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1.4.2 Kognition

Für die Bestimmung der Kognitionsmerkmale dient das zweidimensionale Modell von Anderson und Krathwohl (2001), das zwischen den beiden ­Bearbeitungsaktivitäten von Aufgaben, der Prozess- und der Wissens­dimension unterscheidet. Die Prozessdimension bezieht sich auf die kognitiven Prozesse, die von den Schülerinnen und Schülern bei der Bearbeitung von Aufgaben verlangt werden. Nach Maier et al. (2013, 2010) erweist sich die sechsstufige Differenzierung nach Anderson und Krathwohl (2001) als zu wenig trennscharf, sodass in ihren Überlegungen eine grundsätzliche Unterscheidung zwischen Reproduktion und Transfer bevorzugt wird. In Bezug auf die zweite Dimension, die »Wissensformen«, unterscheiden Anderson und Krathwohl (ebd.) zwischen dem Faktenwissen, dem konzeptuellen Wissen, dem prozeduralen Wissen und dem metakognitiven Wissen. Eine analoge Unterscheidung findet sich sowohl im Kategoriensystem von Maier et al. (2013, 2010) als auch bei Astleitner (2006). Von Interesse ist im Weiteren die Art und Weise, wie in Aufgaben mit den kognitiven Konstrukten der Schülerinnen und Schüler umgegangen und gearbeitet wird.

Diese Überlegungen legen nahe, für den Bereich »Kognition« drei Aufgabenmerkmale festzulegen, die der Arbeit an (Prä-)Konzepten, an der Wissensart und am kognitiven Prozess dienen.

•Arbeit an (Prä-)Konzepten (vgl. Beerenwinkel, Parchmann & Gräsel, 2007, S. 9–10): Kompetenzen werden auf der Grundlage vorhandener Vorstellungen aufgebaut. Deshalb ist es für die Lehrkraft wichtig, analysieren zu können, wie die Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler zu einem bestimmten Inhalt zum Ausgangspunkt des Lernens genommen werden können. Vorstellungen sind kognitive Konstrukte, die zur Deutung der Erfahrungen heranzogen werden. Die Lernenden interpretieren Neues im Unterricht aus der Perspektive des Vorhandenen. Deshalb haben Aufgaben – und hier insbesondere die Lernaufgaben – an das vorhandene Wissen und Können der Schülerinnen und Schüler anzuknüpfen:

Aufgaben, die so formuliert sind, dass sie aus ihrer Struktur heraus Vorwissen aktivieren, haben Katalysatorwirkung dadurch, dass sie nebst neuen eben auch alte mentale Elemente (Begriffe, Operationen, Vorstellungen, modalitätsspezifische Muster) auf ein hohes Aktivitätsniveau setzen und so Elaborationen ermöglichen bzw. auslösen. (Steiner, 2010, S. 71)

Somit bedeutet Lernen immer auch ein Konzeptwechsel (= Umlernen), das heißt, Lernende erkennen schrittweise die Sinnhaftigkeit neuer sachlicher Vorstellungen. Aufgaben unterscheiden sich nun dadurch, wie mit Schülervorstellungen gearbeitet wird. Dies führt in Anlehnung an die Schulbuchforschung von Beerenwinkel, Parchmann und Gräsel (2007) zu folgenden vier Ausprägungen:

ohne:	kein oder zufälliger Umgang mit (Prä-)Konzepten der Lernenden
implizit:	implizites Anknüpfen an den (Prä-)Konzepten der Lernenden
explizit:	explizites Anknüpfen an den (Prä-)Konzepten der Lernenden
reflektierend:	Evaluation des Prozesses der Wissensveränderung (Prä-/Post-Konzept)

•Wissensart (vgl. Blömeke et al., 2006, S. 337; Maier et al., 2013, S. 28–31): Dieses Merkmal beschreibt die Grundelemente, über die die Schülerinnen und Schüler verfügen müssen, damit sie eine Aufgabe lösen können. Mit Maier et al. (2013, S. 29–30) können folgende vier Arten des Wissens unterschieden werden:

