et al., 2023, S. 175). Eine weitere erklärende Variable stellt die von den Schüler*innen zuhause gesprochene Sprache (bzw. die gesprochenen Sprachen) dar. So zeigen Arbeiten von Stanat et al. (2019, S. 333), dass Lernende, die zuhause kaum Deutsch sprechen, bezüglich der mathematischen und naturwissenschaftlichen Kompetenzen deutlich schlechter abschneiden, als Schüler*innen, die zuhause ausschließlich Deutsch verwenden. Dieser Befund bestand auch nach Kontrolle anderer Variablen, beispielsweise dem sozioökonomischen Status sowie dem Bildungshintergrund und dem Geburtsland der Eltern, fort. Wenngleich der in weiten Teilen unbefriedigende Bildungserfolg von Schüler*innen mit Zuwanderungshintergrund auf eine Vielzahl an Faktoren zurückgeführt wird (Lewalter et al., 2023, S. 190 ff.), haben sich die Kompetenzen in der Bildungsund Unterrichtssprache Deutsch als fruchtbare Erklärungsgrundlage herauskristallisiert, um Lernund Bildungserfolge zu prognostizieren (Gogolin & Lange, 2011, S. 108; Kempert et al., 2016, S. 169 f.). Gogolin und Lange (2011, S. 109) haben ferner herausgearbeitet, dass unzureichende bildungssprachliche Kompetenzen nicht allein auf die Gruppe von Schüler*innen mit Zuwanderungshintergrund begrenzt sind, sondern auch durch einen niedrigen Bildungsstand und mangelnde Schriftorientierung der Eltern hervorgerufen bzw. verstärkt werden. Es ist also davon auszugehen, dass in einer ‚regulären‘, d. h. (leistungs-)heterogenen, Schulklasse ein nicht unerheblicher Teil der Lernenden durch die Verwendung der Bildungsund Unterrichtssprache Deutsch besonders herausgefordert wird. Mit Blick auf den naturwissenschaftlichen Unterricht konnte bereits bei PISA 2000 für Deutschland gezeigt werden, dass sprachliche Defizite sich auch in den mutmaßlich weniger sprachbetonten MINT-Fächern auf die Leistungen der Schüler*innen niederschlagen (Baumert et al., 2001). Baumert et al. (2001, S. 376) haben nachgewiesen, dass sich die negativen Effekte in den MINT-Fächern sogar kumulieren. So gesehen besteht Konsens dahingehend, dass für erfolgreiches Lernen in den naturwissenschaftlichen Fächern vielfältige Ansprüche an die bildungssprachlichen Kompetenzen der Lernenden gestellt werden (Bolte & Pastille, 2010, S. 27; Lindauer et al., 2016, S. 230; Rincke, 2010). Die zunehmende Anerkennung des Zusammenhangs zwischen sprachlichem und naturwissenschaftlichem Lernen als Reaktion auf den ‚PISA-Schock‘ (Baumert et al., 2001) wurde maßgeblich durch die BLK-Expertise (Klieme et al., 2003) und der dem Gutachten folgenden Einführung der Bildungsstan- 37 dards für das Fach Chemie im Jahr 2004 befördert. Neben Fachwissen, Erkenntnisgewinnung und Bewertung wurde mit dem Kompetenzbereich Kommunikation ein besonderes Zeichen gesetzt. Für das Unterrichtsfach Chemie wurden zehn Standards formuliert, die den Schwerpunkt auf die Kommunikation chemiebezogener Inhalte mithilfe von und durch Sprache richten (KMK, 2005a, S. 12 f.). Obwohl (angehende) Lehrpersonen sich des Zusammenhangs zwischen sprachlichem und naturwissenschaftlichem Lernen mittlerweile weitgehend bewusst sind, fehlt es den meisten noch an der notwendigen Qualifizierung, konkrete sprachbildende Maßnahmen im Unterricht zielgerecht einzusetzen (Brandt et al., 2024; Riebling, 2013). Da die besorgniserregenden Befunde auf Seiten der Schüler*innen auch mehr als 20 Jahre nach der ersten PISA-Studie nicht wesentlich reduziert werden konnten (Lewalter et al., 2023), ist davon auszugehen, dass diese professionsbezogenen Defizite noch weit verbreitet sind. 2.2 Fachsprache in den naturwissenschaftlichen Fächern Die u. a. von Rincke (2010, S. 237 f.) zusammengestellten verschiedenartigen Zugänge der Fachsprachenforschung erschweren die Genese einer prägnanten Definition einer für den naturwissenschaftlichen Unterricht spezifischen Fachsprache. Mit Blick auf den schulischen Kontext kann für das Register der Fachsprache die folgende Begriffsklärung von Härtig et al. (2015, S. 56) herangezogen werden: „Mit ‚Fachsprache‘ ist […] die lexikalische, syntaktische und textuelle Ausprägung der Unterrichtssprache gemeint, die zum Beispiel im Biologie-, Chemieoder Physikunterricht Verwendung findet“. Für den Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern besonders typisch ist die Verwendung einer hochverdichteten und stark konventionalisierten Symbolund Formelsprache (Bernholt et al., 2012; Taskin & Bernholt, 2014). Speziell im Fach Chemie werden Lernende durch den kontinuierlichen Wechsel zwischen der makroskopischen Betrachtung (z. B. von Stoffeigenschaften) und der submikroskopischen Deutung mithilfe von Modellen und Symbolen sowie der damit einhergehenden Versprachlichung nicht sichtbarer Phänomene und Prozesse herausgefordert. Diese drei, von Schüler*innen miteinander zu verknüpfenden Repräsentationsebenen – makroskopische, submikroskopische und symbolische Ebene – hat Johnstone (1991) im sogenannten chemischen Dreieck zusammengeführt. Um chemiebezogene Sachverhalte angemessen durchdringen zu können, ist es in aller Regel notwendig, die Ebenen miteinander verknüpfen zu können (Streller et al., 2019, S. 41; Sumfleth & Nakoinz, 2019, S. 233). Das Stoff-Teilchen-Konzept, welches als eines 38 von vier Basiskonzepten die Bildungsstandards (KMK, 2005b, S. 8) und Rahmenlehrpläne durchzieht, trägt dieser Herausforderung dahingehend Rechnung, dass als Ziel des Chemieunterrichts die „erfahrbaren Phänomene der stofflichen Welt und deren Deutung auf Teilchenebene […] konsequent unterschieden [werden]“ (SenBJF Berlin & MBJS Brandenburg, 2015, S. 5). Aus zahlreichen Arbeiten lässt sich eine wichtige These ableiten: Die häufig wenig explizite Auseinandersetzung mit der Verknüpfung der makroskopischen und submikroskopischen Ebenen (im Rahmen des Basiskonzeptes Stoff-Teilchen) bildet eine höchst prominente Quelle für fachwissenschaftlich nicht anschlussfähige Schülervorstellungen (z. B. Sumfleth & Nakoinz, 2019, S. 233; Barke, 2006, S. 30 f.). Unschärfen und fehlende Differenziertheit im Gebrauch der Fachsprache, die gemeinsam mit den bildhaften Darstellungen und einem algebraischen System (Formeln und Reaktionsgleichungen) als Teil der symbolischen Ebene betrachtet wird (Nakhleh & Krajcik, 1994; Sumfleth & Nakoinz, 2019, S. 233), bilden seit langer Zeit diskutierte Quellen von fachlich unangemessenen Schüler*innenvorstellungen (Barke, 2006, S. 30). In der Definition von Härtig et al. (2015, S. 56) liegt der Fokus jedoch weniger auf der Symbolsprache, als vielmehr auf den Elementen von geschriebenen und gesprochenen Texten und wie diese von Fach zu Fach variieren. So können beispielsweise die Fachsprachen im schulischen Chemieund Deutschunterricht durch die Verwendung unterschiedlicher Termini (Verbindung und Ion vs. Metapher und Alliteration), grammatikalischer Strukturen (passivische Formulierung einer Versuchsdurchführung vs. aktivische Darstellung eines Erlebnisberichts) und Textsorten (Versuchsprotokoll vs. Erörterung einer These) voneinander abgegrenzt werden. Diese drei Ebenen – Wort- , Satzund Textebene – werde ich im Folgenden mit Blick auf den naturwissenschaftlichen Unterricht ausdifferenzieren. 2.2.1 Merkmale auf der Wortebene Auf der Wortebene zeichnen sich Fachsprachen durch ein charakteristisches Fachvokabular aus. Von einer deskriptiven Perspektive betrachtet, fallen hierunter Arten von Termini in Lehrund Fachbüchern, welche in den Naturwissenschaften eine im Vergleich zur Alltagssprache deutlich höhere Frequenz folgender Merkmale aufweisen (Härtig et al., 2015, S. 58; Rincke, 2010; Rincke & Markic, 2018, S. 38): •Nominalisierungen, substantivierte Infinitive: das Lösen, das Dekantieren, das Filtrieren •Adjektive mit spezifischen Präfixen: nicht-ionisch, anti-bindend, exotherm •Adjektive mit spezifischen Suffixen: schmelzbar, farblos, elektronenreich 39 •Komposita (zusammengesetzte Wörter): das Becherglas, die Fällungstitration, der Gasbrenner •Abkürzungen und Akronyme: PSE, Redoxreaktion, FCKW, LUMO Besonders anspruchsvoll gestaltet sich der Erwerb chemiebezogener Fachtermini, die im Alltag nur äußerst selten vorkommen vor allem dadurch, dass sich die submikroskopische Ebene in Form von Atomen, Molekülen oder chemischen Bindungen der unmittelbaren Wahrnehmung entziehen, sodass sie als abstrakte Konzepte auf der symbolischen Ebene repräsentiert werden müssen (Johnstone, 1991; Streller et al., 2019, S. 41). Eine weitere Herausforderung stellen solche Begriffe dar, die im alltagssprachlichen Gebrauch eine andere Bedeutung besitzen, als im fachlichen Kontext, z. B. Bindung oder Energie (Song & Carheden, 2014). 2.2.2 Merkmale auf der Satzebene Auch auf der Satzebene lassen sich Merkmale naturwissenschaftlicher Fachsprachen identifizieren, die sie von denen anderer Disziplinen abgrenzen 5 (Göpferich, 1998, S. 552 f.; Härtig et al., 2015, S. 58; Rincke, 2010, S. 238 f.; Rincke & Markic, 2018, S. 38): •Funktionsverbgefüge: in Lösung gehen, Arbeit verrichten, eine Untersuchung durchführen •Nominalisierungsgruppen: die Entstehung eines Niederschlages, Laugen entstehen durch das Lösen von Metallhydroxiden in Wasser, bei der Verbrennung von Natrium •Satzglieder anstelle von Gliedsätzen: nach Durchführung der Messung (anstelle von: nachdem die Messung durchgeführt wurde) •Attribuierung, mehrgliedrige Nominalphrasen: der sich langsam lösende, gelbe Feststoff; die verschiedenen, an der Reaktion beteiligten Stoffe •Passiv(ersatz)konstruktionen: Das Gemisch wird mit Salzsäure versetzt. In einer Kerze werden Stoffe umgewandelt. Einige Gramm Kochsalz werden in ein Becherglas mit destilliertem Wasser gegeben. •Verwendung der 3. Person Singular: In der Ozonschicht gibt es sehr energiereiche Sonnenstrahlung. Der pH-Wert gibt an, wie sauer oder alkalisch eine Lösung ist. 5 Bei diesen Merkmalen handelt es sich nicht um eine der naturwissenschaftlichen Fachsprache inhärente Grammatik, sondern größtenteils um Konvention und normative Setzungen (Rincke & Markic, 2018, S. 38) 46 Tabelle 1. Zusammenstellung verschiedener Merkmale von Adressatenorientierung hinsichtlich der inhaltlichen und sprachlichen Gestaltung (vgl. die bereits aufgeführten Merkmale des fachsprachlichen Registers in Abschn. 2.2.1 bis 2.2.3). Merkmale von Adressatenorientierung in schriftlichen Texten auf der Ebene Aspekte des Sachinhalts auf der Ebene des (sprachlichen) Codes Wortebene Satzebene Textebene Vollständigkeit der dargebotenen Informationen (Becker-Mrotzek et al., 2014, S. 33; Jucks et al., 2003, S. 66) Verwendung angemessener sprachlicher Ausdrücke wie Fachtermini, erläuterte Fachtermini oder umgangssprachliche Termini (Becker-Mrotzek et al., 2014, S. 33; Härtig et al., 2015, S. 59; Jucks et al., 2003, S. 66; Kulgemeyer, 2010, S. 53; Kulgemeyer & Starauschek, 2014, S. 244 f.; Schmitt, 2011, S. 45) Nebensatzkonstruktionen (Härtig et al., 2015, S. 58) Textlänge (Jucks et al., 2003, S. 65 f.; Schmitt, 2011, S. 46) Nachvollziehbarkeit: Einhaltung einer plausiblen Reihenfolge in der Darbietung der Informationen, Kohärenzbildung (Becker-Mrotzek et al., 2014, S. 39; Kulgemeyer & Starauschek, 2014, S. 244) Nominalisierungen (Härtig et al., 2015, S. 58; Kulgemeyer & Starauschek, 2014, S. 245) Passivkonstruktionen (Härtig et al., 2015, S. 58; Kulgemeyer & Starauschek, 2014, S. 245; van Vorst & Meller, 2019, S. 731) Satzlänge (Kulgemeyer & Starauschek, 2014, S. 244; Schmitt, 2011, S. 46) Texteröffnung und Textabschluss (Becker-Mrotzek et al., 2014, S. 39) Proformen vs. Wortwiederholungen (Kulgemeyer & Starauschek, 2014, S. 244) komplexe/ mehrgliedrige Nominalphrasen (Härtig et al., 2015, S. 59; van Vorst & Meller, 2019, S. 731) Type-Token-Index6 (Kulgemeyer & Starauschek, 2014, S. 245; Schmitt, 2011, S. 46) Komposita (Härtig et al., 2015, S. 58; van Vorst & Meller, 2019, S. 731) (un-)persönliche Ausdrucksweisen (Härtig et al., 2015, S. 59; Jucks et al., 2003, S. 65) 6 Der Type-Token-Index spiegelt das Verhältnis zwischen Vokabularund Textumfang wider, indem die Anzahl verschiedener Wörter durch die Gesamtwortzahl eines Textes dividiert werden (Schmitt, 2011, S. 46). 47 2.4 Zusammenfassung Kommunikationsprozesse im naturwissenschaftlichen Unterricht sind durch vielfältige sprachliche Register – vor allem Alltags-, Bildungsund Fachsprache – gekennzeichnet (s. Abschn. 1.2 und 2.2). Häufig treten diese drei Register innerhalb kürzester Zeit oder sogar in ein und derselben Aussage auf. Während Schüler*innen ihre lebensweltlichen Vorstellungen und alltagssprachlichen Erfahrungen mit in den Unterricht bringen, erwarten Lehrkräfte, dass fachliches Lernen durch den Erwerb einer für das Fach spezifischen Sprache flankiert wird. Die Herausforderungen beim Gebrauch solcher Fachsprachen in der Interaktion von Lehrkräften und Schüler*innen hat Wagenschein trefflich auf den Punkt gebracht (1968). Gebhard und Kolleg*innen betonen Wagenscheins Beobachtung, „dass Schülerinnen, Schüler und Studierende im naturwissenschaftlichen Unterricht oft nur halb Verstandenes in vagen Fachbegriffen wiedergeben. Der Gebrauch von Fachsprache kann dann Verstehen vortäuschen“ (2017, S. 109). Die Ausführungen in diesem Kapitel belegen die immanente Bedeutung von Sprache für den fachbezogenen Kompetenzerwerb auch oder sogar insbesondere im naturwissenschaftlichen Unterricht (s. Abschn. 2.3). Der Aufund Ausbau naturwissenschaftsbezogener Kompetenzen beschränkt sich jedoch nicht auf die Rezeption von Informationen und den Aufbau umfangreichen Fachwissens, sondern schließt die Weitergabe und den Austausch von Informationen im Sinne naturwissenschaftlicher Kommunikationskompetenz (Ziepprecht et al., 2017) mit ein (s. Abschn. 2.3.1). Auch für die produktiven Fähigkeiten naturwissenschaftsbezogener Kommunikation ist ein angemessener, d. h. vor allem sachgerechter und adressatenorientierter, Umgang mit den verschiedenen sprachlichen Registern Alltags-, Bildungsund Fachsprache, wie in Abschnitt 2.3.2 dargelegt, unabdingbar (Kulgemeyer & Schecker, 2009). Nach der Erarbeitung der grundlegenden Notwendigkeit, sprachliche Aspekte in den naturwissenschaftlichen Unterricht zu integrieren, widme ich mich im folgenden Kapitel der Art und Weise, wie diese Integration möglichst erfolgreich gelingen, um Schüler*innen diesbezüglich zu fördern. 48 3 Förderung von bildungsund fachsprachlichen Fähigkeiten im naturwissenschaftlichen Unterricht Die Forderung, dass es bestimmte Schüler*innengruppen hinsichtlich ihrer sprachlichen Fähigkeiten besonders zu fördern gilt, um ihnen eine erfolgreiche Kompetenzentwicklung in den naturwissenschaftlichen Fächern zu ermöglichen, wird regelmäßig durch die besorgniserregenden Ergebnisse in den Schulleistungsstudien erneuert. Die Entwicklung eines sprachsensiblen Fachunterrichts, der sich gemäß dem Prinzip durchgängiger Sprachbildung (Gogolin & Lange, 2011) an alle Schüler*innen, alle Unterrichtsfächer und alle Jahrgangsstufen richtet, soll im Fokus dieses Kapitels stehen, genauso wie ausgewählte empirische Erkenntnisse zur Lernwirksamkeit verschiedener sprachsensibler Unterrichtsansätze. 3.1 Sprachsensibler Fachunterricht als notwendige Reaktion auf eine zunehmend heterogene Schülerschaft Mit Sammelbegriffen wie sprachsensibler, sprachbewusster, sprachbildender, sprachaktivierender oder sprachexpliziter Unterricht werden Ansätze beschrieben, die fachliches und sprachliches Lehren und Lernen miteinander verknüpfen (Bolte & Pastille, 2010; Höfler et al., 2023; Leisen, 2013; Petersen & Peuschel, 2020; Röttger, 2019; Schauer et al., 2024). Die ursprünglich durch Josef Leisen (1994) begründete Vorstellung eines sprachsensiblen Fachunterrichts (s. zusammenfassend Röttger, 2019, S. 88) zeichnet sich allgemein unter anderem durch einen hohen Redeanteil der Lernenden, eine wertschätzende Grundhaltung, eine zeitgemäße Fehlerkultur sowie durch die dezidierte Anregung zum sprachlichen Handeln aus (Bolte & Pastille, 2010; Gogolin & Lange, 2011; Leisen, 2015). Die sprachlichen Ressourcen, die die Lernenden in den Unterricht mitbringen, spielen im weiteren Verlauf eine besonders wichtige Rolle, und zwar sowohl für den Aufund Ausbau bildungssprachlicher Kompetenzen als auch für die Anbahnung und Entwicklung fundierter fachsprachlicher Kompetenzen (Gogolin & Lange, 2011, S. 122). Um die im Verlaufe des folgenden Kapitels angestellten theoretischen Überlegungen und exemplarisch vorgestellten Konzeptionen möglichst einheitlich zu kontextualisieren, nutze ich durchgehend den Terminus des sprachsensiblen Unterrichts. Dieser charakterisiert Unterrichtskonzepte, „die Sprache bewusst als Mittel des Denkens und Kommunizierens einsetzen [verbunden mit dem] Ziel […], Schülerinnen und Schüler im Fachunterricht dabei zu unterstützen, •fachliche Inhalte sprachlich zu durchdringen, •bildungssprachliche Fertigkeiten auszubauen und 49 •sukzessive die ihnen gestellten Aufgaben im Unterricht selbstständig zu bewältigen“ (Becker-Mrotzek & Woerfel, 2020, S. 98). Im Gegensatz zu anderen populären fachund sprachintegrierten Ansätzen, wie dem CLIL-Ansatz (Contentand Language-Integrated Learning, s. z. B. Dalton-Puffer, 2011), verfolgt der sprachsensible Unterricht nicht das Ziel, fremdoder zweitsprachliche Fähigkeiten zu vermitteln, sondern ausschließlich die Unterrichtssprache Deutsch zu fördern (Woerfel et al., 2020, S. 6). Die Entwicklung sprachsensibler Unterrichtskonzepte wurde allem voran als unmittelbare Folge der ernüchternden Ergebnisse der PISA-Studien aus dem Jahr 2000 (Baumert et al., 2001) und des BLKGutachtens zur Förderung von Kindern und Jugendlichen mit Migrationshintergrund intensiviert (Gogolin et al., 2003). Ein erster entscheidender Schritt hin zu mehr Bildungsgerechtigkeit für alle Schüler*innen, aber vor allem für mehrsprachige Lernende sowie Kinder und Jugendliche aus bildungsbenachteiligten Elternhäusern gelang mit dem Modellprogramm FörMig (Förderung von Kindern und Jugendlichen mit Migrationshintergrund) ab 2004 (Gogolin et al., 2011). Das in diesem Zusammenhang entwickelte Konzept der durchgängigen Sprachbildung (Gogolin et al., 2011; Gogolin & Lange, 2011) soll nun als wichtige Grundlage für die Bedeutung des sprachsensiblen Fachunterrichts entfaltet werden. 3.2 Chancen und Herausforderungen des naturwissenschaftlichen Unterrichts im Kontext durchgängiger Sprachbildung In der bildungsund erziehungswissenschaftlichen Forschung besteht weitgehend Konsens bezüglich der Handlungsmaxime, den sprachlichen Herausforderungen der Lernenden durch eine durchgängige Sprachbildung als Querschnittsaufgabe sämtlicher Fächer zu begegnen (Gogolin & Lange, 2011, S. 118). Sprachbildung bedeutet in diesem Zusammenhang zunächst, dass Schüler*innen mit Zuwanderungshintergrund hinsichtlich ihrer bildungssprachlichen Kompetenzen gezielt gefördert werden (Gogolin & Lange, 2011, S. 118; Jostes, 2017, S. 112). Durchgängige Sprachbildung meint daran anknüpfend auch, dass die gesamte Bildungslaufbahn von Schüler*innen durch den Fokus auf das Register der Bildungssprache (vgl. Abschn. 1.2.2) geprägt sein sollte (Gogolin & Lange, 2011, S. 118). Damit grenzt sich das Konzept durchgängiger Sprachbildung vom Ansatz der Sprachförderung ab, der den häufig additiven Charakter bestimmter Maßnahmen, z. B. von zusätzlichem Förderunterricht für spezielle Zielgruppen, zum Ausdruck bringt (Agel et al., 2012, S. 36; Beese et al., 2014, S. 175; Jostes, 2017, S. 113). Im Sinne durchgängiger Sprachbildung müssen … 50 a) die Grenzen der einzelnen Schulfächer (horizontale Verbindungsstellen) bewusst überschritten sowie möglichst Verknüpfungen auch zu außerschulischen Institutionen hergestellt werden (Gogolin, 2020, S. 169 f.), b) die Übergänge zwischen den Schulstufen und damit der Wandel sprachlicher Anforderungen (vertikale Verbindungsstellen) konsistent ausgestaltet werden (Gogolin, 2020, S. 167; Gogolin & Lange, 2011, S. 118 f.) und c) Mehrsprachigkeit als Ressource wahrgenommen werden, um das individuelle Repertoire einer jeden lernenden Person sukzessive auszubauen (Gogolin, 2020, S. 170 f.). Nachdem durchgängige Sprachbildung zunächst lediglich auf die unzureichenden schriftsprachlichen Kompetenzen von Schüler*innen mit Zuwanderungshintergrund gerichtet war, setzte sich zunehmend die Erkenntnis durch, dass alle Lernenden von durchgängiger Sprachbildung (synonym zu sprachliche Bildung) profitieren. Dies trifft insbesondere auf Schüler*innen zu, deren (familiäres) Umfeld keine ausreichenden Zugänge zu Bildungssprache bereitstellt, unabhängig davon, ob ein Zuwanderungshintergrund vorliegt oder nicht (Gogolin & Lange, 2011, S. 116; W. Schneider et al., 2012, S. 23; Jostes, 2017, S. 113). In diesem Zusammenhang knüpft durchgängige Sprachbildung an das Konzept von innerer Mehrsprachigkeit nach Wandruszka (1981) an. Neben der äußeren Mehrsprachigkeit, die zugewanderte Kinder durch den Erwerb des Deutschen als Zweitsprache erreichen, ist damit die Mehrsprachigkeit in Form von Dialekten, Registern (z. B. Fachsprache) und weiteren sprachlichen Erfahrungen gemeint (Gogolin, 2020, S. 171). Gesprächsanlässe, die aus naturwissenschaftlicher Betätigung erwachsen, werden als besonders geeignet erachtet, um bildungssprachliche und fachbezogene Kompetenzentwicklungen anzustoßen und zu fördern (Bolte & Pastille, 2010, S. 27; Kempert et al., 2016, S. 169; Kempert et al. 2019, S. 190; Quinn et al., 2012, S. 1; Streller et al., 2012; Streller et al. 2019, S. 37 f.). Hervorzuheben ist das Potenzial, systematisch an den für die naturwissenschaftlichen Fächern charakteristischen, einheitlich strukturierten Textsorten (z. B. Versuchsprotokoll) zur Entfaltung sowohl sprachlicher als auch fachlicher Fähigkeiten zu arbeiten (Agel et al., 2012, S. 36; Holschemacher & Bolte, 2021; Streller et al., 2024). In der Realität beobachten Lehrer*innen jedoch nicht selten, dass sich ambitionierte Schüler*innen, die ein großes Interesse gegenüber den Naturwissenschaften besitzen, nur wenig am Unterrichtsgeschehen beteiligen und sprachlich kaum aktiv werden können (Bolte & Pastille, 2010, S. 27). Dass konsequenterweise naturwissenschaftlicher Unterricht eine Schlüsselrolle für die sprachliche Entwicklung aller Lernenden einnimmt, wird von einem Großteil der 51 Lehrer*innen und Lehramtsanwärter*innen im Umgang mit heterogenen Lerngruppen inzwischen anerkannt, jedoch deutlicher seltener tatsächlich auch umgesetzt (Riebling & Bolte, 2008; Tajmel, 2010b, S. 54; Riebling, 2013, S. 211; V. Schneider et al., 2015; Brandt et al., 2024). Mit der lebensweltlichen Mehrsprachigkeit von Schüler*innen mit Zuwanderungshintergrund und den häufig nicht muttersprachlichen Deutschkenntnissen verbinden Lehrkräfte meist eine defizitorientierte Perspektive und betrachten die Erstsprache der Lernenden nicht als Ressource, sondern eher als Hindernis für das fachliche Lernen (Tajmel, 2010, S. 54 f.). Lehrkräfte der naturwissenschaftlichen Fächer fühlen sich zudem häufig nur unzureichend auf die Gestaltung eines sprachsensiblen Unterrichts unter Berücksichtigung sprachlicher Heterogenität vorbereitet, wie Riebling (2013), Tajmel (2010b) und Brandt et al. (2024) in Befragungen nachweisen konnten. Riebling (2013, S. 177 f.) zeigte, dass ein erheblicher Anteil der befragten Lehrkräfte entweder gänzlich auf die Implementation sprachbildender Maßnahmen verzichtet, vorrangig das Verfahren sprachlicher Entlastung anwendet oder nur punktuell bildungssprachförderlich (und damit nicht im Sinne durchgängiger Sprachbildung) handelt. Vor allem mit Blick auf Lehrkräfte, die ausschließlich im naturwissenschaftlichen Unterricht tätig sind, offenbarte sich, dass aus Mangel an Erfahrungen mit sprachlicher Bildung der gänzliche Verzicht auf eine systematische, sprachsensible Unterrichtsplanung eher die Regel als eine Ausnahme darstellt; stattdessen greifen viele Lehrer*innen auf Maßnahmen sprachlicher Entlastung zurück (Riebling, 2013, S. 212). Weiterhin nehmen Lehrer*innen die Planung und Vorbereitung von sprachsensiblem Unterricht als besonders aufwändig und zeitintensiv wahr (Tajmel, 2010b, S. 70). Mit Blick auf den zunehmenden Handlungsdruck, den Lehrkräfte der naturwissenschaftliche Fächer erleben, erscheint es weiterhin lohnenswert, effektive Verfahren zur integrativen Sprachbildung aus der Perspektive der jeweiligen Fachdidaktiken zu entwickeln, diese mit Blick auf ihre Wirksamkeit zu evaluieren und in die Lehrkräfteausund - fortbildung zu implementieren (Jostes, 2017, S. 103 f.; Prediger & Wessel, 2018, S. 365 f.; Riebling, 2013, S. 17). 3.3 Ausgewählte Ansätze sprachsensibler Unterrichtsplanung In ihrem systematischen Literaturreview nennen Höfler et al. (2023) den ScaffoldingAnsatz, das Sheltered Instruction Observation Protocol und den TranslanguagingAnsatz als populäre Vertreter sprachsensibler Unterrichtsplanung im Fachunterricht. Bevor ich im vierten Abschnitt der theoretischen Rahmung dieser Arbeit mit dem Ansatz der Disaggregate Instruction nach Brown et al. (2010) einen weiteren, vor allem 52 im deutschsprachigen Raum wenig rezipierten und m. E. bisher noch nicht praktizierten Ansatz vorstelle, folgen zunächst einige einordnende Ausführungen zu den oben erwähnten, durchaus etablierten Ansätzen sprachsensiblen (Fach-)Unterrichts. Ergänzt werden diese Ausführungen um einen Ansatz, welcher dezidiert aus naturwissenschaftsdidaktischer Perspektive konzipiert und an Schulen mit einem hohen Anteil an Schüler*innen mit Zuwanderungshintergrund implementiert wurde, der sprachaktivierende Unterricht nach Bolte und Pastille (2010). 3.3.1 Scaffolding nach Gibbons Scaffolding (scaffold, engl. ‚Baugerüst‘) beschreibt im Sinne der (Zweit-)Spracherwerbsforschung das Bereitstellen von Unterstützungsangeboten für Lernende und beruht auf den richtungsweisenden Arbeiten von Wygotski (1979) zur soziokulturellen Natur von Lernprozessen. Das Ziel ist es, dass Lernende die Zone der nächsten Entwicklung (Zone of Proximal Development, kurz: ZPD) erreichen, in ihrer Lernentwicklung also sukzessive voranschreiten (Wygotski, 1979). (Sprach-)Entwicklung wird in diesem Sinne vor allem durch Interaktion sowie Kollaboration zwischen Lehrkraft und Schüler*innen ermöglicht und entsteht nicht durch das Übertragen von Wissen auf die Lernenden (Gibbons, 2015, S. 14). Vielmehr befähigt das Bereitstellen von temporären Unterstützungsangeboten (‚Scaffolds‘) durch die Lehrkraft oder fortgeschrittene Mitschüler*innen Lernende dazu, Aufgaben außerhalb der aktuellen Fähigkeiten zunächst mit Hilfe und später eigenständig zu bewältigen (Gibbons, 2015, S. 14 f.; Hammond & Gibbons, 2005, S. 8; Walqui, 2006, S. 163 f.). Wenngleich sich die Ideen von Gibbons in erster Linie an Zweitsprachenlernende (im Englischen) richten, wurden und werden die Empfehlungen zunehmend auch für andere Bereiche, z. B. das mathematische und naturwissenschaftliche Lernen, genutzt (Prediger & Wessel, 2013; Prediger & Neugebauer, 2023; Mannel et al., 2016). Häufig liegt dabei das Augenmerk auf der sprachlichen Unterstützung im Rahmen des Aufbaus fachlichen Wissens und beim Konzepterwerb (z. B. Prediger & Neugebauer, 2023). Aus der skizzierten Grundidee des Scaffolding-Ansatzes ergeben sich sowohl in der Unterrichtsplanung und -vorbereitung als auch innerhalb der Unterrichtsinteraktion Möglichkeiten, die Lernenden zu unterstützen. Ziel des Fachunterrichts sollte es demnach sein, dass die Schüler*innen im Rahmen einer kooperativen Lernumgebung einerseits gefordert werden und andererseits sinnhafte und passgenaue Unterstützung beim Aufbau neuen Wissens sowie sprachlicher Strukturen erhalten 53 Hammond & Gibbons, 2005, S. 9). Hammond und Gibbons (2005) haben diese Maßnahmen als Makro-Scaffolding und Mikro-Scaffolding konzeptualisiert7. Auf der Ebene der Unterrichtsplanung (Makro-Scaffolding) lassen sich folgende Maßnahmen durch Lehrkräfte ergreifen (Hammond & Gibbons, 2005; Kniffka, 2010; Kniffka & Neuer, 2008; Prediger & Wessel, 2013): •Berücksichtigen des sprachlichen Entwicklungsstandes der Lernenden und Anknüpfen an vorhandene Wissensbestände, Sichtbarmachen der Vorerfahrungen und Transparenz der angestrebten Entwicklung, •planvolles Sequenzieren der Lernaufgaben, z. B. von alltagssprachlichen Umschreibungen hin zu fachspezifischer Terminologie, •Ausrichten der Sozialformen und Handlungsmuster anhand der Aufgabenziele zur absichtsvollen Steuerung der Intensität von Unterstützung, aber auch zum Gewähren von zunehmender Autonomie, •Nutzen vielfältiger Darstellungsformen (geschriebene/gesprochene Sprache, Visualisierungen, Experimente etc.) zur Unterstützung der Konzeptbildung, zum Bereitstellen von Informationen über verschiedene Kanäle, zum Anbieten reichhaltigen, sprachlichen Inputs, •Einbinden vermittelnder Texte oder Artefakte, welche als Ankerpunkte die weitere Lernentwicklung begleiten, beispielsweise in Form von Reflexionsbögen oder Gruppenexperimenten, •Fördern metalinguistischen und metakognitiven Bewusstseins: Sprechen über Sprache, die sprachliche Entwicklung, Lernprozesse sowie Bewusstmachen und Reflektieren des eigenen Lernens. Sobald die Unterrichtsplanung anhand dieser Prinzipien gestaltet ist, können Lehrer*innen auf der Ebene der Unterrichtsinteraktion (Mikro-Scaffolding) regelmäßig und systematisch auf folgende Strategien zurückgreifen (Hammond & Gibbons, 2005; Kniffka, 2010; Kniffka & Neuer, 2008; Prediger & Wessel, 2013): •Einbetten der Lehrer-Schüler-Interaktion in die Lebensund Erfahrungswelt der Schüler*innen sowie explizites Zurückgreifen auf zurückliegende Unterrichtssequenzen und Verdeutlichen größerer konzeptueller Zusammenhänge, •Vorausblicken auf die weitere Lernentwicklung, z. B. im Sinne eines Spiralcurriculums, •Zusammenfassen der (Kern-)Ergebnisse am Ende der Unterrichtsstunde, 7 Die einzelnen Gestaltungsprinzipien des Scaffolding-Ansatzes werden im Folgenden ausführlich dargestellt, da Scaffolding im Rahmen dieser Studie als zweiter Ansatz neben dem DisaggregateInstruction-Ansatz implementiert und evaluiert wird (s. Kap. 7). 