In dieser Studie wird die theoriegeleitete Entwicklung und Evaluation einer hypermedialen Lernumgebung für den Fächer übergreifenden und fachintegrativen naturwissenschaftlichen Unterricht der Realschule behandelt. Als exemplarischer Inhalt wurde das naturwissenschaftliche Basiskonzept der Energie und des Energieübertrags am Beispiel der Überwinterung gleichwarmer Tiere ausgewählt und aus verschiedenen Perspektiven der Fachdisziplinen Biologie und Physik betrachtet.
Die Entwicklung der Lernumgebung erfolgte nach spezifischen Designkriterien, welche einerseits aus kognitionspsychologischen Theorien zum Lernen mit Multi- und Hypermedia abgeleitet wurden und andererseits auf motivationalen Aspekten des selbstgesteuerten Lernens sowie auf Theorien zum kooperativen Lernen basieren. Des Weiteren wurden implizite und explizite Unterstützungsmaßnahmen des Lernprozesses wie beispielsweise eine angemessene Aufgabenleitung und eine Navigationsunterstützung implementiert.
Die sechsstündige Erprobung der Lernumgebung fand mit Schülerinnen und Schülern aus 5 Realschulklassen der 9. Jahrgangsstufe (n = 106) unter weitgehend ökologischen Bedingungen statt. Die Schülerinnen und Schüler arbeiteten dabei kooperativ und selbstgesteuert in Paaren ohne weitere Unterstützung durch eine Lehrperson.
Die Evaluation erfolgte in Form eines klassischen Pre-/ Post-Test-Designs, wobei konventionelle Testverfahren (Fragebogen) und Concept-Mapping-Verfahren zur Wissensdiagnose eingesetzt wurden.
Die empirischen Ergebnisse zeigten, dass die Schülerinnen und Schüler sowohl in fachspezifischen Bereichen mit biologischem oder physikalischem Schwerpunkt Wissen aufbauen konnten, als auch bei fachintegrativen Problemstellungen Wissenszuwächse zeigten. Dabei waren das Vorwissen, die naturwissenschaftliche Leistungsfähigkeit und die Qualität des Arbeitsprozesses mit dem unterstützenden Arbeitsheft wichtige Faktoren für den Lernerfolg.
Darüber hinaus zeigte die Auswertung der Concept Maps, dass die Schülerinnen und Schüler nach der Intervention das erwartetet Lernziel in befriedigendem Maße erreichten.
Die Nutzung einer Navigationshilfe als implizite Unterstützungsmaßnahme des Lernprozesses zeigte einen positiven Zusammenhang zu motivationalen Aspekten wie dem Kompetenzerleben und zum Lernerfolg.
