Von „problemlösendem Unterricht“ gibt es zwei ganz verschiedene Vorstellungen; auf sie soll kurz eingegangen werden.
Die Grundidee geht auf John Dewey zurück. Das Wissen soll nicht vom Handeln getrennt werden, sondern es soll aus dem Handeln entstehen. Erst tun die Schülerinnen und Schüler etwas und aus dem Ergebnis lernen sie etwas und zwar für die nächste Handlung, die nun besser gelingen kann und weiter führt. Die Kenntnisse sind nicht von der Tätigkeit getrennt, für die man sie benötigt. Eine erste Problemlösung führt zur nächsten Fragestellung usw.
Wichtig ist, dass man von einer Fragestellung ausgeht, die vielfältige Möglichkeiten bietet. Ein hervorragendes Beispiel hierfür ist:
Laura Gould: Das Geheimnis der dreifarbigen Katzen, Basel 1997
Die Geschichte, die in dem Buch geschildert wird, fängt ganz harmlos an. Um Feldmäuse in der Garage und auf dem ganzen Anwesen zu bekämpfen, besuchte die Familie ein Tierheim und wählten zwei Katzenjungen aus – George und Max. „Er (George) besaß einen langen dünnen Schwanz, der gestreift war wie der eines Waschbären, und einen weißen Bauch. Doch sein Rücken war wundervoll orange und schwarz gefleckt, ... “ Max war schwarz mit einem weißen Fleck auf der Brust.
Die erste Untersuchung beim Tierarzt führte direkt zur Fragestellung. „Ich bin seit 28 Jahren Veterinär, und ich habe gehört, dass es dreifarbige Kater gibt, habe aber noch nie zuvor ein solches Tier gesehen.“ Er und noch zwei weitere Tierärzte staunten, konnten aber nicht erklären, warum praktisch alle dreifarbigen Katzen weiblich sind und wie es zu so seltnen Ausnahmen wie George kommt.
„Und damit begann mein Versuch, Georges Genetik zu entschlüsseln.“ – und das war, wie der Originaltitel „Cats are not peas“ andeutet, ein langwieriges Unterfangen.
Laura Gould erarbeitet sich ein umfangreiches genetisches Wissen.
An diesem Beispiel kann man gut klar machen, was man unter problemlösendem Unterricht verstehen sollte. Das Problem, die Fragestellung ergibt sich von selbst (!) aus einer Beobachtung „im Leben“, die Verwunderung auslöst, weil sie nicht in ein bekanntes Erklärungsschema passt. Dazu kommen eine hohe Motivation (Interesse an der eigenen Katze) und Ausdauer. Frau Gould interessiert sich eigentlich nur für das Zustandekommen der Fellfarbe ihrer Katze und gelernt hat sie „Genetik“. Ihr Anfangsproblem war nicht „Ich will Genetik lernen!“ Sie hat gehandelt und dabei festgestellt, dass man mit Genetik Probleme lösen kann, „etwas anfangen kann“. Ihr Wissen hat zum Verstehen geführt.
Jetzt bleibt für die Lehrkraft nur noch die kleine Aufgabe, den Fall auf 30 Schülerinnen und Schüler und zweimal 45 Minuten pro Woche zu übertragen. Dabei darf man selbstverständlich nicht das Buch lesen oder nacharbeiten – sonst hat man keine Probleme gelöst, sondern jemandem beim Problemlösen zugesehen.
Weitere Beispiele unter:
http://www.bossert-bcs.de/biologie/nuffield/index.htm
Die falsche Methode ist sehr weit verbreitet, obwohl sie, wenn man einen Schritt zurücktritt, ganz lächerlich erscheint.
„Wir (!) wollen heute Mitosestadien mikroskopieren, um die Kernteilung zu untersuchen.“
„Heute lernen wir (!) den Aufbau einer Nervenzelle kennen.“
Falls es keine „Vorgeschichte“ gibt und falls man bei der Struktur der Nervenzelle stehen bleibt (kann man in fast jedem Sekundarstufe 1 Biologieschulbuch sehen), haben die Schülerinnen und Schüler nur das übliche „Problem“, die Stunde zu überstehen.
Falls man im Sinne der „Stoffbewältigung“ eine andere Methodik wählt, so ist das legitim – man sollte dann aber nicht das falsche Etikett aufkleben.
„Kenntnisse und Fertigkeiten von anderen zu übernehmen ist keine Schande. Man muss solches lernen, um in unserer Gesellschaft zu überleben. Aber wenn dies die einzige oder vorherrschende Form der Aneignung bleibt, zerfällt in den Menschen die Wahrheitsfähigkeit."
Horst Rumpf
Sehr motivierend und lebensnah ist es, mit einem Krankheitsfall zu beginnen. Man ist betroffen und Fragen ergeben sich von selbst.
http://www.bossert-bcs.de/biologie/motivation/mot.htm
http://www.bossert-bcs.de/biologie/nuffield/index.htm
Fall - Beispiele findet man in:
Benjamin A. Pierce: Family Genetic Sourcebook, New York 1990
Manfred Reitz: Gene, Gicht und Gallensteine, Weinheim 2001
Armand Marie Leroi: Tanz der Gene, München 2004
Da zur Humangenetik hingeführt und die Erkenntnisse auch schon in Jahrgangsstufe 9 (Hessen) nachvollzogen werden sollen, empfiehlt sich ein Beispiel, das anschaulich ist und bei dem Enzyme, Chromosmen und DNA zur Anfangsinterpretation noch nicht nötig sind. Diese Anforderungen erfüllen z.B. das Auftreten der Spalthand (Ektrodaktylie), die erstmals in einer Familie „Cleppie-Bells“ in England auftrat und Mukoviszidose (cystische Fibrose), die sehr häufig ist und deren molekularen Ursachen weitgehend aufgeklärt sind (d.h. das Beispiel kann später wieder aufgegriffen werden).
