Students possess alternative conceptions of many science topics, and these conceptions can act as obstacles for learning scientific concepts. In the field of biology education, students' alternative conceptions of evolution have been widely investigated. However, there is little research on how teachers diagnose and deal with these alternative conceptions, although these abilities are a crucial part of teachers' pedagogical content knowledge. Additionally, little is known about how these abilities are connected to professional experience and content knowledge. Thus, our study investigated how (prospective) biology teachers at various points in their teaching careers diagnosed and reported dealing with alternative conceptions. Therefore, 182 preservice biology teachers, biology teachers in practical training, and in‐service biology teachers were surveyed using a questionnaire. The participants were confronted with students' explanations of evolutionary phenomena, most of them based on common student conceptions, such as anthropomorphism, teleology, and essentialism. These student conceptions are rooted in cognitive biases and are common in evolutionary and other contexts. We found that the participants diagnosed only approximately half of the alternative conceptions, with the in‐service teachers diagnosing significantly more of the alternative conceptions than the preservice teachers. Furthermore, the analyses revealed a variety of ways to deal with student conceptions. The in‐service teachers more often suggested scientifically correct approaches that address student conceptions, whereas the preservice teachers more often did not respond or responded incorrectly. Moreover, the ability to diagnose and deal with alternative conceptions correlated with teachers' content knowledge regarding the topic of evolution and their acceptance of evolution.

Schüler*innen besitzen häufig alternative Vorstellungen zur Evolution – insbesondere teleologische, anthropomorphe und essentialistische Vorstellungen –, die als zentrale Lernhindernisse für den Erwerb konzeptuellen Wissens in diesem Themenbereich angesehen werden (Gregory, 2009). Diese alternativen Vorstellungen gehen auf allgemeine Denkweisen zurück, die im Alltag häufig verwendet werden und sich dort oft als hilfreich erweisen. Daher haben sich alternative Vorstellungen auch als weitgehend resistent gegenüber Instruktion erwiesen und koexistieren nach dem Unterricht häufig mit wissenschaftlichen Vorstellungen (Lammert, 2012). Es wird davon ausgegangen, dass konzeptuelles Wissen über Evolution gefördert werden kann, indem den Schüler*innen ihre eigenen Präkonzepte – etwa durch eine kriteriengeleitete Selbsteinschätzung – bewusst gemacht werden und sie konditionales metakonzeptuelles Wissen zur Differenzierung zwischen verschiedenen Anforderungssituationen (z.B. Alltag vs. Wissenschaft) erwerben (vgl. González Galli et al., 2020). Die Befunde verschiedener Studien deuten zumindest darauf hin, dass der Erwerb metakognitiven Wissens das konzeptuelle Wissen fördern kann (González Weil, 2006; Wiser & Amin, 2001). Jedoch fehlen experimentelle Studien, die kausale Wirkmechanismen systematisch belegen (Zohar & Barzilai, 2013). Im Rahmen des Forschungsprojektes soll daher der Frage nachgegangen werden, inwiefern a) eine Selbsteinschätzung der eigenen Präkonzepte sowie b) eine Instruktion zum Erwerb konditionalen metakonzeptuellen Wissens den Erwerb konzeptuellen Wissens über Evolution beeinflussen. Um die Effekte besser zu verstehen, soll zudem der Einfluss auf die Selbstwirksamkeitserwartung, die kognitive Belastung sowie das metakonzeptuelle Bewusstsein und die metakonzeptuelle Regulierung untersucht werden. Dazu wird eine experimentelle Interventionsstudie im Biologieunterricht der Sekundarstufe II mit N = 500 Schüler*innen im Prä-Post-Follow-Up-Design durchgeführt. Dabei werden als unabhängige Variablen a) die Selbsteinschätzung der eigenen Präkonzepte sowie b) die Instruktion zum Erwerb konditionalen metakonzeptuellen Wissens systematisch variiert und der Effekt auf die abhängigen Variablen konzeptuelles Wissen, Selbstwirksamkeitserwartung, kognitive Belastung sowie metakonzeptuelles Bewusstsein und metakonzeptuelle Regulierung untersucht.