Fakten:	explizit verbalisierbare Kenntnisse isolierter oder komplexer Fakten und terminologisches Wissen
Fertigkeiten:	implizites und nicht verbalisierbares Handlungswissen – von basalen Verhaltensweisen bis zu komplexen Handlungsmustern
Konzepte:	vielfach vernetztes Begriffswissen, Klassifikationen, Erklärungen, domänenspezifische Methoden und Strategien
Metakognition:	Wissen über eigenes Wissen und über eigene Problemlösestrategien

•Kognitiver Prozess (vgl. Anderson & Krathwohl, 2001; Astleitner, 2006, S. 36; Maier et al., 2013, S. 31): Dieses Merkmal bezieht sich auf die kognitive Leistung, die eine Aufgabenbearbeitung von den Lernenden einfordert. Mit Maier et al. (2013) werden im LUKAS-Kategoriensystem vier Prozessstufen unterschieden, wobei grundsätzlich zwischen Reproduktionsleistungen und Transferleistungen (naher, weiter, kreativer) differenziert wird (ebd., S. 31):

Reproduktion:	Abruf des Wissens oder der Erinnerungen
naher Transfer:	Anwendung des Wissens in einer bekannten Lernsituation
weiter Transfer:	Anwendung des Wissens in einer neuen, unbekannten Situation
kreativer Transfer:	Neustrukturierung des Wissens in einer unbekannten Situation

1.4.3 Komplexität

Die Forschungsergebnisse zur Aufgabenqualität legen nahe, dass diese in Beziehung zu den in der Aufgabe zur Verfügung gestellten Informationen steht. Die Aufgabenkomplexität kann dadurch gesteuert werden, dass mehr oder weniger viele Informationen, stärker oder weniger stark strukturierte Informationen und mehr oder weniger anspruchsvolle Repräsentationsformen (z. B. in Text und Bild) in der Aufgabenstellung vorgegeben werden. Von Bedeutung ist, inwiefern der Aufbau des Aufgabentextes mit dem geforderten Bearbeitungsprozess strukturgleich ist und welche Repräsentationsformen die Aufgabenstellung vorgibt. Zudem erhöhen komplexe Satzgefüge und Formulierungen die Anforderungen hinsichtlich der Aufgabenbearbeitung, wohingegen Strukturierungshilfen die Aufgabenkomplexität reduzieren (vgl. Kleinknecht et al., 2013; Maier et al., 2010, S. 36). Diese Überlegungen führen zu den beiden Merkmalen Struktur und Repräsentationsformen mit je drei Merkmalsausprägungen.

•Struktur (vgl. Kleinknecht et al., 2013; Maier et al., 2010): Die Fragestellung einer Aufgabe besteht in der Regel aus einem oder verschiedenen Texten.

vorstrukturiert:	prägnant formulierte Aufgabenstruktur mit klaren Vorgaben für die Bearbeitungsstruktur
teilstrukturiert:	Satzfolge entspricht nicht immer der Reihenfolge der Bearbeitungsstruktur
unstrukturiert:	Satzfolge entspricht nicht der Reihenfolge der Aufgabenbearbeitung; komplexe Satzgefüge

•Repräsentationsformen: Um die komplexitätssteigernde Wirkung der Repräsentationsformen in einer Aufgabe zu erfassen, schlagen Maier et al. vor, zunächst zu analysieren, in welcher Form die für die Aufgabenbearbeitung notwendigen Informationen präsentiert werden. Daraufhin ist zu fragen, in welcher Repräsentationsform die Lösung verlangt wird. Folgt man Maier et al. (2013, S. 39), sind folgende drei Ausprägungen zu differenzieren:

singulär:	Die Repräsentationsform der Aufgabenstellung entspricht der Repräsentationsform ihrer Bearbeitung.
integrierend:	Die vorgegebenen Repräsentationsformen (z. B. Text, Bild, Grafik) erfordern die Verknüpfung der gegebenen Repräsentationsformen.
transformierend:	Die gegebenen Repräsentationsformen erfordern eine Umformung.

