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Studie zum Klimawandel

Die Biologie Leistungskurse von Dr. Purtauf und Frau Pfefferl haben sich im Juli 2014 an dem DFG-Forschungsprojekt „Concept Maps zur Förderung von Bewertungskompetenz - Das Beispiel Klimawandel" im Schwerpunktprogramm „ Wissenschaft und Öffentlichkeit"beteiligt.

Welche Kompetenzen sollen Schülerinnen und Schüler in einem zukunftsfähigen naturwissenschaftlichen Unterricht erwerben?
Diese Frage steht seit der Formulierung der nationalen Bildungsstandards für die naturwissenschaftlichen Fächer (KMK, 2004) sowie auf Länderebene seit der Formulierung von Kerncurricula verstärkt im Fokus bildungspolitischer Diskussionen. Für den Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern sind dabei die vier Kompetenzbereiche Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung relevant. Der Bereich der Bewertungskompetenz stellt sowohl Schülerinnen und Schüler aber auch Lehrende vor besondere Herausforderungen. Im Hinblick auf Bewertungskompetenz sollen Schülerinnen und Schüler in der Lage sein, komplexe Problemsituationen moderner Naturwissenschaften zu verstehen sowie tragfähige Lösungsansätze auf Basis naturwissenschaftlichen Wissens sowie persönlicher und gesellschaftlicher Werte und Normen bewerten zu können.
Das Forschungsprojekt „Concept Maps zur Förderung von Bewertungskompetenz" möchte Schülerinnen und Schüler in ihrer Bewertungskompetenz und dabei insbesondere im Umgang mit komplexen Problemsituationen moderner Naturwissenschaften fördern. Das Projekt ist Teil eines, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten, Schwerpunktprogramms zum Thema „Wissenschaft und Öffentlichkeit" (http://www.scienceandthepublic.de). Das Forschungsprojekt wird dabei gemeinsam von der Didaktik d< Biologie der Georg-August-Universität Göttingen und dem Institut für Erziehungswissenschaften der Albert Ludwigs-Universität Freiburg bearbeitet.

Das Thema Klimawandel
Klimawandel ist eines der zentralen, globalen Umweltprobleme unserer Zeit. Für den Einsatz im Unterricht eignet es sich insbesondere, weil es als fächerübergreifendes Thema Wissen und Kompetenzen aus verschiedenen Fächern erfordert. Zur Bewertung von Lösungsstrategien müssen Schülerinnen und Schüler nicht nur ein fundiertes naturwissenschaftliches Wissen haben, sie müssen auch die gesellschaftlichen Implikationen und Folgen beurteilen und bewerten können. Bei der Einschätzung der Folgen des Klimawandels sowie der Tragfähigkeit von Lösungsansätzen kommt hinzu, dass Schülerinnen und Schüler mit einem hohen Maß an unsicherem Wissen und sich teilweise widersprechenden naturwissenschaftlichen Evidenzen umgehen müssen. So können beispielsweise lokale Auswirkungen des Klimawandels nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vorhergesagt werden (IPCC, 2007) oder aber Klimamodelle, welche auf unterschiedlichen Klimaszenarien basieren, prognostizieren eine unterschiedlich starke globale Erderwärmung (ebd., Abb. 1).

Concept Maps zur Visualisierung komplexer Themen
Concept Maps können Lernende in der Visualisierung von Wissensbeständen und damit in ihren Lernprozessen unterstützen. Mit Hilfe von Concept Maps können die einzelnen Komponenten eines Themas sowie deren Beziehungen zueinander grafisch dargestellt werden (Abb. 2). Oftmals werden Concept Maps zur Visualisierung von Fachwissen verwendet. Sie können aber ebenso zur Unterstützung von Argumentations- und Bewertungsprozessen, beispielsweise zur Visualisierung von Pro- und Kontra-Argumenten, eingesetzt werden. In unserem Forschungsprojekt stellen wir Schülerinnen und Schülern eine computerbasierte Lernumgebung bereit, in der sie eine Concept Mapping Software nutzen. Diese Concept Mapping Software wird in drei unterschiedlichen Vorstrukturierungen mit unterschiedlichen Hilfestellungen bereitgestellt.

Die konkrete Studie
Im Rahmen der Studie wird untersucht, welche Art von Concept Mapping Vorstrukturierungen Schülerinnen und Schüler am besten bei der Bearbeitung des Themas Klimawandel und der Bewertung verschiedener Lösungsstrategien unterstützt. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten dabei individuell mit dem Computer. Durch einen Vor- und einen Nachtest wird der Lernzuwachs im Hinblick auf konzeptuelles, fächerübergreifendes Fachwissen und Bewertungskompetenz untersucht. Bei der für Hessen geplanten Studie handelt es sich um die Hauptstudie des Forschungsprojekts. Die Vorstudie zum Projekt wurde bereits durchgeführt und daraufhin die computerbasierte Lernumgebung optimiert und weiterentwickelt.