Biologiedidaktische Forschung: Erträge für die Praxis (eBook)

Jorge Groß, Marcus Hammann, Philipp Schmiemann, Jörg Zabel (Herausgeber)

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2019
311 Seiten
Springer Berlin Heidelberg (Verlag)
9783662584439 (ISBN)

Infos

Wesentliches Ziel biologiedidaktischer Forschung ist die Gewinnung von Erkenntnissen zur Weiterentwicklung des Biologieunterrichts sowie der Aus-, Fort- und Weiterbildung von Lehrkräften. In diesem Band werden aktuelle Ergebnisse biologiedidaktischer Forschung von 38 empirisch forschenden Biologiedidaktikerinnen und Biologiedidaktikern zusammengefasst. Die Beiträge geben einen Überblick über ausgewählte Teilbereiche der Biologiedidaktik. Ihr Fokus liegt auf dem Anwendungsbezug biologiedidaktischer Forschung. Die Autorinnen und Autoren beschreiben Ausgangslagen und Hintergründe, biologiedidaktische Innovationen und Ergebnisse zu ihren Wirkungen. Der Band verdeutlicht die Bedeutung der Ergebnisse biologiedidaktischer Forschung für die Praxis und regt an, diese verstärkt zu nutzen. Präsentiert wird ein praxisnaher Forschungsüberblick für Studierende, Lehrkräfte in der Aus-, Fort- und Weiterbildung sowie Biologiedidaktikerinnen und Biologiedidaktiker.

Jorge Groß ist Professor für Didaktik der Naturwissenschaften und Direktor des Instituts für Erforschung und Entwicklung fachbezogenen Unterrichts an der Universität Bamberg.

Marcus Hammann ist Professor für Didaktik der Biologie an der Universität Münster.

Philipp Schmiemann ist Professor für Didaktik der Biologie an der Universität Duisburg-Essen.

Jörg Zabel ist Professor für Didaktik der Biologie an der Universität Leipzig.