1.4.4 Differenzierung

Schülerinnen und Schüler gemäß ihren soziokulturellen Rahmenbedingungen, körperlichen, geistigen und seelischen Voraussetzungen und Fähigkeiten sowie Interessen zu fördern, ist die pädagogische Antwort auf die Individualität der Schülerinnen und Schüler. Dies erfordert einen differenzierenden Unterricht. Hinsichtlich des Bildungsauftrags der Schule bedeutet das, die Lernenden mit Anforderungssituationen – Aufgaben – zu konfrontieren, die sie für ihre individuelle Kompetenzentwicklung sinnvoll und nutzbringend bewältigen können. Es geht also um die Frage, inwiefern und inwieweit die im Unterricht gegebenen Aufgaben das Potenzial zur Förderung jeder und jedes Einzelnen angesichts der im Lehrplan klar formulierten Zielkompetenzen ausschöpfen. Die pädagogische Antwort darauf heißt Aufgabendifferenzierung.

Für den Bereich »Differenzierung« sind drei Merkmale zentral: Offenheit, Lernunterstützung und Vielfalt der Lernwege. Offenheit hat insofern eine Differenzierung zur Folge, als sie individuelle, frei wählbare Lösungswege ermöglicht. Dieses Merkmal findet sich sowohl bei Blömeke et al. (2006) als auch bei Maier et al. (2013, 2010). Damit offene Aufgaben erfolgreich bearbeitet werden können, brauchen einige Schülerinnen und Schüler mehr Hilfe als andere. Aus diesem Grund werden bei der Auswahl von Aufgaben für den Unterricht nach Möglichkeit »Stolpersteine« antizipiert, um den Lernenden geeignete Hilfestellungen anbieten zu können. Dieses Merkmal findet sich bei Astleitner (2006). Zusätzlich spielt in der Diskussion um Lernaufgaben das Prinzip der vielfältigen Lernwege eine wichtige Rolle.

•Offenheit (vgl. Maier et al., 2013, S. 34–36): Aufgaben lassen sich im Hinblick darauf einordnen, ob Informationen über die Ausgangssituation (Start), das Lösungsverfahren (Weg) und über das Ergebnis (Ziel) jeweils eindeutig oder mehrdeutig sind. Damit ergeben sich rein kombinatorisch acht Aufgabentypen. Maier et al. (ebd., S. 35) greifen auf eine einfachere Unterscheidung zurück und differenzieren lediglich zwischen dem Ausgangszustand und dem Zielzustand. Damit werden für dieses Merkmal folgende vier Ausprägungen unterschieden:

erklärt und geschlossen:	eindeutiger Arbeitsauftrag mit einer möglichen Lösung
frei und geschlossen:	Arbeitsauftrag mit Varianten des Vorgehens, die zu einer Lösung führen
erklärt und offen:	eindeutiger Arbeitsauftrag mit mehreren möglichen Lösungen
frei und offen:	Problemsituation, die mehrere Fragestellungen mit mehreren möglichen Lösungen impliziert

•Lernunterstützung (vgl. Astleitner, 2006, S. 37): Damit individuelle Lernwege bei der Bearbeitung von Aufgaben möglich sind, können an bestimmten Stellen Hilfestellungen (Scaffolds) angeboten werden, welche die Schülerinnen und Schüler bei Bedarf in Anspruch nehmen können. Es kann sich dabei um sprachliche (z. B. Erklärung von Fremdwörtern; Hinweise, wie im Fremdsprachenunterricht Fragen gebildet werden), strategische (z. B. Anleitung zum Vorgehen; Hinweise auf nützliche Arbeitstechniken) oder inhaltliche Lernhilfen (z. B. Hinweise zur Überbrückung von Kenntnislücken) handeln. Folgende Ausprägungen können unterschieden werden:

keine:	Aufgabe ohne Lernunterstützung
integriert:	Aufgabe mit Hilfestellungen
rückmeldend:	Aufgabe mit Feedback- und/oder Austauschmöglichkeiten