54 •aktives Zuhören durch die Lehrkraft, Aufgreifen und Umformulieren von Schüleräußerungen, •Verlangsamen der Interaktion wenn geboten, Anregen längerer und komplexerer Schüleräußerungen durch das Bereitstellen von ausreichend Planungszeit, Rückfragen und das Infragestellen von Äußerungen. Das Zusammenspiel von Makround Mikro-Scaffolding bildet die Grundlage für einen Fachunterricht, indem Schüler*innen in die Lage versetzt werden, neben dem fachlichen Wissen maßgeblich auch ihre sprachlichen Kompetenzen auszubauen (Kniffka, 2010, S. 4). In der Umsetzung der Scaffolding-Prinzipien ergibt sich für Lehrkräfte die Notwendigkeit, den Unterrichtsgegenstand nicht allein aus fachlicher Perspektive, sondern in Form einer Bedarfsanalyse auch sprachlich zu untersuchen und strukturieren (Kniffka, 2010, S. 2). Außerdem gilt es, auch auf Seiten der Schüler*innen, den Blick auf die Lernvoraussetzungen zu erweitern, indem die vorhandenen Sprachfähigkeiten berücksichtigt und mit den sprachlichen Anforderungen abgeglichen werden (Kniffka, 2010, S. 2). Für die Analyse der sprachlichen Lernziele, z. B. im Physikunterricht, hat insbesondere Tanja Tajmel (2011) Lehrkräften einen hilfreichen Leitfaden zur Verfügung gestellt. Anhand der Planungsüberlegungen und Strategien des Mikro-Scaffoldings lässt sich fachund sprachintegrierter Unterricht zunächst in sämtlichen Unterrichtsfächern konzipieren und realisieren. Im MINT-Bereich haben beispielsweise Prediger und Wessel (2013) sowie Prediger und Neugebauer (2023) die Gestaltungsprinzipien des Makro-Scaffoldings auf mathematikdidaktische Lehr-Lern-Arrangements übertragen und bringen konzeptuelle und (fach-)sprachliche Lernentwicklung miteinander in Einklang (Prediger & Neugebauer, 2023, S. 9). 3.3.2 Translanguaging nach García und Wei Der Translanguaging-Ansatz (García, 2009; García & Wei, 2014) kann grob betrachtet als ein Transfer der Scaffolding-Prinzipien (s. Abschn. 3.3.1) auf die mehrsprachige Realität der meisten Lernenden verstanden werden (Woerfel et al., 2020, S. 5). García (2009, S. 140) sowie García und Wei (2014, S. 21) verstehen unter Translanguaging eine Handlung, die mehrsprachige Menschen vollziehen, indem sie verschiedene Elemente unterschiedlicher (National-)Sprachen zur Erhöhung des kommunikativen Potenzials nutzen. 55 Übertragen auf den Schulalltag nimmt Translanguaging eine zweite Bedeutung an und bezeichnet einen Ansatz unterrichtlichen Handelns, bei dem Schüler*innen systematisch ihr gesamtes sprachliches Repertoire, also sowohl unterschiedliche Herkunftssprachen als auch verschiedene Varietäten (s. Abschn. 1.2), einbringen können (García & Leiva, 2014; García & Wei, 2014, S. 52). Der Translanguaging-Ansatz trägt der Forderung Rechnung, dass Schüler*innen ihr gesamtes sprachliches Repertoire im Unterricht nutzen sollen, d. h. neben der Unterrichtssprache sind andere Herkunftssprachen ausdrücklich willkommen und erwünscht (Otheguy et al., 2015, S. 283). Dadurch wird der in Deutschland, aber auch darüber hinaus, noch weit verbreitete monolinguale Habitus (Gogolin, 2010) der Institution Schule in Frage gestellt (García & Wei, 2014, S. 47). Man verspricht sich von der Öffnung des Unterrichts für sämtliche Sprachen und Varietäten nicht nur, dass sich die nicht-dominanten Sprachen der Lernenden weiterentwickeln, sondern auch die Fachinhalte besser verarbeitet und verstanden werden (García & Wei, 2014, S. 64; Duarte, 2019; Charamba, 2020). Obwohl bereits aus einigen Arbeiten überzeugende empirische Belege für die positive Wirkung von Translanguaging vorliegen (z. B. Creese & Blackledge, 2010), sperren sich Lehrkräfte häufig noch gegen eine Anwendung im schulischen Unterricht (Duarte, 2019, S. 151 f.). Translanguaging-Ansätze haben in der jüngeren Vergangenheit verstärkt Einzug in den naturwissenschaftsdidaktischen Forschungsdiskurs gehalten: Jakobsson et al. (2021) bündeln in einem Sammelband überblickshaft internationale Studien zum Einsatz von Translanguaging im Rahmen des naturwissenschaftlichen Lernens. Dabei werden sowohl unterschiedliche Zielgruppen (vom Kindergarten bis ins Erwachsenenalter) und verschiedene Lernkontexte (Schreibaufgaben, Laborexperimente, Kleingruppengespräche) als auch ein breites Spektrum geographischer Regionen (Libanon, Südafrika, Hong Kong, USA) in den Blick genommen. 3.3.3 Sheltered Instruction and Observation Protocol nach Echevarría Ein weiteres Modell, welches die Förderung von Schüler*innen mit Englisch als Zweitsprache hinsichtlich fachbezogener und bildungssprachlicher Kompetenzen anstrebt, ist das Sheltered Instruction Observation Protocol, kurz: SIOP (Echevarría et al., 2000, 2006). SIOP wurde in den Vereinigten Staaten vorrangig mit Blick auf die schlechteren Schulleistungen von ELL (English Language Learners) im Vergleich zu ihren mit Englisch als Erstsprache aufwachsenden Peers sowie aufgrund der nicht ausreichenden Anzahl an für die Zielgruppe qualifizierten Lehrkräften entwickelt und erprobt (Echevarría et al., 2006, S. 195 f.). 62 Analysen, dass keine der beiden eigens konzipierten Interventionsformen weder die sprachlich schwachen oder starken noch einsprachigen oder mehrsprachigen Schüler*innen in besonderem Maße förderte (Prediger & Wessel, 2018, S. 376 f.). Die Autor*innen schlussfolgerten auf Grundlage dieser Ergebnisse, dass sprachsensibler Unterricht in der Praxis dringend notwendig ist. Sprachsensibler Mathematikunterricht müsse jedoch nicht grundsätzlich für die (sprachlich) heterogene Schülerklientel in unterschiedlichen Ausprägungen geplant und umgesetzt werden (Prediger & Wessel, 2018, S. 379). 3.4.5 Prediger und Neugebauer (2023) In einer weiteren Ausschärfung der Konzeption von sprachsensiblem Mathematikunterricht mit dem Ziel, die ökologische Validität (also die Gültigkeit für die alltägliche Schulpraxis) zu erhöhen, übertrugen Prediger und Neugebauer (2023) die Erkenntnisse aus Prediger und Wessel (2018) vom Kleingruppenunterricht auf die Größe einer regulären Schulklasse. Um die 79 teilnehmenden Schulklassen zu unterrichten, wurden Lehrkräfte im Rahmen eines Fortbildungsangebotes über ein Jahr hinweg auf die Durchführung sprachsensiblen Unterrichtens vorbereitet (Prediger & Neugebauer, 2023, S. 12). Im Rahmen einer cluster-randomisierten Interventionsstudie wendeten sie drei übergeordnete Prinzipien in der Entwicklung einer Unterrichtsreihe zur Prozentrechnung an, die einer Verknüpfung der diskursiven und lexikalischen Förderung in Anlehnung an Prediger und Wessel (2018, S. 369) entsprechen (Prediger & Neugebauer, 2023, S. 8 f.). Ein hoher Drop-Out führte schlussendlich zu einer auswertbaren Stichprobe von N = 655 Schüler*innen in 38 Klassen (Prediger & Neugebauer, 2023, S. 13). Im Vergleich der sprachsensibel unterrichteten Interventionsgruppe (n = 587) mit einer traditionell unterrichteten Kontrollgruppe (n = 68) zeigte sich ein signifikant höherer Lernzuwachs auf Seiten der sprachsensibel unterrichteten Schüler*innen als bei den konventionell unterrichteten Lernenden (Prediger & Neugebauer, 2023, S. 15). Wie schon bei Prediger und Wessel (2018) wurden der sprachliche Hintergrund (einsprachig Deutsch vs. mehrsprachig) sowie die sprachlichen Fähigkeiten (niedrig vs. hoch ermittelt durch einen C-Test) in die statistischen Auswertungen aufgenommen. Es ergab sich weder mittels Varianzanalysen noch mithilfe von Regressionsmodellen ein Vorteil eines bestimmten sprachlichen Hintergrunds bzw. der sprachlichen Fähigkeiten der Lernenden. Die Studienautor*innen schlussfolgerten daraus, dass Schüler*innen unabhängig von ihrem sprachlichen Hintergrund in gleichem Maße von sprachsensiblem Fachunterricht profitieren (Prediger & Neugebauer, 2023, S. 17 f.). Aus der Perspektive von Prediger und Neugebauer (2023, S. 19) bietet die Studie 63 weitere Evidenz dafür, dass Fachlehrkräfte nicht zwangsläufig verschiedene Lernangebote für Schüler*innen mit unterschiedlichen sprachlichen Hintergründen konzipieren müssen. Darüber hinaus offenbaren die Ergebnisse, dass es fortgebildeten Lehrkräften sehr wohl gelingt, sprachsensiblen Mathematikunterricht im regulären Schulalltag zu implementieren und dadurch wirkungsvoll die fachbezogenen Wissensbestände der Lernenden auszubauen (Prediger & Neugebauer, 2023, S. 18). 3.4.6 Charamba und Zano (2019) & Lemmi und Perez (2023) Die vorgestellten Studien zur Wirksamkeit sprachsensiblen Scaffoldings auf die fachlichen Lernleistungen einer sprachlich heterogenen Schülerklientel zeigen, dass quantitative Designs bisher fast ausschließlich dem mathematikdidaktischen Forschungsfeld entstammen. Für den naturwissenschaftlichen Unterricht in den Fächern Chemie, Biologie und Physik liegen nur sehr begrenzt belastbare Forschungsarbeiten vor (z. B. Agel et al., 2012). Für den Ansatz des Translanguaging ist die Studienlage sogar noch durchwachsener, denn diesbezüglich existieren bisher nur wenige, und wenn, dann fast ausschließlich qualitative Untersuchungen aus dem angloamerikanischen Raum (z. B. Lemmi et al., 2021; Lemmi & Pérez, 2023) und teilweise aus Europa (z. B. Karlsson et al., 2019). Eine Ausnahme bildet die Arbeit von Charamba und Zano (2019), in welcher der Translanguaging-Ansatz in einem Interventionsdesign eingesetzt wird. Wenngleich durch das Mixed-Method-Vorgehen positive Effekte von Translanguaging auf die Lernleistungen im naturwissenschaftlichen Unterricht gemessen werden konnten, schränkt die sehr kleine Stichprobe (N = 30) die Belastbarkeit dieser Erkenntnis in weiten Teilen ein (Charamba & Zano, 2019). Die sehr unterschiedlichen Forschungsdesigns, mit denen der Ansatz bislang untersucht wurde, bieten vorrangig punktuelle Einblicke in die Wirkungsweise von Translanguaging-Praktiken im naturwissenschaftlichen Unterricht und die Art und Weise, wie Lehrkräfte und Schüler*innen diese zum Wissenserwerb oder für soziale Zwecke nutzen. So zeigt die Arbeit von Lemmi und Kolleg*innen (2021, S. 96 f.) auf, dass Lernende der Primarstufe ihre Erstsprachen gebrauchten, um ihren Mitschüler*innen Fachinhalte zugänglicher zu machen, Aufmerksamkeit zu gewinnen oder die eigene Zugehörigkeit zu einer bestimmten (Fach-)Gemeinschaft zu signalisieren. An diese Studie anknüpfend konnten Lemmi und Pérez (2023) mittels Videoanalysen von Unterrichtssequenzen weitere Gebrauchsweisen von Translanguaging identifizieren. Die Lernenden nutzen häufig ihre Erstsprache, um ihren Mitschüler*innen (organisatorische) Nachfragen zu stellen (sowie diese im Gegenzug zu beantworten) und versicherten sich bewusst nicht bei der Lehrkraft zurück; die Autor*innen deuteten dieses Verhalten als Form des sozialen Lernens (Lemmi & Pérez, 2023, S. 20 f.). 64 Weiterhin zeigten Lemmi und Peréz (2023, S. 22), dass die Schüler*innen unterschiedliche sprachliche Ressourcen nutzten, darunter auch Gestiken, um das Unterrichtsgeschehen und damit Lernprozesse voranzubringen. 3.4.7 Schüler-Meyer, Prediger, Kuzu, Wessel und Redder (2019) Ein Mixed-Method-Design wählten Schüler-Meyer et al. (2019) in einem Kleingruppensetting (3 bis 5 Lernende pro Gruppe), das bilingual angelegt war und neben dem Deutschen das Türkische als Herkunftssprache der Schüler*innen in der Stichprobe berücksichtigte. Die Konzeption der Unterrichtsintervention zur Bruchrechnung beruht explizit auf den gleichen Gestaltungsprinzipien wie sie Prediger und Wessel (2013) empfohlen haben und wurde für bilinguale Settings adaptiert (Schüler-Meyer et al., 2019, S. 322). Mittels Videoanalysen stellten die Autor*innen zunächst fest, dass die Schüler*innen durchaus auf das Türkische zurückgreifen und sogar häufig innerhalb eines Satzes sowohl deutschals auch türkischsprachige Ausdrücke verwenden (Schüler-Meyer et al., 2019, S. 328). Entgegen der Annahme, dass die zusätzliche Berücksichtigung der zweiten Sprache (in diesem Fall neben Deutsch auch Türkisch) das fachliche Lernen hemmen könnte, ergaben die varianzanalytischen Berechnungen keine Unterschiede zwischen der einsprachigen und bilingualen Intervention hinsichtlich der fachbezogenen Lernzuwächse (Schüler-Meyer et al., 2019, S. 329). Es spielte jedoch eine Rolle, wie stark die bildungssprachlichen Kompetenzen der Lernenden in der türkischen Sprache ausgeprägt waren: Hier ergaben die statistischen Berechnungen, dass in der mehrsprachigen Intervention die Schüler*innen umso höhere Lernzuwächse erreichten, je besser es um ihre bildungssprachlichen Kompetenzen im Türkischen bestellt war (Schüler-Meyer et al., 2019, S. 330). Schüler-Meyer et al. (2019, S. 334) resümierten schlussendlich, dass es trotz der kurzen Interventionsdauer von 5 × 90 Minuten möglich gewesen ist, Schüler*innen zur Verwendung ihrer Erstsprache Türkisch anzuregen und sie in diesem Zuge vergleichbare Lernzuwächse wie im einsprachig deutschen Unterricht erreichten werden konnten. Da dieses Projekt die einzige mir bekannte Interventionsstudie zur Wirksamkeit von Translanguaging darstellt, ist die Aussagekraft sicherlich begrenzt, zumal mit dem Türkischen lediglich eine zusätzliche Herkunftssprache aktiv in den Unterricht integriert wird. Obwohl in Klassenzimmern in aller Regel deutlich mehr Herkunftssprachen vertreten sind, bietet die Studie von Schüler-Meyer et al. (2019) einen wertvollen Ausgangspunkt für die systematische Untersuchung von Translanguaging-Praktiken. 65 3.5 Zusammenfassung In Anbetracht einer umfangreichen Studienlage kann mittlerweile als gesichert betrachtet werden, dass Schüler*innen nicht nur aufgrund eines Zuwanderungshintergrundes gefährdet sind, den vielseitigen Anforderungen der naturwissenschaftlichen Fächer nicht gerecht zu werden und somit zusätzlicher Förderung bedürfen (s. z. B. Lewalter et al., 2023 und Abschn. 2.1). Vielmehr lassen Untersuchungen vermehrt erkennen, dass potenziell alle Lernenden von einem fachund sprachintegrierten Unterricht profitieren und sowohl ihre fachlichen als auch bildungssprachlichen Kompetenzen auf diesem Wege besser entfalten können (s. Höfler et al., 2023 und Abschn. 3.4). Im dritten Kapitel habe ich vorgestellt, wie unter dem Sammelbegriff des sprachsensiblen Unterrichts, welcher der Idee einer durchgängigen Sprachbildung für alle Fächer folgt, in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten sowohl international, als auch im deutschsprachigen Raum neue Unterrichtsansätze entwickelt und empirisch erprobt wurden (s. Abschn. 3.4). Die empirische Absicherung dieser Ansätze steht allerdings, vor allem für die naturwissenschaftlichen Fächer, noch weitestgehend am Anfang und wurde bislang nur selten in Form systematischer, kontrollierter Interventionsstudien betrieben (Prediger & Hardy, 2023, S. 181). Bisherige Untersuchungen belegen die Wirksamkeit eines sprachsensiblen Scaffoldings für den Bereich des mathematischen Lernens und geben zumindest erste vorsichtige Hinweise, dass es möglich sein kann, Schüler*innen im Sinne des Translanguaging dazu anzuregen, ihre Herkunftsund Familiensprachen produktiv für den fachlichen Wissenserwerb zu nutzen. Um einen flächendeckenden Transfer sprachsensibler Maßnahmen und eine gewinnbringende Implementation zugunsten einer stetig anwachsenden Zahl mehrsprachiger Kinder und Jugendlicher zu erreichen, bedarf es neben zusätzlichen systematischen Interventionsstudien vor allem Überlegungen dazu, wie die Maßnahmen möglichst einfach und effektiv in der Praxis umzusetzen sind (Gogolin & Souvignier, 2021). Hinsichtlich einer sowohl erfolgsversprechenden als auch pragmatischen Umsetzung lohnt sich m. E. eine Auseinandersetzung mit dem Disaggregate-Instruction-Ansatz nach Brown et al. (2010), da dieser sich dadurch auszeichnet, Lehrkräften vier konkrete Phasen für die Unterrichtsplanung vorzugeben. Mit Blick auf dieses Potenzial werde ich den Disaggregate-Instruction-Ansatz im folgenden Kapitel vorstellen und bezüglich einer möglichen Implementation in diesem Forschungsvorhaben einschätzen. 66 4 Sprache und Sache getrennt und doch gemeinsam: Der DisaggregateInstruction-Ansatz nach Brown, Ryoo und Rodriguez Die im vorangegangenen Kapitel vorgestellten Ansätze sprachsensiblen Unterrichts haben sich international (Scaffolding, SIOP, Translanguaging) und in Deutschland (vor allem Scaffolding) in den vergangenen Jahren zunehmend etabliert. Das heißt jedoch nicht, dass bereits von einer flächendeckenden Verbreitung ausgegangen werden kann (Becker-Mrotzek et al., 2012; Pineker-Fischer, 2017; Riebling, 2013; Tajmel, 2010b). Gleichzeitig ist die empirische Befundlage, wie ebenfalls dargelegt wurde (s. Abschn. 3.4), durchaus vielschichtig und in der Breite wie auch in der Tiefe weiterhin ausbaufähig. Bisher kann lediglich konstatiert werden, dass sprachsensibler Fachunterricht mit (empirischer) Sicherheit keine negativen Auswirkungen auf den Lernerfolg der Schüler*innen ausübt (Höfler et al., 2023). Im Gegenteil: Das Gros der vorliegenden Forschungsarbeiten belegt, dass sprachsensibler Fachunterricht dem nicht auf sprachliche Bildung ausgerichteten Unterricht überlegen ist (Höfler et al., 2023). Aufgabe der Fachdidaktik und Bildungsforschung ist es daher, bestehende Ansätze zur fachintegrierten Sprachbildung und -förderung weiterzuentwickeln und diese darüber hinaus um neue Ideen zu ergänzen. Anschließend – und das dürfte in Kapitel 3 deutlich geworden sein – gilt es, die adaptierten und möglicherweise optimierten Konzeptionen empirisch zu untersuchen. Ein Ansatz, der im deutschsprachigen Raum bislang kaum rezipiert und lediglich in den USA erprobt wurde, ist der Disaggregate-Instruction-Ansatz nach Brown, Ryoo und Rodriguez (2010). Untersuchungen im Rahmen von Interventionsstudien mit Kontrollgruppe haben gezeigt, dass das Erlernen naturwissenschaftlicher Konzepte zunächst ohne Fachtermini zu einer höheren Lernleistung sowie einer verbesserten Kommunikation des erworbenen Verständnisses führt (Brown et al., 2010). Dies konnten Brown und Kolleg*innen (2010) insbesondere für Schüler*innen nachweisen, die Englisch als Zweitsprache erwerben. Inwieweit der DisaggregateInstruction-Ansatz auch für die deutsche Bildungspraxis geeignet ist, muss zunächst noch gezeigt werden. 4.1 Grundidee des Disaggregate-Instruction-Ansatzes Die Herangehensweise des Disaggregate-Instruction-Ansatzes zeichnet sich dadurch aus, dass zur Erarbeitung von Fachkonzepten zunächst alltagssprachliche Mittel verwendet werden und erst nach erfolgtem Konzepterwerb die Einführung der naturwissenschaftlichen Fachtermini erfolgt (Brown et al., 2010, S. 1474). Man könnte also von Unterricht sprechen, der in einen konzeptuellen Teil und in einen 67 fachsprachlichen Teil zerlegt ist. Brown et al. (2010) und Ryoo (2015) haben für die Umsetzung des Ansatzes in der Praxis Unterrichtssequenzen im Fach Science am Beispiel des Themas Fotosynthese entwickelt. Die Implementation haben sie empirisch begleitet und die Wirksamkeit des Ansatzes mittels geschlossener und offener Aufgaben (Brown et al., 2010, S. 1475 f.) und Interviews (Ryoo, 2015, S. 33) überprüft. Das Grundprinzip des Disaggregate-Instruction-Ansatzes beruht auf den Theorien von Brown (2004; 2011) zur Diskursiven Identität (Discursive Identity), die Schüler*innen im naturwissenschaftlichen Unterricht erfahren, wenn sie Ausgrenzung und Marginalisierung erleben. Demnach entsteht für Lernende zwischen ihrer persönlichen Identität und dem in der Schule erwünschten Verhalten ein Konflikt, welcher – folgt man Brown (2004, S. 811) weiter – für Kinder und Jugendliche aus einem eher bildungsfernen Umfeld häufig deutlich stärker ausgeprägt ist, als für Schüler*innen aus bildungsnahen Elternhäusern. Der Begriff Diskursive Identität wird von Brown (2004, S. 813) als eine Fähigkeit beschrieben, im Rahmen von Diskursen bewusst oder unbewusst auf verschiedene Praktiken zurückzugreifen, um anderen die Zugehörigkeit zu einer kulturellen Gruppe zu signalisieren. Nicht selten entsteht daraus ein Spannungsfeld zwischen den diskursiven Praktiken von Schüler*innen mit Zuwanderungsgeschichte und den Erwartungen von Lehrkräften sowie den Anforderungen, die die Institution Schule an Lernende richtet (Brown, 2004, S. 813; Gilbert & Yerrick, 2001, S. 584). In diesem Spannungsfeld existiert für Schüler*innen ein erheblicher Druck, sich entweder für ihre marginalisierte Gruppe oder für die dominante Schulkultur zu entscheiden und sich schlussendlich dementsprechend zu verhalten (Brown, 2006, S. 98; Gilbert & Yerrick, 2001, S. 584). So sind Menschen in der Lage, über die Sprache, die sie verwenden (z. B. die Wahl eines spezifischen Registers), ihre Zugehörigkeit zu einer Gruppe zu demonstrieren (Brown, 2004, S. 812 f.; 2006, S. 98). Die von Lehrkräften häufig verwendete Bildungsund Fachsprache kann demzufolge als beträchtliche Hürde für viele Schüler*innen zur Teilhabe am naturwissenschaftlichen Unterricht aufgefasst werden (Brown, 2006, S. 121; Lee, 2005, S. 511; Moje et al., 2001). Um die Konflikte zwischen den sprachlichen Ressourcen der Schüler*innen und den fachlich geprägten Ansprüchen des naturwissenschaftlichen Unterrichts zu reduzieren, entwickelte Brown gemeinsam mit Kolleg*innen den Disaggregate-InstructionAnsatz, der es Lernenden aus marginalisierten Gruppen ermöglichen soll, ihre sprachlichen Ressourcen in den Unterricht einzubringen, um sowohl fachliches Wissen zu erwerben als auch fachsprachliche Fähigkeiten weiterzuentwickeln (Brown, 2011; Brown et al., 2010; Brown & Ryoo, 2008). Wie das vonstattengehen und wie 68 Konzeption des Disaggregate-Instruction-Ansatzes näher veranschaulicht werden kann, werde ich im nächsten Abschnitt am Beispiel einer Unterrichtssequenz im Themenfeld Fotosynthese illustrieren. 4.2 Gestaltung von naturwissenschaftlichem Unterricht nach den Prinzipien von Disaggregate Instruction Unterricht nach dem Disaggregate-Instruction-Ansatz ist insgesamt betrachtet in vier Phasen zu gliedern, die Brown et al. (2010, S. 1474 f.) wie folgt bezeichnen: (1) Pre-Assessment Instruction Phase (2) Content Construction Phase (3) Introduction of Explicit Language Phase (4) Scaffolding Opportunities for Language Phase 8 In Phase (1) erfolgt eine inhaltliche Hinführung zum Thema, die es der Lehrperson ermöglichen soll, Schülervorstellungen sowie den sprachlichen Entwicklungsstand der Lernenden zu erfassen (Brown et al., 2010, S. 1474). Dieser Einstieg sollte sich an der Lebenswelt und dem Lernstand der Schüler*innen orientieren. So könnte hinsichtlich des Themas Fotosynthese beispielsweise ein einleitendes Unterrichtsgespräch zu Fragen wie: ‚Was benötigen alle Pflanzen zum Wachsen?‘ stattfinden (Brown et al., 2010, S. 1474). Anschließend steht in Phase (2) das Verstehen der neuen Fachkonzepte im Mittelpunkt. Die Lehrperson führt die relevanten Konzepte ein, verzichtet dabei jedoch gänzlich auf bisher noch unbekannte Fachtermini und beschränkt sich auf Sprache, die den Schüler*innen bereits geläufig ist. Dies ist in aller Regel gleichbedeutend mit alltagssprachlichen Mitteln, z. B. ‚Sonnenlicht‘, ‚Luft, die Menschen ausatmen‘ und ‚Wasser‘ (Brown et al., 2010, S. 1474). Dieser Phase des inhaltlichen Lernens folgt in Phase (3) der Abschnitt, in dem das sprachliche Lernen und der Erwerb der Fachsprache – genauer gesagt: der neu einzuführenden und von den Schüler*innen zu erlernenden Fachtermini – in den Vordergrund rücken. Hier schafft die Lehrkraft Möglichkeiten, die für die Schüler*innen neu zu erlernenden Fachtermini in Unterrichtsgesprächen oder schriftlichen Aufgaben anzuwenden (Brown et al., 2010, S. 1474). Durch gezieltes Scaffolding werden die bisher verwendeten, alltagssprachlichen Bezeichnungen wie ‚Luft, die Menschen ausatmen‘ und ‚Sonnenlicht‘ durch präzise Fachtermini wie ‚Kohlenstoffdioxid‘ und ‚Photonen‘ ersetzt, sodass die Lernenden das Kontinuum zwischen alltagsund fachsprachlichen 8 In der in Abschnitt 7.2.2 vorgestellten adaptieren Variante des Disaggregate-Instruction-Ansatzes bezeichne ich diese vier Phasen wie folgt: (1) Hinführung zum Thema, (2) Konzeptbildung, (3) Einführung der Fachtermini, (4) Festigen der Konzepte und Termini. 69 Ausdrucksweisen für das selbe Phänomen erkennen (Brown et al., 2010, S. 1474). In der abschließenden Phase (4) erhalten die Lernenden Gelegenheiten, die neu erworbenen sprachlichen Mittel eigenständig einzusetzen, um den Inhalt der Unterrichtsreihe zu kommunizieren; hierbei findet keine Vermittlung weiterer Konzepte oder Termini statt und die Lehrperson tritt idealtypischer Weise so weit wie möglich in den Hintergrund des Lerngeschehens (Brown et al., 2010, S. 1475). 4.3 Wirksamkeit des Ansatzes auf den Lernerfolg Brown und Ryoo (2008) haben eine Interventionsstudie durchgeführt, um die Wirksamkeit des Disaggregate-Instruction-Ansatzes zu belegen. Dafür entwickelten sie eine Unterrichtsreihe in zwei inhaltlich identischen Varianten. Schüler*innen einer US-amerikanischen Grundschule haben sich anschließend das Thema der Fotosynthese mit der einen oder anderen Variante erarbeitet. In der Interventionsgruppe, die auch ‚disaggregate version‘ genannt wird, wurde der Unterricht in Anlehnung an die vier Phasen (s. Abschn. 4.2) konzipiert. Die Version der Kontrollgruppe wird als ‚aggregate version‘ bzw. ‚textbook version‘ bezeichnet, da dort der Konzepterwerb mit dem Erwerb neuer Fachtermini praktisch zeitgleich einhergeht. Um den Effekt der Lehrervariable auf die Ergebnisse zu reduzieren, wurde eine digitale Lernumgebung geschaffen, welche die Schüler*innen selbstständig am Computer durchlaufen. Die Lernumgebung beinhaltet vielfältige Aktivitäten wie Textaufgaben, virtuelle Experimente und virtuelle Mikroskopie sowie simulierte Diskussionen (Brown & Ryoo, 2008, S. 536 f.; Brown et al., 2010, S. 1475; Ryoo, 2015, S. 35). Abbildung 4 soll einen Eindruck der virtuellen Lernumgebung vermitteln. 70 Abbildung 4. Gegenüberstellung der beiden untersuchten digitalen Versionen aus der Lernumgebung ‚Fotosynthese‘ in einer Studie zum Disaggregate-InstructionAnsatz, aus Ryoo (2015, S. 35). Die 49 Grundschüler*innen, die an der Studie teilgenommen haben, wurden nach Geschlecht und Erstsprache (Englisch bzw. Spanisch) verteilt zufällig der Kontroll- (‚aggregate‘) oder Interventionsbedingung (‚disaggregate‘) zugeordnet (Brown & Ryoo, 2008, S. 535). Alle Teilnehmenden bearbeiteten die virtuellen Lernaufgaben individuell in einem zeitlichen Rahmen von drei bis vier Stunden (Brown & Ryoo, 2008, S. 542). In Form eines Prä-Post-Designs mit Multiple-Choiceund offenen Aufgaben untersuchten die Forschenden den Lernzuwachs der Schüler*innen und unterschieden dabei einen ‚disaggregate score‘ von einem ‚aggregate score‘ (Brown & Ryoo, 2008, S. 541): Während der ‚disaggregate score‘ angibt, wie gut die Lernenden naturwissenschaftliche Konzepte mithilfe von Alltagssprache erklären, zeigt der ‚aggregate score‘, ob es ihnen gelingt, naturwissenschaftliche Konzepte mithilfe von Fachsprache zu erklären. Ein Beispiel für eine der offenen Aufgaben, die in Brown & Ryoo (2008, S. 541) berichtet wird, lautet: „[P]lease explain what each of these plant parts do.