Naturwissenschaften
Es ist wichtig, dass Jugendliche ein grundlegendes Verständnis für naturwissenschaftliche Inhalte, Methoden und Forschung entwickeln, da sich unsere Gesellschaft heute und in Zukunft zunehmend großen Herausforderungen stellen muss. Dazu gehören u. a. die Versorgung mit Nahrungsmitteln und Trinkwasser, die Kontrolle von Infektionskrankheiten, die Energieversorgung und der Klimawandel. Diese Probleme sind sowohl auf individueller als auch auf nationaler und internationaler Ebene von Bedeutung und eng mit Naturwissenschaften und naturwissenschaftsbasierter Technik verbunden.
Die PISA-Rahmenkonzeption für naturwissenschaftliche Kompetenz umfasst sowohl relevante naturwissenschaftliche Bereiche als auch die Einstellungen und Motivation der Jugendlichen in Bezug auf Naturwissenschaft und Technik.
3 relevante Bereiche
1. Naturwissenschaftliches Wissen
PISA unterscheidet drei Arten von Wissen:
- Wissen über Inhalte: Wissen über Theorien, erklärende Konzepte und Fakten in den Bereichen Physik, Chemie, Biologie, Geowissenschaften und angewandte Wissenschaft und Technik
- Prozedurales Wissen: Wissen über Konzepte und Verfahren, die für naturwissenschaftliche Forschung wesentlich sind, z. B. Wissen über Testdesign, Messfehler, Kontrolltechniken
- Epistemisches Wissen: Verständnis über die Art und den Ursprung von naturwissenschaftlichem Wissen, z. B. die Aussagekraft experimentell gewonnener Ergebnisse beurteilen
2. Naturwissenschaftliche Kompetenzen
Es werden drei grundlegende Kompetenzen definiert, die notwendig sind, um sich mit Naturwissenschaften und Technik kritisch auseinandersetzen zu können:
- Phänomene naturwissenschaftlich erklären: Erklärungen für eine Reihe natürlicher und technologischer Phänomene erkennen, liefern und bewerten, wie z. B. das Zustandekommen von Tag und Nacht
- Naturwissenschaftliche Untersuchungen planen und bewerten: Wissenschaftliche Untersuchungen beschreiben und bewerten und Möglichkeiten finden, Fragestellungen wissenschaftlich zu bearbeiten, wie z. B. das Identifizieren naturwissenschaftlicher Fragestellungen
- Daten und Belege naturwissenschaftlich interpretieren: Daten, Behauptungen und Argumente in einer Vielzahl von Darstellungen analysieren und bewerten und angemessene wissenschaftliche Schlussfolgerungen ziehen
3. Situationen
Das Wissen und die Kompetenzen müssen im Rahmen von PISA zur Lösung von wirklichkeitsnahen naturwissenschaftlichen Fragestellungen angewandt werden (z. B. Klimawandel, Energieversorgung, Naturkatastrophen). Dabei stehen die Bereiche Gesundheit und Krankheit, natürliche Ressourcen, Qualität der Umwelt, Gefahren und Grenzen von Naturwissenschaft und Technik im Vordergrund.