Inhalt

Vorwort: Zur Bedeutung biologiedidaktischer Forschung für die Praxis 5
Inhaltsverzeichnis 10
Teil I Berücksichtigung kognitiv-affektiver Lernvoraussetzungen im Biologieunterricht 12
1 Schülervorstellungen im Biologieunterricht 13
1.1Warum werden Schülervorstellungen erhoben und untersucht? 14
1.2Charakterisierung der Ausgangslage 17
1.2.1Beschreibung von Schülervorstellungen zu zahlreichen biologischen Themen 17
1.2.2Beschreibung von Lernschwierigkeiten und Verstehenshürden sowie deren Ursachen 18
1.2.3Bezüge zu nahen Ansätzen: Konzeptwechsel und die Theorie des erfahrungsbasierten Verstehens als Beispiele für theoretische Fundierungen 18
1.3Evidenzbasierte Empfehlungen 21
1.3.1Schülervorstellungen erfassen mithilfe von Diagnoseaufgaben 21
1.3.2Lernprozesse gestalten 23
1.3.3Learning Progressions und Kompetenzstufen 25
1.4Zusammenfassung 26
Literatur 27
2 Bildung im Biologieunterricht: Intuitionen als Chance zur Transformation von Selbst-, Welt- und Menschenbildern 31
2.1Intuitionen und biologische Bildung 31
2.2Ursachen und theoretische Grundlagen 32
2.2.1Zwei-Prozess-Modelle erklären intuitive Prozesse 33
2.2.2Die Funktion von Intuitionen 33
2.2.3Intuitionen in pädagogischen Kontexten 35
2.2.4Die kulturelle Dimension der Intuition 36
2.2.5Der pädagogisch-didaktische Ansatz der Alltagsphantasien 37
Einfluss auf Werthaltungen, Interessen und Verhaltensweisen 38
2.3Empirische Untersuchungen 39
2.4Empfehlungen für die Praxis 42
2.5Zusammenfassung 43
Literatur 44
3 Biologiedidaktische Interessenforschung: Empirische Befunde und Ansatzpunkte für die Praxis 47
3.1Interessenabfall und Bedeutung von Interessen 48
3.2Interessen und empirische Befunde zu Interessengegenständen 50
3.2.1Bedeutung von Themen 50
3.2.2Bedeutung von Kontexten 53
3.2.3Bedeutung von Tätigkeiten 53
3.2.4Interesse und Handlungsbereitschaft 54
3.3Ansatzpunkte zur Interessenförderung 55
3.3.1Interessenförderliche Lernumgebungen 55
3.3.2Zu berücksichtigende Lernvoraussetzungen 58
3.3.3Interessenförderung durch die Verknüpfung außerschulischer und schulischer Bildungsarbeit 61
3.4Zusammenfassung 62
Literatur 63
Teil II Vermittlung von Fachwissen und Wissenschaftsverständnis im Biologieunterricht 66
4 Lernstrategien für das Verstehen biologischer Phänomene: Die Rolle der verkörperten Schemata und Metaphern in der Vermittlung 67
4.1Fachliche Prozesse wie die Fotosynthese werden häufig alltagsweltlich verstanden 68
4.2Charakterisierung der Ausgangslage 68
4.2.1Eine Verstehenstheorie erklärt und interpretiert Vorstellungen zur Fotosynthese 68
4.2.2Verstehen wird in Vermittlungsprozessen analysiert 72
4.3Ursachen und evidenzbasierte Empfehlungen 74
4.3.1Schema beibehalten und erfahrungsbasiert modifizieren 74
4.3.2Schema vorlegen und reflektieren 76
4.3.3Schema erweitern 77
4.3.4Schema verwerfen 80
4.4Zusammenfassung 82
Literatur 82
5 Organisationsebenen biologischer Systeme unterscheiden und vernetzen: Empirische Befunde und Empfehlungen für die Praxis 85
5.1Einleitung: Wissensvernetzung durch kumulatives Lernen 86
5.2Charakterisierung der Ausgangslage 88
5.2.1Unterscheiden Lernende Organisationsebenen? 88
5.2.2Vernetzen Lernende Organisationsebenen? 89
5.3Ursachen und evidenzorientierte Empfehlungen 92
5.3.1Organisationsebenen im Unterricht 92
5.3.2Lehr- und Lernstrategien zur Vernetzung von Organisationsebenen 93
5.3.3Auswahl und Sequenzierung von Inhalten zur besseren Vernetzung von Organisationsebenen 95
5.4Zusammenfassung 96
Literatur 97
6 Das Wesen der Biologie verstehen: Impulse für den wissenschaftspropädeutischen Biologieunterricht 100
6.1Bildungsziel Wissenschaftsverständnis 101
6.1.1Von der Wissenschaftspropädeutik zur Scientific Literacy: Befähigung zur Wissenschaftsreflexion ist ein Bildungsanspruch 101
6.1.2Nature of Science: Der internationale Diskurs über Wissenschaftsreflexion im naturwissenschaftlichen Unterricht 102
6.1.3Nature of Bioscience: Das Wesen der Lebenswissenschaft Biologie verstehen 105
Welche Erklärungsmuster werden in der Biologie verwendet? 106
Gibt es biologische Naturgesetze, und was unterscheidet sie von den Gesetzen der Physik? 107
6.2Defizite im Biologieunterricht und in der Biologielehrerbildung 108
6.2.1Kritik an einer vorwiegenden Abbilddidaktik und einer Stoffüberfrachtung des Biologieunterrichts 109
6.2.2Ahistorischer Biologieunterricht 109