“ Im Prä-Test schnitten die Schüler*innen aus Interventionsund Kontrollgruppe vergleichbar ab (Brown & Ryoo, 2008, S. 543). Die statistischen Analysen offenbarten zunächst, dass die Multiple-Choice-Aufgaben seltener korrekt beantwortet werden, 71 wenn sie die naturwissenschaftlichen Fachtermini enthalten im Vergleich zu alltagssprachlich formulierten Aufgaben (Brown & Ryoo, 2008, S. 543). Diese Beobachtung stimmt mit Untersuchungen zum Einfluss der sprachlichen Gestaltung von Testaufgaben überein (Bird & Welford, 1995). Weiterhin konnten Brown und Ryoo (2008, S. 544 ff.) zeigen, dass sowohl hinsichtlich der alltagssprachlich als auch der fachsprachlich ausgerichteten, geschlossenen Aufgaben die Interventionsgruppe (‚disaggregate version‘) signifikant größere Lernzuwächse mit Effektstärken im mittleren bis großen Bereich erreichten. In den Antworten auf die offenen Aufgaben, die die Kommunikation des erworbenen Konzeptverständnisses verlangten, erwiesen sich die Unterschiede zugunsten der Interventionsgruppe sogar als noch erheblicher (Brown & Ryoo, 2008, S. 548). Insgesamt konstatieren Brown und Ryoo (2008, S. 549), dass die Schüler*innen, die das Konzept der Fotosynthese anhand des Disaggregate-Instruction-Ansatzes lernten, sowohl ein besseres Konzeptverständnis (ersichtlich aus den Antworten zu den geschlossenen Aufgaben) erwarben als auch eher in der Lage waren, dieses unter Anwendung naturwissenschaftlicher Fachsprache (ersichtlich aus den Antworten zu den offenen Aufgaben) zu artikulieren. Als Schlüssel zu diesen erfreulichen Ergebnissen sehen die Autor*innen der Studie in erster Linie, dass den Schüler*innen durch das anfängliche Kommunizieren in alltagsnaher Sprache Zugänge zu naturwissenschaftlichen Konzepten erleichtert wurden und, dass weniger Konfliktpotential bezüglich ihrer Diskursiven Identität bestand (Brown & Ryoo, 2008, S. 551). Schoerning (2014) untersuchte in einem Mikrobiologie-Einführungskurs an einem US-amerikanischen College, wie sich das Ersetzen von Fachtermini lateinischen oder griechischen Ursprungs durch einfache englischstämmige Bezeichnungen auf verschiedene Fähigkeiten in der Repräsentation von Wissen auswirkte. Die Ergebnisse der Studie belegen, dass Studierende in der Interventionsgruppe, die unter Verwendung der englischstämmigen Termini unterrichtet wurden (Anglicized Treatment), signifikant besser in semesterbegleitenden Prüfungen abschnitten als die Kontrollgruppe (Classical Treatment), welche die wissenschaftlichen Fachtermini parallel zum Inhalt lernte (Schoerning, 2014, S. 317 f.). Schoerning (2014, S. 321 f.) führt diese Beobachtungen in erster Linie auf neurologische Ursachen zurück und sieht den Vorteil der Teilnehmenden der Interventionsgruppe in einer höheren neuralen Effizienz sowie einem leichter zugänglichen neuralen Netzwerk, welches nicht durch zusätzliche, komplexe Fachtermini ergänzt werden muss, wodurch wiederum das Konzeptlernen gehemmt sein kann. Unterstützt wird diese These durch die Erkenntnis, dass die Interventionsgruppe vor allem in kognitiv anspruchsvollen Aufgaben deutlich bessere Leistungen als die Kontrollgruppe erzielte, was laut Schoerning (2014, S. 322) mutmaßlich auf die erhöhte neurale Effizienz zurückzuführen sei. 78 Forschungsfrage 1a Inwieweit fördert Chemieunterricht, der in Anlehnung an den Disaggregate-Instruction-Ansatz konzipiert und durchgeführt wird, Schüler*innen beim Erwerb chemiebezogenen Fachwissens? Forschungsfrage 1b Inwieweit fördert Chemieunterricht, der ausschließlich nach den Scaffolding-Gestaltungsprinzipien und somit ohne Anwendung des Disaggregate-Instruction-Ansatzes geplant und realisiert wird, Schüler*innen beim Erwerb chemiebezogenen Fachwissens? Als mögliche Antworten auf diese beiden Forschungsfragen dienen folgende Hypothesen: Nullhypothese H0-1a: Chemieunterricht, der in Anlehnung an die Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes konzipiert und durchgeführt wird, übt keinen nachweisbaren Einfluss auf den Erwerb chemiebezogenen Fachwissens auf Seiten der Schüler*innen aus. Hypothese H1-1a: Chemieunterricht, der in Anlehnung an die Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes konzipiert und durchgeführt wird, führt zu einem bedeutsamen Erwerb chemiebezogenen Fachwissens auf Seiten der Schüler*innen. Nullhypothese H0-1b: Chemieunterricht, der ausschließlich nach den ScaffoldingGestaltungsprinzipien und somit ohne Anwendung des Disaggregate-InstructionAnsatzes geplant und realisiert wird, übt keinen nachweisbaren Einfluss auf den Erwerb chemiebezogenen Fachwissens auf Seiten der Schüler*innen aus. Hypothese H1-1b: Chemieunterricht, der ausschließlich nach den Scaffolding-Gestaltungsprinzipien und somit ohne Anwendung des Disaggregate-Instruction-Ansatzes geplant und realisiert wird, führt zu einem bedeutsamen Erwerb chemiebezogenen Fachwissens auf Seiten der Schüler*innen. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist es, die Wirksamkeit des Disaggregate-InstructionAnsatzes mit der von sprachsensiblem Chemieunterricht, also von Unterricht, der ausschließlich nach den Prinzipien des Scaffoldings konzipiert und durchgeführt wird, dahingehend zu vergleichen, ob die beiden Unterrichtsvarianten bei den Schüler*innen zu unterschiedlich großen fachlichen Lernzuwächsen führen. Die mit diesem Vorhaben korrespondierende Forschungsfrage lautet daher: 79 Forschungsfrage 2 Inwieweit unterscheiden sich die Lernzuwächse im Bereich chemiebezogenen Fachwissens zwischen Schüler*innen, die in Anlehnung an den DisaggregateInstruction-Ansatz unterrichtet werden, und Schüler*innen, die ausschließlich in Anlehnung an die Gestaltungsprinzipien sprachsensiblen Scaffoldings orientiert und ohne Anwendung der Prinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes unterrichtet werden? Als mögliche Antworten auf diese Forschungsfrage werden folgende Hypothesen in Betracht gezogen: Nullhypothese H0-2: Die Wahl des Unterrichtsansatzes (sprachsensibles Scaffolding mit oder ohne Berücksichtigung des Disaggregate-Instruction-Ansatzes) übt keinen nachweisbaren Einfluss auf die Lernzuwächse im Bereich chemiebezogenen Fachwissens auf Seiten der Schüler*innen aus. Hypothese H1-2: Schüler*innen, die Unterricht erhalten, der in Anlehnung an die Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes konzipiert und durchgeführt wird (IG), erzielen größere Lernzuwächse im Bereich chemiebezogenen Fachwissens, als Schüler*innen der Kontrollgruppe, die Unterricht erteilt bekommen, der ohne Anwendung des Disaggregate-Instruction-Ansatzes geplant und realisiert wird. Der Grund dafür ist, dass Lernende im Disaggregate-InstructionUnterricht sich nicht gleichzeitig mit der Aneignung neu zu erlernender chemiespezifischer Konzepte und mit dem Erlernen neuer Fachtermini auseinandersetzen müssen. Hypothese H2-2: Schüler*innen, die Unterricht erhalten, der in Anlehnung an die Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes konzipiert und durchgeführt wird, erzielen geringere Lernzuwächse im Bereich chemiebezogenen Fachwissens, als Schüler*innen, die Unterricht erteilt bekommen, der ohne Anwendung des Disaggregate-Instruction-Ansatzes geplant und realisiert wird. Der Grund dafür ist, dass Lernende im Disaggregate-Instruction-Unterricht zunächst nur wenig präzise und ausschließlich umgangssprachliche Umschreibungen der zu erlernenden Fachtermini verwenden und erst später die Möglichkeit erhalten, sich mit den neu zu erlernenden Fachtermini auseinanderzusetzen. In Abschnitt 2.1 wurde dargelegt, dass die fachlichen (in diesem Fall chemiebezogenen) Lernerfolge von Schüler*innen maßgeblich mit den bildungssprachlichen Kompetenzen zusammenhängen. Daher ist eine zusätzliche Berücksichtigung der bildungssprachlichen Kompetenzen der Lernenden erforderlich. Diese Maßnahme 80 scheint mit Blick auf die große (sprachliche) Diversität in der Schülerschaft in der Metropolregion Berlin-Brandenburg (SenBJF Berlin, 2021) für meine Studie von besonderer Bedeutung. Für die Stichprobe dieser Studie ist folglich zu erwarten, dass ein beträchtlicher Teil der Lernenden sprachbezogene Förderbedarfe aufweist und demnach von sprachbildenden Unterrichtsmethoden besonders profitieren wird. Daher wird außerdem im Zuge der hier vorgestellten Studie untersucht, welchen Einfluss die Wahl des Unterrichtsansatzes (mit oder ohne Disaggregate-InstructionAnsatz) auf die fachlichen Lernzuwächse von Schüler*innen mit unterschiedlichen Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch (und damit einhergehend möglichen besonderen Unterstützungsbedarfen) ausübt. Die hierzu korrespondierenden Forschungsfragen lauten wie folgt: Forschungsfrage 3 Inwieweit werden Schüler*innen mit heterogenen Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch hinsichtlich des Erwerbs von chemiebezogenem Fachwissen unterstützt, wenn a) Unterricht in Anlehnung an die Gestaltungsprinzipien des DisaggregateInstruction-Ansatzes konzipiert und realisiert wird oder b) Unterricht ohne Anwendung der Prinzipien des Disaggregate-InstructionAnsatzes, aber unter Berücksichtigung des Scaffolding-Ansatzes stattfindet? c) In welchem Maße unterscheiden sich die Lernzuwächse zwischen den Schüler*innen der Disaggregate-Instructionund der Scaffolding-Gruppe? 81 Als mögliche Antworten auf diese Forschungsfrage dienen folgende Hypothesen: Nullhypothese H0-3: In welchem Maße Schüler*innen mit heterogenen Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch im Unterricht chemiebezogenes Fachwissen erwerben, wird nicht nachweislich dadurch beeinflusst, welchen der beiden sprachsensiblen Ansätze (sprachsensibles Scaffolding mit oder ohne DisaggregateInstruction-Ansatz) sie erhalten haben. Hypothese H1-3: Durch die Anwendung von Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes werden vor allem Schüler*innen mit vergleichbar geringen Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch beim Erwerb neuer Fachkonzepte unterstützt, da sie sich nicht zeitgleich mit dem Erlernen neuer Fachkonzepte und Fachtermini auseinandersetzen müssen. Dieser Unterricht führt folglich zu einem umfangreicheren Erwerb chemiebezogenen Fachwissens als Unterricht ohne Anwendung des Disaggregate-Instruction-Ansatzes bei Schüler*innen mit niedrigen Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch im Vergleich zu Mitschüler*innen mit fortgeschritteneren Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch. Hypothese H2-3: Durch die Anwendung von Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes werden vor allem Schüler*innen mit vergleichbar hohen Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch beim Erwerb neuer Fachkonzepte unterstützt, da es diesen Lernenden besser gelingt, neue Fachkonzepte zunächst ohne die korrespondieren Fachtermini zu erlernen. Dieser Unterricht führt folglich zu einem verbesserten Erwerb chemiebezogenen Fachwissens als Unterricht nach den Scaffolding-Prinzipien bei Schüler*innen mit hohen Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch im Vergleich zu Mitschüler*innen mit niedrigen Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch. Die bislang formulierten Forschungsfragen fokussieren ausschließlich auf die Zusammenhänge zwischen dem erteilten Chemieunterricht (mit oder ohne Anwendung des Disaggregate-Instruction-Ansatzes) und der Kompetenzentwicklung im Bereich chemiebezogenen Fachwissens. Neben den Auswirkungen auf den fachlichen Wissenserwerb legen die in Abschnitt 4.3 vorgestellten Studien außerdem positive Entwicklungen hinsichtlich der Kommunikation von neu erworbenen Fachkonzepten nahe. Einen weiteren Schwerpunkt meiner Untersuchung bildet daran anknüpfend die Frage, ob es Schüler*innen, die anhand des Disaggregate-Instruction-Ansatzes unterrichtet wurden, in besonderem Maße gelingt, ihr erworbenes Verständnis von 82 Fachkonzepten erfolgreich zu kommunizieren. Diese Ausprägung fachbezogener kommunikativer Kompetenzen untersuche ich mithilfe von Forschungsfrage 4. Dabei konzentriere ich mich auf eine spezifische Facette kommunikativer Kompetenzen, und zwar auf das adressatenorientierte Kommunizieren, da im Rahmen dieser Teilkompetenz der angemessene Gebrauch von Fachterminologie besonders relevant ist (s. Abschn. 2.3.2). Forschungsfrage 4 In welchem Maße werden Schüler*innen hinsichtlich bestimmter chemiebezogener, kommunikativer Kompetenzen (insbesondere im Gebrauch fachspezifischer Termini im Rahmen adressatenorientierter Kommunikation) unterstützt, wenn a) Unterricht in Anlehnung an die Gestaltungsprinzipien des DisaggregateInstruction-Ansatzes konzipiert und realisiert wird oder b) Unterricht ohne Anwendung der Prinzipien des Disaggregate-InstructionAnsatzes, aber unter Berücksichtigung des Scaffolding-Ansatzes stattfindet? c) In welchem Maße unterscheidet sich die Anwendung dieser chemiebezogenen, kommunikativen Kompetenzen zwischen den Schüler*innen der DisaggregateInstructionund der Scaffolding-Gruppe? 83 Als mögliche Antworten auf diese Forschungsfrage werde ich folgende Hypothesen betrachten: Nullhypothese H0-4: Der Unterrichtsansatz (sprachsensibles Scaffolding mit oder ohne Disaggregate-Instruction-Ansatz) hat keinen Einfluss auf die chemiebezogenen, kommunikativen Kompetenzen der Schüler*innen (insbesondere auf den Gebrauch fachspezifischer Termini im Rahmen adressatenorientierter Kommunikation). Hypothese H1-4: Durch die Anwendung von Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes gelingt es Schüler*innen in höherem Maße, neu erworbene Fachtermini in der Kommunikation der korrespondierenden Konzepte zu gebrauchen. In diesem Zuge schneiden diese Schüler*innen dahingehend besser ab, zwischen eher umgangssprachlichen und eher fachsprachlichen Termini zu differenzieren und diese entsprechend der adressierten Person zu variieren. Hypothese H2-4: Durch die Anwendung von Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes gelingt es Schüler*innen in geringerem Maße, neu erworbene Fachtermini in der Kommunikation der korrespondierenden Konzepte zu gebrauchen. In diesem Zuge schneiden diese Schüler*innen schlechter dahingehend ab, zwischen eher umgangssprachlichen und eher fachsprachlichen Termini zu differenzieren und diese entsprechend der adressierten Person zu variieren. Welches Forschungsdesign, welche Untersuchungsinstrumente und welche (statistischen) Analysen am besten geeignet sind, um diese forschungsleitenden Fragestellungen zu bearbeiten, lege ich in den folgenden Kapiteln zur UNTERSUCHUNGSMETHODE offen. 85 UNTERSUCHUNGSMETHODE 6 Grundlegende Überlegungen zur Planung der Untersuchung Um die in Abschnitt 5.2 formulierten Fragestellungen eingehend im Rahmen dieser Studie bearbeiten zu können, bedarf es eines experimentellen Forschungsdesigns. Für die Analyse der Wirksamkeit des Disaggregate-Instruction-Ansatzes (Brown et al., 2010) hinsichtlich des Erwerbs fachlichen Wissens sowie fachbezogener, kommunikativer Kompetenzen wird eine Interventionsstudie mit Treatmentund Kontrollgruppe konzipiert. Mithilfe dieses Designs wird Unterricht nach dem DisaggregateInstruction-Ansatz einem vergleichbaren Unterricht als Kontrollbedingung unter Anwendung einer strengen Variablenkontrolle gegenübergestellt (Theyßen, 2014; Gniewosz, 2015; Souvignier, 2021). Die Art des Unterrichts dient somit als zentrale unabhängige Variable dieser Studie. Es wird untersucht, welche Effekte der Art des Unterrichts auf den Erwerb chemiebezogenen Fachwissens (1. abhängige Variable) einerseits und auf die fachbezogenen, kommunikativen Kompetenzen (2. abhängige Variable) andererseits auftreten. In den folgenden Abschnitten werde ich zunächst die methodischen Überlegungen hinsichtlich des Forschungsdesigns und der untersuchten Variablen darlegen (s. Abschn. 6.1). Anschließend stelle ich dar, welche Testinstrumente auf welche Art und Weise zum Einsatz kommen (s. Abschn. 6.2). Weiterhin begründe ich in Abschnitt 6.3 die Themenwahl für die zu konzipierende Unterrichtsreihe und stelle in Abschnitt 6.4. die geplante Stichprobe der Untersuchung vor. 6.1 Forschungsdesign und Festlegung der zu untersuchenden Variablen Obwohl vergleichende Interventionsstudien aufgrund der angestrebten laborähnlichen Untersuchungsbedingungen in der Regel mit einem sehr hohen methodischen Aufwand verbunden sind, lässt sich als Ergebnis im Erfolgsfall die Wirksamkeit einer unabhängigen Variable auf den – je nach Ziel unterschiedlich gearteten und beschriebenen – Lernerfolg (als abhängiger Variable) identifizieren (Gniewosz, 2015). Mit der vorliegenden Studie wird angestrebt, die Wirksamkeit von sprachsensiblen Unterrichtsansätzen vergleichend zu analysieren. Die Studie lässt sich demnach als hypothesenprüfende, explanative Studie einordnen (Döring & Bortz, 2016, S. 193). Um als Ergebnis der Untersuchung Kausalschlüsse zu ermöglichen, d. h. den Lernerfolg eindeutig auf die Art des Unterrichtsansatzes zurückführen zu können, bedarf 86 es eines randomisierten (bzw. experimentellen) oder quasi-experimentellen Untersuchungsdesigns (Döring & Bortz, 2016, S. 193 f.; Souvignier, 2021, S. 12). Für die vorliegende Studie wird den Gegebenheiten in der Schulpraxis entsprechend ein quasi-experimentelles Design gewählt (Gniewosz, 2015, S. 89). Dementsprechend können die Lernenden nicht individuell zufällig der Interventionsoder Kontrollbedingung zugeteilt werden, sondern basierend auf der Zugehörigkeit zu einem Klassenverband jeweils als gesamte Lerngruppe (Kuhn, 2014, S. 304; Gniewosz, 2015, S. 89). Im Rahmen der vorliegenden Studie stellt die Anbzw. Abwesenheit von Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes die unabhängige Variable dar. Das übergeordnete Ziel ist es, die Wirksamkeit des DisaggregateInstruction-Ansatzes auf die Lernerfolge der Schüler*innen im Vergleich mit einer Kontrollgruppe zu evaluieren. Da der Disaggregate-Instruction-Ansatz z. T. bereits auf einige Gestaltungsprinzipien des sprachsensiblen Scaffoldings (s. Abschn. 4.2) zurückgreift, findet für diese Untersuchung in der Interventionsgruppe eine Kombination von Disaggregate-Instructionund Scaffolding-Prinzipien Anwendung. In der Kontrollgruppe werden lediglich Scaffolding-Prinzipien angewendet; die Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes bleiben ausgeblendet (s. Tabelle 2). Tabelle 2. Plakative Gegenüberstellung der beiden Unterrichtsbedingungen für die Interventionsund Kontrollgruppe 10 Interventionsgruppe DIA-Gruppe Kontrollgruppe Scaffolding-Gruppe Disaggregate-Instruction-Ansatz ü û Scaffolding-Prinzipien ü ü Um die Wirksamkeit des Unterrichts in der DIA-Gruppe mit dem der ScaffoldingGruppe vergleichen zu können, werden nun abhängige Variablen benötigt, die als Indikatoren dafür dienen, den Lernerfolg bzw. die Lernwirksamkeit zu messen (Gniewosz, 2015, S. 84). In Anlehnung an die forschungsleitenden Fragestellungen (s. Ab10 Damit im weiteren Verlauf dieser Dissertation eine klare Zuordnung der Unterrichtansätze zu den Untersuchungsgruppen möglich ist, werde ich die Interventionsgruppe synonym als DisaggregateInstruction-Ansatz-Gruppe, kurz DIA-Gruppe, und die Kontrollgruppe als Scaffolding-Gruppe bezeichnen. Damit ist außerdem sichergestellt, dass die bewusste Planung von Scaffolding-Prinzipien im Unterricht der Kontrollgruppe hervorgehoben wird und somit auch in diesem Fall sprachsensibler Unterricht stattfindet. 87 schn. 5.2) soll im Rahmen dieser Studie vorrangig geprüft werden, welche Wirksamkeit den Ansätzen hinsichtlich des Fachwissenserwerbs der Lernenden sowie mit Blick auf deren chemiebezogene, kommunikative Kompetenzen nachgewiesen werden kann. Um Lernzuwächse möglichst eindeutig auf den angewendeten Unterrichtsansatz zurückführen zu können, wird als erste abhängige Variable der Erwerb von Fachwissen erhoben. Als zweite abhängige Variable werden die chemiebezogenen, kommunikativen Kompetenzen der Lernenden erfasst. Eine weitere, für die Studie relevante Einflussgröße stellen die Kompetenzen der Lernenden in der Bildungssprache Deutsch dar. Bildungssprachliche Kompetenzen üben nachweislich einen Einfluss auf fachliche Lernprozesse aus (Gogolin & Lange, 2011, S. 108; Kempert et al., 2016, S. 169 f.) Deshalb erachte ich es als notwendig, die Kompetenzen der teilnehmenden Schüler*innen hinsichtlich der Bildungssprache Deutsch vor Beginn der Unterrichtsreihe zu erfassen. Somit lässt sich überprüfen, ob die Lernenden über vergleichbare bildungssprachliche Voraussetzungen verfügen. Außerdem können die Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch auf diesem Wege als zusätzliche unabhängige Variable in die empirische Auswertung aufgenommen werden. Um sicherzustellen, dass potenzielle Unterschiede hinsichtlich der abhängigen Variablen tatsächlich auf die Variation der unabhängigen Variable (Unterrichtsreihe unter Anoder Abwesenheit des Disaggregate-Instruction-Ansatzes) zurückgeführt werden können, bedarf es einer systematischen, möglichst umfassenden Kontrolle der Randbedingungen (Theyßen, 2014, S. 69 f.) bzw. Störvariablen (Gniewosz, 2015). Zunächst sollte sichergestellt werden, dass mit dem Unterricht in Interventionsund Kontrollgruppe (s. Tabelle 2) identische Inhalte bearbeitet, gleiche Methoden und Materialien eingesetzt werden sowie ein vergleichbarer zeitlicher Aufwand verbunden ist (Theyßen, 2014, S. 69). Eine weitere zentrale Kontrollvariable stellt die Lehrkraft dar (Theyßen, 2014, S. 70). Durch teilweise stark divergierende Einstellungen, Routinen und Persönlichkeitsmerkmale sowie aufgrund unterschiedlicher professioneller Kompetenzen kann der sogenannten Lehrervariable ein nennenswerter Effekt zugeschrieben werden (Bayraktar, 2001; Theyßen, 2014). Brown et al. (2010, S. 1475) haben den Einfluss unterschiedlicher Lehrkräfte eliminiert, indem eine virtuelle Lernumgebung eingesetzt wurde, welche die Lernenden individuell durchlaufen haben. Wenngleich somit der Einfluss der Lehrkraft minimiert wurde und zwischen den Untersuchungsgruppen nicht variiert, bleibt offen, inwieweit die Erkenntnisse aus diesen Studien auf den regulären Unterrichtskontext übertragbar sind. Darüber hinaus müsste bei Anwendung einer rein digitalen Lernumgebung die zusätzliche Variable 94 dung führen, die als Ionenbindung, ionische Bindung oder heteropolare Bindung bezeichnet wird (Holleman et al., 2017, S. 129). Im Gegensatz zur kovalenten Elektronenpaarbzw. Atombindung bestehen bei Ionenbindungen ungerichtete, elektrostatische Anziehungskräfte zwischen den Teilchen (Holleman et al., 2017, S. 129; Riedel & Janiak, 2022, S. 74). Das Modell der Ionenbindung beschreibt eine Art „Idealfall“; die Bindung in Salzen ist nie rein ionisch, sondern besitzt stets auch einen kovalenten Charakter (Holleman et al., 2017, S. 158 f.). Wenn der Anteil der ionischen Bindung den der kovalenten überwiegt, spricht man von einer Ionenverbindung, im gegenteiligen Fall von einer Atomverbindung (Holleman et al., 2017, S. 155). Als Entscheidungskriterium kann man nach den Empfehlungen von Holleman et al. (2017, S. 157) die Elektronegativitäten – als Größe für das Bestreben von Atomen, die Bindungselektronen zu sich zu ziehen – nutzen: Ist die Differenz zwischen den Elektronegativitätswerten der Bindungspartner größer als 2, so überwiegt der ionische den kovalenten Charakter und es liegt formal eine Ionenverbindung vor (Holleman et al., 2017, S. 159). Als Triebkraft für die Ausbildung der Ionenbindung dient die Eigenschaft von Atomen, Elektronen aufzunehmen oder abzugeben, um somit die Edelgaskonfiguration und damit den energieärmsten Zustand zu erreichen (Holleman et al., 2017, S. 129). Um exakt berechnen zu können, mit welchem Energiegewinn oder -aufwand Atome ionisiert werden können, wurden zwei Größen – die Ionisierungsenergie I und die Elektronenaffinität Eea – eingeführt. „Die Ionisierungsenergie I eines Atoms ist die Mindestenergie, die benötigt wird, um ein Elektron vollständig aus dem Atom zu entfernen“ (Riedel & Janiak, 2022, S. 66). Die Elektronenaffinität Eea „ist die Energie, die frei wird (negative Eea-Werte) oder benötigt wird (positive Eea-Werte), wenn an ein Atom ein Elektron unter Bildung eines negativ geladenen Ions angelagert wird“ (Riedel & Janiak, 2022, S. 68). Atome mit einer geringen Elektronegativität weisen niedrigere Ionisierungsenergien auf und tendieren dazu, Elektronen abzugeben, um folglich positiv geladene Kationen auszubilden; Atome mit hoher Elektronegativität nehmen aufgrund negativer Elektronenaffinität eher Elektronen auf und bilden infolgedessen negativ geladene Anionen aus (Riedel & Janiak, 2022, S. 77). Infolge der Entstehung ionischer Bindungen ordnen sich die Teilchen so an, dass entgegengesetzt geladene Ionen sich möglichst nah beieinander befinden und gleich geladene Ionen einen möglichst großen Abstand voneinander einnehmen. Diese Anordnung führt dazu, dass Salze submikroskopisch betrachtet ein dreidimensionales Ionengitter (auch Kristallgitter genannt; s. Abbildung 6) und makroskopisch betrachtet Kristalle ausbilden (Holleman et al., 2017, S. 129). 95 Abbildung 6. Modellhafte Darstellung der Kristallstruktur von Natriumchlorid: (a) Ladungsschwerpunkte der Ionen; (b) Raumerfüllung der Ionen in der kubisch dichtesten Kugelpackung aus Holleman et al. (2017, S. 134). „[W]enn sich Ionen aus unendlicher Entfernung einander annähern und zu einem Ionenkristall ordnen“ (Riedel & Janiak, 2022, S. 89), so wird die sogenannte Gitterenergie freigesetzt. Die Ladungen und Größenverhältnisse der Ionenradien von Kationen und Anionen zueinander bestimmen die konkrete Art der Anordnung im Kristallgitter (Holleman et al., 2017, S. 138 f.). Der wohl prominenteste Vertreter aus der Stoffgruppe der Salze, das Natriumchlorid (Trivialname: Kochsalz), besteht aus einfach positiv geladenen Natrium-Kationen und einfach negativ geladenen Chlorid-Anionen im Verhältnis 1:1. Der Ionenradius (nach Shannon und Prewitt) von NatriumKationen beträgt 1,16 Å; der von Chlorid-Anionen 1,67 Å (Holleman et al., 2017, S. 139); somit besetzen die kleineren Natrium-Kationen die freien Räume zwischen den größeren Chlorid-Anionen. Diese Anordnung wird als kubisch dichteste Kugelpackung bezeichnet (s. Abbildung 6b). Die Koordinationszahl 6 ergibt sich daraus, dass sich um jedes Natrium-Kation sechs Chlorid-Anionen anordnen und um jedes Chlorid-Anion sechs Natrium-Kationen (Riedel & Janiak, 2022, S. 74). Diese Anordnung führt dazu, dass sich entlang der drei Raumkoordinaten Natriumund Chlorid-Ionen jeweils abwechseln (Riedel & Janiak, 2022, S. 74). Da diese sogenannte Natriumchlorid-Struktur sehr typisch für viele Salze ist (z. B. auch Lithiumchlorid und Kaliumchlorid), dient sie als eine Art Prototyp in der Beschreibung von Kristallstrukturen mit der Koordinationszahl 6 (Riedel & Janiak, 2022, S. 74 f.). Die starken Anziehungskräfte zwischen unterschiedlich geladenen Ionen führen zu charakteristischen Eigenschaften von Ionenverbindungen. Salze liegen bei Raumtemperatur im festen Aggregatzustand vor. Dementsprechend weisen sie vergleichs- 96 weise hohe Schmelzund Siedetemperaturen auf, die auf die Größe der Gitterenergie zurückzuführen sind (Holleman et al., 2017, S. 130 f.). Beispielsweise schmilzt Natriumchlorid bei 800 °C; Magnesiumoxid bei 2.642 °C (Riedel & Janiak, 2022, S. 92). Eine empirische Bestimmung der Gitterenergie als Ergebnis mehrerer Teilschritte ermöglicht der sogenannte Born-Haber-Kreisprozess, der auf dem Satz von Hess basiert (Holleman et al., 2017, S. 133; Riedel & Janiak, 2022, S. 95 f.). Riedel und Janiak (2022, S. 95) veranschaulichen die Bildung von Natriumchlorid aus den Elementen wie folgt: Abbildung 7. Schematische Darstellung des Born-Haber-Kreisprozesses zur Veranschaulichung der Bildung von Natriumchlorid aus den Elementen Natrium und Chlor anhand hypothetischer Reaktionsschritte mit Bezeichnung der jeweils freiwerdenden oder benötigten Energie, entnommen aus Riedel & Janiak (2022, S. 95). Die Gitterenergie eines Salzes ist umso größer, je höher die Ladung der Ionen und je kleiner der Abstand zwischen den entgegengesetzt geladenen Ionen ist (Hollemann et al., 2017, S. 133). Salzkristalle sind hart und spröde, sodass sie bei Einwirkung größerer mechanischer Kräfte von außen (z. B. Schlag mit einem Hammer) brechen oder zerspringen. Holleman et al. (2017, S. 130) erklären diese Eigenschaft damit, dass das statische Ionengitter kurzzeitig verschoben wird und gleich geladene Ionen sich folglich für kurze Zeit abstoßen. Wenn frei bewegliche Ionen vorliegen, was in Lösung oder in der Schmelze der Fall ist, leiten Salze den elektrischen Strom – Stromfluss ist im festen Zustand hingegen nur bei sehr hohen Temperaturen nachzuweisen (Holleman et al., 2017, S. 130). Aus der Beobachtung, dass 97 sich in wässriger Lösung die positiv geladenen Kationen zur negativ geladenen Elektrode (Kathode) und die negativ geladenen Anionen zur positiv geladenen Elektrode (Anode) bewegen, resultierte die Bezeichnung dieser Teilchenarten als Anionen und Kationen (Holleman et al., 2017, S. 130). Viele Salze, beispielsweise Natriumchlorid, sind gut wasserlöslich; sie dissoziieren in wässriger Lösung in die entsprechenden Kationen und Anionen (Holleman et al., 2017, S. 130) (s. Abschn. 