•Vielfalt der Lernwege (vgl. Niggli, 2013): Aufgaben, die individuelle Lern- und Bearbeitungswege auf unterschiedlichen Leistungsniveaus zulassen (Orientierung am Kompensationsprinzip), oder Wahlmöglichkeiten von Aufgaben, die der Interessenförderung dienen (Orientierung am Profilprinzip), sind wichtig. Mit Bezug auf die Arbeit von ­Niggli (ebd., S. 35) ergeben sich vier Ausprägungen:

ohne:	Aufgabe ohne Differenzierungsmöglichkeit
kompensierend:	Aufgabe, die den Ausgleich unterschiedlicher Lernvoraussetzungen berücksichtigt
profilbildend:	Aufgabe in einem Wahlangebot
selbstdifferenzierend:	Aufgabenstellung, die unterschiedliche Lernwege und Vertiefungsmöglichkeiten erlaubt

1.5 Das LUKAS-Modell als Grundlage für die Entwicklung ­kompetenzfördernder Aufgabensets

Die vier Merkmalsbereiche – Authentizität, Kognition, Komplexität, Differenzierung – samt den ihnen zugeordneten Merkmalen bilden die empirisch belegte Basis für die Bestimmung der Aufgabenqualität und legen somit die Basis für das LUKAS-Kategoriensystem (vgl. Abschnitt 1.4). Diese Merkmalsbereiche sind für jede Aufgabe relevant. Doch erst die einer bestimmten Aufgabe zugewiesene didaktische Funktion im Lernprozess entscheidet darüber, in welcher Ausprägung das betreffende Merkmal dieser bestimmten Aufgabe vorliegen sollte, damit die Aufgabe im Lernprozess angemessen eingesetzt und damit lernwirksam werden kann. Daher ist es sinnvoll, die Abertausenden von Aufgaben, die sich überall im Netz und in den Lehrmitteln finden, aus ihrem Beliebigkeitsdasein zu befreien, sie in ihrem funktionalen Bezug zum Lernprozess der Schülerinnen und Schüler zu betrachten und dementsprechend zu typisieren (vgl. Abschnitt 1.3). Erst im Zusammenspiel der beiden Perspektiven auf Aufgaben – der Qualität der einzelnen Aufgabe an sich (Mikroprozessebene) und der funktionalen Qualität dieser Aufgabe im Lernprozess (Makroprozessebene) – lässt sich gesamthaft das kompetenzfördernde Potenzial der Aufgabe für das Lernen der Schülerinnen und Schüler bestimmen.

Im Folgenden geht es darum, die aufgabenbasierte Makro- und Mikroprozessebenen des Lernens synoptisch zu betrachten. In der Planung eines kompetenzfördernden Unterrichts lassen sich daher die beiden Instrumente, das Lernprozessmodell und das Kategoriensystem, zum LUKAS-Modell zusammenführen (Abbildung 1.9). Es dient in der täglichen Unterrichtsvorbereitung zur angemessenen Aufgabenwahl im kompetenzfördernden Unterricht und damit zur Entwicklung von kompetenzfördernden Aufgabensets, wie sie im zweiten Teil dieses Bandes vorgestellt werden.

Mithilfe des LUKAS-Modells lassen sich die Aufgabentypen qualitativ und funktional charakterisieren:

•So ist für Konfrontationsaufgaben typisch, dass sie zur Auseinandersetzung mit einer möglichst realitätsnahen Situation, einem Problem, einer Frage auffordern, in der sich die angestrebte Kompetenz in allen Teilaspekten zeigt (Authentizität). Konfrontationsaufgaben legen Vorwissen frei und aktivieren die Präkonzepte der Lernenden (Kognition), indem sie vorstrukturiert (Komplexität), lösungsoffen und somit selbstdifferenzierend (Differenzierung) sind.

