Ergebnisse des Lehrentwicklungsprojekts von Dr. Anne Liefländer, Fakultät für Biologie, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Projektlaufzeit: 01.03.2019 – 28.02.2020
Wie stellt man wissenschaftliche Fragen? Wie funktioniert der wissenschaftliche Erkenntnisgewinnungsweg? Was muss man beim Experimentieren beachten? Wie bewertet man biotechnologische Methoden ethisch? Diese Fragen sind Facetten der Core Science Practices genannten Schlüsselpraktiken der Naturwissenschaft. Im Lehrentwicklungsprojekt von Dr. Anne Liefländer wurde ein Aufgabenkompendium entwickelt, das diese für die Lehramtsausbildung zentralen Kompetenzen für die fachwissenschaftliche Lehre aufbereitet. Das entwickelte Aufgabenkompendium stellt durch seine vielfältige Einsatzmöglichkeit in der universitären Lehramtsausbildung und seine Verknüpfung mit dem Bildungsplan ein gelungenes Beispiel für Professionsorientierung in den Fachwissenschaften dar.
Eine Verknüpfung zwischen den Inhalten von Lehrveranstaltungen und dem künftigen Beruf herzustellen erscheint für Profis leicht, ist für Studienanfänger hingegen oft schwer. Im polyvalenten Zwei-Hauptfächer-Bachelor bzw. dem Master of Education in Biologie soll diese Verknüpfung von außen angestoßen werden. Dazu wurden, basierend auf naturwissenschaftlichen Schlüsselkompetenzen (Core Science Practices), wie z.B. Experimentieren oder ethisches Bewerten, Vorschläge für professionsorientierte Aufgaben entwickelt, die einen Bogen zum späteren Beruf schlagen.
Core Science Practices in den Naturwissenschaften
Core Science Practices (CSP) beschreiben Schlüsselpraktiken der Naturwissenschaft (siehe Tabelle 1). Sie sind für das Verständnis der Naturwissenschaften elementar. Für das Lehrentwicklungsprojekt stellen sie den übergeordneten fachlichen Hintergrund dar. Die Core Science Practices sind auch auf nicht-naturwissenschaftliche Fächer übertragbar. Hierfür bilden die “Ambitious Practices” einen sinnvollen und nachvollziehbaren Rahmen (siehe Tabelle 1).
Verknüpfung von Core Science Practices mit dem Bildungsplan
Für Studierenden ist die Relevanz eines Inhalts bzw. einer Lehrveranstaltung leichter nachzuvollziehen, wenn eine direkte Verknüpfung zum aktuellen Bildungsplan deutlich wird (siehe Tabelle 1).
Tabelle 1: Core Science Practices für naturwissenschaftliche Lehrkräfte: Zuordnung und Vergleich der Core Science Teaching Practices mit dem Bildungsplan Biologie zu den fächerübergreifenden Ambitious Practices.
| Ambitious Practices (Windschitl et al. 2012) | Core Science Teaching Practices (Kloser 2014) | Bildungsplan (KM & LfS 2016) |
| Selecting big ideas, treating them as models | Focusing on Core Science Ideas, Crosscutting Concepts and Practices | Inhaltsbezogene Kompetenzen: Alle Basiskonzepte und Biologische Prinzipien |
| Eliciting students´ ideas, using them to adapt instruction | Eliciting, Assessing and Using student Thinking about Science | [Schülervorstellungen, Didaktische Rekonstruktion]1 |
| Choosing activity and framing intellectual work | Engaging students in investigations | Erkenntnisgewinnung: z.B. Experimente planen, durchführen und auswerten |
| Facilitating Classroom Discourse | Kommunikation: z.B. Informationen austauschen Bewertung: z.B. biologische Sachverhalte einordnen | |
| Constructing and Interpreting Models | Erkenntnisgewinnung: z.B. mit Modellen arbeiten | |
| Connecting Science to its applications | Bewertung: z.B. Anwendungen und Folgen biologischer Forschungsergebnisse ethisch bewerten (BO- Berufliche Orientierung als Leitperspektive) | |
| Pressing for explanation | Engaging students in investigations | Erkenntnisgewinnung: z.B. biologische Arbeitstechniken anwenden Kommunikation: z.B. Informationen beschaffen und aufarbeiten |
| Linking Science Concepts to Phenomena | Bewertung: z.B. biologische Sachverhalte einordnen |
Anmerkungen: 1 In eckigen Klammern: Entsprechungen der CSP in der deutschsprachigen Forschung. Zu diesen Aspekten finden sich keine korrespondierenden Angaben im Bildungsplan, wohl aber in der Rahmen-VO (LLPA-BW, 2015), die für die Ausbildung von Lehrkräften in Baden-Württemberg relevant ist: Präkonzepte, Lernhindernisse; begründete Auswahl von Zielen, Inhalten, Methoden und Medien.