7.1.3): 𝑁𝑎𝐶𝑙 +𝐻!𝑂 ⇌  𝑁𝑎" ( 𝑎𝑞 ) +𝐶𝑙# ( 𝑎𝑞 ) +𝐻!𝑂 Dass sich viele Salze einerseits sehr gut in Wasser lösen, andererseits das Ionengitter nur durch große mechanische Kräfte oder hohe Temperaturen aufgebrochen werden kann, hängt mit den charakteristischen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen des Stoffes Wasser zusammen. Diese lege ich im folgenden Abschnitt offen. 7.1.2 Wasser als polares Lösungsmittel Neben den skizzierten Struktur-Eigenschafts-Beziehungen der Salze spielen auch die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Wassers eine gewichtige Rolle in der Planung und Durchführung der Unterrichtsreihe, die dieser Studie zugrundliegt. Aufgrund des großen und einzigartigen Vorkommens, nämlich als einziger Stoff auf der Erde in allen drei Aggregatzuständen und als wichtigstes Lösungsmittel, beispielsweise für zahlreiche Salze (Riedel & Janiak, 2022, S. 470), lohnt sich eine genauere Betrachtung der submikroskopischen Struktur der Verbindung Wasser. Im gewinkelten Wassermolekül ist ein Sauerstoffatom mit zwei Wasserstoffatomen kovalent gebunden (s. Abbildung 8). Abbildung 8. Darstellung der Bindungsverhältnisse, Partialladungen (δ+ und δ-) und Dipoleigenschaft des Wassermoleküls, aus Grohmann et al. (2011, S. 37). 98 Die Elektronegativitätsdifferenz zwischen Wasserstoffund Sauerstoffatomen beträgt 1,3 (Holleman et al., 2017, S. 158). Demzufolge spricht man bei der Wasserstoff-Sauerstoff-Bindung von einer kovalenten und nicht von einer ionischen Bindung (Holleman et al., 2017, S. 158 f.). Da das Sauerstoff-Atom die Bindungselektronen jedoch deutlich stärker als die Wasserstoff-Atome (s. Abbildung 8) zu sich zieht, bezeichnet man diese Art von Bindung als polare Atombindung (Holleman et al., 2017, S. 158 ff.). Die resultierende Ausbildung positiver und negativer Teilbzw. Partialladungen in Wassermolekülen, deren Ladungsschwerpunkte nicht zusammenfallen, führt dazu, dass Wassermoleküle als sogenannte Dipole vorliegen (s. Abbildung 8) und demzufolge eine Reihe besonderer Eigenschaften aufweisen (Riedel & Janiak, 2022, S. 132). Die recht hohe Polarität innerhalb der Wassermoleküle bedingt die Ausbildung von sogenannten Wasserstoffbrückenbindungen (auch als Wasserstoffbindungen bezeichnet) zwischen dem partiell negativ geladenen Sauerstoffatom der Wassermoleküle und den partiell positiv geladenen Wasserstoffatomen der anderen Wassermoleküle (Riedel & Janiak, 2022, S. 212 f.), wie es in Abbildung 9 modellhaft dargestellt ist: Abbildung 9. Darstellung von Wasserstoff(brücken)bindungen (blau) zwischen Wassermolekülen am Beispiel der Struktur von Eis, aus Riedel und Meyer (2019, S. 275). Die resultierenden elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen den Wassermolekülen erklären die vergleichsweise hohen Schmelzund Siedetemperaturen (Riedel & Janiak, 2022, S. 214), die unter dem Begriff Anomalie des Wassers subsumiert 99 werden. Ein weiteres Phänomen, welches sich auf die Anomalie des Wassers zurückführen lässt, ist die Beobachtung, dass der Stoff Wasser seine größtmögliche Dichte bei 4 °C, also im flüssigen und nicht im festen Zustand, erreicht (Riedel & Janiak, 2022, S. 471). Strukturell lässt sich diese Besonderheit dadurch erklären, dass sich die Wassermoleküle beim Schmelzen dichter zusammenlagern können, als es im festen Zustand in der Gitterordnung möglich ist (Riedel & Janiak, 2022, S. 471). Die Dipol-Eigenschaft des Wassermoleküls bedingt außerdem die sehr gute Eignung als Lösungsmittel für andere polare Stoffe, z. B. Salze, Säuren und Basen. 7.1.3 Der Lösevorgang von Salzen in Wasser Der alltägliche Vorgang, Kochsalz beim Zubereiten von Speisen in Wasser zu lösen, beruht darauf, dass die Ionenverbindung Natriumchlorid chemisch betrachtet sehr gut wasserlöslich ist. In einem Liter Wasser lösen sich bei Raumtemperatur beispielsweise 360 Gramm Natriumchlorid (Küster & Thiel, 1985, S. 138). Natriumchlorid steht mit seiner sehr guten Wasserlöslichkeit stellvertretend für viele, wenngleich bei weitem nicht für alle Salze: So lösen sich in einem Liter Wasser beispielsweise nur 0,9 Gramm Bleiiodid (Küster & Thiel, 1985, S. 138) oder 1,5 Gramm Lithiumfluorid (Küster & Thiel, 1985, S. 137). Um zu verstehen, wie der Lösevorgang einer Ionenverbindung (z. B. Natriumchlorid) in polaren Lösungsmitteln (z. B. Wasser) abläuft, ist es notwendig, das Wissen zur chemischen Struktur von Salzen (Abschn. 7.1.1) und von Wasser (Abschn. 7.1.2) zusammenzuführen. Die allgemeine Regel „Ähnliches löst sich in Ähnlichem“ (Mortimer & Müller, 2020, S. 211) lässt sich dahingehend spezifizieren, dass sich polare Substanzen in polaren Lösungsmitteln und unpolare Stoffe in unpolaren Lösungsmitteln lösen. Wasser dient aufgrund seines ausgeprägten Dipolcharakters als besonders wichtiges polares Lösungsmittel. Beim Lösen einer Ionenverbindung in Wasser kommt es zu Wechselwirkungen zwischen den Anziehungskräften der Anionen des Salzes und den positiven Partialladungen der Wassermoleküle sowie zwischen den Anziehungskräften der Kationen des Salzes und den negativen Partialladungen der Wassermoleküle (Mortimer & Müller, 2020, S. 212). Da die äußeren Ionen des Kristallgitters nicht komplett von entgegengesetzt geladenen Ionen umgeben sind, werden sie nicht so stark im Ionenverbund gehalten, wie die Ionen im Inneren des Gitters (Grohmann et al., 2011, S. 65). Durch die Wechselwirkungen zwischen den Ionen und den Polen der Wassermoleküle werden die Ionen von den Ecken und Kanten ausgehend sukzessive aus dem Kristallgitter herausgelöst. Dabei ordnen sich die Wassermoleküle in einer Art Hülle um die Ionen an; man spricht davon, dass die Ionen hydratisiert sind und nennt die Hülle aus Wassermolekülen Hydrathülle (Mortimer & Müller, 2020, S. 100 212). Die Ausrichtung der Wassermoleküle in den Hydrathüllen richtet sich dabei nach der Ladung der Ionen: Anionen werden so hydratisiert, dass die positiven Partialladungen der Wassermoleküle zu ihnen zeigen; Kationen werden so hydratisiert, dass die negativen Partialladungen der Wassermoleküle zu ihnen zeigen (Mortimer & Müller, 2020, S. 212; s. Abbildung 10). Abbildung 10. Modellhafte Darstellung des Lösens von Natriumchlorid in Wasser unter Entstehung von hydratisierten Ionen (aus Riedel & Janiak, 2022, S. 337). Wie viele Wassermoleküle sich jeweils um ein Ion anordnen, hängt von unterschiedlichen Faktoren ab, z. B. der Größe des Ions und der Konzentration der Lösung: Untersuchungen haben gezeigt, dass ein hydratisiertes Natrium-Kation statistisch betrachtet von 4,5 bis 5,3 Wassermolekülen (Mancinelli et al., 2007, S. 13572) und ein hydratisiertes Chlorid-Ion im Mittel von 5,6 ± 1,6 bis 6,1 ± 1,1 Wassermolekülen (Mancinelli et al., 2007, S. 13574) umgeben ist. Die Wärmemenge, die beim Lösen eines Stoffes in Wasser benötigt oder freigesetzt wird, bezeichnet man als Lösungsenthalpie (Mortimer & Müller, 2020, S. 213). Die Lösungsenthalpie setzt sich zusammen aus dem Energiebetrag, der für den Abbau des Kristallgitters gebraucht wird (vgl. Gitterenergie in Abschn. 7.1.1), und dem Energiebetrag, der bei der Hydratation der Ionen frei wird, welcher Hydratationsenthalpie genannt wird (Mortimer & Müller, 2020, S. 213). Demzufolge wird beim Lösevorgang Energie in Form von Wärme freigesetzt, wenn der Betrag der Hydratationsenthalpie größer ist als der Betrag der Gitterenergie (Mortimer & Müller, 2020, S. 213 f.); dies ist beispielsweise beim Lösen von Calciumchlorid in Wasser zu beobachten (Riedel 101 & Janiak, 2022, S. 338). Im entgegengesetzten Fall (Betrag der Hydratationsenthalpie ist kleiner als der Betrag der Gitterenergie) wird Energie in Form von Wärme beim Lösen aufgenommen. Dies ist z. B. beim Lösen von Calciumchlorid-Hexahydrat in Wasser erkennbar (Riedel & Janiak, 2022, S. 368). Der Terminus Löslichkeit bezeichnet die maximale Menge eines Stoffes, die sich bei einer bestimmten Temperatur in einer definierten Menge eines Lösungsmittels löst (Riedel & Janiak, 2022, S. 341). Ist bei einem Lösevorgang die maximale Stoffmenge des Stoffes erreicht, die sich in dem Lösungsmittel (bei entsprechender Temperatur) lösen kann, so spricht man von einer gesättigten Lösung (Riedel & Janiak, 2022, S. 341). Ist die Konzentration des gelösten Stoffes geringer als seine Löslichkeit, so spricht man von einer untersättigten Lösung; gelingt es, durch Erhitzen der Lösung eine Konzentration des gelösten Stoffes zu erreichen, die seine Löslichkeit übersteigt, liegt eine übersättigte Lösung vor (Mortimer, 1976, S. 228). Der dem Löseprozess entgegengesetzte Vorgang ist das Auskristallisieren eines Salz aus seiner Lösung heraus (Grohmann et al., 2011, S. 66). Dabei findet ein Übergang des Salzes von der flüssigen Phase (Salzlösung) in die feste Phase (Salzkristalle) statt (Riedel & Janiak, 2022, S. 284). Gleichzeitig wird das Stoffgemisch Salzlösung in die beiden Komponenten Wasser und Salz aufgetrennt. Das Trennverfahren basiert darauf, dass Wasser mit 100 °C eine deutlich niedrigere Siedetemperatur besitzt als Salze und somit bei hinreichender Energiezufuhr verdampft. 7.1.4 Das Tote Meer – salzreicher See und bedrohter Lebensraum 12 Das Verhältnis von gelöstem Salz zum Lösungsmittel Wasser spielt in den Weltmeeren und anderen salzhaltigen Gewässern geochemisch betrachtet eine besondere Rolle. Beispielsweise lässt sich das Tote Meer zwischen Jordanien, Israel und dem Westjordanland in einem sehr großen Maßstab als gesättigte Salzlösung bezeichnen. Das Tote Meer stellt mit seiner Lage von bis zu 411 Metern unter dem Meeresspiegel den tiefsten Punkt auf der Erdoberfläche dar (Asmar, 2003, S. 325). Der mindestens ungewöhnliche – wenn nicht sogar irreführende – Name Totes Meer geht 12 Naturwissenschaftliche Erkenntnisse aus den Themenbereichen ‚Struktur-Eigenschafts-Beziehungen der Stoffgruppe Salze und des Stoffes Wasser‘ sowie ‚physikalisch-chemische Besonderheiten beim Lösen von Salzen in Wasser‘ bieten zahlreiche Anknüpfungspunkte, wenn es darum geht, bildungswirksame Lernangebote für einen zeitgemäßen Chemieunterricht zu entwickeln. Ein geo-ökologisch besonders relevantes Themengebiet stellt m. E. das Thema ‚Das Tote Meer – salzreicher See und bedrohter Lebensraum‘ dar. Bevor ich auf die Planung der Unterrichtsreihe (s. Abschn. 7.2) fokussiere, werde ich in diesem Abschnitt die eher geowissenschaftlich relevanten Aspekte vorstellen, die im Zuge der chemiedidaktisch begründeten Entwicklung der Unterrichtsreihe von Bedeutung sind. 102 auf Beobachtungen aus der Antike zurück. Galenus berichtete in seinen Überlieferungen von der scheinbaren Abwesenheit jeglichen tierischen und pflanzlichen Lebens im Toten Meer und seiner unmittelbaren Umgebung (Keel & Küchler, 1982, S. 239). Irreführend ist der Name einerseits, weil es sich beim Toten Meer nicht um ein Meer, sondern geologisch betrachtet um einen salzhaltigen See handelt, in dem vor allem Natrium-, Kalium-, Magnesiumund Calciumchloride (und in geringeren Konzentrationen auch Bromide, Sulfate und Hydrogencarbonate) gelöst sind (Bawab et al., 2018, S. 3; Nissenbaum, 1975, S. 142). Andererseits ist der Begriff Totes Meer unzutreffend, da der Salzgehalt als charakteristisches Merkmal mit über 330 Gramm je Liter Wasser (Asmar, 2003; Asmar & Ergenzinger, 2002; Bawab et al., 2018) zwar zu den weltweit höchsten aller Gewässer zählt, im Toten Meer und seiner Umgebung jedoch trotzdem eine Vielzahl besonderer Lebewesen, vor allem Mikroorganismen, vorkommen (Boetius & Joye, 2009; Nissenbaum, 1975). Verschiedene Faktoren haben in den zurückliegenden Jahrzehnten zu einer kontinuierlichen Abnahme der Fläche des Toten Meeres geführt: Zum einen liegt das Gewässer in einer sehr niederschlagsarmen Region; zum anderen wird durch die industrielle Salzgewinnung und die landwirtschaftliche Bewässerung zunehmend Wasser aus dem Toten Meer und seinem einzigen wesentlichen Zufluss, dem Jordan, entnommen (Asmar, 2003; Asmar & Ergenzinger, 2002, S. 263; Boetius & Joye, 2009, S. 1524). Der Rückgang der Wassermenge sowie des Grundwasserpegels in der Region und eine Häufung von Erosionsprozessen geht mit einer zunehmenden Entstehung von Senklöchern einher (Arkin & Gilat, 2000). Wenngleich sich die wissenschaftliche Gemeinschaft einig scheint, dass ein komplettes Austrocknen des Toten Meeres, aufgrund der verringerten Verdunstung des stark mit Salzen angereicherten Wassers in der näheren Zukunft sehr unwahrscheinlich ist, existieren seit einiger Zeit Pläne, die ursprüngliche Ausdehnung des Sees wiederherzustellen (Asmar, 2003). Viel diskutiert wurden die Bestrebungen, einen Kanal oder eine Pipeline zwischen dem Roten Meer und dem Toten Meer zu bauen, wodurch der Zufluss von Wasser aus dem Roten Meer zu einer allmählichen Wiederherstellung des Wasserstandes im Toten Meer beitragen würde (Asmar, 2003). Aufgrund anhaltender, sich momentan weiter zuspitzender politischer Spannungen in der Region sowie ungeklärter finanzieller Fragen bestehen aktuell, wie lokale Medien berichten, jedoch keine realistischen Aussichten, dass dieses Vorhaben umgesetzt wird (Staff, 2021; Surkes, 2019). 103 7.2 Planung der Intervention: Didaktisch-methodische Überlegungen zur Unterrichtsreihe „Das Tote Meer stirbt!“ In diesem Kapitel lege ich dar, wie aufbauend auf die grundlegenden Ausführungen zum Studiendesign (s. Kap. 6) und die sachanalytische Erschließung des Themenfelds Salze und der Lösevorgang (s. Abschn. 7.1) eine sprachsensible, problemund kontextorientierte Unterrichtsreihe mit dem Titel „Das Tote Meer stirbt!“ entsteht. Dafür stelle ich zunächst heraus, inwieweit die Unterrichtsreihe dazu beiträgt, dass Schüler*innen chemiebezogene Kompetenzen weiterentwickeln (s. Abschn. 7.2.1) und in welchem Maße die zu erlernenden Fachinhalte im Sinne der didaktischen Reduktion an den schülerseitigen Voraussetzungen ausgerichtet sind (s. Abschn. 7.2.2). Anschließend erläutere ich lernpsychologische und motivationale Prinzipien, welche die Konzeption der Unterrichtsreihe maßgeblich bestimmen (s. Abschn. 7.2.3). Die Darstellung, auf welche Weise die Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes angewendet werden, schließt das Kapitel ab (s. Abschn. 7.2.4). 7.2.1 Anknüpfung der Unterrichtsreihe an bildungspolitische Vorgaben Die Bildungsstandards im Fach Chemie (KMK, 2005b) beschreiben vier Kompetenzbereiche: Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung. Innerhalb dieser vier Bereiche wird jeweils eine Reihe von Kompetenzstandards aufgeführt, die darstellen, wozu Schüler*innen mit Erlangen des mittleren Schulabschlusses fähig sein sollten. So unterteilt sich der Kompetenzbereich Fachwissen in die vier Basiskonzepte StoffTeilchen-Beziehungen, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, chemische Reaktion und energetische Betrachtung bei Stoffumwandlungen (KMK, 2005, S. 11 f.). Im Rahmen dieser Basiskonzepte erarbeiten sich die Lernenden im Laufe der Unterrichtsreihe beispielsweise ein Verständnis des Lösevorgangs von Salzen in Wasser auf submikroskopischer Ebene (Stoff-Teilchen-Beziehungen) und stellen Zusammenhänge zwischen der chemischen Struktur von Salzen und den charakteristischen Eigenschaften (Struktur-Eigenschafts-Beziehungen) her. Neben dem nachhaltigen Aufbau von Fachwissen liegt der Fokus der Unterrichtsreihe hinsichtlich der Kompetenzentwicklung im Bereich Kommunikation (KMK, 2005, S. 12 f.). Insbesondere das Herstellen von Zusammenhängen zwischen Alltagsphänomenen (Lösen von Salz) und chemischen Sachverhalten (submikroskopische Struktur von Salzen und Wasser) mittels Alltagsund Fachsprache sowie das situationsgerechte und adressatenorientierte Präsentieren werden gezielt gefördert (KMK, 2005, S. 12 f.). 110 Tabelle 3. Gegenüberstellung der im Rahmen der Unterrichtsreihe von den Schüler*innen zu erlernenden Fachtermini und der Entsprechungen aus der unterrichtsbezogenen Umgangssprache Terminus der unterrichtsbezogenen Umgangssprache Fachterminus geladenes Teilchen Ion negativ geladenes Teilchen Anion positiv geladenes Teilchen Kation Gitter Kristallgitter Salz Ionensubstanz Bindung zwischen geladenen Teilchen Ionenbindung Kochsalz Natriumchlorid Umhüllung durch Wassermoleküle/ von Wassermolekülen umhüllt werden Hydratation Hülle aus Wassermolekülen Hydrathülle Lösung, die kein Salz mehr aufnehmen kann gesättigte Lösung 7.3 Konzeption der Doppelstunden Die in Abschnitt 7.2.4 beschriebene, für diese Arbeit adaptierte Variante des Disaggregate-Instruction-Ansatzes wird zur Ausgestaltung der Unterrichtsreihe für die Interventionsgruppe genutzt. Im Unterricht der Kontrollgruppe findet keine Trennung des konzeptuellen und fachsprachlichen Lernens statt, sondern lediglich die Berücksichtigung der Prinzipien sprachsensiblen Scaffoldings. In der Planung und Realisierung der Unterrichtsreihen wird besonders darauf geachtet, dass der Ablauf unter beiden Bedingungen (Disaggregate-Instruction-Ansatz und Scaffolding) inhaltlich und didaktisch-methodisch so vergleichbar wie möglich ist. Um transparent zu machen, inwiefern sich Unterricht nach den Gestaltungsprinzipien des DisaggregateInstruction-Ansatzes vom Unterricht der Kontrollgruppe unterscheidet, erläutere ich in den folgenden Abschnitten die Konzeption der vier Doppelstunden. 111 7.3.1 Erste Doppelstunde: Bedeutung von Salzen am und im Toten Meer Die erste Doppelstunde dient der Hinführung zum Thema (erste Phase des Disaggregate-Instruction-Ansatzes: Pre-Assessment-Instruction, s. Abbildung 11) und zielt darauf ab, dass sich die Lehrkraft einen Überblick des auf Seiten der Schüler*innen vorhandenen Wissens sowie der ihnen bereits geläufigen Termini im Themenfeld verschafft. Da diese Erfassung des Lernund Sprachstands in einem sprachsensiblen Unterricht, der sich ausschließlich an den Ideen des Scaffoldings orientiert, gleichermaßen wichtig ist, verläuft die erste Doppelstunde für die Interventionsund Kontrollgruppen identisch. In dieser ersten Doppelstunde werden folglich noch keine neuen Fachkonzepte eingeführt, sondern lediglich notwendiges Wissen für die folgenden Doppelstunden wiederholt und aktiviert. Zu Beginn erfolgt die Einordnung des Themas ‚Salze und der Lösevorgang‘ in den Kontext ‚Das Tote Meer‘. Durch die Betrachtung von Schlagzeilen aus verschiedenen Medien verteilt über einen Zeitraum von 20 Jahren, die mit „Das Tote Meer stirbt!“ (Scheele, 2015; Zaun, 2002) überschrieben sind, werden die Schüler*innen an einen kognitiven Konflikt und damit die Fragestellung herangeführt: „Wie kann ein Meer (das dem Namen nach bereits tot ist) sterben?“ und „Warum heißt das Tote Meer überhaupt so?“. Um diesen widersprüchlich anmutenden Fragen nachzugehen, formulieren die Lernenden in einer Gruppenarbeit eigenständig Fragen zum Toten Meer und arbeiten heraus, welche dieser Fragen sie im Rahmen der Unterrichtsreihe gerne beantworten möchten. Dazu nutzen sie sowohl Vorwissen, welches aus den Medien oder eigenen Urlaubserfahrungen stammen kann, als auch ausgewählte Fotografien des Toten Meeres und seiner Umgebung. Die vorgelegten Fotografien wurden zweckgebunden zusammengestellt, um verschiedene Facetten des Lebens am und im Toten Meer zu verdeutlichen (Salzvorkommen, Tourismus, industrielle Verarbeitung des Salzes, Kosmetikprodukte). Die erarbeiteten Fragen werden von den Gruppen vorgestellt, an der Tafel gesammelt und dienen als Wegweiser für den weiteren Verlauf der Unterrichtsreihe. Ziel ist es, im weiteren Verlauf der Unterrichtsreihe so viele der Fragen wie möglich zu bearbeiten und zu beantworten. Ich erwarte, dass die Schüler*innen anhand der zur Verfügung gestellten Fotografien u. a. folgende Fragen formulieren: -Wieso besteht der Strand des Toten Meeres aus Salz? -Wie viel Salz enthält das Tote Meer? -Wo kommt diese große Menge Salz her? -Kann man das Salz aus dem Toten Meer zum Kochen verwenden? -Warum tragen die Tourist*innen Schuhe, wenn sie im Toten Meer baden? -Weshalb befinden sich große Fabriken in der Nähe des Toten Meeres? -Wieso cremen die Menschen am Meer ihren Körper mit schwarzer Creme ein? 112 -Warum treiben Menschen – wie ein Stück Holz – an der Wasseroberfläche des Toten Meeres ohne unterzugehen (wie es im Gegensatz dazu in anderen Badegewässern der Fall ist)? Im Anschluss werden die Fragen der Schüler*innen im Rahmen eines Unterrichtsgespräches anhand von wiederkehrenden Gemeinsamkeiten (bspw. Fokus auf Salzvorkommen, Tourismus, industrielle Verarbeitung des Salzes, Kosmetikprodukte etc.) sortiert und gruppiert. Erwartungskonform wird sich dabei ein nicht unwesentlicher Teil von Fragen identifizieren lassen, der einen Bezug zum Salzvorkommen am und im Toten Meer erkennen lässt. Außerdem wird damit gerechnet, dass die Lernenden Vermutungen vortragen, dass das im Toten Meer gelöste Salz vielfältige Auswirkungen auf den Lebensraum und die Umgebung haben könnte. Diese Vermutung aufgreifend sollen sich die Schüler*innen in der folgenden Gruppenarbeit mit ihren eigenen Vorstellungen zum Lösen von Salz in Wasser auseinandersetzen. Dabei hebt die Lehrkraft hervor, dass das Ziel der Aufgabe zunächst nicht in der fachwissenschaftlich korrekten Darstellung des Lösevorgangs besteht, sondern in der Auseinandersetzung mit den je eigenen Vorstellungen zum Lösen eines Salzes in Wasser, wobei die Schüler*innen das Modell kleinster Teilchen berücksichtigen sollen. Um das Lösen von Salz in Wasser submikroskopisch zu durchdenken und folglich verstehen zu können, findet mit diesem Schritt ein Übergang von der Stoffauf die Teilchenebene statt. Mithilfe vorbereiteter Applikationen, die Wassermoleküle und Salzteilchen symbolisieren, sollen die Schüler*innen den Lösevorgang eines Salzes in drei Schritten visualisieren. Da die Struktur eines Salzes den Lernenden zu diesem Zeitpunkt noch nicht bekannt ist, wird erwartet, dass die Schüler*innen kaum fachwissenschaftlich korrekte Darstellungen produzieren. Nichtsdestotrotz ist es an dieser Stelle aus didaktischer Sicht wichtig, dass die Schüler*innen sich mit den Prinzipien des Teilchenmodells auseinandersetzen und auch ihr Wissen zur submikroskopischen Struktur des Stoffes Wasser (re-)aktivieren 13 . Außerdem erhält die Lehrkraft die Gelegenheit, im Sinne der Pre-Assessment Instruction (vgl. Abschn. 4.2 und Abbildung 11) herauszufinden, welche sprachlichen Mittel in den Gruppen verwendet werden und ob neu zu erlernende Fachtermini – ob fachlich korrekt oder nicht korrekt – ggf. bereits Anwendung finden. 13 Mit Blick auf den Rahmenlehrplan und das Themenfeld „Wasser – eine Verbindung“ (SenBJF Berlin & MBJS Brandenburg, 2015b, S. 34) in der Doppeljahrgangsstufe 7/8 ist davon auszugehen, dass die zentralen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen des Stoffes Wasser, welche maßgeblich auf der polaren Atombindung und der Dipoleigenschaft beruhen, bereits bekannt sind. 113 Die Ergebnisse der Gruppenarbeit werden anschließend von einzelnen Gruppen vor der Klasse präsentiert. Den Abschluss der ersten Doppelstunde bildet ein vergewissernder Rückblick auf den submikroskopischen Aufbau des Stoffes Wasser in Form eines Unterrichtsgespräches, sodass die Schüler*innen ihre Kenntnisse über die Summenund Strukturformel sowie zum Vorliegen von Teilladungen und dem resultierenden Dipolcharakter des Wassermoleküls einbringen können. Für ein vertiefendes Verständnis von Lösevorgängen ist es in der anschließenden Doppelstunde notwendig, dass sich die Schüler*innen die chemische Struktur von Salzen erarbeiten. 7.3.2 Zweite Doppelstunde: Aufbau von Salzen aus Ionen In der zweiten Doppelstunde steht die Auseinandersetzung der Lernenden mit der chemischen Struktur von Salzen und der Ionenbindung als neuen Fachkonzepten im Vordergrund. Zu Beginn lernen die Schüler*innen zwei fiktive Charaktere – Yuki und Luca – kennen. Yuki und Luca waren in den Ferien am Toten Meer und berichten einander von ihren Urlaubserfahrungen. Dieses Szenario wird durch ein animiertes Video vorgestellt, das die beiden Jugendlichen auf dem Heimweg nach der Schule zeigt. Sie erinnern sich an ihren Urlaub und unterhalten sich über das Tote Meer sowie über eine Führung durch ein Museum vor Ort. Dabei nutzen die beiden animierten Protagonist*innen eine relativ alltagsnahe Sprache. Gemeinsam versuchen sie sich an die Bedeutung des (gelösten) Salzes am und im Toten Meer zu erinnern. Das gelingt ihnen nur in Teilen, sodass die Frage über den genauen Aufbau eines Salzes am Ende des Videos noch offenbleibt. Beim Erinnern soll im Folgenden ein Flyer helfen, den Yuki und Luca aus dem Urlaub mitgebracht und den sie nun zuhause wiedergefunden haben. Luca hat auf seinem Flyer unter die arabischsprachig beschriftete Abbildung des Kristallgitters (s. Abbildung 12a) handschriftlich einige Wörter notiert, die die Schüler*innen nun an die entsprechenden Stellen der Abbildung schreiben sollen. 114 Abbildung 12a. Arbeitsmaterial zum Aufbau des Kristallgitters von Salzen mit der Aufgabe für Schüler*innen der Interventionsgruppe, die Abbildung mithilfe handschriftlich vorgegebener Wörter (unterrichtsbezogene Umgangssprache) zu beschriften. Abbildung 12b. Arbeitsmaterial zum Aufbau des Kristallgitters von Salzen mit der Aufgabe für Schüler*innen der Interventionsgruppe, die Abbildung mithilfe (in einer Powerpoint-Präsentation) vorgegebener Fachtermini zu beschriften.14 Da der Disaggregate-Instruction-Ansatz im Kern vorsieht, dass bei der Erarbeitung neuer Fachkonzepte die korrespondierenden Fachtermini zunächst ausgelassen werden (Brown et al., 2010), bedient sich die Lehrkraft im Unterricht der Interventionsgruppe (im Gegensatz zur Kontrollgruppe) zunächst der entsprechenden Form von unterrichtsbezogener Umgangssprache (s. Tabelle 3 und Abbildung 12a) Diese Phase entspricht der Content Construction (s. Abbildung 11) im DisaggregateInstruction-Ansatz (Brown et al., 2010). Bei den handschriftlichen Notizen auf dem Flyer (s. Abbildung 12a) handelt es sich also um umgangssprachliche Begriffe (s. Tabelle 3) zur Beschreibung der Struktur von Salzen aus Ionen und zur Ionenbindung, die aus dem vorherigen Unterricht bereits geläufig sein sollten. 14 Die Abbildungen 12a und 12b befinden sich in originaler Größe im Anhang dieser Arbeit. 