Veranstaltungsprogramm

Theoretischer Hintergrund:

Problemlösen gilt als zentrale Kompetenz schulischen Lernens und entwickelt sich bereits vor Schuleintritt durch die Auseinandersetzung mit herausfordernden, nicht routinemäßig lösbaren Aufgabenstellungen (Diamond, 2013; Funke et al., 2018). Dabei sind Kinder gefordert, Lösungen zu planen, diese systematisch zu testen und zu optimieren (Pólya, 1957; Cross, 2008). Diese Strategien bilden wichtige Lernvoraussetzungen für den Anfangsunterricht der Grundschule, insbesondere im Sachunterricht und in frühen MINT-Kontexten (English, 2023; Greiff et al., 2014). Ein bislang wenig untersuchter Mechanismus ist privates Sprechen (engl. private speech) als Form verbaler Selbstregulation. Diese an sich selbst gerichteten Äußerungen treten insbesondere im Vorschulalter auf (Winsler & Naglieri, 2003; Stephan et al., 2022) und gelten als bedeutsames Instrument der Handlungssteuerung, Emotionsregulation und Aufgabenorientierung (Day & Smith, 2023; Winsler, 2009). Empirische Befunde zu seiner Funktion im Problemlösen sind jedoch inkonsistent. Während einige Studien positive Zusammenhänge zwischen dem Auftreten privaten Sprechens und Problemlöseleistung berichten (Fernyhough & Fradley, 2004; Stephan et al., 2022), zeigen andere keine oder sogar negative Effekte (Doebel & Munakata, 2022). Diese widersprüchlichen Befunde werden unter anderem auf den Einsatz globaler Leistungsindikatoren, wenig differenzierter Kodierungen sowie die unzureichende Berücksichtigung intraindividueller Prozessverläufe zurückgeführt (Doebel & Munakata, 2022; Winsler, 2009). Zudem ist unklar, welche Rolle individuelle Sprachfähigkeiten für Nutzung und Funktion privaten Sprechens spielen (Aro et al., 2014; Stephan et al., 2022).

Zielsetzung:

Vor dem Hintergrund der bislang inkonsistenten Befundlage und der identifizierten methodischen Einschränkungen zielt der vorliegende Beitrag darauf ab, privates Sprechen im Problemlösen aus einer prozessorientierten und intraindividuellen Perspektive zu untersuchen. Im Fokus steht der Zusammenhang zwischen privatem Sprechen und konkreten Problemlöseprozessen (Testen und Optimieren) über wiederholte Aufgabenbearbeitungen, sowie der Einfluss individueller Sprachfähigkeiten.

Methode:

Die Datengrundlage bietet eine Stichprobe von 107 Vorschulkindern (MAlter = 5,75 Jahre), die eine Tablet-basierte, Problemlöseaufgabe (Zahnradkonstruktion) über fünf Aufgabenwiederholungen bearbeiteten. Aus Videodaten wurden Test- und Optimierungsereignisse sowie funktional differenzierte Kategorien privaten Sprechens kodiert (u.a. Äußerungen mit kognitivem- und mit emotional-motivationalem Inhalt). Individuelle sprachliche Fähigkeiten wurden durch einen rezeptiven Wortschatztest standardisiert erfasst.

Ergebnisse:

Die Ergebnisse zeigen, dass Kinder im Verlauf der Aufgabenwiederholungen zunehmend testend und optimierend vorgehen, wobei dieses Verhalten konsistent mit einer höheren Lösungsqualität einhergeht. Bei der Mehrheit der Kinder trat privates Sprechen auf. Zu Beginn stand eine erhöhte intraindividuelle Nutzung kognitiven sowie positiv emotional-motivationalen privaten Sprechens in negativem Zusammenhang mit Test- und Optimierungsverhalten; dieser Effekt schwächte sich über die Wiederholungen ab. Der rezeptive Wortschatz moderierte diese Zusammenhänge nicht, war jedoch negativ mit bestimmten Formen privaten Sprechens assoziiert.

Diskussion:

Die Befunde werden im Hinblick auf ein dynamisches und phasenspezifisches Verständnis von privatem Sprechen als Form der Selbstregulation im Problemlösen diskutiert. Privates Sprechen erweist sich als kontextsensitive Ressource, deren Funktion sich mit zunehmender Aufgabenvertrautheit verändert. Es zeigt sich, dass bereits Vorschulkinder systematisch testend und optimierend vorgehen können und dass dieses Verhalten positiv mit der Lösungsqualität zusammenhängt. Für die Grundschulforschung und -praxis ergibt sich daraus die Implikation, die wiederholte Auseinandersetzung mit komplexen Problemen zu ermöglichen und individuelle Prozesse der sprachlichen Selbstregulation gezielt zu untersuchen und zu unterstützen.

