Die Fähigkeit, molekulare Repräsentationen (z.B. Strukturformeln) zu verstehen, ist für das Verständnis molekularer naturwissenschaftlicher Phänomene von entscheidender Bedeutung und daher essentiell für den Biologieunterricht. Viele Schüler:innen haben jedoch erhebliche Schwierigkeiten, ebendiese Repräsentationen zu verstehen, vermeiden sie und stufen sie als nicht relevant für den Biologieunterricht ein. In der vorliegenden Studie wurde daher untersucht, wie es sich auf die Leistung, die Selbstwirksamkeit und die Stressreaktionen auswirkt, wenn Schüler:innen bei der Bearbeitung von Aufgaben mit molekularen Repräsentationen kurze schriftliche Hilfen gegeben werden. An der Studie nahmen 136 Schüler:innen der Sekundarstufe II teil, die einen kurzen Vorwissenstest und einen Haupttest mit sechs verschiedenen Aufgaben zu molekularen Repräsentationen bearbeiteten. Die Hälfte der Schüler:innen erhielt kurze schriftliche Hilfen zu den jeweiligen Repräsentationen, die andere Hälfte nicht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Schüler:innen, die die Hinweise erhielten, im Test deutlich besser abschnitten. Es gab jedoch keinen signifikanten Unterschied zwischen den beiden Gruppen in Bezug auf die Selbstwirksamkeit, welche bei beiden Gruppen im mittleren Bereich lag. In der Studie wurden auch die physiologischen und psychologischen Stressreaktionen während des Tests untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass der rMSSD (ein Maß für Entspannung) bei denjenigen Schüler:innen, die Hilfen erhielten, vom Vortest zum Haupttest relativ stabil blieb, während dieser Wert in der anderen Gruppe deutlich abnahm, was auf ein höheres Stressniveau hindeutet. Das subjektive Stressniveau verringerte sich vom Vortest zum Haupttest in beide Gruppen, wobei die Schüler:innen, die Hilfen erhielten, im Vergleich zu denen ohne Hilfen ein etwas geringeres Niveau berichteten.

Zusammenfassend zeigt sich, dass kurze schriftliche Hilfen zu Aufgaben mit molekularen Repräsentationen einen positiven Effekt auf die Leistung der Schüler:innen und deren Stress haben. Einen Einfluss auf die Selbstwirksamkeit in Bezug auf komplexe molekulare Repräsentationen konnte jedoch nicht nachgewiesen werden.

Das Sprachhandeln von Lehrkräften stellt eine Herausforderung im Fachunterricht dar, da die sprachliche Ausgestaltung das Sprach- und Fachlernen von Schüler:innen beeinflusst. Insbesondere das Erklären ist hierbei bedeutsam, da die Erklärkompetenz in Zusammenhang mit dem Lernerfolg der Lerngruppe steht. Zweifellos ist das sprachliche Modellieren von Erklärungen auch im biologischen Fachunterricht wesentlich, da dadurch Variation in der Darlegung von Phänomenen und Zusammenhängen resultiert. Zu welchen Anteilen, für welchen Zweck und in welchem Kontext unterrichtsrelevante Sprachvarietäten wie die Alltags- und Fachsprache während des Erklärens eingesetzt und gewechselt werden, ist gegenwertig unzureichend untersucht. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, die verbalsprachliche Modellierung von instruktionalen Erklärungen von Biologielehrkräften der Sekundarstufe I zu beschreiben. Hierfür werden Erklärungen neben ihrem inhaltlichen Aufbau hinsichtlich ihrer (1) alltags-, bildungs- und fachsprachlichen Elemente untersucht und (2) Wechsel zwischen diesen Sprachvarietäten ermittelt sowie kategorisiert. Anschließend werden diese Kategorien (3) Wechselanlässen zugeordnet, die mit Hilfe von textbasierten Indikatoren und selbstreflektierten Motiven identifiziert werden. Dafür wurden mittels teilstrukturiertem Interviewleitfaden Biologielehrkräfte der Sekundarstufe I (n = 27) gebeten, eine instruktionale Erklärung zum Blutkreislauf auszuformulieren, um anschließend ihren Erklärprozess sprachlich sowie inhaltlich metareflexiv zu beschreiben und zu bewerten. Das erhobene Audiomaterial wurde transkribiert und hinsichtlich sprachlicher und inhaltlicher Gesichtspunkte qualitativ in MAXQDA ausgewertet. Als Analyseinstrumente für die Erklärungsansätze wurden mehrere deduktiv erstellte und induktiv erweiterte Kategoriensysteme (u. a. zu Sprachvarietäten, Varietätenwechsel und Fachinhalt) eingesetzt. Die von den Biologielehrkräften ausformulierten instruktionalen Erklärungen sind im Durchschnitt 2:40 Minuten lang, wobei der Erklärprozess von Gymnasiallehrkräften (M = 2:53 Minuten) durchschnittlich 46 Sekunden länger wie der von Lehrkräften an Integrierten Gesamtschulen (M = 2:07 Minuten) ist. Beim verbalsprachlichen Modellieren von Erklärungen zum Blutkreislauf greifen Lehrkräfte unter anderem auf sprachliche Stilmittel wie Anthropomorphismen, Vergleiche oder Metaphern zurück. Mit sprachlichen Bildern wie Autobahn, Schlauch, Flasche, Pumpe und Motor verbinden Lehrkräfte alltägliche Elemente (Alltagssprache) mit fachlichen Inhalten (Fachsprache).

Bei der Wirksamkeitsforschung von Lehrerfortbildungen (LFB) steht häufig die Ermittlung von Gelingensfaktoren im Vordergrund, um Empfehlungen für zukünftige Konzeptionen abzuleiten. Diese Studie adressiert mögliche Wechselwirkungen von Gelingensfaktoren und untersucht dazu die Entscheidungsfindung von Lehrkräften, Inhalte einer molekularbiologischen LFB in Unterricht zu implementieren. Dazu wurden insgesamt N=39 Lehrkräfte interviewt, von diesen haben N=20 implementiert. Die Codierung der Transkripte ergab, dass weniger die Gelingensfaktoren selbst, sondern vielmehr deren Wahrnehmung die Entscheidungsfindung beeinflussen. Extrahierte Argumentationsstrukturen basierend auf objektiven Gelingensfaktoren führen dadurch zu teilweise gegensätzlichen Schlussfolgerungen. Diese Ergebnisse suggerieren, dass die persönliche Wahrnehmung von Lehrkräften nicht nur in Bezug auf die LFB sondern darüber hinaus, z.B. auf Lehrmethoden, eine fundamentale Rolle bei der Implementation spielen. Folgestudien sollten unterschiedliche Wahrnehmungen mitberücksichtigen, um das komplexe Bild der Wechselwirkung von LFB bis zur Implementation in den Unterricht weiter zu vervollständigen.