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Jeanette Piekny

• Das Ziel des Forschungsprozesses, dem die vorliegende Arbeit zugrunde liegt, bestand darin, vor dem Hintergrund einer zunehmenden Fokussierung von Kindertageseinrichtungen auf naturwissenschaftliche Bildungsprogramme zu einer differenzierten entwicklungspsychologischen Betrachtung des wissenschaftlichen Denkens in der frühen und mittleren Kindheit beizutragen. Hierbei wurde das bereichsübergreifende wissenschaftliche Denken, d.h. die Fähigkeit zur Anwendung und das Verständnis für die kindlichen Methoden der Erkenntnisgewinns fokussiert. Zu Beginn der Arbeit wird der theoretische Hintergrund der entwicklungspsychologischen Forschung zum wissenschaftlichen Denken von den Anfängen durch Piaget bis zum Scientific Discovery as Dual Search (SDDS)- Modell dargestellt. Aus den bisherigen Befunden ergaben sich noch offene Forschungsfragen zur Entwicklung der drei Komponenten der Hypothesengenerierung, des Experimentierens und der Evidenzbewertung des SDDS- Modells, die im Rahmen zweier empirischer Studien überprüft worden sind. Die Ergebnisse der beiden Studien zeigten, dass sich die drei Komponenten im Laufe der frühen und mittleren Kindheit asynchron entwickeln. Die Fähigkeit zur Bewertung eindeutiger Evidenzen ist bereits im frühen Kindergartenalter möglich, während die Bewertung uneindeutiger Evidenzen und das basale Experimentierverständnis frühestens am Ende des Kindergartenalters nachweisbar waren. Das flexible Generieren und Adaptieren von Hypothesen an vorgegebene Evidenzen ist erst mit Beginn der Adoleszenz möglich. Die weitere theoretische Analyse dieser Ergebnisse führte zu der Hypothese, dass sich die Komponenten des wissenschaftlichen Denkens aufgrund unterschiedlicher metakognitiver Anforderungen asynchron entwickeln. Diese Hypothese floss in die theoretische Erarbeitung der dritten Studie dieser Arbeit ein, die sich mit dem Versuch einer Erklärung für die Entstehung interindividueller Unterschiede im Experimentierverständnis befasste. Auf der Basis der Modelle von Deanna Kuhn (1999, 2000) wurde das Verständnis falschen Glaubens als mögliche Vorläuferkompetenz des Experimentierverständnisses herausgearbeitet empirisch überprüft. Die Ergebnisse zeigten einen signifikanten prädiktiven Zusammenhang zwischen dem Verständnis falschen Glaubens im Alter von vier Jahren und dem basalen Experimentierverständnis im Alter von fünf Jahren. Auf der Grundlage der Ergebnisse aller drei Studien, des SDDS-Modells und der Modelle von Kuhn (1999, 2000) wurde ein verknüpftes Modell zur Entwicklung des bereichsübergreifenden wissenschaftlichen Denkens formuliert. Anschließend folgt eine Diskussion des verknüpften Modells vor dem Hintergrund ausgewählter Theorien der kognitiven Entwicklung, sowie der Erörterung theoretischer und methodischer Kritikpunkte. Die Arbeit schließt mit Vorschlägen zu weiterführenden Forschungsarbeiten und Anwendungsmöglichkeiten ab.
• Against the background of a growing interest in preschools on science education, the aim of this dissertation project was to contribute to a differentiated understanding of the development of childrens scientific reasoning in early and middle childhood. The focus was on domain-general scientific reasoning, that is the abilitiy to use and understand the process of making scientific findings. The dissertation starts with a chapter on the theoretical background about the development of scientific reasoning from Piaget to the Scientific Discovery as Dual Search (SDDS)- model. Then, two research questions on the development of hypothesis generation, experimentation and evidence evaluation skills are carved out and were tested in two studies. The results showed that these three scientific reasoning components develop asynchronously during early and middle childhood. The ability to evaluate perfect covariation evidence already develops during early preschool age, whereas the ability to evaluate imperfect covariation evidence and experimentation understanding does not emerge until the late preschool years. The ability to flexibly generate and adapt hypotheses according to accumulating evidence emerges at the beginning of adolescence. The theoretical analysis of these results led to the hypothesis that the components develop asynchronously because of different metacognitive demands. This hypothesis was tested in a third study that addressed the prediction of early interindividual differences in experimentation understanding. On the basis of Deanna Kuhns (1999, 2000) theoretical model, it was hypothesized that false-belief understanding could be an important predictor. The results showed a significant predictive relation between false-belief understanding at age 4 and experimentation understanding at age 5. On the basis of the results of all three studies, the SDDS-model and Kuhns (1999, 2000) model, a combined new model on the development of scientific reasoning is suggested. The discussion contains the relation between the combined model and theories on cognitive development, as well as theoretical and methodological points of criticism. The dissertation concludes with suggestions on further research projects and possibilities to implement the results in early childhood education.