Forschungsstand und theoretische Bezüge

Die Förderung naturwissenschaftlich-technischer Kompetenz in der Grundschule erfordert Lerngelegenheiten, in denen Kinder nicht nur Wissen erwerben, sondern auch zentrale Erkenntnis- und Problemlöseprozesse praktisch anwenden (Namdar & Shen, 2015). Ein zentrales Konzept hierfür ist Modellkompetenz, die als mehrdimensionales Konstrukt verstanden wird (Lange-Schubert et al., 2022). Eine ihrer Dimensionen ist die prozedurale Modellkompetenz, also die Fähigkeit, Modelle zu konstruieren, zu prüfen und gezielt zu verändern, um Phänomene zu erklären oder technische Probleme zu lösen (Chiu & Lin, 2020). Für den Sachunterricht ist dabei insbesondere das testbasierte Modifizieren relevant: Kinder testen ein selbst erstelltes Modell, beobachten dessen Funktion und passen es iterativ an. Solche Prozesse sind anschlussfähig an kompetenzorientierte Zielsetzungen (z. B. problemlösendes Denken, systematisches Erkunden oder technisches Konstruieren), stellen zugleich jedoch eine Herausforderung für die Gestaltung adaptiver Lernunterstützung dar.

Fragestellung und Zielsetzung

Vor diesem Hintergrund untersucht die Studie, ob eine sprachlich-gestische Instruktion, die aufgrund ihrer Niedrigschwelligkeit besonders gut in frühe Lernumgebungen integrierbar ist, Kinder dabei unterstützt, testbasiertes Modifizieren in einer technischen Modellierungsaufgabe häufiger anzuwenden, und ob sich daraus ein Zuwachs im konzeptuellen Wissen zur Drehrichtung von Zahnrädern ergibt. Die Fragestellung ist anschlussfähig an den Sachunterricht der Grundschule, da Zahnräder typische Lerngegenstände der technischen Bildung darstellen und sich besonders eignen, um kausale Mechanismen, Systemdenken sowie iterative Problemlöseprozesse aufzubauen.

Methode

Die Studie wurde als randomisierte Prä-Posttest-Untersuchung mit 156 Kindern (5–6 Jahre) aus 30 Kindertageseinrichtungen durchgeführt, um Grundlagen für spätere Lernprozesse im Sachunterricht zu analysieren. Die Kinder wurden einer Interventionsgruppe (IG; n = 73) oder einer Kontrollgruppe (KG; n = 83) zugewiesen. Zwischen Prä- und Posttest erhielt die IG eine kurze sprachlich-gestische Instruktion, in der ein Versuchsleiter das Prinzip der Drehrichtung sowie das iterative Vorgehen gestisch darstellte und sprachlich begleitete; die KG bearbeitete ein thematisch neutrales Konstruktionsspiel. In Prä- und Posttest bearbeiteten alle Kinder digitale Tablet-Aufgaben, in denen Zahnräder per Drag-and-Drop platziert und über einen Testmechanismus in ihrer Funktionalität geprüft werden konnten. Ziel war es, durch die gezielte Ergänzung zusätzlicher Zahnräder ein Karussellzahnrad in eine vorgegebene Richtung zu drehen. Als Indikatoren prozeduraler Modellkompetenz wurden (a) das Auftreten mindestens einer testbasierten Modifikation (ja/nein), (b) deren Häufigkeit sowie (c) zutreffende Beobachtungen zur Modellfunktion erfasst. Zusätzlich wurde die Lösungsqualität (d) anhand systemseitiger Logdaten abgebildet. Das konzeptuelle Fachwissen wurde mit einem standardisierten Drehrichtungstest erhoben. Die Bearbeitung wurde videografiert und anhand eines Kategoriensystems kodiert.

Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigen eine Zunahme testbasierter Modifikationen über die Zeit, jedoch keine gruppenspezifischen Effekte auf Häufigkeit, Beobachtungsqualität, Lösungsqualität oder Fachwissen. Explorative Analysen weisen darauf hin, dass häufigeres testbasiertes Modifizieren mit einer höheren Beobachtungsqualität und besseren Lösungen einhergeht.

Diskussion der Ergebnisse

Die Befunde verdeutlichen, dass Modellierungsprozesse grundsätzlich anregbar sind, kurze Impulse jedoch vermutlich nicht ausreichen, um nachhaltige Kompetenzzuwächse zu erzielen. Für Forschung und Praxis im Sachunterricht ergibt sich daraus die Implikation, Unterstützungsformate stärker adaptiv, wiederholt und feedbackbasiert zu gestalten, um testgeleitetes Modellieren und fachliches Verstehen systematisch aufzubauen.