6.2.3Wissenschaftsphilosophie in der Biologielehrerbildung? 110
6.3Methodische Zugänge zur Wissenschaftsreflexion im Unterricht 111
6.3.1Argumentieren lernen, Diskussionskultur praktizieren 111
6.3.2Narrative Zugänge: Schülerinnen und Schüler schreiben über biologische Phänomene und arbeiten an historischen Fallbeispielen 112
6.4Zusammenfassung 114
Literatur 114
Teil III Kompetenzförderung im Biologieunterricht 118
7 Kompetenzförderung beim Experimentieren 119
7.1Experimentieren und Forschendes Lernen 121
7.1.1Experimentieren als naturwissenschaftliche Arbeitsweise 121
7.1.2Kompetenzerwerb beim Forschenden Lernen 122
7.2Charakterisierung der Ausgangslage 123
7.2.1Anforderungen an die Lernenden beim forschenden Experimentieren 123
7.2.2Schülerfähigkeiten beim Experimentieren 126
7.3Ursachen und evidenzbasierte Empfehlungen 127
7.3.1Wirksamkeit des Forschenden Lernens 127
7.3.2Öffnungsgrad 127
7.3.3Lernunterstützung 128
7.3.4Papierbasierte und reale Experimente 129
7.4Zusammenfassung 130
Literatur 131
8 Modelle als methodische Werkzeuge begreifen und nutzen: Empirische Befunde und Empfehlungen für die Praxis 135
8.1Einleitung 136
8.1.1Modell von und für etwas, Modell als Medium und Modell als Methode 136
8.1.2Zum Modellbegriff 137
8.2Charakterisierung der Ausgangslage 138
8.2.1Beobachtungsstudien belegen Förderbedarf 138
8.2.2Strukturierung und Graduierung von Aspekten beim Umgang mit Modellen 140
8.2.3Empirische Untersuchung von Strukturierungen als Grundlage für Förderung 141
8.3Evidenzbasierte Empfehlungen für die Praxis 143
8.3.1Ursachen für gering ausgeprägte Modellkompetenz 143
8.3.2Interventionsstudien lassen Implikationen für die Praxis zu 144
8.3.3Implikationen 146
Implikationen zur Erweiterung von Perspektiven auf Modelle 146
Implikationen für Handlungsoptionen für Lehrkräfte 147
8.4Zusammenfassung 149
Literatur 149
9 Kompetenzen beim Umgang mit Abbildungen und Diagrammen 153
9.1Einleitung 156
9.1.1Klärung zentraler Begriffe: Familienstammbäume und Achsendiagramme 156
9.1.2Kognitive Verarbeitung von biologietypischen Bildern und Diagrammen 157
9.2Charakterisierung der Ausgangslage zum Lernen mit biologietypischen Abbildungen und Diagrammen 158
9.3Ursachen und evidenzorientierte Empfehlungen für die Praxis 160
9.3.1Aufgabenmerkmale 160
9.3.2Unterstützungsmaßnahmen für die Interpretation, Konstruktion und Integration multipler externer Repräsentationen im Biologieunterricht 161
Unterstützung durch die Gestaltung des biologischen Lernmaterials 161
Effektive Lernstrategien beim Lernen mit multiplen externen Repräsentationen 163
Weitere Trainingsmaßnahmen für den Unterricht 166
9.4Zusammenfassung 167
Literatur 168
10 Argumentieren als naturwissenschaftliche Praktik 172
10.1Einführung 173
10.1.1Bedeutung des Argumentierens für den Biologieunterricht 173
10.1.2Begriffsbestimmungen und Qualitätsmerkmale von Argumentationen 175
10.2Charakterisierung der Ausgangslage 177
10.2.1Domänenspezifität naturwissenschaftlichen Argumentierens 177
10.2.2Bedeutung von Fachwissen und Wissen über die Natur der Naturwissenschaften beim Argumentieren 177
10.2.3Argumentationsfähigkeiten von Schülerinnen und Schülern 178
10.3Ursachen und evidenzorientierte Empfehlungen für die Praxis 180
10.3.1Rahmenbedingungen für argumentationsförderlichen Unterricht 180
10.3.2Explizite Erarbeitung und Reflexion von Argumentationsstrukturen 181
10.3.3Unterrichtsmethodische Anregungen zur Förderung von Argumentation: Strukturierungshilfen, verbale Impulse und schriftliches Argumentieren 184
10.4Zusammenfassung 186
Literatur 187
11 Kompetenzbereich Bewertung – Reflektieren für begründetes Entscheiden und gesellschaftliche Partizipation 191
11.1Warum Ethik im Biologieunterricht? 192
11.1.1Bewertungskompetenz als Bildungsaufgabe und als biologiedidaktischer Forschungsbereich 192
11.1.2Befähigung zur gesellschaftlichen Teilhabe und Persönlichkeitsentwicklung 194
11.1.3Bewertungskompetenz in der Biologielehrerbildung 195
11.2Biologiedidaktische Konzepte zur Förderung von Bewertungskompetenz 197
11.2.1Bewertungskompetenz für Entscheidungen bei Fragen zur Gestaltung Nachhaltiger Entwicklung 198
11.2.2Bewertungskompetenz für Entscheidungen bei bio- und medizinethischen Fragen 199
11.2.3Aneignung von Bewertungskompetenz im ethischen Diskurs 200