115 Nachdem die Schüler*innen die Beschriftungen vorgenommen haben, werden die Arbeitsergebnisse im Plenum verglichen. Anhand der Abbildung des Modells eines Kristallgitters (s. Abbildung 12a) geben die Lernenden den Aufbau eines Salzes mit eigenen Worten wieder. Die Schüler*innen sollen sich so grundlegende Strukturmerkmale der Stoffgruppe Salze erschließen, ohne dabei gleichzeitig neue Fachtermini verwenden zu müssen. Nachdem sich die Schüler*innen der Interventionsgruppe erste solide Vorstellungen zur chemischen Struktur von Salzen mittels umgangssprachlicher Termini erarbeitet haben, erfolgt die begriffliche Vernetzung dieser Vorstellungen mit den korrespondierenden Fachtermini. Zu diesem Zweck findet Yuki einen weiteren Flyer mit anderen Notizen (Introduction of Explicit Language I, s. Abbildung 11). Dabei handelt es sich um die neu einzuführenden Termini (s. Tabelle 3), die jetzt ebenfalls an den entsprechenden Stellen der Abbildung auf einem Arbeitsblatt ergänzt werden sollen (s. Abbildung 12b). Da die Lernenden den Aufbau eines Salzes in Grundzügen bereits verstanden haben sollten, sollte es den Schüler*innen gemäß dem Gedanken des Disaggregate-Instruction-Ansatzes nicht mehr schwerfallen, die Bedeutung der Fachtermini möglichst eigenständig zu erschließen. Von Luca und Yuki wird nun die Frage aufgeworfen, wer von den beiden die „richtigen“ Begriffe auf dem Flyer notiert hat. Der fiktiven Geschichte folgend wird den Schüler*innen eine Powerpoint-Präsentation mit Audiokommentaren einer Wissenschaftlerin gezeigt, die zum Toten Meer forscht. Im Video werden sowohl umgangsals auch fachsprachliche Termini aufgegriffen und miteinander in Beziehung gesetzt, sodass die Lernenden erkennen, dass zur Beschreibung des Aufbaus eines Salzes sowohl das fachsprachliche als auch das eher umgangssprachliche Register geeig-net sein können. Um naturwissenschaftliche Sachverhalte plausibel und präzise darzulegen, eignen sich die Fachtermini jedoch besser, so man sie gedanklich durchdrungen hat. Im anschließenden Unterrichtsgespräch wird diese Erkenntnis gesichert und gemeinsam mit der Klasse reflektiert, unter welchen Bedingungen die Verwendung von (unterrichtsbezogener) Umgangsoder Fachsprache sinnvoll ist und welche Funktionen die unterschiedlichen sprachlichen Register erfüllen (s. Abschn. 1.3 bis 1.5). Die Schüler*innen wenden die neu erworbenen Fachbegriffe und -termini abschließend zur Festigung in einer schriftlichen Erklärung des Aufbaus eines Salzes an (s. Abbildung 12b) 116 Tabelle 4 gibt einen zusammenfassenden Überblick über die Prinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes im Unterricht der Interventionsgruppe im Vergleich zum sprachsensiblen Scaffolding-Unterricht der Kontrollgruppe: Tabelle 4. Zusammenstellung der Gestaltungsprinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes (im Unterricht der Interventionsgruppe) und allgemeiner sprachsensibler Scaffolding-Prinzipien im Unterricht beider Gruppen für die zweite Doppelstunde Unterricht in der Interventionsgruppe Unterricht in der Kontrollgruppe Prinzipien des Disaggregate-InstructionAnsatzes: oVerwendung umgangssprachlicher Termini im Zuge der Einführung neu zu erlernender Konzepte mithilfe eines Museumsflyers: (positiv oder negativ) geladene Teilchen, Salz, Kochsalz, Anziehung zwischen geladenen Teilchen, Gitter oEinführung neu zu erlernender Fachtermini erst wenn grundlegendes Konzeptverständnis erkennbar ist: Ion, Kation, Anion, Ionensubstanz, Natriumchlorid, Ionenbindung, Kristallgitter Prinzipien sprachsensiblen Scaffoldings: oAnknüpfen an das Vorwissen der Lernenden zur Struktur von Wassermolekülen, polarer Elektronenpaarbindung und Dipolen oSequenzierung des Lernprozesses ausgehend von den (lebensweltlichen) Vorstellungen der Lernenden, z. B. durch Darstellung des Lösevorgangs mithilfe von Applikationen (s. Abschn. 7.3.1) und anschließendem Erarbeiten der Struktur von Ionensubstanzen oNutzung vielfältiger Darstellungsformen: Modelldarstellungen, Lückentexte, eigene Textprodukte, Videoanimationen, Audiokommentare, Fotografien oEinsatz vermittelnder Texte als Ankerpunkte: Museumsflyer eines fiktiven Ausflugs oFörderung metasprachlichen Bewusstseins: Diskussion der Funktionen verschiedener sprachlicher Register (Alltags-, Umgangsund Fachsprache) 7.3.3 Dritte Doppelstunde: Lösevorgang von Salzen in Wasser Die anschließende dritte Doppelstunde ist vergleichbar zur zweiten Doppelstunde anhand der Prinzipien des Disaggregate-Instruction-Ansatzes strukturiert; d. h. auf die Content Construction Phase folgt die Introduction of Explicit Language Phase (s. Abbildung 11). Die Doppelstunde fokussiert inhaltlich auf die Erarbeitung des Lö- 117 sevorgangs von Salzen in Wasser. Die Lernenden können dafür bereits auf umfangreiches Vorwissen zurückgreifen: Aus dem Alltag ist vermutlich allen Schüler*innen auf der makroskopischen Ebene das Lösen eines Salzes in Wasser bekannt. Bezüglich der submikroskopischen Ebene haben sich die Lernenden in der vorangegangenen Doppelstunde (s. Abschn. 7.3.2) den Aufbau von festen Salzkristallen aus Kationen und Anionen sowie das Wesen der Ionenbindung erarbeitet. Ihnen sollte zudem der Aufbau des Stoffes Wasser aus Wassermolekülen, die positive und negative Partialladungen aufweisen und somit Dipole darstellen, aus der Unterrichtsreihe zum Themenfeld Wasser geläufig sein. Nach einer kurzen Wiederholung des Aufbaus von Ionensubstanzen und des Lösemittels Wasser wird das Ziel der Doppelstunde formuliert: Anhand der erfolgten Strukturbetrachtungen gilt es nun den Lösevorgang eines Salzes in Wasser zu erklären. Dies geschieht, indem einige der zu Beginn der Unterrichtsreihe formulierten Fragen (s. Abschn. 7.3.1), die sich z. B. auf den Salzgehalt im Toten Meer beziehen, aufgegriffen werden. Zunächst betrachten die Lernenden den Lösevorgang auf der makroskopischen Ebene, indem sie eine kleine Menge Kochsalz in einem Becherglas mit Wasser lösen. Obwohl dieser Vorgang nahezu allen Schüler*innen aus dem Alltag bekannt sein sollte, wird auf diesen Versuch nicht verzichtet, um das genaue, naturwissenschaftliche Beobachten wiederholend zu schulen. Die Lernenden notieren auf dem Arbeitsblatt (s. Abbildung 13 oben) ihre Beobachtungen: Ihnen sollte auffallen, dass sich das Salz nicht schlagartig, sondern allmählich im Wasser löst und größere Salzkörner dabei sukzessive kleiner werden. Das Lösen des Salzes kann durch Rühren beschleunigt werden, sodass makroskopisch nach einiger Zeit schlussendlich kein festes Salz mehr sichtbar ist. Im zweiten Teil des Arbeitsblattes findet nun ein Perspektivwechsel von der Stoffzur Teilchenebene statt. Die Aufgabe besteht darin, den Löseprozess anhand einer Filmleiste (Freiman & Schlieker, 2001) in fünf aufeinanderfolgenden Schritten darzustellen (s. Abbildung 13). Die Schüler*innen erhalten dafür in einem Umschlag modellhafte Abbildungen der fünf Teilschritte (s. Abbildung 13 links) sowie insgesamt neun Textabschnitte (s. Abbildung 13 rechts), die mit den Abbildungen korrespondieren. Diese Abbildungen und Textabschnitte ordnen die Schüler*innen in Partnerarbeit den entsprechenden Stellen der Filmleiste in der korrekten Reihenfolge zu. In Abbildung 13 ist dargestellt, wie die fachlich korrekt bearbeitete Filmleiste aussehen sollte. 118 Abbildung 13. Arbeitsmaterial zur Erarbeitung des Lösevorgangs von Salz in Wasser auf der Teilchenebene mithilfe einer Filmleiste (Freiman & Schlieker, 2001); die Schüler*innen ordnen den fünf Schritten jeweils die Abbildungen und Textabschnitte zu; abgebildet ist der Lösungsvorschlag für die Interventionsgruppe. Die Arbeit mit der Filmleiste (s. Abbildung 13) bietet den Vorteil, dass die Schüler*innen mit unterschiedlichen Darstellungsbzw. Repräsentationsformen umgehen und diese zueinander in Beziehung setzen müssen (Leisen, 2015, S. 134; Prediger, 2013). Außerdem lassen sich über die Methode der Filmleiste (naturwissenschaftliche) Prozesse in sachgerechter Weise veranschaulichen (Leisen, 2015, S. 133). Nachdem anfänglich mit dem originalen Stoff Salz im Zuge des Schüler*innenversuchs gearbeitet wurde (gegenständliche Ebene), findet mithilfe der Filmleiste der 119 Übergang zu modellhaften Darstellungen statt (symbolische Ebene), wobei der Löseprozess auf der Ebene kleinster Teilchen symbolisiert wird. Die Modelldarstellungen werden im Rahmen einer Zuordnungsaufgabe durch die Lernenden mit den entsprechenden Textabschnitten verknüpft, die den dargestellten Prozessschritt jeweils in Form einiger Sätze beschreiben (sprachliche Ebene). Dadurch, dass die modellhaften Darstellungen der Wassermoleküle und der Ionen des Salzes aus den vorherigen Doppelstunden bekannt sein sollten, ist davon auszugehen, dass die Lernenden die Abbildungen sachgemäß deuten und in der korrekten Reihenfolge anordnen. In den Textabschnitten werden die Teilschritte des Löseprozesses in ausführlicher Form erläutert, wobei die in der vorangegangenen Doppelstunde neu eingeführten Fachtermini, wie Anion, Kation und Kristallgitter (s. Abschn. 7.3.2), gefestigt, aber auch neue Fachkonzepte, z. B. Hydratation und Hydrathülle, im wechselseitigen Zusammenspiel zwischen Modelldarstellungen und Textabschnitten eingeführt und erarbeitet werden. Bei der Bearbeitung der Filmleiste unterscheidet sich das Vorgehen in der Interventionsgruppe dahingehend von der Kontrollgruppe, dass die neu zu erlernenden Fachtermini (Hydratation, Hydrathülle, gesättigte Lösung) bewusst noch nicht in den Textabschnitten vorkommen (s. Abbildung 13). Zunächst sind die Formulierungen in den Textabschnitten auf die Termini der unterrichtsbezogenen Umgangssprache beschränkt (s. Tabelle 3). So lautet der entsprechende Textausschnitt auf dem Arbeitsblatt, der in das Konzept der Hydratation einführt: „Aufgrund der Anziehung zwischen den elektrisch geladenen Ionen und den Teilladungen des Wassermoleküls, ordnen sich Wassermoleküle um jedes Ion“ (s. Abbildung 13). Ohne den Begriff Hydratation explizit zu verwenden, wird auf diese Weise ein Verständnis des Konzeptes durch das Zusammenspiel der Modellabbildung und der schriftlichen Versprachlichung angestrebt. Im Anschluss an die Erarbeitung des Lösevorgangs mithilfe der Filmleiste erfolgt eine Sicherung zu diesem Teil des Konzeptverständnisses im Plenum. Die korrespondierenden Fachtermini werden für die Interventionsgruppe im Rahmen einer sich anschließenden Aufgabe eingeführt. Die Lernenden werden aufgefordert, für die einzelnen Teilschritte des Lösevorgangs eigenständig Überschriften zu formulieren. Beim Vergleich der Überschriften im Zuge eines Unterrichtsgesprächs, gibt die Lehrkraft die neu einzuführenden Fachtermini Hydratation und Hydrathülle vor, um die Überschriften fachsprachlicher und damit sowohl präziser als auch prägnanter zu reformulieren. Um die beiden Fachtermini sprachsensibel einzuführen, erfragt die Lehrkraft Assoziationen der Lernenden zum griechischen Wort ‚hydro-‘ aus dem alltäglichen Sprachgebrauch. Über bekannte Wörter wie ‚Hydrant‘, ‚Hydra‘ oder ‚de- 126 Fachwissenstests können somit Vorwissen und mögliche Lernzuwächse der Schüler*innen rekonstruiert werden. Um nach Abschluss der Studie möglichst verallgemeinerbare Aussagen hinsichtlich der Wirksamkeit des Disaggregate-Instruction-Ansatzes treffen zu können, soll eine relativ große Stichprobe von Schüler*innen die geplante Unterrichtsreihe durchlaufen. Die angestrebte Größe der Stichprobe macht ein Testinstrument erforderlich, welches nicht nur durch eine angemessene Objektivität und Auswertungsökonomie gekennzeichnet ist (Riese & Reinhold, 2014, S. 262; Theyßen, 2014, S. 77), sondern auch eine gute Reliabilität und Validität aufweist (Rost, 2004, S. 33 ff.). Somit bietet sich ein geschlossenes Antwortformat an; z. B. in Form eines Multiple-Choice-Tests (Riese & Reinhold, 2014, S. 262). Für ein einheitliches, und damit für die Proband*innen leicht zu erfassendes Design wird ein Single-Select-Verfahren angewendet, d. h. bei jeder Aufgabe ist lediglich die Aussage einer der vier vorgelegten Antwortoptionen korrekt. Ein bedeutsamer Nachteil des geschlossenen Formats ist die Möglichkeit der Befragten, durch Raten zufällig die korrekte Antwort auszuwählen (Theyßen, 2014, S. 77 f.). Dieser Effekt wird jedoch im Zuge der statistischen Auswertung (s. Kap. 9) berücksichtigt und kann daher der hohen Auswertungsökonomie des Verfahrens untergeordnet werden. Anhand der zentralen Inhalte der Unterrichtsreihe (s. Abschn. 7.3) werden Items entwickelt, welche die zu erwartenden Lernzuwächse abbilden sollen. Um diese Lernzuwächse auf Seiten der Schüler*innen zuverlässig bestimmen zu können, müssen die individuellen Testergebnisse (Scores) im Prä-Test mit denen im Post-Test personenspezifisch und dennoch anonymisiert verglichen werden können. Daher werden die teilnehmenden Schüler*innen zu Beginn der Bearbeitung des Tests angehalten, einen anonymen Code zu generieren, um die Testergebnisse einer Person, die sie zu verschiedenen Zeitpunkten (t0 und t1) erzielt hat, einander zuordnen zu können. Anschließend erhalten die Schüler*innen die Möglichkeit, sich anhand eines Beispielitems mit dem Format des Fragebogens und der konkreten Aufgabenstellung vertraut zu machen. Der Fachwissenstest umfasst insgesamt 16 Items (Fragen bzw. Aufgaben mit jeweils vier Antwortoptionen). Sieben der 16 Items beziehen sich auf den Aufbau eines Salzes aus Ionen (die Inhalte der zweiten Doppelstunde, s. Abschn. 7.3.2), sieben weitere Items auf den Lösevorgang von Salz in Wasser (die Inhalte der dritten Doppelstunde, s. Abschn. 7.3.3). Zwei Items fokussieren auf den Aufbau des Stoffes Wasser und den Dipolcharakter der Wassermoleküle. Diese beiden Items, deren fachlich korrekte Antworten den Schüler*innen aus dem vorangegangenen Unterricht bekannt sein dürften, sollen der Motivation der Schüler*innen mit Blick auf die Prä-Erhebung dienen. Da sie sich das Themenfeld „Wasser – eine 127 Verbindung“ bereits im Vorfeld erarbeitet haben, wird davon ausgegangen, dass zumindest das Gros der Teilnehmenden diese beiden Items mit höherer Wahrscheinlichkeit korrekt beantworten kann und sich somit zumindest bei diesen beiden Fragen bzw. Aufgaben Erfolgserlebnisse auf Seiten der Schüler*innen einstellen. Beim Formulieren der zu bearbeitenden Aufgabenstämme wurden linguistisch möglichst wenig komplexe Aussageoder Fragestrukturen verwendet, um die Schüler*innen beim sprachlichen Entschlüsseln der Items vor keine allzu großen Herausforderungen zu stellen. Auch die vorgelegten Antwortoptionen bestehen daher in der Regel aus nur wenigen Wörtern, kompakten Wortgruppen oder kurzen Satzkonstruktionen. Beispielhaft soll dies mit dem nachfolgenden Item gezeigt werden (s. Abbildung 15): Abbildung 15. Beispielitem aus dem Fachwissenstest; hier zur Wirkungsweise von Ionenbindungen (Bindung in Salzen) – die richtige Antwort ist in diesem Fall Antwortoption: a); der gesamte Fragebogen befindet sich im Anhang dieser Arbeit. Bei der Konstruktion der Distraktoren wurde darauf geachtet, dass sich in ihnen bereits vorhandenes Wissen der Lernenden – im Fall des Beispielitems: z. B. zur Elektronenpaarbindung (Antwortoption d), s. Abbildung 15) – oder typische Schülervorstellungen, z. B. die Analogie zwischen elektrischer und magnetischer Anziehung (Antwortoption c), s. Abbildung 15), wiederfinden. Damit ist die Auswahl der korrekten Antwort für die Schüler*innen zwar potenziell herausfordernd, aber auf Basis des entsprechenden Fachwissens durchaus möglich (Riese & Reinhold, 2014). 8.2 C-Test zur Bildungssprache Deutsch Brown und Kolleg*innen (2010, S. 1473) berücksichtigten in ihrer Studie lediglich, ob die teilnehmenden Schüler*innen in ihrem Elternhaus entweder Spanisch oder Englisch sprachen. Weitere Informationen, beispielsweise zum sozioökonomischen Hintergrund oder gar über die sprachlichen Kompetenzen der Schüler*innen wurden nicht erhoben oder nicht berichtet. Da jedoch – wie in Abschnitt 2.1 dargestellt – die (bildungs-)sprachlichen Fähigkeiten der Schüler*innen ihre fachlichen Lernzuwächse 128 maßgeblich beeinflussen, ist es ratsam, diese Fähigkeiten der Lernenden als Kontrollvariable zu erfassen und in die geplanten Analysen zu integrieren (Bortz, 2005, S. 289). Auch für diesen Zweck bedarf es – angesichts der angestrebten Stichprobengröße dieser Studie – eines möglichst ökonomisch einsetzbaren sowie auswertbaren Testinstruments. Grundsätzlich haben sich C-Tests in der Diagnostik, vor allem fremdsprachlicher, aber auch erst-, zweit und aktuell fachsprachlicher Fähigkeiten, als robuste und zuverlässige Verfahren schon seit längerer Zeit bewährt (Adamik et al., 2011; Eckes & Grotjahn, 2006; Gogolin et al., 2021; M. Hoffmann & Bolte, 2013; Höttecke et al., 2017; Linnemann, 2010). C-Testformate erfreuen sich sehr großer Beliebtheit, da sie trotz einer hohen Auswertungsökonomie weitgehend objektive, präzise und reliable Aussagen über globale Sprachkompetenzen der befragten Personen erlauben (Linnemann, 2010, S. 198 f.). Typischerweise besteht ein C-Test aus vier (oder mehr) kurzen, thematisch in sich geschlossenen Texten, in denen nach einem regelmäßigen Muster bei jedem zweiten oder dritten Wort die zweite Worthälfte getilgt wird (kanonisches Prinzip) und folglich von den Proband*innen ergänzt werden muss (Baur et al., 2013, S. 2; Linnemann, 2010, S. 199). Die Befragten sind im Zuge dessen aufgefordert, die Lücken basierend auf dem Prinzip der reduzierten Redundanz auszufüllen; das bedeutet, dass vielfältige Informationen in der unmittelbaren Umgebung der Lücke zur semantisch, morphologisch und grammatikalisch korrekten Ergänzung des Wortes verwendet werden (Linnemann, 2010, S. 198). In Abbildung 16 ist beispielhaft ein C-Test-Text dargestellt, der in dieser Studie verwendet wird. Abbildung 16. Beispieltext aus dem C-Test zur Erfassung der Fähigkeiten der Schüler*innen in der Bildungssprache Deutsch (IfBQ Hamburg, 2008, S. 2). 129 Das C-Testformat bietet die Möglichkeit über zwei unterschiedliche Auswertungsverfahren Aussagen sowohl über die rezeptiven als auch die produktiven sprachlichen Fähigkeiten der Schüler*innen zu treffen. Mit dem sogenannten Worterkennungs-Wert (WE-Wert) lassen sich die rezeptiven Fähigkeiten der Schüler*innen nachzeichnen. Hierbei werden semantisch korrekt ergänzte Lücken als richtig gewertet, selbst wenn orthografische oder morphologische Fehler auftreten sollten (Baur et al., 2013, S. 7). Über die Addition der WE-Werte der einzelnen Lücken kann entsprechend eine Gesamtpunktzahl berechnet werden, welche Rückschlüsse auf die rezeptiven sprachlichen Fähigkeiten der Befragten zulässt. Demgegenüber steht die Auswertung vorrangig produktiver Fähigkeiten über den Richtig/Falsch-Wert (R/F-Wert). Dieser gibt an, ob eine Lücke „semantisch, orthografisch und grammatikalisch korrekt ergänzt[en]“ wurde (Baur et al., 2013, S. 7). Die Gesamtpunktzahl des R/F-Werts liegt somit stets maximal gleichauf mit der Gesamtpunktzahl im Bereich Worterkennung (WE-Wert). Für die Erfassung der sprachlichen Fähigkeiten von Schüler*innen der 7. und 8. Jahrgangsstufe liegt ein erprobter und evaluierter C-Test des Instituts für Bildungsmonitoring und Qualitätsentwicklung (IfBQ) Hamburg (2008a) vor, welcher für die Zielgruppe dieser Untersuchung als grundlegend geeignet erachtet werden kann. Der Test „Überfall +3“ (IfBQ Hamburg, 2008) besteht aus vier bildungssprachlich geprägten Texten zu verschiedenen lebensweltnahen Themen (Zeitungsbericht, Tierwelt, Tanztraditionen sowie Eishockeysport) mit jeweils 25 Lücken, sodass eine maximale Punktzahl von jeweils 100 (pro R/Fund WE-Auswertung) erreicht werden kann. Der in dieser Studie verwendete C-Test befindet sich im Anhang dieser Arbeit. 8.3 Offene Aufgaben zum Verfassen adressatenorientierter Schüler*innentexte Brown und Kolleg*innen (2010) haben in ihren Studien gezeigt, dass der Disaggregate-Instruction-Ansatz nicht nur zu erhöhten fachlichen Lernzuwächsen beitrug, sondern auch die Kommunikation mit Hilfe naturwissenschaftlicher Fachsprache verbesserte. Um weiterführende Erkenntnisse zum Gebrauch von Fachterminologie auf Seiten der Schüler*innen zu gewinnen, werden mit einem weiteren Testinstrument und Analyseverfahren fachbezogene Kommunikationskompetenzen im Bereich der Adressatenorientierung untersucht. 130 Auch dieses Testinstrument wurde mit Blick auf die im Rahmen der Unterrichtsreihe zu vermittelnden Fachkonzepte (vor allem mit Blick auf das Lösen von Salzen in Wasser, s. Kap. 7) eigens für diese Studie entwickelt. Ziel ist es, differenzierte Einblicke in das konzeptuelle Verständnis der Schüler*innen hinsichtlich des Lösevorgangs von Salzen in Wasser zu gewinnen und die damit verbundene Verwendung geeigneter sprachlicher Mittel zu untersuchen. Für diesen Zweck fiel die Wahl hier auf ein offenes Aufgabenformat. Anhand der von den Schüler*innen schriftlich formulierten Texte lässt sich qualitativinhaltsanalytisch rekonstruieren, welche Zusammenhänge die Befragten wie herstellen und in welcher Weise sie dafür auf Terminologie zurückgreifen, die sich unterschiedlichen sprachlichen Registern (unterrichtsbezogene Umgangssprache vs. Fachsprache) zuordnen lässt (Hammann & Jördens, 2014, S. 169 f.). Eine zentrale Facette dieses Testinstruments bildet der Fokus auf die sogenannte adressatenorientierte Kommunikation. Da Kommunikationsangebote mit Blick auf den*die potenzielle*n Adressat*in, z. B. durch Variation des verwendeten sprachlichen Registers, unterschiedlich gestaltet werden (Becker-Mrotzek et al., 2014; Kulgemeyer & Schecker, 2009), erhoffe ich mir vertiefte Einblicke in das Verständnis der Schüler*innen hinsichtlich der neu erlernten Fachkonzepte und korrespondierenden Fachtermini zu erhalten. Außerdem soll in Erfahrung gebracht werden, inwieweit Schüler*innen, die am Disaggregate-Instruction-Unterricht teilgenommen haben, möglicherweise fortgeschrittenere kommunikative Kompetenzen zeigen (und somit Termini adressatenorientierter verwenden), als Schüler*innen, die lediglich durch Scaffolding unterstützt wurden. Aus der Schreibforschung liegen Testformate zur Untersuchung der Fähigkeit zur adressatenorientierten Kommunikation vor, bei denen entweder ein*e sehr klar benannte*r Adressat*in in die Aufgabenstellung aufgenommen wird oder der gleiche Sachverhalt (die gleiche Aufgabenstellung) an zwei verschiedene Adressat*innen gerichtet werden soll (Becker-Mrotzek et al., 2014; Jechle, 1992). Um eine möglichst genaue Analyse des Gebrauchs unterschiedlicher sprachlicher Register (vor allem unterrichtsbezogene Umgangssprache und Fachsprache) zu erreichen, entscheide ich mich dafür, dass die Schüler*innen eigenständig zwei Texte anfertigen, die inhaltlich zwar auf den gleichen Arbeitsauftrag abzielen, jedoch an unterschiedliche Adressat*innen gerichtet sein sollen. So werden die Schüler*innen aufgefordert, einerseits Ihre Fachlehrkraft und andererseits eine*n Mitschüler*in, die bzw. der nicht an der Unterrichtsreihe „Das Tote Meer stirbt!“ teilgenommen hat, zu adressieren. 131 Damit die befragten Schüler*innen möglichst das gesamte Repertoire an neu zu erlernenden Fachkonzepten und -termini in die Beantwortung der Aufgaben einbeziehen, wird mit Hilfe der Aufgabenstellung das Konzept des Lösevorgangs von Salzen in Wasser fokussiert. Für die umfassende und schlussendlich erfolgreiche Bearbeitung der Aufgabe ist es erforderlich, dass die bzw. der Schüler*in sowohl auf StrukturEigenschafts-Beziehungen von Salzen (s. Abschn. 7.1.1) eingeht als auch den Prozess der Hydratation durch Wassermoleküle (s. Abschn. 7.1.3) darstellt. Um die Schüler*innen anzuregen, in den Texten zwischen den neu eingeführten Termini (d. h. den stärker fachsprachlichen geprägten Wörtern, s. Tabelle 3) und den bereits im Vorfeld bekannten Termini (s. Tabelle 3) zu variieren, sollten das auf Seiten der Adressat*innen antizipierte Vorwissen und deren kommunikative Kompetenzen in bedeutsamem Maße variieren. Daher fiel die Wahl der Adressat*innen einerseits auf den Chemielehrer (als Experte mit ausgeprägtem Vorwissen im Themenfeld) und andererseits auf eine Mitschülerin 15 , die die Unterrichtsreihe versäumt hat (und dementsprechend nur über unzureichendes bzw. lückenhaftes themenfeldspezifisches Wissen verfügt). Unter der Annahme, dass die Auswahl entsprechender Termini in Abhängigkeit vom Vorwissen und den antizipierten kommunikativen Kompetenzen der adressierten Person erfolgt (Becker-Mrotzek et al., 2014, S. 32 f.; Kulgemeyer, 2010, S. 53), ist zu erwarten, dass die Schüler*innen in den beiden Texten zwischen neu in der Unterrichtsreihe eingeführten Termini (z. B. Ion, Ionenbindung, Kristallgitter oder Hydrathülle etc.) und vorher bereits bekannten Termini (z. B. geladene Teilchen, Anziehung, Gitter, Hülle aus Wassermolekülen oder anderen Umschreibungen) adressatengerecht variieren. Der Vergleich der von den Schüler*innen verwendeten Termini oder Umschreibungen und deren Verknüpfung im Rahmen ihrer Erklärungen ermöglichen eine vertiefte Analyse sowohl bezüglich des Fachwortgebrauches als auch bezüglich des konzeptuellen Verständnisses auf Seiten der Lernenden. Aufgrund meines besonderen Forschungsund Erkenntnisinteresses an der Art und Weise, wie die Lernenden die neu erworbenen Fachkonzepte und die damit verbundene Fachterminologie versprachlichen, nutze ich das konstruktivistische Kommunikationsmodell von Kulgemeyer (2010, S. 48). Im Zuge meiner Analyse der Schüler*innentexte konzentriere ich mich auf die Dimensionen Aspekte des Sachinhalts (inhaltliche Ebene) und Code (sprachliche Ebene, s. Abschn. 2.3.2). Die beiden anderen Dimensionen, die Kulgemeyer (2010, S. 48) in seinem Modell herausstellt, die 15 Da in den beiden Aufgaben, die den Schüler*innen vorgelegt werden, als Adressat*innen ein Chemielehrer und eine Freundin benannt werden, verzichte ich aus Gründen der Konsistenz an dieser Stelle und im weiteren Verlauf der Arbeit bei diesen beiden Personen auf eine genderneutrale Schreibweise. 132 Dimensionen Kontext (hier: das Salzen von Wasser beim Kochen von Nudeln) und Darstellungsform (hier: geschriebener Fließtext) sind im Rahmen dieser Studie nicht weiter zu beleuchten und werden durch die Aufgabenstellung bereits vorgegeben. Diese Vorgabe dient auch dem Zweck, die Komplexität und damit verbunden die von den Schüler*innen wahrgenommene Schwierigkeit der Schreibaufgabe zu begrenzen. Demzufolge sind die Schüler*innen vorrangig gefordert, Adressatenorientierung sowohl durch die Wahl der relevanten Aspekte des Sachinhaltes als auch durch die Nutzung eines angemessenen sprachlichen Codes herzustellen (Kulgemeyer, 2010, S. 53 ff.; Kulgemeyer & Schecker, 2012, S. 32). Die beiden offenen Aufgaben, die für diesen Zweck konstruiert wurden, lauten wie folgt: Aufgabe 1: Erkläre deiner Freundin, die das Thema Salze im Chemieunterricht noch nicht behandelt hat, wie sich Salz in Wasser löst. Nutze für deine Erklärung das Beispiel: Du willst Nudeln kochen und gibst Salz in das Wasser. Berücksichtige für deine Erklärung das Modell, dass Stoffe aus kleinsten Teilchen bestehen. Aufgabe 2: Erkläre deinem Chemielehrer, wie sich Salz in Wasser löst. Nutze für deine Erklärung das Beispiel: Du willst Nudeln kochen und gibst Salz in das Wasser. Berücksichtige für deine Erklärung das Modell, dass Stoffe aus kleinsten Teilchen bestehen. Abbildung 17. Aufgabenstellungen zur Formulierung adressatenorientierter Erklärungen des Lösevorgangs von Salzen in Wasser am Ende der Unterrichtsreihe. Unter der Prämisse, dass die Schüler*innen ihre Texte in Antizipation der Wissensstruktur und der kommunikativen Kompetenzen der Adressatin bzw. des Adressaten konzipieren (Becker-Mrotzek et al., 2014, S. 32), wird eine Häufung neu eingeführter Termini in den Texten an die Lehrkraft und eine Mischung aus bekannten und neu eingeführten Termini in den Texten an die Mitschülerin bzw. den Mitschüler erwartet. 8.4 Einschätzung der Eignung und Güte der Testinstrumente Um die Güte von Testinstrumenten in der empirischen (naturwissenschaftsdidaktischen) Forschung beurteilen zu können, werden allgemeinhin drei sogenannte Gütekriterien herangezogen: Validität, Reliabilität und Objektivität (Bortz & Döring, 2006, S. 195 ff.; Moosbrugger & Kelava, 2020; Schmiemann & Lücken, 2014, S. 107). 