Aufgabenkompendium für die Hochschullehre
Ein Ergebnis des Projekts ist ein Aufgabenkompendium, das Vorschläge für Aufgaben enthält, die in fachwissenschaftlichen Veranstaltungen eingesetzt werden können. Durch deren Einsatz wird in besonderem Maß Bezug zur künftigen Tätigkeit als Lehrkraft hergestellt. Als Grundlage für die Entscheidung, in welcher Phase des Studiums, welche Aufgaben sinnvoll sind, wurden die Niveaustufen nach Bybee (2002, Tabelle 2) herangezogen. In Bezug auf die Niveaustufen wird vorgeschlagen, im ersten und zweiten Semester auf der Funktionalen Stufe zu arbeiten und ab dem dritten Semester auf der Konzeptionellen und Prozeduralen Stufe. Im Master of Education Biologie können dann hauptsächlich Aufgaben aus der multidimensionalen Stufe genutzt werden (Tabelle 2). Die Aufgaben können von Lehrpersonen mit fachlichem Inhalt gefüllt werden und sind somit für verschiedenste Veranstaltungen anpassbar.
Tabelle 2: Core Science Practices-Aufgabenkompendium für den Einsatz im Bachelor sowie Master of Education Biologie.
| Semester | Niveaustufe (Bybee 2002) | Ambitious Practice\ (Windschitl et al. 2012) | Aufgabenkompendium |
| 1. und 2. | Funktionale Stufe (2.) | Selecting Big Ideas | An einem (oder mehreren) biologischen Prinzip vorgegebene Inhalte vergleichen |
| Eliciting students´ ideas | Zeichnung vor Beginn der Vorlesung anfertigen und nach der Vorlesung selbst verbessern | ||
| Choosing activity | Den Weg der Erkenntnisgewinnung anhand eines vorgegebenen Experiments nachvollziehen | ||
| Pressing for explanation | Aus Diagrammen Erklärungen (z.B. Trends oder Unterschiede) ableiten | ||
| 3. bis 6. | Konzeptionelle und prozedurale Stufe (3.) | Selecting Big Ideas | Allgemeingültigkeit biologischer Prinzipien auf selbstgewählte Inhalte anwenden, um Prozesse des Lebens einzuordnen |
| Eliciting students´ ideas | Zeichnungen analysieren und Fehler auf (Fehl-)Vorstellungen zurückführen | ||
| Choosing activity | Auf Grundlage einer vorgegebenen Fragestellung und Hypothese ein eigenes Experiment planen | ||
| Pressing for explanation | Hypothesen für ein beobachtetes Phänomen oder Verhalten eines Systems aufstellen | ||
| Master | Multidimensionale Stufe (4.) | Selecting Big Ideas | Inhalte des Studiums in Bezug auf die Big Ideas reflektieren und verknüpfen |
| Eliciting students´ ideas | Fehler und Verständnisschwierigkeiten in Zeichnungen identifizieren, die in Schul- oder Lehrbüchern abgedruckt sind | ||
| Choosing activity | Basierend auf ein Problem den gesamten Weg der Erkenntnisgewinnung mittels eines Experiments selbst durchlaufen | ||
| Pressing for explanation | Die eigene Meinung zu einem bioethischen Thema klar darlegen |
Weitere Erkenntnisse des Projekts beziehen sich auf den Einsatz der Aufgaben in der Hochschullehre und die Auswertung sowie Interpretation der Ergebnisse. Diese werden an anderer Stelle veröffentlicht und können bei Dr. Anne Liefländer erfragt werden.
Beispiel für ein Lernangebot auf Grundlage von Core Science Practices
Eine Schlüsselpraxis bei der Gestaltung von Unterricht ist beispielsweise die Erfassung von Schülervorstellungen. Mehrere Aufgaben aus dem Aufgabenkompendium wurden in der Praxis eingesetzt. Am Beispiel zum Vorschlag „Zeichnungen analysieren und Fehler auf (Fehl-) Vorstellungen zurückführen“ entstanden die in Abbildung 1 gezeigten verbesserten Zeichnungen einer Nervenzelle (3. Semester). Zahlreiche ähnliche Aufgaben sind zum Einsatz bereit und verknüpfen das Studium mit dem späteren Beruf.
Weitere Informationen
Literatur
Bybee, R. W. (2002). Towards an understanding of scientific literacy. In W. Gräber, P. Nentwig, T. Koballa & R. Evans (Hrsg.). Scientific literacy. Der Beitrag der Naturwissenschaften zur allgemeinen Bildung (S. 37-68). Leverkusen: Leske + Budrich.
Kloser, M. (2014). Identifying a core set of science teaching practices: a Delphi expert panel approach. Journal of Research in Science Teaching, 51(9), 1185-1217.
KM & LfS – Ministerium für Kultus, Jugend und Sport Baden-Württemberg & Landesinstitut für Schulentwicklung (2016). Bildungsplan des Gymnasiums, Biologie. Abgerufen am 12.04.2017 von www.bildungsplaene-bw.de
LLPA-BW (2015). Rahmenvorgabenverordnung Lehramtsstudiengänge – RahmenVO-KM vom 27. April 2015. Abgerufen am 08.01.2020 von http://www.landesrecht-bw.de/jportal/?quelle=jlink&docid=jlr-LehrRahmenVBWrahmen&psml=bsbawueprod.psml&max=true
Windschitl, M., Thompson, J., Braaten, M., & Stroupe, D. (2012). Proposing a core set of instructional practices and tools for teachers of science. Science Education, 96(5), 878-903.