11.3Empirische Befunde zur Förderung von Bewertungskompetenz 202
11.3.1Göttinger Modell der Bewertungskompetenz für Fragen Nachhaltiger Entwicklung 203
11.3.2Oldenburger Modell der Bewertungskompetenz für bio- und medizinethischer Fragen 207
11.3.3Die explizite Reflexion intuitiver Vorstellungen 208
11.4Zusammenfassung 208
Literatur 209
12 Die Wirkung von Biologieunterricht auf verantwortungsbewusstes Verhalten zu umweltgerechter Nachhaltigkeit (Environmental Literacy) 213
12.1Das empirische Environmental-Literacy-Modell 214
12.1.1Wie misst man veränderte Umwelteinstellungen? 214
12.1.2Die kognitiven Wissensvariablen 215
12.1.3Das Einstellungsmodell 2-MEV 216
12.1.4Das General-Ecological-Behaviour-Modell (GEB) 217
12.1.5Das Gesamtmodell zur Environmental Literacy 218
12.2Relevanz und Ertrag für die Praxis vor Ort 219
12.3Zusammenfassung 226
Literatur 227
Teil IV Lernen an außerschulischen Lernorten 231
13 Schülerlabore und Lehr-Lern-Labore 232
13.1Begriffliche Klärung 233
13.2Klassifizierung von Schülerlaboren 235
13.3Ziele von Schülerlaboren 236
13.3.1Ausgangslage 236
13.3.2Zielebenen der Schülerlabore 237
13.4Evidenzen für die Wirksamkeit von Schülerlaboren 237
13.4.1Interesseförderung im Schülerlabor 237
13.4.2Erwerb von Fachwissen und Methodenkenntnis durch experimentelles Handeln im Schülerlabor 239
13.4.3Nature-of-Science-Aspekte im Schülerlabor 244
13.4.4Auseinandersetzung mit kontrovers diskutierten Themen 245
13.5Lehr-Lern-Labore 246
13.6Zusammenfassung 247
Literatur 247
14 Non-formales Biologielernen mit Schulbezug 253
14.1Im Spannungsfeld zwischen Lernen, Erlebnis und Konsum 254
14.2Charakterisierung der Ausgangslage 255
14.2.1Ausgangslage auf der Theorieebene 255
14.2.2Ausgangslage auf der Empirieebene 256
Chancen außerschulischen Biologielernens 256
Trennung von Vermittlungsobjekt und Information 257
Vernachlässigung von Besuchervorstellungen 257
Touristische Attraktion im Vordergrund 257
Museum als Schule 258
Novelty-Effekt 258
Fazit zur Theorie- und Empirieebene 258
14.3Ursachen und evidenzorientierte Empfehlungen 259
14.3.1Die Wissenschaft vom Lebendigen braucht Authentizität: Biologielernen im Garten 259
14.3.2Vom Garden-Based Learning zur wohltuenden Naturerfahrung 260
14.3.3Außerschulisches Biologielernen: Förderung von Interesse 261
14.3.4Nonformales Biologielernen: Motivation und Wissenserwerb schließen sich nicht aus! 263
14.3.5Unterrichtliche Vorbereitung und nonformales Biologielernen – der Königsweg? 264
14.4Zusammenfassung 264
Literatur 265
15 Naturwahrnehmung von Kindern und Jugendlichen 271
15.1Naturerfahrung: Charakterisierung der Ausgangslage 272
15.1.1Naturerfahrung und Umweltbewusstsein 272
15.1.2Natur, Gesundheit und Wohlbefinden 273
15.1.3Naturerfahrungen, Naturverbundenheit und Wohlbefinden bei Kindern und Jugendlichen 275
15.1.4Ästhetische Bewertung natürlicher Landschaften durch Kinder und Jugendliche 276
15.1.5Negative Gefühle in der Natur 279
15.1.6Rätselhaftigkeit in der Natur 280
15.2Ursachen und evidenzbasierte Empfehlungen für die Praxis 281
15.3Zusammenfassung 283
Literatur 284
Teil V Aus- und Weiterbildung von Biologielehrkräften 288
16 Forschendes Lernen – Weshalb es wichtig ist und wie es sich in der Lehramtsaus- und -fortbildung umsetzen lässt 289
16.1Einleitung 290
16.1.1Was ist Forschendes Lernen? 290
16.1.2Wer fordert die Umsetzung von Forschendem Lernen? 292
16.1.3Welche Vorteile bringt Forschendes Lernen? 293
16.2Charakterisierung der Ausgangslage 293
16.2.1Wie häufig und in welcher Form wird Forschendes Lernen in der Praxis realisiert? 293
16.3Ursachen und evidenzorientierte Empfehlungen 296
16.3.1Was sind die Gründe für die geringe Umsetzung von Forschendem Lernen? 296
16.3.2Wie kann die Lehrerbildung Lehrpersonen in die Lage versetzen, Forschendes Lernen effektiv zu unterrichten? 298
16.4Zusammenfassung 304
Literatur 304
Stichwortverzeichnis 307

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 27.6.2019
• Zusatzinfo: XII, 311 S. 11 Abb.
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Biologie
• Schlagworte: Anwendungsorientierung biologiedidaktischer Forschung • Biologiedidaktik • Evidenzorientierung • fachdidaktische Lehr-Lern-Forschung • Gelingensbedingungen fachlichen Lehrens und Lernens • Verbesserung des Biologieunterrichts
• ISBN-13: 9783662584439 / 9783662584439