Am Beispiel des Hessischen Biologielehrplans (Gymnasium, G9) wird ein Vorschlag unterbreitet, wie man eine Einführung in die Humangenetik gestalten könnte.
Bei einem problemlösend angelegten Unterricht sind die „verbindlichen Unterrichtsinhalte“ als (Lern-)Ziele anzusehen und die Hinweise der rechten Spalte des Lehrplans (hier die mittlere) geben Anhaltspunkte, die man so aufbereiten kann, dass sich eine Problemstellung ergibt. Um diese Probleme dann zu lösen, muss man sich die „Ziele“ erarbeiten – hier wird der naturwissenschaftliche Gedankengang nachvollzogen.
Folgt man dieser Auffassung, ist die Anordnung im Lehrplan nicht immer durchdacht.
Lehrplan (die beiden linken Spalten) und Kommentar
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Ziel |
Material |
Bemerkungen |
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Erbgang eines einfachen Merkmals |
Zungenrollen, Blutgruppen des Menschen |
Geht man davon aus, dass das untersuchte Beispiel motivieren soll, wäre etwas Interessanteres und Komplexeres sicher geeigneter |
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Erbgang krankhafter Merkmale |
dominant: z.B. Kurzfingrigkeit |
Mit den Bezeichnungen „krankhaft“ und „normal“ sollte man sehr vorsichtig umgehen. |
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Bildung der Geschlechtszellen |
Mitose, Meiose (in stark vereinfachter Form) |
falsche Zuordnung in den Spalten, |
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Karyogramm des Menschen |
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Numerische Aberrationen |
Trisomie, Monosomie |
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Gesellschaftliche Bedeutung von Erbkrankheiten |
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Hier ginge man besser auf die Bedeutung / Aussagekraft einer Beratung für Paare ein. |
Fakultative Unterrichtsinhalte / Aufgaben
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Methoden der Gentechnik |
Gentest, Gentherapie, Klonen |
entfällt, ® 12/1 |
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Erbgang des Rhesusfaktors |
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zusammen mit den Blutgruppen |
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Erbgänge weiterer krankhafter Merkmale |
Bluterkrankheit, Rot-Grün-Schwäche |
zur Übung ohnehin wünschenswert |
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Strukturelle Aberrationen |
Katzenschrei-Syndrom |
als Ergänzung bei n. A.., aber anderes Beispiel |
Hier endet der kommentierte Lehrplan.
Umgearbeiteter Lehrplan (die Spalten haben nun andere Inhalte)
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Situation, die zu einem Problem führt |
Methoden, Arbeitstechniken |
Ergebnisse |
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Fall: Eine Krankheit bzw. ein bestimmtes Merkmal kommt in einer Familie vor. Wird das Merkmal vererbt? |
Analyse des Materials (Abbildung, Beschreibung), |
Die Krankheit bzw. das Merkmal hängt nicht / teilweise / völlig vom Erbgut ab. |
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Einer oder beide Partner und / oder Angehörige sind Träger eines Erbmerkmals – wären die Kinder betroffen? |
Tier- und Pflanzenkreuzungen |
Mendelsche Regeln (1. und 2.), |
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Kann man die Regeln auf den Menschen übertragen? |
Stammbaumuntersuchung |
Stammbaum kann analysiert werden |
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Film / Dias: befruchtete Eizelle teilt sich (bis 8- oder 16-Zellstadium), |
Untersuchung von Stadien der Zellteilung |
Chromosomen, Mitose |
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Unterscheiden sich die Menschen in ihrer Chromosomenausstattung? |
Karyogramme |
Paare, xx, xy, x0, Trisomie 21 |
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Wie kommt es zu Abweichungen bei der Zahl? |
Untersuchung von Eizellen- / Spermienbildung |
Meiose |
Der geschilderte Fall interessiert die Schülerinnen und Schüler sehr; sie sind betroffen und entwickelt sich ein lebhaftes Unterrichtsgespräch. Das Beispiel ist nicht für alle Jahrgangsstufen (Enzymwirkung) gleich gut geeignet.
Die Texte sollten zu Hause gelesen werden; im Unterricht kann man dann gemeinsam die Fragen beantworten.
Der folgende Text stammt von Stephanie Flatau.
Wichtig in diesem Zusammenhang ist die Verwendung einer neutralen Begrifflichkeit im Unterricht wie „abweichendes Merkmal“, die nicht gleichzusetzen ist mit dem negativ besetzten Begriff „Krankheit“. In der Natur gibt es zahlreiche Abweichungen, die den Merkmalsträger nicht beeinträchtigen müssen. Und selbst wenn es eine Beeinträchtigung gibt, können durch Abweichungen auch Vorteile für den Merkmalsträger entstehen. Beispielhaft für eine derartige genetische Abweichung sei die Sichelzellenanämie genannt, die für den homozygoten Merkmalsträger eine geringe Lebenserwartung zur Folge hat. Auch heterozygote Merkmalsträger sind durch Sauerstoffmangel beeinträchtig, jedoch nicht lebensbedrohlich. Weil die Entwicklung der Malariaerreger in den abnormen roten Blutkörperchen gestört ist, sind sie jedoch malariaresistent. In malariagefährdeten Gebieten überwiegen deshalb die Vorteile der Sichelzellenanämie gegenüber ihren Nachteilen und die Bezeichnung „krank“ relativiert sich.
Siehe auch: http://www.bossert-bcs.de/biologie/epistem/index.htm
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Juni 2007
© B.Bossert