133 Die Validität eines Testinstruments gibt an, ob der Test das misst, was er zu messen vorgibt (Rost, 2004, S. 34). Es wird allgemein zwischen den drei Aspekten der Kriteriums-, Inhaltsund Konstruktvalidität unterschieden (Schmiemann & Lücken, 2014, S. 108). Die Kriteriumsvalidität bezeichnet die Übereinstimmung des Testergebnisses mit externen Kriterien, wie Schulnoten oder anderen Tests (Schmiemann & Lücken, 2014, S. 112). Da der Inhaltsbereich der Unterrichtsreihe „Das Tote Meer stirbt!“ (chemische Struktur von Salz und das Lösen in Wasser, s. Kap. 7) und demzufolge auch der des Fachwissenstests „Salze und der Lösevorgang“ (s. Abschn. 8.1) sehr limitiert ist, eignet sich die Chemienote beispielsweise nicht als externes Kriterium, weil sie deutlich mehr Parameter als nur Fachwissen (z. B. auch das Sozialverhalten) umfasst (Schmiemann & Lücken, 2014, S. 113). Auch weitere Fachwissenstests können aufgrund der fehlenden inhaltlichen Passung nicht herangezogen werden, sodass die Einschätzung der Kriteriumsvalidität nicht abschließend erfolgen kann. Auch die Konstruktvalidität, die sich auf die Gültigkeit des theoretischen Konstrukts im vorliegenden Testkontext bezieht (Schmiemann & Lücken, 2014, S. 115), lässt sich aufgrund des sehr überschaubaren Inhaltsbereichs nicht tiefergehend untersuchen. Unter Berücksichtigung des Einsatzes des Fachwissenstests zur Erfassung von fachlichen Lernzuwächsen während einer neu geplanten Intervention scheint die Einschätzung der Validität vorrangig im Hinblick auf die Passung mit den Inhalten der Unterrichtsreihe erforderlich (im Rahmen der sogenannten Inhaltsvalidität). Die Reliabilität eines Tests erlaubt Aussagen über die Messgenauigkeit und kann auf unterschiedlichen Wegen bestimmt werden (Bortz & Döring, 2006; Gäde et al., 2020; Rost, 2004). Bei der Bestimmung des Reliabilitätskoeffizienten Cronbachs α als Maß für die interne Konsistenz wird jedes Testitem als eigener Testteil betrachtet und die Korrelation dieser Testteile untereinander ermittelt (Rost, 2004, S. 379). Wenngleich von einer zu undifferenzierten Verwendung von Cronbachs α gewarnt wird (Gäde et al., 2020, S. 342), wird dieses Maß für den vorliegenden, neu entwickelten Fachwissenstest als ausreichend erachtet, da er somit potenziell auch mit anderen, ähnlich gestalteten Testinstrumenten aus der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung (z. B. Riese & Reinhold, 2014, S. 265) verglichen werden kann. Die Objektivität eines Tests ist besonders hoch, wenn das Testergebnis so unabhängig wie möglich von dem oder der Testleiter*in, der Testsituation, den Randbedingungen sowie der Testauswertung und -interpretation ist (Moosbrugger & Kelava, 2020, S. 18; Rost, 2004, S. 39). 134 8.5 Zusammenfassung In Kapitel 8 habe ich drei verschiedene Instrumente für die Erhebung der relevanten Daten vorgestellt und deren Gebrauch im Rahmen der vorliegenden Studie begründet. Durch den kombinierten Einsatz dieser Testinstrumente eröffnen sich Möglichkeiten, sowohl quantitative als auch qualitative Analysen zu nutzen, um die Wirksamkeit des Disaggregate-Instruction-Ansatzes im Chemieunterricht im Vergleich zum sprachsensiblen Scaffolding in der Kontrollgruppe differenziert zu prüfen. Zwei Instrumente müssen eigens entwickelt werden (Fachwissen und offene Aufgaben), ein anderes (der C-Test) ist im Vorfeld meiner Untersuchung durch das IfBQ (2008a) in Hamburg bereits entwickelt und erprobt worden. Zunächst erlaubt der Einsatz des Fachwissenstests „Salze und der Lösevorgang“ im Prä-Post-Format (s. Abschn. 8.1), dass die fachlichen Lernzuwächse der teilnehmenden Schüler*innen als abhängige Variable bestimmt werden können (Analyse der fachbezogenen Kompetenzentwicklung). Auf diesem Wege wird überprüft, ob die konzeptuelle Komponente des Disaggregate-Instruction-Ansatzes (s. Abschn. 4.1) dahingehend erfolgreich ist, die Schüler*innen durch die anfängliche, behutsame Vermeidung unbekannter Fachtermini beim Aufbau eines umfassenderen Konzeptverständnisses zu unterstützen (als dies in der Kontrollgruppe der Fall ist). Weiterhin werden die Kompetenzen der Schüler*innen in der Bildungssprache Deutsch im Rahmen des C-Tests vor Beginn der Unterrichtsreihe erfasst (s. Abschn. 8.2). Auf diesem Weg lässt sich rekonstruieren, in welcher Form die heterogenen sprachlichen Kompetenzen der Teilnehmenden in Abhängigkeit vom praktizierten Unterrichtsansatz mit den fachlichen Lernzuwächsen korrelieren. Der Fachwissensund der C-Test bieten die Gelegenheit, im Rahmen der zu erwartenden Stichprobengröße auf ökonomische und zuverlässige Weise statistische Kennwerte zu berechnen, Gruppenvergleiche anzustellen und schließlich Aussagen über die erreichten fachlichen Lernzuwächse auf Seiten der Schüler*innen in Abhängigkeit von den Fähigkeiten hinsichtlich des bildungssprachlichen Registers zu formulieren. Für die Bestimmung der für diese Studie ausgewählten naturwissenschaftsbezogenen kommunikativen Kompetenzen der Lernenden – nämlich die Fähigkeit zum adressatenorientierten Gebrauch von Fachterminologie – konnte kein bereits erprobtes Analyseverfahren identifiziert werden. Um feststellen zu können, ob bzw. inwiefern die Lernenden mit Ablauf der Unterrichtsreihe in der Lage sind, neu eingeführte Fachtermini korrekt und adressatenorientiert variabel zu verwenden, wurden nunmehr zwei offene Aufgaben konstruiert (s. Abschn. 8.3). Diese beiden Aufgaben fordern 135 die Proband*innen auf, zwei Texte zum Lösevorgang von Kochsalz in Wasser, in einem Fall an die Lehrkraft und im anderen Fall an eine Mitschülerin, zu adressieren. Mit der Gewinnung quantitativer Testdaten einerseits (Einsatz von Fachwissensund C-Test) sowie durch die Erhebung qualitativer Daten in Form der von Schüler*innen frei formulierten Texten andererseits gehen bestimmte Anforderungen an die zum Einsatz kommenden Auswertungsverfahren einher. Die Auswahl der für die Zwecke und Ziele dieser Studie zu nutzenden Verfahren und deren konkrete Anwendung werde ich im folgenden Kapitel explizieren. 238 ein (s. Tabelle 43; Zeilen 2-3). Als Nächstes wird die Anordnung der Ionen mit dem umgangssprachlichen Terminus Gitter verglichen (s. Tabelle 43; Zeile 5), welcher dann ebenfalls durch den Fachterminus Kristallgitter (s. Tabelle 43; Zeile 6) ergänzt wird. Auch die fachsprachlichen Termini Hydrathülle (s. Tabelle 43; Zeile 11) und Hydratation (s. Tabelle 43; Zeile 15) werden zunächst umgangssprachlich eingeführt. Lediglich die umgangssprachliche Beschreibung in Zeile 7 zur Anziehung geladener Teilchen wird nicht durch den zu erwartenden Fachterminus Ionenbindung ergänzt. Dieser Terminus nahm in der Unterrichtsreihe eine vergleichsweise weniger prominente Rolle ein und war der Schülerin bzw. dem Schüler an dieser Stelle möglicherweise nicht geläufig. Nichtsdestotrotz lässt die Verknüpfung der umgangssprachlichen Termini mit den neu erarbeiteten Fachtermini einen hohen Grad an Adressatenorientierung erkennen. Obwohl der Text von einer Schülerin bzw. einem Schüler aus der Kontrollgruppe stammt, lässt sich ein Vorgehen erkennen, das dem des Disaggregate-InstructionAnsatzes ähnelt: Fachkonzepte werden zunächst mithilfe bereits geläufiger Termini eingeführt und anschließend um die neuen Fachtermini ergänzt (Brown et al., 2010). Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass der Scaffolding-Ansatz Schüler*innen möglicherweise in umfangreichem Maße über die Bedeutung und Verwendung verschiedener sprachlicher Register aufklärt (Hammond & Gibbons, 2005) und der Disaggregate-Instruction-Ansatz diesbezüglich zumindest keinen zusätzlichen Vorteil bietet. Potenziell lässt sich die adressatenorientierte Erklärung der Fachkonzepte mittels umgangsund fachsprachlicher Termini auch auf die sehr fortgeschrittenen sprachlichen Kompetenzen und die positive fachwissenschaftliche Kompetenzentwicklung der Schülerin bzw. des Schülers zurückführen. Das Fallbeispiel zeigt, dass bestimmte Schüler*innen chemische Sachverhalte adressatenorientiert erklären können, ohne dass sie vorher an Unterricht nach dem Disaggregate-Instruction-Ansatz teilgenommen haben. 14.2.2 Texttyp II: Viele umgangssprachliche und wenige fachsprachliche Termini Der Text der Schülerin bzw. des Schülers mit dem Code MILI12 aus der Interventionsgruppe eines Gymnasiums weist eine Textlänge von 109 Wörtern auf. Die Schülerin bzw. der Schüler verzeichnet einen hohen Lernzuwachs von zehn Punkten und einen überdurchschnittlichen C-Test-Score von 89. Auffällig und charakteristisch für 239 diesen Texttyp ist, dass die Schülerin bzw. der Schüler in diesem Text ausschließlich umgangssprachliche und keine fachsprachlichen Termini verwendet hat. Zu Beginn des Textes erklärt die Schülerin bzw. der Schüler den submikroskopischen Aufbau von Salzen sehr inhaltsdicht und bezieht sich dabei anhand umgangssprachlicher Termini auf die Konzepte: geladene Teilchen, gegenseitige Anziehung der entgegengesetzt geladenen Teilchen und Anordnung der Teilchen im Gitter (s. Tabelle 44; Zeilen 1-3). Im weiteren Verlauf der Erklärung verwendet die Schülerin bzw. der Schüler konsequent den umgangssprachlichen Terminus geladene Teilchen und führt keine der neu erarbeiteten Fachtermini ein. Da der Text auch über diesen Befund hinaus eher alltagssprachlich geprägt ist („stück für stück“ in Zeile 7; „umringt“ in Zeile 12), lässt sich schlussfolgern, dass die Schülerin bzw. der Schüler ganz bewusst an die sprachlichen Voraussetzungen auf Seiten der adressierten Person anknüpfen möchte. Der sehr große Lernzuwachs und die überdurchschnittlichen Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch deuten darauf hin, dass die Schülerin bzw. der Schüler das umgangssprachliche Register sehr bewusst wählt. Da die Schülerin bzw. der Schüler am Unterricht der Interventionsgruppe teilgenommen hat, kann zudem angenommen werden, dass die Erklärung der Fachkonzepte vor allem mittels umgangssprachlicher Termini auch auf die Wirkung des Disaggregate-Instruction-Ansatzes zurückzuführen ist. Möglicherweise hat die Schülerin bzw. der Schüler erkannt, dass sich unbekannte Fachkonzepte einer anderen Person adäquat und verständlich über ein sprachliches Register kommunizieren lassen, das der Adressatin bzw. dem Adressaten bereits geläufig ist. 14.2.3 Texttyp III: Wenige umgangssprachliche und viele fachsprachliche Termini Der Text der Schülerin bzw. des Schülers an eine Lehrkraft mit dem Code OVNA26 aus der Interventionsgruppe eines Gymnasiums umfasst 77 Wörter. Die Schülerin bzw. der Schüler erreichte einen Lernzuwachs von drei Punkten, wobei der Wert im Prä-Test mit neun Punkten bereits überdurchschnittlich groß ist. Der C-Test-Score fällt mit einem Wert von 85 überdurchschnittlich aus. Bezogen auf die Wortanzahl verwendet die Schülerin bzw. der Schüler eine hohe Anzahl relevanter Termini: einen umgangssprachlichen Terminus und acht fachsprachliche Termini (s. Tabelle 45). Dass der Text auf der Wortebene dermaßen fachsprachlich geprägt ist, überrascht nicht, wenn berücksichtigt wird, dass mit der Erklärung der Chemielehrer adressiert wird. Die Schülerin bzw. der Schüler nutzt von Beginn an nahezu ausschließlich 240 Fachtermini, die im Rahmen der Unterrichtsreihe neu erarbeitet wurden. So wird der submikroskopische Aufbau von Salzen mithilfe der Termini Ionen (s. Tabelle 45; Zeile 1), Anionen, Kationen (s. Tabelle 45; Zeile 2), Kristallgitter (s. Tabelle 45; Zeile 3) und Ionenbindung (s. Tabelle 45; Zeile 5) sehr kompakt erläutert. Im gesamten Text werden die verschiedenen Teilchensorten durchgehend als Ionen und Moleküle und nicht umgangssprachlich als (geladene) Teilchen bezeichnet. Auch dieser Befund deutet darauf hin, dass die Schülerin bzw. der Schüler gezielt den Lehrer adressiert, der über umfangreiches (begriffliches) Wissen hinsichtlich des Themas verfügt. Andererseits werden beispielsweise Anionen und Kationen an keiner Stelle genauer als negativ und positiv geladene Ionen oder Teilchen charakterisiert, was auch bedeuten könnte, dass die Schülerin bzw. der Schüler durch die Fachtermini unvollständiges Konzeptwissen zu verschleiern versucht (Brown et al., 2010, S. 1483; Ryoo, 2015, S. 38). Der relativ geringe Lernzuwachs könnte ein zusätzliches Indiz für diese Schlussfolgerung sein, wenngleich sich die Scores im Präund Post-Test auf einem relativ hohen Niveau bewegen. Auffällig sind zudem einzelne Segmente, die einen eher alltagssprachlichen Charakter aufweisen, z. B. „Salz hat ganz viele kleine Ionen“ (s. Tabelle 45; Zeile 1), „[w]enn das Natriumchlorid in das Wasser kommt“ (s. Tabelle 45; Zeilen 6-7) oder „Das machen sie so lange“ (s. Tabelle 45; Zeilen 11-12). Aus diesen Passagen wird ersichtlich, dass es der Schülerin bzw. dem Schüler dank der neu erarbeiteten Termini zwar gelingt, auf der Wortebene sehr fachsprachlich zu argumentieren, sie bzw. er auf der Satzebene jedoch in Teilen auf ein alltagssprachliches Register zurückgreift und animistisch argumentiert. Somit lässt sich resümieren, dass es der Schülerin bzw. dem Schüler gelungen ist, einen hinsichtlich der Terminologie sehr adressatenorientierten Text zu verfassen, der auf der Satzebene jedoch weniger adressatenorientiert wirkt. Unter Beachtung dessen, dass der Fokus der Unterrichtsreihe auf der Einführung neu zu erlernender Fachterminologie lag, hat die Schülerin bzw. der Schüler diesem Aspekt in der Formulierung der Erklärung offensichtlich eine besonders hohe Bedeutung beigemessen. 14.2.4 Texttyp IV: Wenige umgangssprachliche und wenige fachsprachliche Termini Der Text der Schülerin bzw. des Schülers an eine Freundin mit dem Code LUPA28 aus der Interventionsgruppe einer Integrierten Sekundarschulklasse ist mit 52 Wörtern unterdurchschnittlich lang. Der Lernzuwachs der Schülerin bzw. des Schülers lässt sich mit neun Punkten als hoch einschätzen, während der C-Test-Score von 28 weit unter dem Durchschnitt – sowohl bezogen auf die Gesamtstichprobe als auch 241 auf die Teilstichprobe der ISS-Schüler*innen – liegt. Bezüglich der für die Analysen besonders relevanten Termini (s. Tabelle 3) lässt sich in diesem Text lediglich der umgangssprachliche Terminus Salz direkt zu Beginn der Erklärung identifizieren (s. Tabelle 46; Zeile 1). Insgesamt bleibt die Erklärung in diesem Text sehr vage und schwer verständlich. Die Schülerin bzw. der Schüler beschreibt den submikroskopischen Aufbau von Salzen und dem Stoff Wasser nicht näher. Sie bzw. er benennt jeweils lediglich die beteiligten Teilchen als „Wasser-Moleküle[m]“ [sic] (s. Tabelle 46; Zeile 6) und inkorrekter Weise als „Salz-Moleküle[n]“ (s. Tabelle 46; Zeile 7). Die Schülerin bzw. der Schüler beschreibt den Prozess des Lösens ebenfalls nur sehr knapp und thematisiert vor allem, dass sich die Wassermoleküle um die „salzmoleküle“ [sic] (s. Tabelle 46; Zeilen 8-9) anordnen. Dieser Text steht als Beispiel stellvertretend für eine Gruppe von Texten, in denen die Schüler*innen nur in sehr geringfügigem Maße auf die während der Unterrichtsreihe erarbeiteten Termini zurückgreifen, und zwar weder auf die umgangssprachlichen noch auf die fachsprachlichen. Die Frage, warum es der Schülerin bzw. dem Schüler nicht gelingt oder sie bzw. er es nicht beabsichtigt, die umgangsund fachsprachlichen Termini zu verwenden, schließt sich folgerichtig an. Eine naheliegende Erklärung ist, dass die Schülerin bzw. der Schüler die relevanten Fachkonzepte zum Aufbau und Lösen von Salzen nicht in dem Maße verinnerlichen konnte, um sie im Anschluss an die Unterrichtsreihe einer anderen Person zu vermitteln. Für diese Vermutung spricht beispielsweise die fachlich inkorrekte Bezeichnung von Ionen des Salzes als Salzmoleküle (s. Tabelle 46; Zeilen 7 und 9). Gegen diese Annahme spricht in diesem Fall jedoch der überdurchschnittlich große Lernzuwachs. Eine weitere mögliche Ursache könnte in der Absicht der Schülerin bzw. des Schülers begründet liegen, sich so akribisch wie möglich an die Sprache der Freundin anzupassen. Da die Freundin vor der Unterrichtsreihe noch nicht mit geladenen Teilchen (Ionen) als Teilchensorte vertraut ist, könnte mit dem Terminus des Salzmoleküls das Ziel verfolgt werden, den Verbund einzelner Salzteilchen verständlich auszudrücken. Dass die Schülerin bzw. der Schüler jedoch einen sehr kleinen C-TestScore aufweist, spricht eher für die These, dass sie bzw. er nicht über die notwendigen sprachlichen Ressourcen verfügt, um eine differenziertere, verständliche Erklärung zu formulieren. 242 14.3 Zusammenfassung In Kapitel 14 habe ich die chemiebezogenen kommunikativen Kompetenzen der Schüler*innen detailliert betrachtet und diskutiert. Dabei ging es maßgeblich um die Frage, welche Terminologie die Schüler*innen am Ende der Unterrichtsreihe im Rahmen von zwei offenen Schreibaufgaben für die Erklärung des Lösevorgangs von Salzen in Wasser an unterschiedliche Adressat*innen anwendeten. Anhand qualitativer Inhaltsanalysen und anschließender regressionsanalytischer Auswertung konnte aufgezeigt werden, dass die Schüler*innen in unterschiedlichem Maße auf umgangsund fachsprachliche Termini zurückgreifen, je nachdem ob sie eine Freundin oder ihren Chemielehrer adressieren (s. Abschn. 14.1.1). Die Fähigkeit, sprachliche Register adressatenorientiert zu variieren, zeigte sich sowohl in den Texten von Schüler*innen der Interventionsgruppe (s. Abschn. 14.1.2) als auch in den Texten von Schüler*innen der Kontrollgruppe (s. Abschn. 14.1.3). Die Erwartung, dass Schüler*innen, die am Unterricht nach dem Disaggregate-Instruction-Ansatz teilgenommen, in der Lage sind, das umgangsund das fachsprachliche Register adressatenorientierter einzusetzen, hat sich nicht erfüllt. Hinsichtlich der Forschungsfrage 4 ist dementsprechend zu konstatieren, dass der Disaggregate-Instruction-Ansatz die Fähigkeit der Schüler*innen zur Adressatenorientierung nicht besser zu fördern vermag als sprachsensibles Scaffolding alleine (s. Abschn. 14.1.4). In Abschnitt 14.2 habe ich basierend auf dem Verhältnis von umgangszu fachsprachlichen Termini pro Text vier Texttypen (s. Abschn. 14.2.1 bis 14.2.4) anhand von Fallbeispielen beleuchtet. Die vier Fallbeispiele variieren bezüglich der Herangehensweise zur Herstellung von Adressatenorientierung erkennbar hinsichtlich der verwendeten Terminologie. Die Beispieltexte illustrieren unterschiedliche Wege, auf denen die Schüler*innen versuchen, der jeweils adressierten Person den Lösevorgang von Salzen in Wasser durch die gezielte Wahl sprachlicher Register auf der Wortebene verständlich zu machen. Die Qualität der Adressatenorientierung hängt dabei augenscheinlich mehr von den sprachlichen Ressourcen der Schüler*innen sowie ihrem Wissensstand ab, als von der Art des sprachsensiblen Unterrichtsansatzes, an dem sie im Vorfeld der Bearbeitung der Aufgaben teilgenommen haben. 243 SCHLUSSBETRACHTUNGEN 15 Methodenkritik und Limitationen der Studie Im Rahmen der vorliegenden Studie konnten neue Erkenntnisse zur Bedeutung sprachsensiblen Chemieunterrichts für den Erwerb fachwissenschaftlicher und fachbezogener kommunikativer Kompetenzen von Schüler*innen der Sekundarstufe I gewonnen werden. Um belastbare Befunde erhalten zu können, bedurfte es eines theoretisch fundierten, bedarfsgerechten Studiendesigns sowie geeigneter Testinstrumente und Analyseverfahren. Wenngleich die relevanten methodischen Entscheidungen nach sorgsamer Abwägung und mit dem Ziel getroffen wurden, die Forschungsfragen bestmöglich beantworten zu können, ist diese Studie wie jede andere Forschungsarbeit nicht frei von Limitationen und Grenzen. Diese möchte ich im Folgenden benennen und mit Blick auf die Aussagekraft der Ergebnisse diskutieren. Die Entscheidung, als Untersuchungsleiter den Unterricht selbst durchzuführen, wurde mit Blick auf die potenziell erheblichen unterrichtspraktischen und einstellungsbezogenen Unterschiede zwischen verschiedenen Lehrkräften bewusst getroffen (Bayraktar, 2001; Theyßen, 2014). Besonders mit Blick auf die häufig sehr beständigen unterrichtlichen Überzeugungen von Pädagog*innen und die relativ weit verbreitete Skepsis gegenüber innovativen Unterrichtsansätzen (Kunter et al., 2020) erschien diese Entscheidung weitgehend alternativlos. Wenngleich Kritik dahingehend geäußert werden könnte, dass der Untersuchungsleiter als Lehrkraft den Unterricht zugunsten der Interventionsgruppe beeinflussen könnte, wurden diesbezüglich besondere Vorkehrungen getroffen (s. Kap. 7). Der Unterricht wurde für beide Untersuchungsgruppen in Zusammenarbeit mit erfahrenen Lehrkräften konzipiert. Darüber hinaus wurden die Planungsüberlegungen und getroffenen Entscheidungen im Rahmen der vorliegenden Dissertation transparent und umfangreich entfaltet. Es wurde sichergestellt, dass der Unterricht zwischen der Interventionsund Kontrollgruppe lediglich mit Blick auf die Anbzw. Abwesenheit des DisaggregateInstruction-Ansatzes variiert und das weitere methodische Vorgehen in beiden Gruppen übereinstimmt. Die nahezu identischen Lernzuwächse beider Teilstichproben (s. Abschn. 11.2.2) lassen darauf schließen, dass der Unterricht tatsächlich sehr ähnlich abgelaufen ist und den Schüler*innen beider Untersuchungsgruppen den Erwerb fachlichen Wissens in gleichem Maße ermöglichte. Die Entscheidung, eine möglichst heterogene Stichprobe – vor allem mit Blick auf die (bildungs-)sprachlichen Kompetenzen der Lernenden – zu generieren, ermöglichte 244 differenzierte Analysen anhand eines breiten Spektrums von Scores im C-Test sowie schulformspezifische Betrachtungen (s. Abschn. 11.6). Diese Analysen offenbarten, dass der Disaggregate-Instruction-Ansatz in besonderem Maße für Schüler*innen Integrierter Sekundarschulen mit niedrigen C-Test-Scores wirksam ist. Da erst durch den Einschluss verschiedener gymnasialer und nicht-gymnasialer Schulklassen solche tiefgehenden Untersuchungen möglich wurden, hat sich das gewählte Verfahren bei der Zusammenstellung der Stichprobe als äußerst gewinnbringend herausgestellt. Nichtsdestotrotz ist der großen leistungs- (s. Abschn. 11.2.3) und sprachbezogenen (s. Abschn. 11.3.3) Diversität der Stichprobe möglicherweise ein nicht unerheblicher Beitrag zum substanziellen Drop-Out (s. Abschn. 10.3) von Teilnehmenden zuzuschreiben. Da die Unterrichtsplanung für alle teilnehmenden Klassen identisch war, könnte der hohe Drop-Out unter den Klassen Integrierter Sekundarschulen in Teilen auf Frustration bzw. fehlende Motivation bei der Bearbeitung des Post-Tests am Ende der Unterrichtsreihe zurückzuführen sein. Insgesamt lässt sich zur Konzeption der Unterrichtsreihe – sowohl mit als auch ohne Anwendung des Disaggregate-Instruction-Ansatzes – konstatieren, dass ihr von den beteiligten Fachlehrkräften, die den Unterricht in ihren Klassen hospitierten, eine allgemein sehr hohe Qualität zugeschrieben wurde. Vor allem die Verzahnung sprachlichen und fachlichen Lernens, die Aktivierung der Schüler*innen sowie die Vielfalt unterschiedlicher Methoden wurden besonders positiv hervorgehoben. Neben einer zu verbessernden Passung zwischen dem Niveau des Unterrichts und den divergierenden Lernvoraussetzungen auf Seiten der gymnasialen und nicht-gymnasialen Schüler*innen (s. oben) lässt sich auch über wenige weitere Aspekte der Unterrichtsreihe mit Optimierungsbedarf diskutieren. So zeigte sich vor allem in den Texten zum Lösevorgang, dass viele Schüler*innen den Prozess als Aneinanderreihung separater Schritte beschreiben und eher selten als einen konzertierten Ablauf, der der fachwissenschaftlichen Sichtweise besser entsprechen würde (s. Abschn. 7.1.3). Dass viele Schüler*innen den Lösevorgang als aufeinanderfolgende Teilprozesse zu verstehen scheinen, ist vermutlich auf die Filmleiste als zentralem Arbeitsmaterial zur Erarbeitung des Lösevorgangs zurückzuführen (s. Abschn. 7.3.3). Die Darstellung des Lösevorgangs in Form von fünf Teilschritten als Filmleiste ist jedoch als Vorgehen seit langer Zeit etabliert (Freiman & Schlieker, 2001) und bietet den entscheidenden Vorteil, verschiedene Repräsentationsformen (bildliche, symbolische und sprachliche) gewinnbringend miteinander zu verknüpfen (Leisen, 2015). Dass der Verwendung von Filmleisten oder sogenannten Bildfolgen auch aktuell noch eine wichtige Bedeutung beigemessen wird, zeigt beispielsweise eine Lernaufgabe, die zur Illustration der weiterentwickelten Bildungsstandards für das Fach Chemie (KMK, 2024) konzipiert wurde (IQB, o. J., S. 8). In dieser Aufgabe sollen die Schüler*innen 245 das Lösen von Natriumchlorid in Wasser erklären, dabei geeignete Modellvorstellungen einbringen und ihre Ergebnisse in Form einer Bilderfolge festhalten (IQB, o. J., S. 8). Neben der schrittweisen Darstellung des Lösevorgangs anhand von Abbildungen verdeutlicht die Lernaufgabe außerdem, dass die Erklärung des Lösens von Salzen in Wasser mithilfe von Modellvorstellungen – wie in den offenen Schreibaufgaben (s. Abschn. 8.3) gefordert – als zentrale Kompetenz von Schüler*innen im Chemieunterricht der Sekundarstufe I betrachtet werden kann. Der erhebliche Drop-Out von etwa 33 % bezogen auf den Forschungsfokus Fachwissen (s. Kap. 11) und sogar von etwa 64 % hinsichtlich des Forschungsfokus kommunikative Kompetenzen (s. Kap. 12) lässt sich neben den hohen Anforderungen der Unterrichtsreihe und krankheitsbedingten Ausfällen einzelner Schüler*innen vermutlich auch mit der Beschaffenheit der Testinstrumente und dem Zeitpunkt des Einsatzes begründen (s. Kap. 8). Vor allem die Bearbeitung des Post-Tests, bestehend aus dem Fachwissenstest und den beiden offenen Schreibaufgaben, direkt am Ende der Unterrichtsreihe stellte einige Schüler*innen offensichtlich vor große Herausforderungen. Eine naheliegende Erklärung für den sehr überschaubaren Rücklauf hinsichtlich der beiden offenen Aufgaben bieten Befunde zum Schreiben im Chemieunterricht, welches nachweislich nur selten von Chemielehrkräften eingesetzt wird und mit hohen Anforderungen einhergeht (Beerenwinkel et al., 2016, 2017). Auch die besondere Aufgabenstellung, bei der eine Erklärung zum gleichen Sachverhalt für zwei unterschiedliche Adressat*innen formuliert werden sollte (s. Abschn. 8.3), stieß bei einigen Schüler*innen auf Unverständnis und Verwirrung. Die Fragebögen, bei denen entweder nur einer der beiden Texte verfasst wurde oder bei denen kommentiert wurde, dass der Text für beide Adressat*innen der Gleiche sei, drücken die fehlende Vertrautheit mit dem Aufgabenformat aus. Dass die Förderung der Fähigkeit zur Adressatenorientierung keinen Fokus der Unterrichtsreihe bildete, sondern vorrangig dem Hervorrufen der fachund umgangssprachlichen Termini diente, könnte sich ebenfalls nachteilig auf den Rücklauf ausgewirkt haben. Ein weiterer Aspekt zur Erklärung des Drop-Outs steht in Verbindung mit der zeitlichen Organisation der Unterrichtsreihe. Für die Durchführung des Unterrichts waren in Absprache mit den jeweiligen Fachlehrkräften zwei unterschiedliche Varianten vorgesehen (s. Abschn. 10.1). Die Variante B (integriert in die Stundentafel) hatte gegenüber der kompakte Variante A (an zwei aufeinanderfolgenden Tagen) den Nachteil, dass die Daten von Schüler*innen, sobald sie entweder zu einem der Testzeitpunkte oder an einem der Unterrichtstage abwesend waren, aus den Analysen ausgeschlossen wurden. Für zukünftige Untersuchungen sollte folglich die kompakte Variante A bevorzugt angewendet werden. 246 Die Addition der beschriebenen Einschränkungen führt dazu, dass die erhaltenen Ergebnisse – vor allem mit Blick auf den substanziellen Drop-Out – mit einer gewissen Vorsicht interpretiert werden sollten. Die Studie zeichnet sich vor allem durch ihr solides Studiendesign, eine beachtliche Stichprobengröße sowie differenzierte Analyseverfahren in einem besonderen Maße aus. 247 16 Ausblick Die in den Kapiteln 11 bis 14 dargelegten und diskutierten Erkenntnisse der vorliegenden Interventionsstudie bieten vielfältige Möglichkeiten, sowohl weitere Forschungsaktivitäten als auch Bestrebungen zur Implementation in die Schulpraxis zu forcieren. In den folgenden beiden Kapiteln skizziere ich diesbezüglich Vorschläge, auf welche Weise mit den Befunden gewinnbringend weitergearbeitet werden kann. 16.1 Implikationen für weiterführende Forschungstätigkeiten Neben den in Teilen erwartungskonformen, aber mitunter auch überraschenden Antworten auf die eingangs formulierten Forschungsfragen (s. Abschn. 