•Typisch für Erarbeitungsaufgaben ist, dass sie es ermöglichen, mehrere Teilaspekte (Begriffe, Konzepte, Verfahren) einer Kompetenz nacheinander oder nebeneinander zu erarbeiten (Authentizität), wobei individuelle Vorstellungen durch fachbezogene Fakten, Konzepte und Fertigkeiten ergänzt und explizit geordnet werden (Kognition). Sie sind vor- oder teilstrukturiert (Komplexität), ermöglichen zeitnahes, sachorientiertes Feedback und Lernunterstützung (Differenzierung).

•Typisch für Vertiefungs- und Übungsaufgaben ist ihre enge fachliche Ausrichtung. Die Anbindung an lebensweltliche Erfahrungen ist hierzu weniger bedeutsam (Authentizität). Sie tragen zu fachlichem Verstehen und Handeln bei (Kognition), sind in der Regel strukturiert (Komplexität), dienen zur Kompensation unterschiedlicher Lernvoraussetzungen oder zur wahlweisen Vertiefung in einen speziellen Teil­aspekt (Differenzierung).

•Typisch für Synthese- und Transferaufgaben ist, dass sie anregen, die Teilaspekte der angestrebten Kompetenz möglichst integral, also realitätsnah, zu nutzen (Authentizität). Aufgrund der erweiterten Vorstellungen der Lernenden fördern sie analogiebildendes Denken und Handeln in einem weiten Transfer (Kognition), fordern die Integration oder Transformation verschiedener Repräsentationsformen ein (Komplexität) und zeichnen sich dadurch aus, dass sie mehrere mögliche Lösungen/Lösungswege zulassen (Differenzierung).

•Typisch für formative Beurteilungsaufgaben ist, dass sie die Diagnose darüber ermöglichen, inwiefern Teilaspekte einer Kompetenz beherrscht bzw. zusammengeführt werden können (Authentizität), indem sie explizit die individuellen Vorstellungen sowie die vier Wissensarten einfordern (Kognition). Sie sind unterschiedlich stark strukturiert (Komplexität), ermöglichen zeitnahes sachorientiertes Feedback und Lernunterstützung (Differenzierung).

•Typisch für summative Beurteilungsaufgaben ist, dass ihre Bearbeitungsqualität daraufhin bewertet wird, inwiefern Teilaspekte der angestrebten Kompetenz beherrscht bzw. zusammengeführt werden können (Authentizität). Bewertet werden durch sie Lernleistungen in allen vier Wissensarten, insbesondere in Hinblick auf analogiebildendes Denken und Handeln (Kognition) und die Integration oder Transformation verschiedener Repräsentationsformen (Komplexität). Auch offene Fragestellungen mit mehreren möglichen Lösungen/Lösungswegen sind möglich (Differenzierung).

Fazit: Aufgaben sind als didaktisch inszenierte Lerngelegenheiten die Fixpunkte der Unterrichtsplanung und des fachlichen und überfachlichen Kompetenzaufbaus. Lehrkräfte stehen somit täglich vor der Aufgabe, Aufgabenstellungen, angepasst an die Ziele und Voraussetzungen ihrer Lernenden, auszuwählen und deren Qualität zu sichern. Dazu müssen sie die Potenziale und die Qualität von Aufgaben, die sie verwenden, erkennen, um sie danach im Unterricht auch umsetzen zu können. Das heißt, sie müssen beurteilen, welche geistigen Tätigkeiten und Operationen durch eine Lernaufgabe bei ihrer geschickten Inszenierung herausgefordert werden und welche nicht. Eine differenzierte und systematische Analyse der Qualität von Aufgaben löst insgesamt den Auftrag ein, die von den Schülerinnen und Schülern verlangten Denk- und Verstehensprozesse in den Blick zu nehmen, um im Unterricht eine gute Passung zwischen fachbezogenen Kompetenzanforderungen, Voraussetzungen der Lernenden und Handeln der Lehrkräfte zu unterstützen. Daher sollte sich der analytische Blick auf Aufgaben nicht nur auf Einzelaufgaben beschränken, sondern in die Form von Aufgabensets gebracht werden, die auf einen kontrollierbaren Kompetenzzuwachs hin angelegt sind. Hierzu dient das LUKAS-Modell.

