Wie aber lernt und lehrt man etwas über ein Abenteuer des Denkens, in dem es auf die Kunst der sicheren Frage ankommt, während diese Frage in einem Raum gestellt wird, in dem die Antwort unsicher ist?
Dirk Baecker: Studien zur nächsten Gesellschaft, Frankfurt 2007

Soll der Stoff erarbeitet (problemorientierter Unterricht) und nicht erzählt („Naturkunde“) werden, so spielt auf Schüler- und Lehrerseite die Fragetechnik eine bedeutende Rolle. Da der Weg (naturwissenschaftliche Denkweise) das Ziel ist, müssen sich immer wieder beide Seiten in die Lage des Naturwissenschaftlers („Erstentdeckers“) versetzen.

Diese Art des Unterrichtens mildert auch das von Niklas Luhmann aufgestellte Paradoxon ab:
„Die Erziehung möchte weitergeben, woran man sich halten kann. Die Forschung setzt auf eine offene, gestaltungsfähige Zukunft mit mehr Problemen als Problemlösungen und mit einer überproportionalen Produktion von Nichtwissen. … Letztlich scheint die Lösung in einer Verschiebung des Problems in die Zukunft zu liegen. Man lernt, um wieder verlernen zu müssen, wenn es auf Genauigkeit oder Aktualität ankommt, …“
Niklas Luhmann: Das Erziehungssystem der Gesellschaft, Frankfurt 2002

Auch in anderen Berufsfeldern müssen die richtigen Fragen gestellt werden.

Geschäftswelt:
http://www.ruedenauer.de/Arbeitsmittel/Arbeitsmittel_QM-Audit/Fragetechnik/body_fragetechnik.html

Arzt – Patient:
http://www.google.de/search?hl=de&q=fragetechniken+linus+geisler&btnG=Google-Suche&meta=

Kommunikation, Präsentation und Moderation:
http://www.google.de/search?hl=de&q=fragetechnik+SoSe+2007&btnG=Google-Suche&meta=
http://www.aktiv-lernen.de/datoconsult/pdf/fragen_basistext_maerz2003.pdf

Unterrichtsplanung

Bei der Planung müssen Inhalte ausgewählt und die Vermittlung bedacht werden. Es handelt sich nicht um einen linearen Verlauf, sondern einen vielfach rückgekoppelten, sprunghaften Vorgang – ähnlich der Echternacher Springprozession.

Vorphase – das Thema

An einem Beispiel wird gezeigt, wie man konkrete Unterrichtsinhalte zu einem vorgegebenen allgemeinen Thema auswählt.
Im Lehrplan für Klassenstufe 11 sind in Hessen nur Themenbereiche vorgegeben – man muss / kann aus der Fülle der geeigneten Beispiele auswählen. Dazu benötigt man einen guten Überblick über die Stoffmenge oder man berät sich in der Fachkonferenz; Schulbücher sind selten brauchbar.

Meine Art des Vorgehens:
Allgemeines Beispiel eines Themenbereichs soll sein: Membranstruktur, Kanal, aktiver Transport
Ich gebe dann die Schlagworte in meine Datenbank ein. Siehe:
http://www.bossert-bcs.de/biologie/welt/ablage/index.htm
Für „#membran# and aktiver transport“ erhalte ich neun Fundstellen. Für „aktiver and transport#“ werden 26 Literaturstellen angezeigt – da man ohnehin alle Ebenen betrachten will, kann man bei der Suche „membran“ weglassen. Die Quellen und die weiteren in der Datei angegebenen Schlagworte sollte man sich in Ruhe und unvoreingenommen ansehen und dabei frei assoziieren. Bei dieser ersten Durchsicht treten sicher weitere Einzelfragen auf, die zu Internetrecherchen führen.
Als konkretes Beispiel habe ich dann Mucoviszidose ausgewählt.
Es verspricht, ein motivierendes Thema zu sein, alle Ebenen müssen einbezogen werden, viel Material steht zur Verfügung, …

Phase 1 – Discovery, die Entdeckungsphase¹

Nach dem ersten Überblick folgt ein unvoreingenommener Blick auf das fachwissenschaftliche Spektrum des Themas – nicht um das „Was?“ und schon gar nicht um das „Wie?“ zu erfahren, sondern um sich über die Materialfülle zu informieren. Noch nicht sichten!
D.h. die fachlichen Inhalte der aufgefundenen Quellen werden zusammengestellt.
Auf einem DIN A3 Blatt werden die Ergebnisse stichpunktartig notiert. Die Felder stehen zuerst als unverbundene „Inseln“ auf dem Blatt; das Thema steht nicht in der Mitte (dort stört es). Bei einer mind map führen die Linien zu Unterpunkten – mehr bedeuten sie nicht. Bei der folgenden Darstellung stehen die Pfeile, die nach und nach entwickelt werden, für Abhängigkeiten und Wechselwirkungen.