5.2) ergeben sich aus der vorliegenden Studie selbstverständlich Ideen und Impulse für weitere Forschungstätigkeiten im Feld der Sprachbildung im naturwissenschaftlichen Unterricht. Zunächst wäre zu prüfen, ob sich die charakteristischen Effekte des DisaggregateInstruction-Ansatzes auf die Lernzuwächse von Schüler*innen Integrierter Sekundarschulen (oder sogar darüber hinaus) auch nachweisen lassen, wenn der Unterricht zu einem anderen inhaltlichen Schwerpunkt als dem Aufbau und Lösen von Salzen konzipiert wird. Die Themenwahl erfolgte mit Blick auf die inhaltlichen und fachsprachlichen Ansprüche und die günstigen Gegebenheiten im erweiterten Chemieanfangsunterricht sehr bewusst (s. Abschn. 6.3). Nichtsdestotrotz könnten sich sowohl die inhaltliche Struktur und die fachsprachlichen Anforderungen des Themenfeldes als auch der konkrete Zeitpunkt in der chemieunterrichtlichen Schulbiographie auf die Effekte auswirken. Um die gewonnenen Erkenntnisse auf eine breitere empirische Basis zu stellen, wären beispielsweise Interventionen im frühen Chemieanfangsunterricht (z. B. im Themenfeld Metalle) oder zum Ende der Sekundarstufe I (z. B. im Themenfeld Kohlenwasserstoffe) wünschenswert. Darüber hinaus sollte in weiteren Studien die zeitliche Dauer der Intervention verstärkt ins Auge gefasst werden. Wenngleich die Länge der Unterrichtsreihe gegenüber den Arbeiten von Brown et al. (2010) verbessert wurde, entfaltet sich eine lernförderlichere Wirkung des Disaggregate-Instruction-Ansatzes möglicherweise erst bei einer dauerhaften Anwendung. Bezugnehmend auf die Ausführungen zu den Möglichkeiten des Transfers der Erkenntnisse auf die Unterrichtspraxis wäre in einem nächsten Schritt zu untersuchen, inwieweit die Effekte bestätigt werden können, wenn der Ansatz im Unterricht durch 254 hang zwischen den Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch und den fachlichen Lernzuwächsen ausübt (s. Abschn. 13.5). Für die Teilstichprobe der Schüler*innen Integrierter Sekundarschulen (im Gegensatz zu den Schüler*innen des Gymnasiums) konnte jedoch nachgewiesen werden, dass der Disaggregate-Instruction-Ansatz Schüler*innen dabei unterstützt, unabhängig von ihren Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch nahezu identische fachliche Lernzuwächse zu erreichen (s. Abschn. 13.6). Hinsichtlich des Forschungsfokus kommunikative Kompetenzen lässt sich die Abwesenheit von bedeutsamen Unterschieden zwischen Interventionsund Kontrollgruppe in der Verwendung umgangsund fachsprachlicher Termini womöglich darauf zurückführen, dass sprachsensibler Chemieunterricht per se die Bedingungen dafür schafft, dass Schüler*innen die Terminologie adressatenorientiert variieren (s. Abschn. 14.1). Die Anwesenheit des Disaggregate-Instruction-Ansatzes mit seinem besonderen Vorgehen bei der Erarbeitung fachlicher Konzepte und der Einführung neuer Fachtermini bewirkt offensichtlich keine zusätzliche Unterstützung bei der adressatenorientierten Kommunikation chemiebezogener Sachverhalte. Die Betrachtung spezieller prototypischer Fälle anhand der vier identifizierten Texttypen demonstrierte, dass es den Schüler*innen durchaus auf unterschiedliche Weise gelingt, adressatenorientierte Erklärungen zu produzieren (s. Abschn. 14.2). So zeichnen sich die Texttypen II und III dadurch aus, dass (nahezu) ausschließlich umgangssprachliche Termini in den Texten an die Freundin und (nahezu) ausschließlich fachsprachliche Termini in den Texten an den Chemielehrer verwendet werden. Demgegenüber verwenden einige Schüler*innen in ihren Texten an die Freundin sowohl viele umgangsals auch fachsprachliche Termini, führen die neuen Fachkonzepte also auf einem ähnlichen Wege ein, wie es der DisaggregateInstruction-Ansatz vorsieht. Mit Blick auf die Erkenntnisse, die diese empirische Studie zutage gefördert hat, lässt sich resümieren, dass sprachsensibler Chemieunterricht nachweislich den Erwerb fachlichen Wissens fördert. Auf welche Weise und unter Anwendung welches konkreten Unterrichtsansatzes diese Förderung bestmöglich gelingt, hängt in besonderem Maße mit schülerseitigen Voraussetzungen hinsichtlich der Kompetenzen in der Bildungssprache Deutsch zusammen. Für Schüler*innen Integrierter Sekundarschulen, die durch unterdurchschnittliche bildungssprachliche Kompetenzen in ihrer fachbezogenen Leistungsentwicklung häufig stark eingeschränkt sind, stellte sich der Disaggregate-Instruction-Ansatz als außerordentlich gewinnbringend für den Fachwissenserwerb dar. Bezüglich der chemiebezogenen, kommunikativen Kompetenzen, welche am Ende der Unterrichtsreihe betrachtet wurden, wird kein Einfluss des 255 Disaggregate-Instruction-Ansatzes deutlich. Die statistisch nachgewiesene Fähigkeit der Schüler*innen, die Erklärung des Lösevorgangs von Salzen in Wasser adressatenorientiert zu gestalten, wird nicht dadurch beeinflusst, ob die Schüler*innen in der Unterrichtsreihe gemäß dem Disaggregate-Instruction-Ansatz unterrichtet wurden oder nicht. 257 LITERATUR Adamik, F., Bolte, C., N’Sir, I., & Pastille, R. (2011). Diagnose naturwissenschaftsbezogener sprachlicher Kompetenzen. In D. Höttecke (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Bildung als Beitrag zur Gestaltung partizipativer Demokratie (S. 143–145). Lit. Aebli, H. (1983). Zwölf Grundformen des Lehrens. Eine Allgemeine Didaktik auf psychologischer Grundlage. Klett-Cotta. Agel, C., Beese, M., & Krämer, S. (2012). Naturwissenschaftliche Sprachförderung. Ergebnisse einer empirischen Studie. Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht, 65(1), 36–44. Ahrenholz, B. (2017). Sprache in der Wissensvermittlung und Wissensaneignung im schulischen Fachunterricht. In B. Lütke, I. Petersen, & T. Tajmel (Hrsg.), Fachintegrierte Sprachbildung. Forschung, Theoriebildung und Konzepte für die Unterrichtspraxis. de Gruyter. Anderson, J. R. (2007). Kognitive Psychologie (J. Funke, Hrsg.; G. Plata, Übers.). Spektrum. Anderson, J. R. (2013). Kognitive Psychologie (J. Funke, Hrsg.; G. Plata & K. Neuser-von Oettingen, Übers.). Springer. Arkin, Y., & Gilat, A. (2000). Dead Sea sinkholes – An ever-developing hazard. Environmental Geology, 39(7), 711–722. https://doi.org/10.1007/s002540050485 Arnold, K., Eberle, A., Hein, A., Kronabel, C., Malz, R., Peters, J., & Rehm, H. (2017). Fokus Chemie. Berlin/Brandenburg 7/8 [Schülerbuch] (1. Aufl.). Cornelsen. Asmar, B. N. (2003). The Science and Politics of the Dead Sea: Red Sea Canal or Pipeline. The Journal of Environment & Development, 12(3), 325–339. https://doi.org/10.1177/1070496503255576 Asmar, B. N., & Ergenzinger, P. (2002). Dynamic simulation of the Dead Sea. Advances in Water Resources, 25(3), 263–277. https://doi.org/10.1016/S03091708(01)00063-X Barke, H.-D. (2006). Chemiedidaktik: Diagnose und Korrektur von Schülervorstellungen. Springer. Bates, D., Mächler, M., Bolker, B., & Walker, S. (2015). Fitting Linear Mixed-Effects Models using lme4. https://doi.org/10.48550/ARXIV.1406.5823 Baumert, J., Klieme, E., Neubrand, M., Prenzel, M., Schiefele, U., Schneider, W., Stanat, P., Tillmann, K.-J., & Weiß, M. (Hrsg.). (2001). PISA 2000. Leske + Budrich. https://doi.org/10.1007/978-3-322-83412-6 Baumert, J., Stanat, P., & Watermann, R. (2006). Schulstruktur und die Entstehung differenzieller Lernund Entwicklungsmilieus. In J. Baumert, P. Stanat, & R. Watermann (Hrsg.), Herkunftsbedingte Disparitäten im Bildungswesen: Differenzielle Bildungsprozesse und Probleme der Verteilungsgerechtigkeit (S. 95–188). VS. 258 Baur, R., Goggin, M., & Wrede-Jackes, J. (2013). Der C-Test: Einsatzmöglichkeiten im Bereich DaZ. http://maledive.ecml.at/Portals/45/c_test_einsatzmoeglichkeiten_daz.pdf Bawab, A. A., Bozeya, A., Abu-Mallouh, S., Abu Irmaileh, B., Daqour, I., & Abu-Zurayk, R. A. (2018). The Dead Sea Mud and Salt: A Review of Its Characterization, Contaminants, and Beneficial Effects. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 305. https://doi.org/10.1088/1757899X/305/1/012003 Bayraktar, S. (2001). A Meta-analysis of the Effectiveness of Computer-Assisted Instruction in Science Education. Journal of Research on Technology in Education, 34(2), 173–188. https://doi.org/10.1080/15391523.2001.10782344 Becker-Mrotzek, M., Grabowski, J., Jost, J., Knopp, M., & Linnemann, M. (2014). Adressatenorientierung und Kohärenzherstellung im Text. Zum Zusammenhang kognitiver und sprachlicher realisierter Teilkompetenzen von Schreibkompetenz. Didaktik Deutsch: Halbjahresschrift für die Didaktik der deutschen Sprache und Literatur, 37, 21–43. Becker-Mrotzek, M., Hentschel, B., Hippmann, K., & Linnemann, M. (2012). Sprachförderung in deutschen Schulen – Die Sicht der Lehrerinnen und Lehrer. Ergebnisse einer Umfrage unter Lehrerinnen und Lehrern. https://www.mercator-institut-sprachfoerderung.de/fileadmin/user_upload/Lehrerumfrage_Langfassung_final_30_05_03.pdf Becker-Mrotzek, M., & Woerfel, T. (2020). Sprachsensibler Unterricht und Deutsch als Zweitsprache als Gegenstand der Lehrerinnenund Lehrerbildung. In C. Cramer, J. König, M. Rothland, & S. Blömeke (Hrsg.), Handbuch Lehrerinnenund Lehrerbildung (S. 98–104). UTB. https://doi.org/10.35468/hblb2020011 Beerenwinkel, A., Hefti, C., Lindauer, T., & Schmellentin, C. (2016). Schreiben im Chemieunterricht. CHEMKON, 23(1), 19–24. https://doi.org/10.1002/ckon.201410257 Beerenwinkel, A., Lindauer, T., & Schmellentin, C. (2017). Schreiben im naturwissenschaftlichen Unterricht. In C. Maurer (Hrsg.), Implementation fachdidaktischer Innovation im Spiegel von Forschung und Praxis (S. 432-435). Universität Regensburg. Beese, M., Benholz, C., Chlosta, C., Gürsoy, E., Hinrichs, B., Niederhaus, C., & Oleschko, S. (2014). Sprachbildung in allen Fächern (1. Aufl.). KlettLangenscheidt. Bernholt, S., Fischer, I., Heuer, S., Taskin, V., Martens, J., & Parchmann, I. (2012). Die chemische Formelsprache – (Un-)vermeidbare Hürden auf dem Weg zu einer Verständnisentwicklung? CHEMKON, 19(4), 171–178. https://doi.org/10.1002/ckon.201210183 Bernstein, B. (1974). Soziologie und Soziologie in der Erziehung. In K. Hurrelmann (Hrsg.), Soziologie der Erziehung (S. 47–62). 259 Bird, E., & Welford, G. (1995). The effect of language on the performance of second-language students in science examinations. International Journal of Science Education, 17(3), 389–397. https://doi.org/10.1080/0950069950170309 Bloss, R., Blum, J., Braun, B., Eickhoff, L., Fink, S., Frühauf, D., Graf, E., Günkel, T., Henze, W., Hietel, J., Himmler, U., Krämer-Brand, F., Kranz, S., Kratz, M., Matthias, E., Meinhold, A., Miersch, I., Mössner, M., Münzinger, W., … Wirbs, H. (2016). Blickpunkt Chemie: Ein Lehrund Arbeitsbuch 7/8 [Schülerband]. Schroedel. Boetius, A., & Joye, S. (2009). Thriving in Salt. Science, 324(5934), 1523–1525. https://doi.org/10.1126/science.1172979 Bolte, C. (1996). Entwicklung und Einsatz von Erhebungsinstrumenten zur Analyse der Schüler-Lehrer-Interaktion im Chemieunterricht – Ergebnisse aus empirischen Studien zum Interaktionsgeschehen und Lernklima im Chemieunterricht. IPN. Bolte, C. (2003a). Chemiebezogene Bildung zwischen Wunsch und Wirklichkeit – Ausgewählte Ergebnisse aus dem zweiten Untersuchungsabschnitt der curricularen Delphi-Studie Chemie. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 9, 27–42. Bolte, C. (2003b). Konturen wünschenswerter chemiebezogener Bildung im Meinungsbild einer ausgewählten Öffentlichkeit – Methode und Konzeption der curricularen Delphi-Studie Chemie sowie Ergebnisse aus dem ersten Untersuchungsabschnitt. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 9, 7–26. Bolte, C. (2004). Motivation und Lernerfolg im Chemieunterricht der Sekundarstufe I. Praxis der Naturwissenschaften/Chemie in der Schule, 53(2), 2–5. Bolte, C., & Pastille, R. (2010). Naturwissenschaften zur Sprache bringen. Strategien und Umsetzung eines sprachaktivierend naturwissenschaftlichen Unterrichts. In G. Fenkart, A. Lembens, & E. Erlacher-Zeitlinger (Hrsg.), Sprache, Mathematik und Naturwissenschaften (S. 26–46). StudienVerlag. Bolte, C., & Schulte, T. (2014a). Wünschenswerte naturwissenschaftliche Bildung im Meinungsbild ausgewählter Experten. Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht, 67(6), 370–376. Bolte, C., & Schulte, T. (2014b). Stakeholders Involvement and Interaction in PROFILES. In C. Bolte & F. Rauch (Eds.), Enhancing inquiry-based science education and teachersʼ continuous professional development in Europe insights and reflections on the PROFILES project and other projects funded by the European commission (pp. 34–38). Freie Universität Berlin, Alpen-Adria-Universität Klagenfurt. Bortz, J. (2005). Statistik für Humanund Sozialwissenschaftler (6. Aufl.). Springer. Bortz, J., & Döring, N. (2006). Forschungsmethoden und Evaluation: Für Humanund Sozialwissenschaftler (4. Aufl.). Springer. 260 Brandt, H., Menzel, K. N., Neumann, A., & Weinhold, S. (2024). Gut vorbereitet auf den Umgang mit sprachlicher Diversität im Unterricht? Eine Bestandsaufnahme zu Lehrkraftüberzeugungen, sprachlichem Professionswissen und sprachbezogenen Lerngelegenheiten. DDS – Die Deutsche Schule, 116(2), 163–184. https://doi.org/10.31244/dds.2024.02.05 Brennan, R. L., & Prediger, D. J. (1981). Coefficient Kappa: Some Uses, Misuses, and Alternatives. Educational and Psychological Measurement, 41(3), 687–699. https://doi.org/10.1177/001316448104100307 Bromme, R., & Rambow, R. (2001). Experten-Laien-Kommunikation als Gegenstand der Expertiseforschung. Für eine Erweiterung des psychologischen Bildes von Experten. In R. K. Silbereisen & M. Reitzle (Hrsg.), Psychologie 2000. Bericht über den 42. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Psychologie in Jena 2000 (S. 541–550). Pabst Science Publishers. Brown, B. A. (2004). Discursive identity: Assimilation into the culture of science and its implications for minority students. Journal of Research in Science Teaching, 41(8), 810–834. https://doi.org/10.1002/tea.20228 Brown, B. A. (2006). “It isn’t no slang that can be said about this stuff”: Language, identity, and appropriating science discourse. Journal of Research in Science Teaching, 43(1), 96–126. https://doi.org/10.1002/tea.20096 Brown, B. A. (2011). Isn’t That Just Good Teaching? Disaggregate Instruction and the Language Identity Dilemma. Journal of Science Teacher Education, 22(8), 679–704. https://doi.org/10.1007/s10972-011-9256-x Brown, B. A., Donovan, B., & Wild, A. (2019). Language and cognitive interference: How using complex scientific language limits cognitive performance. Science Education, 103(4), 750–769. https://doi.org/10.1002/sce.21509 Brown, B. A., & Ryoo, K. (2008). Teaching science as a language: A “content-first” approach to science teaching. Journal of Research in Science Teaching, 45(5), 529–553. https://doi.org/10.1002/tea.20255 Brown, B. A., Ryoo, K., & Rodriguez, J. (2010). Pathway Towards Fluency: Using ‘disaggregate instruction’ to promote science literacy. International Journal of Science Education, 32(11), 1465–1493. https://doi.org/10.1080/09500690903117921 Brown, B. A., & Spang, E. (2008). Double talk: Synthesizing everyday and science language in the classroom. Science Education, 92(4), 708–732. https://doi.org/10.1002/sce.20251 Busch-Lauer, I.-A. (2009). Funktionale Varietäten und Stil. In U. Fix, A. Gardt, & J. Knape (Hrsg.), Rhetorik und Stilistik / Rhetoric and Stylistics (Bd. 2, S. 1722– 1738). de Gruyter. https://doi.org/10.1515/9783110213713.1.4.1722 Charamba, E. (2020). Translanguaging in a multilingual class: A study of the relation between students’ languages and epistemological access in science. International Journal of Science Education, 42(11), 1779–1798. https://doi.org/10.1080/09500693.2020.1783019 261 Charamba, E., & Zano, K. (2019). Effects of translanguaging as an intervention strategy in a South African Chemistry classroom. Bilingual Research Journal, 42(3), 291–307. https://doi.org/10.1080/15235882.2019.1631229 Círillo, M., Capasso, G., Leo, V. A. D., & Santo, N. G. D. (1994). A History of Salt. American Journal of Nephrology, 14(4–6), 426–431. https://doi.org/10.1159/000168759 Creese, A., & Blackledge, A. (2010). Translanguaging in the Bilingual Classroom: A Pedagogy for Learning and Teaching? The Modern Language Journal, 94(1), 103–115. https://doi.org/10.1111/j.1540-4781.2009.00986.x Cummins, J. (1979). Cognitive/academic language proficiency, linguistic interdependence, the optimum age question and some other matters. Working Papers on Bilingualism, 19, 197–205. Cummins, J. (2008). BICS and CALP: Empirical and Theoretical Status of the Distinction. In N. H. Hornberger (Ed.), Encyclopedia of Language and Education (pp. 487–499). Springer. https://doi.org/10.1007/978-0-387-30424-3_36 Dalton-Puffer, C. (2011). Content-and-Language Integrated Learning: From Practice to Principles? Annual Review of Applied Linguistics, 31, 182–204. https://doi.org/10.1017/S0267190511000092 Dietz, D. (2023). Vernetztes Lernen im fächerdifferenzierten und integrierten naturwissenschaftlichen Unterricht aufgezeigt am Basiskonzept Energie: Eine Studie zur Analyse der Wirksamkeit der Konzeption und Implementation eines schulinternen Curriculums für das Unterrichtsfach „Integrierte Naturwissenschaften 7/8“. Logos. diSessa, A. A. (2014). A History of Conceptual Change Research: Threads and Fault Lines. In R. K. Sawyer (Ed.), The Cambridge Handbook of the Learning Sciences (2nd ed., pp. 88–108). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9781139519526.007 Döring, N., & Bortz, J. (2016). Untersuchungsdesign. In N. Döring & J. Bortz, Forschungsmethoden und Evaluation in den Sozialund Humanwissenschaften (S. 181–220). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-41089-5_7 Duarte, J. (2019). Translanguaging in mainstream education: A sociocultural approach. International Journal of Bilingual Education and Bilingualism, 22(2), 150–164. https://doi.org/10.1080/13670050.2016.1231774 Duarte, J. (2020). Translanguaging in the context of mainstream multilingual education. International Journal of Multilingualism, 17(2), 232–247. https://doi.org/10.1080/14790718.2018.1512607 Echevarría, J., Short, D. J., & Powers, K. (2006). School Reform and StandardsBased Education: A Model for English-Language Learners. The Journal of Educational Research, 99(4), 195–210. https://doi.org/10.3200/JOER.99.4.195-211 Echevarría, J., Vogt, M. E., & Short, D. J. (2000). Making content comprehensible for English language learners: The SIOP model. Allyn & Bacon. 262 Eckes, T., & Grotjahn, R. (2006). A closer look at the construct validity of C-tests. Language Testing, 23(3), 290–325. https://doi.org/10.1191/0265532206lt330oa Eisenberg, P. (2013a). Grundriss der deutschen Grammatik (Band 1): Das Wort. Metzler. Eisenberg, P. (2013b). Grundriss der deutschen Grammatik (Band 2): Der Satz. Metzler. Feilke, H. (2012). Bildungssprachliche Kompetenzen – Fördern und entwickeln. Praxis Deutsch, 233, 4–13. Freiman, T., & Schlieker, V. (2001). Filmleiste. Naturwissenschaften im Unterricht. Chemie, 64/65, 21–22. Gäde, J. C., Schermelleh-Engel, K., & Werner, C. S. (2020). Klassische Methoden der Reliabilitätsschätzung. In H. Moosbrugger & A. Kelava (Hrsg.), Testtheorie und Fragebogenkonstruktion (S. 307–334). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-61532-4 García, O. (2009). Education, Multilingualism and Translanguaging in the 21st Century. In T. Skutnabb-Kangas, R. Phillipson, A. K. Mohanty, & M. Panda (Eds.), Social Justice through Multilingual Education (pp. 140–158). Multilingual Matters. https://doi.org/10.21832/9781847691910-011 García, O., & Leiva, C. (2014). Theorizing and Enacting Translanguaging for Social Justice. In A. Blackledge & A. Creese (Eds.), Heteroglossia as Practice and Pedagogy (Vol. 20, pp. 199–216). Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-0077856-6_11 García, O., & Wei, L. (2014). Translanguaging. Palgrave Macmillan. https://doi.org/10.1057/9781137385765 Gebhard, U., Höttecke, D., & Rehm, M. (2017). Pädagogik der Naturwissenschaften. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-531-19546-9 Gerstenmaier, J., & Mandl, H. (1995). Wissenserwerb unter konstruktivistischer Perspektive. Zeitschrift für Pädagogik, 41(6), 867–888. https://doi.org/10.25656/01:10534 Gibbons, P. (2015). Scaffolding language, scaffolding learning: Teaching English language learners in the mainstream classroom (2nd ed.). Heinemann. Gilbert, A., & Yerrick, R. (2001). Same school, separate worlds: A sociocultural study of identity, resistance, and negotiation in a rural, lower track science classroom. Journal of Research in Science Teaching, 38(5), 574–598. https://doi.org/10.1002/tea.1019 Gniewosz, B. (2015). Experiment. In H. Reinders, H. Ditton, C. Gräsel, & B. Gniewosz (Hrsg.), Empirische Bildungsforschung (S. 83–91). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-531-19992-4_6 Gogolin, I. (2010). Stichwort: Mehrsprachigkeit. Zeitschrift für Erziehungswissenschaft, 13(4), 529–547. https://doi.org/10.1007/s11618-010-0162-3 263 Gogolin, I. (2020). Durchgängige Sprachbildung. In I. Gogolin, A. Hansen, S. McMonagle, & D. Rauch (Hrsg.), Handbuch Mehrsprachigkeit und Bildung (S. 165–173). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-658-20285-9_24 Gogolin, I., Dirim, İ., Klinger, T., Lange, I., Lengyel, D., Michel, U., Neumann, U., Reich, H. H., Roth, H.-J., & Schwippert, K. (2011). Förderung von Kindern und Jugendlichen mit Migrationshintergrund FörMig: Bilanz und Perspektiven eines Modellprogramms. Waxmann. Gogolin, I., & Duarte, J. (2016). Bildungssprache. In J. Kilian, B. Brouër, & D. Lüttenberg (Hrsg.), Handbuch Sprache in der Bildung. de Gruyter. https://doi.org/10.1515/9783110296358-025 Gogolin, I., & Lange, I. (2011). Bildungssprache und Durchgängige Sprachbildung. In S. Fürstenau & M. Gomolla (Hrsg.), Migration und schulischer Wandel: Mehrsprachigkeit (S. 107–127). VS. Gogolin, I., Neumann, U., & Roth, H.-J. (2003). Förderung von Kindern und Jugendlichen mit Migrationshintergrund. Gutachten. BLK. https://doi.org/10.25656/01:335 Gogolin, I., Schnoor, B., & Usanova, I. (2021). Crossing the bridge to literacy in foreign languages: C-test as a measure of language development. Multilingua, 40(6), 771–790. https://doi.org/10.1515/multi-2021-0018 Gogolin, I., & Souvignier, E. (2021). Interventions-, Transferund Implementationsforschung im Kontext von Mehrsprachigkeit und sprachlicher Bildung. Zeitschrift für Erziehungswissenschaft, 24(4), 767–773. https://doi.org/10.1007/s11618021-01045-0 Göpferich, S. (1998). Fachtextsorten der Naturwissenschaften und Technik: Ein Überblick. In L. Hoffmann, H. Kalverkämper, & H. E. Wiegand (Hrsg.), Fachsprachen / Languages for Special Purposes. 1. Halbband (Bd. 14.1, S. 545– 555). de Gruyter. Gräber, W., & Bolte, C. (Hrsg.). (1996). Fachwissenschaft und Lebenswelt: Chemiedidaktische Forschung und Unterricht. IPN. Gräber, W., & Bolte, C. (Eds.). (1997). Scientific Literacy. An International Symposium. IPN. Gräber, W., & Nentwig, P. (2002). Scientific Literacy – Naturwissenschaftliche Grundbildung in der Diskussion. In W. Gräber, P. Nentwig, T. Koballa, & R. Evans (Hrsg.), Scientific Literacy. Der Beitrag der Naturwissenschaften zur Allgemeinen Bildung (S. 7–20). Leske + Budrich. https://doi.org/10.1007/978-3322-80863-9 Graf, D. (1989). Begriffslernen im Biologieunterricht der Sekundarstufe I. Peter Lang. Greenberg, J. H. (1963). Some universals of grammar with particular reference to the order of meaningful elements. In J. H. Greenberg (Ed.), Universals of Language (pp. 73–113). MIT Press. 270 Moje, E. B., Collazo, T., Carrillo, R., & Marx, R. W. (2001). „Maestro, what is ‚quality‘?“: Language, literacy, and discourse in project-based science. Journal of Research in Science Teaching, 38(4), 469–498. https://doi.org/10.1002/tea.1014 Moosbrugger, H., & Kelava, A. (2020). Qualitätsanforderungen an Tests und Fragebogen („Gütekriterien“). In H. Moosbrugger & A. Kelava (Hrsg.), Testtheorie und Fragebogenkonstruktion (S. 13–38). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-61532-4 Mortimer, C. E. (1976). Chemie: Das Basiswissen der Chemie in Schwerpunkten (2. Aufl.). Georg Thieme. Mortimer, C. E., & Müller, U. (2020). Chemie: Das Basiswissen der Chemie (13. Aufl.). Georg Thieme. Muckenfuß, H. (1995). Lernen in sinnstiftenden Kontexten. Entwurf einer zeitgemäßen Didaktik des Physikunterrichts. Cornelsen. Nakhleh, M. B., & Krajcik, J. S. (1994). Influence of levels of information as presented by different technologies on students’ understanding of acid, base, and ph concepts. Journal of Research in Science Teaching, 31(10), 1077–1096. https://doi.org/10.1002/tea.3660311004 Nerdel, C. (2017). Grundlagen der Naturwissenschaftsdidaktik. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-53158-7 Neumann, K., Fischer, H. E., & Sumfleth, E. (2008). Vertikale Vernetzung und kumulatives Lernen im Chemie-und Physikunterricht. In E.-M. Lankes (Hrsg.), Pädagogische Professionalität als Gegenstand empirischer Forschung (S. 141– 151). Waxmann. Nissenbaum, A. (1975). The microbiology and biogeochemistry of the Dead Sea. Microbial Ecology, 2(2), 139–161. https://doi.org/10.1007/BF02010435 Nitz, S., Nerdel, C., & Prechtl, H. (2012). Entwicklung eines Erhebungsinstruments zur Erfassung der Verwendung von Fachsprache im Biologieunterricht. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 18, 117–139. Norris, S. P., & Phillips, L. M. (2003). How literacy in its fundamental sense is central to scientific literacy. Science Education, 87(2), 224–240. https://doi.org/10.1002/sce.10066 OECD [Organisation for Economic Co-operation and Development]. (1999). Measuring student knowledge and skills: A new framework for assessment. OECD. OECD [Organisation for Economic Co-operation and Development]. (2007a). PISA 2006 – Schulleistungen im internationalen Vergleich: Naturwissenschaftliche Kompetenzen für die Welt von morgen. Bertelsmann. OECD [Organisation for Economic Co-operation and Development]. (2007b). PISA 2006: Science Competencies for Tomorrow’s World: Volume 1: Analysis. OECD. https://doi.org/10.1787/9789264040014-en 271 OECD [Organisation for Economic Co-operation and Development]. (2019a). PISA 2018 Assessment and Analytical Framework. OECD. https://doi.org/10.1787/b25efab8-en OECD [Organisation for Economic Co-operation and Development]. (2019b). PISA 2018 Results (Volume II): Where All Students Can Succeed. OECD. https://doi.org/10.1787/b5fd1b8f-en OECD [Organisation for Economic Co-operation and Development]. (2023). PISA 2022 Results (Volume I): The State of Learning and Equity in Education. OECD. https://doi.org/10.1787/53f23881-en Ortner, H. (2009). Rhetorisch-stilistische Eigenschaften der Bildungssprache. In U. Fix, A. Gardt, & J. Knape (Hrsg.), Rhetorik und Stilistik (Bd. 31, S. 2227–2240). de Gruyter. https://doi.org/10.1515/9783110213713.1.7.2227 Otheguy, R., García, O., & Reid, W. (2015). Clarifying translanguaging and deconstructing named languages: A perspective from linguistics. Applied Linguistics Review, 6(3), 281–307. https://doi.org/10.1515/applirev-2015-0014 Parchmann, I., & Kuhn, J. (2018). Lernen im Kontext. In D. Krüger, I. Parchmann, & H. Schecker (Hrsg.), Theorien in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung (S. 193–207). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-56320-5_12 Pastille, R., & Bolte, C. (2010). Spracharbeit – Die andere Seite des naturwissenschaftlichen Unterrichts. In D. Höttecke (Hrsg.) Entwicklung naturwissenschaftlichen Denkens zwischen Phänomenen und Systematik (S. 131–133). Lit. Pastille, R., & Mantschew, K. A. (2013). Die Naturwissenschaften zur Sprache bringen: Erprobte Werkstücke für Unterricht und Forschung; von Vielfalt, Energie, Arbeit und Ordnung. Schüling. Petersen, I., & Peuschel, K. (2020). „... Ich bin ja keine Sprachstudentin ...