Background In evolution education, consensus is widespread that diagnosing and addressing well-known student alternative conceptions is particularly important. As classrooms are complex environments with many activities happening simultaneously, noticing and interpreting situations relevant to student thinking is important for addressing student conceptions. This ability can be conceptualised as professional vision. Science educators must understand teachers’ status quo regarding their professional vision to identify aspects of teacher education and professional development. Results The central concern of this qualitative-reconstructive case study is to describe and better understand how preservice and in-service biology teachers are enacting their professional vision regarding student alternative conceptions and addressing them in evolution class. For data collection, a video clip without any further specific instructions was used as a stimulus for 31 group discussions and 9 individual interviews with 115 preservice and in-service biology teachers. The data were analysed using the documentary method. Of the 40 cases available, 15 were fully interpreted and used for typification. Regarding theoretical saturation, our analyses of the opening passage and other transcript material relevant to the research question for the remaining 25 cases did not lead to any new insights into previously reconstructed orientations or could no longer contribute to the analytical differentiation. The comparative analyses show that in all cases, two key issues could be reconstructed: (1) the relation of teaching and learning scientific norms and (2) the relation of student conceptions and scientific norms. These two issues are consistently processed in an evaluation mode. Across all cases, the participants assess the teacher’s actions and the student learning process. The reconstructed types differ in the importance attributed to student conceptions. Student conceptions are constructed, for instance, as indicators of subject-specific knowledge gaps that need to be filled, as a teaching problem, as something that must be removed or changed, or as coexisting experiential knowledge. Conclusions We conclude that the discussion of and reflection upon professional vision practices is an important task for teacher education. The study of cases using lesson videos and a professional development programme called video clubs seems promising because these approaches offer possibilities for addressing many of the teacher education challenges to which our results point.

No abstract

ZusammenfassungIm komplexen Unterrichtsgeschehen sollten Lehrer*innen Situationen erkennen und verstehen, in denen ein Umgang mit Schülervorstellungen bedeutsam ist. Zu der Frage, wie die Relation von Schülervorstellungen und fachlichen Normen im Unterricht bearbeitet werden soll, existieren in der Biologiedidaktik unterschiedliche Positionen. Aus der Perspektive einer strukturtheoretischen Professionstheorie lässt sich diese Relation als Sachantinomie beschreiben, deren angemessene Bearbeitung eine professionelle Unterrichtswahrnehmung voraussetzt. In dieser rekonstruktiven Studie wird die Unterrichtswahrnehmung von Studierenden, Referendar*innen und Lehrpersonen mit dem Unterrichtsfach Biologie erforscht, indem die soziale Praktik des Sprechens über den Umgang mit anthropomorphen und teleologischen Schülervorstellungen im Evolutionsunterricht untersucht wird. Zur Datenerhebung wurde eine Videovignette als Impuls für 31 Gruppendiskussionen und 9 separate Einzelinterviews mit insgesamt 115 angehenden und berufstätigen Biologielehrpersonen eingesetzt. Die Datenauswertung erfolgt mit der Dokumentarischen Methode, da diese auf die Analyse sozialer Praktiken ausgerichtet ist. Von den 40 Fällen wurden 15 Fälle vollständig interpretiert und zur Typenbildung herangezogen. Die Analysen zeigen, dass in allen Fällen über das Verhältnis von Vermittlung und Aneignung fachlicher Normen sowie von Schülervorstellungen und fachlichen Normen im Modus einer Bewertung gesprochen wird: Die angehenden und berufstätigen Lehrpersonen bewerten sowohl das Handeln der Lehrperson bei der Vermittlung als auch die Aneignung der Schüler*innen. Die vier rekonstruierten Typen unterscheiden sich u. a. darin, welche Bedeutung Schülervorstellungen zugeschrieben wird. Die Vorstellungen der Schüler*innen werden als Indikatoren von Fachwissenslücken, als falsches Wissen, als unzureichendes Wissen oder als ein koexistierendes Erfahrungswissen konstruiert. Die Ergebnisse dieser Studie werden exemplarisch in Beziehung zu fachdidaktischen sowie professionstheoretischen Normen gesetzt, um Herausforderungen für die Lehrer*innenbildung zu diskutieren.