Beispiel

Die Übersicht klärt die Zusammenhänge.

Phase 2 – Dream, die Wunschphase¹

Das Ziel (aktiver Transport) ist klar, der Weg noch nicht. Materialien sind vorhanden, Zusammenhänge sind klar.
Man sollte seine „Träume“ nicht zu schnell einschränken – vielleicht lassen sie sich doch verwirklichen. Der Praxistest erfolgt erst in Phase 3.

Bevor man die Unterrichtsstunde strukturiert, sollte man sich an die Prinzipien erinnern.

Definitionen aus: Jürgen Mittelstraß (Hrsg.): Enzyklopädie Philosophie und Wissenschaftstheorie, Stuttgart 2004

In der Tabelle wurde Wissenschaft auf Wissenschaftspropädeutik reduziert; da der Schulunterricht aber aufgrund vielfacher einschränkender Vorgaben vorgeplant wird, bevorzuge ich den Begriff forschend-entwickelnder Unterricht.

Schematische Darstellung der Prinzipien, verknüpft mit dem Problem der Fragestellung

Die jetzt folgenden konkreten Überlegungen betreffen Lehrer und Schüler und können sowohl auf den Unterrichtsverlauf als auch auf Klausurfragen (erstellen und lösen!) bezogen werden.

Beginnt man mit „Phänomenen“, so sind nur ganz bestimmte Fragen (Operatoren) möglich und man darf nur ganz bestimmte Antworten erwarten und auch zulassen! Man bleibt ganz nahe an der Naturerscheinung – Deutungen z.B. sind noch gar nicht möglich! Man darf keinen der Schritte des naturwissenschaftlichen Gedankengangs überspringen.

Viele Menschen bleiben bei dem Anblick des Tieres, der Pflanze, einer bestimmten Situation stehen – man kann etwas schön finden, sich daran erfreuen und es bewundern, ohne sich zu wundern. Dann ergibt sich keine naturwissenschaftliche Fragestellung und der weitere Weg wird eben nicht beschritten. Das ist sicher der häufigste Fall.
Erst Anblick und Reflexion (Einbeziehen von Vorwissen) führen zu einer gezielten Beobachtung und zur naturwissenschaftlichen Fragestellung.

http://lunareye.net/images/birds/mallard_on_ice_10D_2007.jpg

Viele Leute haben schon Enten auf dem Eis stehen sehen, ohne sich zu wundern. Dann kann man unbelastet von Grübeleien Kaffe trinken gehen.

Beobachtung und Problemstellung bilden eine Einheit und hängen stark vom Vorwissen und der Übung im präzisen naturwissenschaftlichen Fragen stellen ab. Die Frage muss sich an „die Natur“ stellen lassen (Falsifizierbarkeitskriterium). D.h. diese Phase geht nahtlos in die Hypothesenbildung über – die eigentliche naturwissenschaftliche Fragestellung, auf die Experimente oder gezielte Untersuchungen die Antwort geben können. Die Hypothesenbildung kennt nur zwei Einschränkungen: es sollte keinen Widerspruch zu gesichertem Wissen geben und die Annahmen müssen durch einen Versuch überprüfbar sein.
Das Problem kann im Singular auftreten, Lösungsversuche gibt es immer viele. In dieser Phase sind spekulative Vermutungen geradezu erwünscht (brainstorming) – es sind aber noch keine Antworten möglich und zulässig.
Darf man auf dem Weg „vorwärts“ keinen Schritt überspringen, so sind rückwärts gerichtete Schleifen geradezu notwendig. Hat sich eine Hypothese nicht bewährt, so muss man das Verfahren neu beginnen. Eventuell muss man die Fragestellung präzisieren, eine neue Hypothese einführen, das Versuchsobjekt wechseln.
Hat man die Hypothese – bestärkt durch das Versuchsergebnis – vorläufig für den untersuchten Fall akzeptiert, so kann durch Induktion eine Generalisierung erfolgen. Dadurch werden Prognosen möglich, die wiederum experimentelle überprüft werden können.
Nach einer Zeit der Bewährung kann die Erkenntnis als Theorie formuliert werden – bis zur eventuellen Falsifikation falls die Verallgemeinerung voreilig war.

Phase 3 – Design, die Zielbildphasephase¹

Die allgemeinen Vorüberlegungen werden jetzt auf den konkreten Fall „Mucoviszidose“ übertragen. Die große, alles entscheidende Frage ist: Wie fängt man an?