“: Wissen über Sprache für den sprachbildenden Fachunterricht. In T. Heinz, B. Brouër, M. Janzen, & J. Kilian (Hrsg.), Formen der (Re-)Präsentation fachlichen Wissens. Ansätze und Methoden für die Lehrerinnenund Lehrerbildung in den Fachdidaktiken und den Bildungswissenschaften (S. 217–240). Waxmann. Pineker-Fischer, A. (2017). Sprachund Fachlernen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-658-16353-2 Prediger, S. (2013). Darstellungen, Register und mentale Konstruktionen von Bedeutungen und Beziehungen – mathematikspezifische sprachliche Herausforderungen identifizieren und bearbeiten. In M. Becker-Mrotzek, K. Schramm, E. Thürmann, & H. J. Vollmer (Hrsg.), Sprache im Fach. Sprachlichkeit und fachliches Lernen (S. 167–183). Waxmann. Prediger, S. (2022). Enhancing language for developing conceptual understanding: A research journey connecting different research approaches. Proceedings of Twelfth Congress of the European Society for Research in Mathematics Education. CERME, Bozen-Bolzano, Italy. https://hal.science/hal-03756062/ 272 Prediger, S., & Hardy, I. (2023). Fachliches und sprachliches Lernen im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht. In M. Becker-Mrotzek, I. Gogolin, H.- J. Roth, & P. Stanat (Hrsg.), Grundlagen der sprachlichen Bildung (S. 171– 184). Waxmann. Prediger, S., & Neugebauer, P. (2023). Can students with different language backgrounds profit equally from a language-responsive instructional approach for percentages? Differential effectiveness in a field trial. Mathematical Thinking and Learning, 25(1), 2–22. https://doi.org/10.1080/10986065.2021.1919817 Prediger, S., & Wessel, L. (2013). Fostering German-language learners’ constructions of meanings for fractions – Design and effects of a languageand mathematics-integrated intervention. Mathematics Education Research Journal, 25, 435–456. Prediger, S., & Wessel, L. (2018). Brauchen mehrsprachige Jugendliche eine andere fachund sprachintegrierte Förderung als einsprachige? Differentielle Analysen zur Wirksamkeit zweier Interventionen in Mathematik. Zeitschrift für Erziehungswissenschaft, 21(2), 361–382. https://doi.org/10.1007/s11618-0170785-8 Prenzel, M., Krapp, A., & Schiefele, H. (1986). Grundzüge einer pädagogischen Interessentheorie. Zeitschrift für Pädagogik, 32(2), 163–173 https://doi.org/10.25656/01:14383 Quinn, H., Lee, O., & Valdés, G. (2012). Language demands and opportunities in relation to Next Generation Science Standards for English language learners: What teachers need to know. Commissioned Papers on Language and Literacy Issues in the Common Core State Standards and Next Generation Science Standards, 94, 1–12. R Core Team. (2018). R: A language and environment for statistical computing [Software]. R Foundation for Statistical Computing. https://www.R-project.org/ Rädiker, S., & Kuckartz, U. (2019). Analyse qualitativer Daten mit MAXQDA: Text, Audio und Video. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-658-22095-2 Reiss, K., Weis, M., Klieme, E., & Köller, O. (Hrsg.). (2019). PISA 2018. Waxmann. https://doi.org/10.31244/9783830991007 Riebling, L. (2013). Sprachbildung im naturwissenschaftlichen Unterricht: Eine Studie im Kontext migrationsbedingter sprachlicher Heterogenität. Waxmann. Riebling, L., & Bolte, C. (2008). Sprachliche Heterogenität im Chemieunterricht. In D. Höttecke (Hrsg.), Kompetenzen, Kompetenzmodelle, Kompetenzentwicklung (S. 176–178). Lit. Riedel, E., & Janiak, C. (2022). Anorganische Chemie (10. Aufl.). de Gruyter. Riedel, E., & Meyer, H.-J. (2019). Allgemeine und Anorganische Chemie (12. Aufl.). de Gruyter. 273 Riese, J., & Reinhold, P. (2014). Entwicklung eines Leistungstests für fachdidaktisches Wissen. In D. Krüger, I. Parchmann, & H. Schecker (Hrsg.), Methoden in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung (S. 257–267). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-37827-0_21 Rincke, K. (2007). Sprachentwicklung und Fachlernen im Mechanikunterricht [Dissertation, Universität Kassel]. Rincke, K. (2010). Alltagssprache, Fachsprache und ihre besonderen Bedeutungen für das Lernen. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 16, 235–260. Rincke, K., & Markic, S. (2018). Sprache und das Lernen von Naturwissenschaften. In D. Krüger, I. Parchmann, & H. Schecker (Hrsg.), Theorien in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung (S. 31–48). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-56320-5_3 Roelcke, T. (1999). Fachsprachen (1. Aufl.). Erich Schmidt. Rost, J. (2004). Lehrbuch Testtheorie – Testkonstruktion (2. Aufl.). Huber. Röttger, E. (2019). Sprachsensibler Fachunterricht: Versuch einer Standortbestimmung. Zeitschrift für Interkulturellen Fremdsprachenunterricht, 24(1), 87–105. Ryoo, K. (2015). Teaching Science Through the Language of Students in Technology-Enhanced Instruction. Journal of Science Education and Technology, 24(1), 29–42. https://doi.org/10.1007/s10956-014-9518-4 Satterthwaite, F. E. (1946). An Approximate Distribution of Estimates of Variance Components. Biometrics Bulletin, 2(6), 110. https://doi.org/10.2307/3002019 Schauer, R., Möller, R., Feser, M. S., Böhmer, J., Brandt, H., Gogolin, I., & Höttecke, D. (2024). Energiewissen durch sprachexpliziten Physikunterricht fördern. In H. van Vorst (Hrsg.), Frühe naturwissenschaftliche Bildung (S. 150– 153). Universität Duisburg-Essen. Scheele, A. (2015, 5. August). Das Tote Meer stirbt. W wie Wissen. https://www.daserste.de/information/wissen-kultur/w-wie-wissen/sendung/2009/das-tote-meer-stirbt-100.html Schmiemann, P., & Lücken, M. (2014). Validität – Misst mein Test, was er soll? In D. Krüger, I. Parchmann, & H. Schecker (Hrsg.), Methoden in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung (S. 107118). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-37827-0_9 Schmitt, M. (2011). Perspektivisches Denken als Voraussetzung für adressatenorientiertes Schreiben [Dissertation, Pädagogische Hochschule Heidelberg]. https://opus.ph-heidelberg.de/frontdoor/deliver/index/docId/35/file/Schmitt_2011_Diss_Perspektivisches_Denken_Fliesstext.pdf Schneider, V., Bolte, C., & Krischer, B. (2015). 'Stages of Concerns' gegenüber sprachsensiblem naturwissenschaftlichen Fachunterricht. In S. Bernholt (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht (S. 639–641). IPN. 274 Schneider, W., Baumert, J., Becker-Mrotzek, M., Hasselhorn, M., Kammermeyer, G., Rauschenbach, T., Roßbach, H.-G., Roth, H.-J., Rothweiler, M., & Stanat, P. (2012). Expertise „Bildung durch Sprache und Schrift“ (BISS). https://www.bmbf.de/bmbf/shareddocs/downloads/files/biss_expertise.pdf?__blob=publicationFile&v=2 Schoerning, E. (2014). The Effect of Plain-English Vocabulary on Student Achievement and Classroom Culture in College Science Instruction. International Journal of Science and Mathematics Education, 12(2), 307–327. https://doi.org/10.1007/s10763-013-9398-8 Schüler-Meyer, A., Prediger, S., Kuzu, T., Wessel, L., & Redder, A. (2019). Is Formal Language Proficiency in the Home Language Required to Profit from a Bilingual Teaching Intervention in Mathematics? A Mixed Methods Study on Fostering Multilingual Students’ Conceptual Understanding. International Journal of Science and Mathematics Education, 17, 317–339. https://doi.org/10.1007/s10763-017-9857-8 Seidel, T., Prenzel, M., Wittwer, J., & Schwindt, K. (2007). Unterricht in den Naturwissenschaften. In M. Prenzel, C. Artelt, J. Baumert, W. Blum, M. Hammann, E. Klieme, & R. Pekrun (Hrsg.), PISA 2006. Die Ergebnisse der dritten internationalen Vergleichsstudie (S. 147–179). Waxmann. SenBJF [Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie] Berlin. (2021). Blickpunkt Schule. Tabellen – Allgemeinbildende Schulen 2020/2021. https://www.bildungsstatistik-berlin.de/p1/dac/pdf/dac_gesamt/____blickpunkt_tabellen_as_2020_21.pdf SenBJF [Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie] Berlin. (2022). Verwaltungsvorschriften für die Zumessung von Lehrkräften an öffentlichen Berliner Schulen ab Schuljahr 2022/23. Verwaltungsvorschrift Schule Nr. 8 / 2022. https://www.bildungsstatistik-berlin.de/p1/pdf/ZRL_LKZumessung_2022_23.pdf SenBJF [Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie] Berlin, & MBJS [Ministerium für Bildung, Jugend und Sport] des Landes Brandenburg. (2021). Rahmenlehrplan für die gymnasiale Oberstufe. Teil C. Chemie. https://www.berlin.de/sen/bildung/unterricht/faecher-rahmenlehrplaene/rahmenlehrplaene/rlp_go_teil_c-chemie_2021.pdf?ts=1705017673 SenBJF [Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie] Berlin, & MBJS [Ministerium für Bildung, Jugend und Sport] des Landes Brandenburg. (2015a). Rahmenlehrplan für die Jahrgangsstufen 7-10. Biologie. https://bildungsserver.berlin-brandenburg.de/fileadmin/bbb/unterricht/rahmenlehrplaene/Rahmenlehrplanprojekt/amtliche_Fassung/Teil_C_Biologie_2015_11_10_WEB.pdf 275 SenBJF [Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie] Berlin, & MBJS [Ministerium für Bildung, Jugend und Sport] des Landes Brandenburg. (2015b). Rahmenlehrplan für die Jahrgangsstufen 7-10. Chemie. https://bildungsserver.berlin-brandenburg.de/fileadmin/bbb/unterricht/rahmenlehrplaene/Rahmenlehrplanprojekt/amtliche_Fassung/Teil_C_Chemie_2015_11_10_WEB.pdf Settlage, J., Madsen, A., & Rustad, K. (2005). Inquiry Science, Sheltered Instruction, and English Language Learners: Conflicting Pedagogies in Highly Diverse Classrooms. Issues in Teacher Education, 1(14), 39–57. Siever, T., & Schlobinski, P. (2007). Kleines Lexikon zur Linguistik. Abgerufen am 10.12.2021 von https://www.mediensprache.net/de/basix/lexikon/index.aspx?abc=e Song, Y., & Carheden, S. (2014). Dual meaning vocabulary (DMV) words in learning chemistry. Chemistry Education Research and Practice, 15(2), 128–141. https://doi.org/10.1039/C3RP00128H Souvignier, E. (2021). Interventionsforschung im Kontext Schule. In T. Hascher, T.-S. Idel, & W. Helsper (Hrsg.), Handbuch Schulforschung (S. 1–17). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-658-24734-8_9-1 Staff, T. (2021, 17. Juni). After years of delays, Jordan said to nix Red Sea-Dead Sea canal with Israel, PA. The Times of Israel. https://www.timesofisrael.com/after-years-of-delays-jordan-said-to-nix-red-sea-dead-sea-canal-withisrael-pa/ Stanat, P., Schipolowski, S., Mahler, N., Weirich, S., & Henschel, S. (2019). IQBBildungstrend 2018. Mathematische und naturwissenschaftliche Kompetenzen am Ende der Sekundarstufe I im zweiten Ländervergleich. Waxmann. Stanat, P., Schipolowski, S., Schneider, R., Sachse, K. A., Weirich, S., & Henschel, S. (2022). Kompetenzen in den Fächern Deutsch und Mathematik am Ende der 4. Jahrgangsstufe: Erste Ergebnisse nach über einem Jahr Schulbetrieb unter Pandemiebedingungen. IQB [Institut für Qualitätsentwicklung im Bildungswesen] Berlin. https://www.iqb.hu-berlin.de/bt/BT2021/Bericht/ Stanat, P., Schipolowski, S., Schneider, R., Weirich, S., Henschel, S., & Sachse, K. A. (Hrsg.). (2023). IQB-Bildungstrend 2022. Sprachliche Kompetenzen am Ende der 9. Jahrgangsstufe im dritten Ländervergleich. Waxmann. https://doi.org/10.31244/9783830997771 Statistisches Bundesamt (DESTATIS). (2023). Migrationshintergrund. Migration und Integration. https://www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Bevoelkerung/Migration-Integration/Glossar/migrationshintergrund.html Stork, H. (1988). Zum Chemieunterricht in der Sekundarstufe I. IPN. Stork, H. (1993). Sprache im naturwissenschaftlichen Unterricht. In R. Duit & W. Gräber (Hrsg.), Kognitive Entwicklung und Lernen der Naturwissenschaften (S. 63–84). IPN. 276 Streller, S., Bolte, C., Dietz, D., & Noto La Diega, R. (2019). Chemiedidaktik an Fallbeispielen: Anregungen für die Unterrichtspraxis. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-58645-7 Streller, S., Hoffmann, M., & Bolte, C. (2012). KieWi & Co.: Sprachförderung im Kontext naturwissenschaftlichen Lernens. In S. Bernholt (Hrsg.), Konzepte fachdidaktischer Strukturierung für den Unterricht (S. 572–574). Lit. Streller, S., Knoechelmann, A., & Bolte, C. (2024). Glückssache?! Zur Beurteilung von Versuchsprotokollen im Fach Nawi 5/6. In H. van Vorst (Hrsg.), Frühe naturwissenschaftliche Bildung (S. 554–557). Universität Duisburg-Essen. Sumfleth, E., & Nakoinz, S. (2019). Chemie verstehen – beobachtbare makroskopische Phänomene auf submikroskopischer Ebene modellbasiert interpretieren. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 25(1), 231–243. https://doi.org/10.1007/s40573-019-00101-x Surkes, S. (2019, 7. November). Sinking Israel-Jordan relations leave Dead Sea, a natural wonder, low and dry. The Times of Israel. https://www.timesofisrael.com/sinking-israel-jordan-relations-leave-dead-sea-a-natural-wonder-lowand-dry/ Tajmel, T. (2010a). DaZ-Förderung im naturwissenschaftlichen Fachunterricht. In B. Ahrenholz (Hrsg.), Fachunterricht und Deutsch als Zweitsprache (S. 167– 184). Narr. Tajmel, T. (2010b). Sensitizing Science Teachers to the Needs of Second Language Learners. In C. Benholz, G. Kniffka, & E. Winters-Ohle (Hrsg.), Fachliche und sprachliche Förderung von Schülern mit Migrationsgeschichte. Beiträge des Mercator-Symposions im Rahmen des 15. AILA-Weltkongresses „Mehrsprachigkeit: Herausforderungen und Chancen“ (S. 53–74). Waxmann. Tajmel, T. (2011). Sprachliche Lernziele des naturwissenschaftlichen Unterrichts. https://www.uni-due.de/imperia/md/content/prodaz/sprachliche_lernziele_tajmel.pdf Taskin, V., & Bernholt, S. (2014). Students’ Understanding of Chemical Formulae: A review of empirical research. International Journal of Science Education, 36(1), 157–185. https://doi.org/10.1080/09500693.2012.744492 Theyßen, H. (2014). Methodik von Vergleichsstudien zur Wirkung von Unterrichtsmedien. In D. Krüger, I. Parchmann, & H. Schecker (Hrsg.), Methoden in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung (S. 67–80). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-37827-0_6 Van Laere, E., Aesaert, K., & Van Braak, J. (2014). The Role of Students’ Home Language in Science Achievement: A multilevel approach. International Journal of Science Education, 36(16), 2772–2794. https://doi.org/10.1080/09500693.2014.936327 277 van Vorst, H., Fechner, S., & Sumfleth, E. (2018). Unterscheidung von Kontexten für den Chemieunterricht: Untersuchung des Einflusses möglicher Kontextmerkmale auf das situationale Interesse im Fach Chemie. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 24(1), 167–181. https://doi.org/10.1007/s40573018-0081-z van Vorst, H., & Meller, L. (2019). Beschreibung fachsprachlicher Elemente in chemischen Schulbuchtexten. In C. Maurer (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Bildung als Grundlage für berufliche und gesellschaftliche Teilhabe (S. 731–734). Universität Regensburg. Wagenschein, M. (1962). Die pädagogische Dimension der Physik. Westermann. Wagenschein, M. (1968). Die Sprache im Physikunterricht. In O. F. Bollnow (Hrsg.), Sprache und Erziehung. Bericht über die Arbeitstagung der Deutschen Gesellschaft für Erziehungswissenschaft vom 7. bis 10. April 1968 in Göttingen (S. 125–142). Beltz. https://doi.org/10.25656/01:23430 Wagenschein, M. (1980). Naturphänomene sehen und verstehen. Genetische Lehrgänge (H. C. Berg, Hrsg.). Klett. Walqui, A. (2006). Scaffolding Instruction for English Language Learners: A Conceptual Framework. International Journal of Bilingual Education and Bilingualism, 9(2), 159–180. https://doi.org/10.1080/13670050608668639 Wandruszka, M. (1981). Die Mehrsprachigkeit des Menschen. DTB. Watzlawick, P., Beavin, J. H., & Jackson, D. D. (2007). Menschliche Kommunikation: Formen, Störungen, Paradoxien (11. Aufl.). Huber. Wild, J., & Pissarek, M. (o. J.). Ratte 2.0. Regensburger Analysetool für Texte. Abgerufen am 10.10.2024 von https://wild.shinyapps.io/ratte-shiny/ Wittgenstein, L. (2001). Philosophische Untersuchungen: Kritisch-genetische Edition (J. Schulte, Hrsg.). Suhrkamp. Woerfel, T., Höfler, M., Witte, A., Knaus, A., Twente, L., Wanka, R., & Becker-Mrotzek, M. (2020). Systematisches Review zur Wirkung von didaktisch-methodischen Ansätzen des sprachsensiblen Unterrichts. https://kups.ub.unikoeln.de/12129/7/Woerfel_et_al_2020_Protokoll_SystematischesReview.pdf Wygotski, L. S. (1979). Denken und Sprechen. S. Fischer. Yore, L. D., & Treagust, D. F. (2006). Current Realities and Future Possibilities: Language and science literacy—empowering research and informing instruction. International Journal of Science Education, 28(2–3), 291–314. https://doi.org/10.1080/09500690500336973 Zaun, H. (2002, 1. Juni). Das Tote Meer stirbt. Frankfurter Allgemeine Zeitung. https://www.faz.net/aktuell/gesellschaft/wassermangel-das-tote-meer-stirbt158743.html 278 Ziepprecht, K., Schwanewedel, J., Heitmann, P., Jansen, M., Fischer, H. E., Kauertz, A., Kobow, I., Mayer, J., Sumfleth, E., & Walpuski, M. (2017). Modellierung naturwissenschaftlicher Kommunikationskompetenz – ein fächerübergreifendes Modell zur Evaluation der Bildungsstandards. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 23(1), 113–125. https://doi.org/10.1007/s40573-017-0061-8 Zweng, M. M., Reagan, J. R., Seidov, D., Boyer, T. P., Locarnini, R. A., Garcia, H. E., Mishonov, A. V., Baranova, O. K., Weathers, K. W., Paver, C. R., & Smolyar, I. V. (2018). World Ocean Atlas 2018, Volume 2: Salinity. NOAA Atlas NESDIS 82. Abgerufen am 14.12.2023 von https://www.ncei.noaa.gov/sites/default/files/2022-06/woa18_vol2.pdf 279 ANHANG A-1 Unterrichtsmaterialien A-1a Arbeitsmaterial ‚Aufbau von Salzen‘ – Interventionsgruppe A-1b Arbeitsmaterial ‚Aufbau von Salzen‘ – Kontrollgruppe A-1c Arbeitsmaterial ‚Lösevorgang von Salzen‘ (Filmleiste) – Interventionsgruppe A-1d Arbeitsmaterial ‚Lösevorgang von Salzen‘ (Filmleiste) – Kontrollgruppe A-1e Arbeitsmaterial ‚Auskristallisieren‘ – Interventionsund Kontrollgruppe A-2 Testinstrumente A-2a Fachwissenstest „Salze und der Lösevorgang“ (inklusive korrekter Lösungen) A-2b C-Test „Überfall+3“ (Quelle: IfBQ Hamburg, 2008) A-2c Kodiermanual zum C-Test „Überfall+3“ (Quelle: IfBQ Hamburg, 2008) A-2d Vergleichswerte zum C-Test „Überfall+3“ (Quelle: IfBQ Hamburg, 2008) A-2e Offene Aufgaben zum Verfassen adressatenorientierter Schüler*innentexte A-2f Kategoriensystem zur qualitativ-inhaltsanalytischen Auswertung der Adressatenorientierung in Schüler*innentexten 286 A-1c Arbeitsmaterial ‚Lösevorgang von Salzen‘ (Filmleiste) – Interventionsgruppe 287 A-1d Arbeitsmaterial ‚Lösevorgang von Salzen‘ (Filmleiste) – Kontrollgruppe 288 A-1e Arbeitsmaterial ‚Auskristallisieren‘ – Interventionsund Kontrollgruppe 289 A-2 Testinstrumente A-2a Fachwissenstest „Salze und der Lösevorgang“ (inklusive korrekter Lösungen) 290 291 292 293 A-2b C-Test „Überfall+3“ (Quelle: IfBQ Hamburg, 2008) 294 295 302 303 A-2f Kategoriensystem zur qualitativ-inhaltsanalytischen Auswertung der Adressatenorientierung in Schüler*innentexten 304 305 306 307 308 309 310 311 364 Albert Teichrew (2023): Physikalische Modellbildung mit dynamischen Modellen ISBN 978-3-8325-5710-2 58.50 EUR (open access) 365 Sascha Neff (2023): Transfer digitaler Innovationen in die Schulpraxis. Eine explorative Untersuchung zur F¨ orderung der Implementation ISBN 978-3-8325-5687-7 59.00 EUR (open access) 366 Rahel Schmid (2023): Verst¨ andnis von Nature of Science-Aspekten und Umgang mit Fehlern von Sch¨ uler*innen der Sekundarstufe I. Am Beispiel von digital-basierten Lernprozessen im informellen Lernsetting Smartfeld ISBN 978-3-8325-5722-5 53.50 EUR (open access) 367 Dennis Kirstein (2023): Individuelle Bedingungsund Risikofaktoren f¨ ur erfolgreiche Lernprozesse mit kooperativen Experimentieraufgaben im Chemieunterricht. Eine Untersuchung zum Zusammenhang von Lernvoraussetzungen, Lernt¨ atigkeiten, Schwierigkeiten und Lernerfolg beim Experimentieren in Kleingruppen der Sekundarstufe I ISBN 978-3-8325-5729-4 50.50 EUR (open access) 368 Frauke D¨ uwel (2024): Argumentationslinien in Lehr-Lernkontexten. Potenziale englischer Fachtexte zur Chromatografie und deren hochschuldidaktische Einbindung ISBN 978-3-8325-5731-7 63.00 EUR (open access) 369 Fabien G¨ uth (2023): Interessenbasierte Differenzierung mithilfe systematisch variierter Kontextaufgaben im Fach Chemie ISBN 978-3-8325-5737-9 48.00 EUR (open access) 370 Oliver Grewe (2023): F¨ orderung der professionellen Unterrichtswahrnehmung und Selbstwirksamkeits¨ uberzeugungen hinsichtlich sprachsensibler Maßnahmen im naturwissenschaftlichen Sachunterricht. Konzeption und Evaluation einer videound praxisbasierten Lehrveranstaltung im Masterstudium ISBN 978-3-8325-5738-6 44.50 EUR (open access) 371 Anna Nowak (2023): Untersuchung der Qualit¨ at von Selbstreflexionstexten zum Physikunterricht. Entwicklung des Reflexionsmodells REIZ ISBN 978-3-8325-5739-3 59.00 EUR (open access) 372 Dominique Angela Holland (2023): Bildung f¨ ur nachhaltige Entwicklung (BNE) kooperativ gestalten. Vergleich monodisziplin¨ arer und interdisziplin¨ arer Kooperation von Lehramtsstudierenden bei der Planung, Durchf¨ uhrung und Reflexion von OnlineBNE-Unterricht ISBN 978-3-8325-5760-7 47.00 EUR (open access) 373 Renan Marcello Vairo Nunes (2024): MINT-Personal an Schulen. Eine Untersuchung der Arbeitssituation und professionellen Kompetenzen von MINT-Lehrkr¨ aften verschiedener Ausbildungswege ISBN 978-3-8325-5778-2 51.00 EUR (open access) 374 Mats Kieserling (2024): Digitalisierung im Chemieunterricht. Entwicklung und Evaluation einer experimentellen digitalen Lernumgebung mit universeller Zug¨ anglichkeit ISBN 978-3-8325-5786-7 45.50 EUR 375 Cem Aydin Salim (2024): Die Untersuchung adaptiver Lernsettings im Themenbereich ”Schwimmen und Sinken“ im naturwissenschaftlichen Unterricht ISBN 978-3-8325-5787-4 49.00 EUR (open access) 376 Novid Ghassemi (2024): Evaluation eines Lehramtsmasterstudiengangs mit dem Profil Quereinstieg im Fach Physik. Erkenntnisse zu Eingangsbedingungen, professionellen Kompetenzen und Aspekten individueller Angebotsnutzung ISBN 978-3-8325-5789-8 41.50 EUR (open access) 377 Martina Flurina Cavelti (2024): Entwicklung und Validierung eines Messinstruments zur Erfassung der Sch¨ ulerkompetenzen im Bereich des wissenschaftlichen Skizzierens im Fach Chemie in der Sekundarstufe I ISBN 978-3-8325-5829-1 45.00 EUR (open access) 378 Tom Bleckmann (2024): Formatives Assessment auf Basis von maschinellem Lernen. Eine Studie ¨ uber automatisiertes Feedback zu Concept Maps aus dem Bereich Mechanik ISBN 978-3-8325-5842-0 46.50 EUR (open access) 379 Jana Marlies Rehberg (2024): Das physikspezifische Mindset zum Studienbeginn. Fragebogenentwicklung und Aufbau einer Online-Intervention ISBN 978-3-8325-5850-5 59.50 EUR (open access) 380 Florian Trauten (2024): Entwicklung und Evaluation von automatisierten Feedbackschleifen in Online-Aufgaben im Fach Chemie ISBN 978-3-8325-5859-8 46.00 EUR (open access) 381 Johanna Dejanovikj (2024): Reflexion als Lerngegenstand im Unterricht zur F¨ orderung von Bewertungskompetenz ISBN 978-3-8325-5860-4 41.00 EUR (open access) 382 Katharina Flieser (2024): Verst¨ andlichkeit physikalischer Sachtexte. Untersuchungen zum Wirkungsgef¨ uge zwischen sprachlicher Textgestaltung und der Behaltensleistung sowie der Textwahrnehmung im Schulfach Physik ISBN 978-3-8325-5858-1 44.00 EUR (open access) 383 Stephanie Neppl (2024): Perspektiven¨ ubernahme im Physikunterricht. Explorative Interviewstudie zu einer Seminarkonzeption mit dem Schwerpunkt Perspektiven¨ ubernahme bei der Planung von Physikunterricht ISBN 978-3-8325-5865-9 48.00 EUR (open access) 384 Katja Plicht (2024): Ein Physik¨ ubungskonzept zur F¨ orderung der Probleml¨ osekompetenz. Entwicklung und empirische Evaluation eines Strategietrainings auf der Basis von Expertisemerkmalen ISBN 978-3-8325-5875-8 45.00 EUR (open access) 385 Svenja Boegel (2024): Feedback beim Experimentieren: Zur Rolle von Cognitive Load und Motivation ISBN 978-3-8325-5911-3 45.50 EUR (open access) 386 Laura Pannullo (2025): Wahlm¨ oglichkeiten beim Experimentieren: Entwicklung und Erprobung eines Konzeptes f¨ ur Experimente in inklusiven Lerngruppen im Physikunterricht ISBN 978-3-8325-5916-8 46.50 EUR (open access) 387 Matthias Schweinberger (2025): ”Stumme Videos“. Aufmerksamkeitslenkende Moderation von Demonstrationsexperimenten ISBN 978-3-8325-5930-4 50.50 EUR 388 Rike Große-Heilmann (2025): Entwicklung fachdidaktischen Wissens zum Einsatz digitaler Medien im Fach Physik ISBN 978-3-8325-5943-4 51.00 EUR (open access) 389 Lion Cornelius Glatz (2025): Eine vergleichende Betrachtung der ¨ Uberzeugungskraft von Experimenten zum Teilchenmodell ISBN 978-3-8325-5954-0 42.00 EUR (open access) 390 Rasmus Viefers (2025): F¨ orderung der Variablenkontrollstrategie im Sachunterricht ISBN 978-3-8325-5968-7 44.50 EUR (open access) 391 Luc Broder Albrecht (2025): Kritisches Denken in der Chemielehrer*innenbildung. Eine konzeptionell-empirische Studie zur Integration und Operationalisierung ISBN 978-3-8325-5970-0 57.00 EUR (open access) 392 Anna Weißbach (2025): Reflexion von Physikunterricht. Entwicklung und Validierung eines Testinstruments mit Assessment-Feedback zur Reflexionsf¨ ahigkeit PhysikLehramtsstudierender ISBN 978-3-8325-5977-9 51.50 EUR (open access) 393 Robert Gieske (2025): F¨ orderung fachwissenschaftlicher und kommunikativer Kompetenzen von Sch¨ uler*innen durch Disaggregate Instruction im Fach Chemie. Konzeption und Durchf¨ uhrung einer vergleichenden Interventionsstudie zur Analyse der Wirksamkeit sprachsensibler Unterrichtsans¨ atze in der Sekundarstufe I ISBN 978-3-8325-5984-7 51.00 EUR (open access) 394 Thomas Sean Weatherby (2025): Talking Circuits. The Development and Assessment of a Digitally-Scaffolded, Collaborative Method for Teaching and Learning Electrical Circuits in Early Secondary Schools ISBN 978-3-8325-6008-9 57.00 EUR (open access) Vollst¨ andige ¨ Ubersicht unter: https://www.logos-verlag.de/spcl Alle erschienenen B¨ ucher k¨ onnen unter der angegebenen ISBN direkt online (http://www.logosverlag.de) oder telefonisch (030 - 42 85 10 90) beim Logos Verlag Berlin bestellt werden. Studien zum Physikund Chemielernen Herausgegeben von Martin Hopf und Mathias Ropohl Die Reihe umfasst inzwischen eine große Zahl von wissenschaftlichen Arbeiten aus vielen Arbeitsgruppen der Physikund Chemiedidaktik und zeichnet damit ein g¨ ultiges Bild der empirischen physikund chemiedidaktischen Forschung im deutschsprachigen Raum. Die Herausgeber laden daher Interessenten zu neuen Beitr¨ agen ein und bitten sie, sich im Bedarfsfall an den Logos-Verlag oder an ein Mitglied des Herausgeberteams zu wenden. Kontaktadressen: Univ.-Prof. Dr. Martin Hopf Universit¨ at Wien, ¨ Osterreichisches Kompetenzzentrum f¨ ur Didaktik der Physik, Porzellangasse 4, Stiege 2, 1090 Wien, ¨ Osterreich, Tel. +43-1-4277-60330, e-mail: [email protected] Prof. Dr. Mathias Ropohl Didaktik der Chemie, Fakult¨ at f¨ ur Chemie, Universit¨ at Duisburg-Essen, Sch¨ utzenbahn 70, 45127 Essen, Tel. 0201-183 2704, e-mail: [email protected] Logos Verlag Berlin ISBN 978-3-8325-5984-7 Dass Lernenden im Chemieunterricht häufig die sprachlichen Mittel fehlen, um komplexe Inhalte zu erfassen und wiederzugeben, stellt eine Herausforderung heutiger Schulbildung dar. In der vorliegenden Arbeit wird der Disaggregate-Instruction-Ansatz empirisch untersucht. Ziel des Ansatzes ist es, fachbezogene Kompetenzen von Schüler:innen dadurch zu fördern, dass Fachinhalte und Fachsprache zunächst getrennt voneinander vermittelt werden. In einer vergleichenden Interventionsstudie wurde anhand einer exemplarisch konzipierten Unterrichtsreihe mit N= 464 Lernenden aus 20 Klassen der Sekundarstufe I untersucht, wie sich der Disaggregate-Instruction-Ansatz auf den Erwerb von fachlichen und kommunikativen Kompetenzen auswirkt. Besondere Aufmerksamkeit galt dabei Schüler:innen, deren bildungssprachliche Kompetenzen verhältnismäßig niedrig sind. Die Ergebnisse zeigen, dass Lernende durch eine entkoppelte Vermittlung von Fachinhalten und korrespondierender Fachterminologie neue Konzepte vor allem dann besser erwerben, wenn sie über geringe bildungssprachliche Kompetenzen verfügen. Damit liefert die Dissertation Impulse für eine gerechtere und lernförderliche Gestaltung von Chemieunterricht in zunehmend heterogenen Klassenzimmern. So kann es in sprachlich schwächeren Lerngruppen sinnvoll sein, bei der Einführung naturwissenschaftlicher Konzepte neue Fachtermini zunächst auszuklammern.