1.6 … und die fachdidaktische Perspektive?

Sofern es die genuine Aufgabe der Allgemeinen Didaktik ist, das Handeln von Lehrerinnen und Lehrern präskriptiv zu modellieren, dann ist insbesondere sie mit Blick auf das erstarkte Interesse am Thema »Aufgaben« herausgefordert:

Die Ausformulierung von Aufgaben, die entsprechenden Ansprüchen genügen, sowie die Ausformulierung von Aufgaben für Bildungsstandards, Kerncurricula, von zentralen Prüfungsaufgaben und Vergleichsarbeiten beinhalten weitreichende Annahmen über Bildungsziele und -inhalte. Sie stellen damit einen Prozess der gesellschaftlichen Definition von Bildung dar und sollten vornehmste Aufgabe der Allgemeinen Didaktik sein. (Blömeke, 2009, S. 20)

Erstens hat sich die Allgemeine Didaktik der systematischen Analyse der Qualität von Aufgaben anzunehmen. Zweitens sind allgemeindidaktisch motivierte Analysemodelle mit bildungstheoretischen und lehrbezogenen Qualitätsaspekten zu ergänzen, damit Aufgaben der kategorialen Struktur von Unterricht – im Sinne Klafkis zu verstehen als Einheit formaler und materialer Aspekte von Bildung – gerecht werden. Und drittens sind neben der Bestimmung der objektiven Aufgabenmerkmale die Funktionen von Aufgaben und ihre methodische Einbettung in den Unterricht in den Fokus zu nehmen (vgl. Luthiger, 2016, S. 129).

Doch allgemeindidaktische Betrachtungen für die Entwicklung und Gestaltung von Aufgaben sind nicht hinreichend: Fachdidaktische Ausdifferenzierungen, Analysen und Ergänzungen sind notwendig, um beispielsweise zu entscheiden, welche Aufgabenmerkmale bedeutsam sind für das jeweilige fachliche Lernen. Denn gerade die Fachdidaktiken verfügen über die Möglichkeiten, die praktischen Entwicklungsprozesse durch konzeptionelle theoretische Absicherung und – sofern vorhanden – empirische Forschung wissenschaftlich zu fundieren. Diese wissenschaftlichen Aktivitäten sind in vielen Fachdidaktiken bedeutsam, wenn auch mit unterschiedlicher Tradition.

Wie steht es nun mit dem hier vorgestellten LUKAS-Modell: Besteht es die Validierung durch die Fachdidaktiken mit ihren fachspezifischen ­Eigenheiten? Wie domänenunabhängig sind das LUKAS-Lernprozessmodell und das LUKAS-Kategoriensystem, oder umgekehrt: In welchen Bereichen bedürfen sie einer fachspezifischen Ausdifferenzierung oder Anpassung? Wie kompatibel sind sie mit fachdidaktischen Klassifikationssystemen zur Analyse von Lern- und Beurteilungsaufgaben? Wie wenden fachdidaktische Expertinnen und Experten die beiden Instrumente an?

Diesen Fragen gehen Kolleginnen und Kollegen aus der Fachdidaktik im zweiten Teil des Buches nach. Sie eröffnen damit unterschiedliche oder differenzierende fachliche Perspektiven auf das LUKAS-Modell.