1. Möglichkeit
Nahe liegend ist es, auf der Ebene des Organismus zu beginnen, Symptome zu schildern und so die Schülerinnen und Schüler zu interessieren und zu Fragen zu animieren.
- Atembeschwerden, zäher Schleim, …, geringe Lebenserwartung, …
- Es hieß schon lange bevor man die Krankheit kannte, dass ein Kind, das beim Kuss auf die Stirn salzig schmeckt, "verhext" sei und nicht lange leben werde …
Man ist bei Phänomenen auf der oberen zu betrachtenden Ebene; die Fragen nach den Ursachen stellen sich zwangsläufig ein.
Jetzt öffnet sich das weite Feld der Hypothesenbildung mit z. T. „wilden“ Spekulationen – weil das Basiswissen zu mager ist. Die Annahmen werden z. T. auch gesichertem Wissen widersprechen. Der Lehrer muss korrigierend eingreifen und dafür sorgen, dass noch keine Deutungen vorgetragen werden. Hat man mit einiger Anstrengung eine Liste von Vermutungen aufgestellt, eröffnet sich das nächste weite Feld: Was kann man näher untersuchen? Welche Experimente lassen sich durchführen? Auch hier ist die Mitarbeit sehr stark von Vorwissen (Untersuchungsmethoden, Geräte, Arbeitstechniken, …) abhängig.
Man kann sich leicht vorstellen, dass beide Phasen viel Zeit in Anspruch genommen haben – sie war sicher nicht vertan, man ist aber seinem Ziel keinen Schritt näher gekommen.

2. Möglichkeit
Zum Einüben des naturwissenschaftlichen Gedankengangs muss nicht immer der ganze Weg selbst beschritten werden. Da sich aus der Theorie, die aus der Lösung des Anfangsproblems hervorgegangen ist, neue Probleme ergeben, ist der ganze Vorgang ein dynamischer „ewiger“ Zyklus und man kann an einem beliebigen Punkt beginnen. Im Normalfall sind allerdings die Beobachtung und die Problemstellung als Ausgangspunkt vorzuziehen.
Der Lehrer schildert Symptome, Verlauf und Therapie der Krankheit und zeigt als letztes einer Serie von Bildern eine starke Vergrößerung der Zelltypen der Lungenbläschen (s. o.) eines gesunden Menschen mit der normalerweise vorhandenen Schleimschicht.
Es ist empfehlenswert sogar noch einen Schritt weiter zu gehen, da man nicht erwarten kann, dass Schüler aus dem Stegreif ohne Recherche einen Versuch entwerfen, der es erlaubt, den doppelten bidirektionalen Ionentransport aufzuklären. Und selbst wenn ein entsprechender Vorschlag gemacht würde, müssten dann von Lehrerseite die Versuchsergebnisse geliefert werden.
2.1 Ansatz A
Man zeigt nach dem Bild, das die Struktur der Lungebläschen zeigt, die beiden Bilder (s. o.) zur Membranstruktur und Membranfunktion der gesunden und kranken Epithelzellen.
Jetzt kann man ohne Probleme die Konsistenz des Schleims erklären und es ergeben sich weitere Fragen zum Transport, die auf molekularer Ebene geklärt werden können.
2.2 Ansatz B
Man zeigt, wie bei einer speziellen Diagnosetechnik (Ussing – Kammer, s. o.) Membraneigenschaften direkt gemessen werden können. Dann muss man versuchen, mit Hilfe der Messwerte die Symptome zu erklären.

Bei den Alternativen der 2. Möglichkeit ist man in dem engeren Spekulationsbereich des Deutens von Versuchsergebnissen und des Entwurfs ergänzender Experimente. Auf der untersuchten Zell- und Membranebene besitzen die Schülerinnen und Schüler Basiswissen, das sie gerade erst erarbeitet haben.

Jetzt ist die Grobplanung abgeschlossen.

Phase 4 – Destiny, die Umsetzungsphase¹

Nach der Grobplanung gilt es jetzt, den genauen Unterrichtsablauf in kleinen Sequenzen zu planen.
Es sind die im bisherigen Unterricht erarbeiteten Grundlagen zu bedenken und einzubeziehen, die zu deutenden Versuchsergebnisse müssen klar dargestellt sein, der Ablauf des Experiments muss nachvollzogen werden können, Zusatzinformationen müssen bereit gehalten werden, …
Alles kann nur gelingen, wenn beide Seiten motiviert und aktiv sind.
Es ist jedem Praktiker klar, dass nur eine Rahmenplanung möglich ist und es schlichtweg idiotisch ist anzugeben, welche Schüleraktivität man für 11.05h plant …
… und bei all dem sollten noch die folgenden allgemeinen Prinzipien des Problemlösens eingeübt werden.

Januar 2008
© B.Bossert