Strukturiertes Wissen

Soll man mit dem gelernten Stoff jetzt und später Probleme lösen, so dürfen nicht Einzelfakten unverbunden nebeneinander stehen, sondern im Laufe des Unterrichts soll strukturiertes Grundwissen entstehen. Das hätte auch den Vorteil, dass es besser behalten wird und dass es ermöglicht, neue Informationen z.B. aus dem Internet zu prüfen und einzufügen. Das entstandene Bild der Wissenschaft besteht dann aus vielen Mosaiksteinchen, die zu einem Gesamtbild verbunden sind und sich gegenseitig stützen.

Eine Gesamtschau war schon immer das Ziel. Solange die Teildisziplinen im Vordergrund standen, war sie mit einigem Aufwand möglich. Das Wissen der Anatomie als „Wissenschaft von toten Lebewesen“ wurde in großen Atlanten zusammengetragen, Ergebnisse der Physiologie als „Wissenschaft von (gerade noch) lebendigen Lebewesen“ werden in Biochemie- und Physiologielehrbücher und in umfangreichen vernetzten Karten zusammengefasst.

Auch die Systematiker haben umfangreiche Werke der Flora und Fauna zusammengestellt.

Diese Übersichten sind aber für die Schülerinnen und Schüler keine große Hilfe, da sie nur Teilgebiete abbilden und zu sehr in die Tiefe gehen, da sie vorwiegend für Wissenschaftler gedacht sind. Heute ist es zwar schon üblich Struktur (Anatomie, Histologie, …) und Funktion (Biochemie, Physiologie) zu verbinden – aber zu einem biologischen System gehört mehr.

Für den Biologieunterricht ist das Problem einer Zusammenschau weitgehend ungelöst, von den Lehrbüchern der Oberstufe wird es nicht einmal thematisiert.

Dass das Bedürfnis groß ist, zeigt die für wissenschaftliche Bücher riesige Auflage des Atlas zur Biologie (dtv, München 1984)

In zwei Bänden wurde versucht, das biologische Grundwissen in Zusammenhängen (leider Plural) darzustellen. Dabei ergänzten sich jeweils die Abbildungsseite und die erläuternde Textseite hervorragend.

Noch erstrebenswerter wären Karten, die das gesamte Wissen darstellen und damit auch die Stellung der Naturwissenschaften und die Ergänzung durch Weltsichten der Geisteswissenschaften.

Eine Zusammenschau wurde im Mittelalter und danach (vor allem im 17. Jahrhundert) tatsächlich versucht.

Die deutschen Schulbücher der Oberstufe sind keine Hilfe, Grundwissen zu erarbeiten. Sie sind eine Aneinanderreihung von erzählten Geschichten („Naturkunde“ – von der Methodik her Stand des Brehms), die den naturwissenschaftlichen Gedankengang auf den Kopf stellen. Ohne Problemstellung wir ein Ergebnis einer fachwissenschaftlichen Untersuchung erzählt. Erst danach werden in einer „Box“ kleine Versuche und Arbeitsmethoden angefügt. Manchmal folgen „Anwendungen“, die sich eigentlich als Phänomene für eine Problemstellung geeignet hätten.
Die in den Büchern gestellten Aufgaben sind für die Oberstufe unangemessen. Sie unterscheiden sich nicht prinzipiell von denen der Sekundarstufe 1.

Einen guten Lösungsansatz gibt es in England.
Am Anfang eines Kurses steht meist ein Krankheitsfall (die Person und ihre Lebensumstände werden ausführlich dargestellt), der komplexe Ursachen hat, die nun nach und nach aufgeklärt werden. Untersuchungsmethoden auf allen Ebenen sind dazu nötig, die benutzten Arbeitsgeräte, Techniken und Labortests werden an der passenden Stelle des Untersuchungsverlaufs vorgestellt und die mit ihnen gewonnenen Ergebnisse dargestellt und interpretiert. Der Ablauf ist verzahnt und es entsteht ein komplexes Bild.

Salters-Nuffield: Advanced Biology A2, Oxford 2006 Duntze, Wolfgang: 25 Fälle Biochemie, München 2004

Zwei Schulbücher von Salters-Nuffield, die so vorgehen, sind auf der folgenden Internetseite besprochen.

Ähnliche Ansätze gibt es in der Reform der Medizinerausbildung; komplexe Fälle werden in ganzheitlicher Sicht untersucht und dargestellt.

1. Schritt zum Grundwissen – roter Faden

Im Gegensatz zu den meisten Stunden, die mit „Biologie im Kontext“ überschrieben sind, handelt es sich bei den englischen Schulbüchern um ein tragfähiges Konzept, das länger durchgehalten wird und den Stoff strukturiert. Es hat nichts mit dem zu tun, was im Moment modisch unter „Lernen im Kontext“ angeboten wird – bei diesen „neuen“ Vorschlägen werden alte Inhalte leicht umgestellt und mit einem neuen Etikett versehen.

Nun sind „Fälle“ (integrative case study) natürlich nicht ohne weiteres geeignet, zu einem strukturierten Basiswissen zu führen. Sie motivieren aber und zeigen, wie man die Serie der auftretenden Probleme löst. Die Arbeitstechniken werden dann eingeführt, wenn sie benötigt werden (und sind kein Selbstzweck) und es entsteht ein komplexes zusammenhängendes Bild, das der „Wirklichkeit“ mehr entspricht.

Man übt die naturwissenschaftliche Denkweise als Strukturierungshilfe fürs Problemlösen und lernt ein Arsenal fachspezifischer Geräte und Arbeitsweisen kennen.

http://www.bossert-bcs.de/biologie/lkGenetikA/index.htm
Es reicht aber nicht aus, dass die Lehrkraft den „Faden“ sieht, sondern es ist ein Ablaufplan für die Schülerinnen und Schüler nötig, der bei jedem Unterrichtsschritt eine Ortsbestimmung erlaubt und die Bedeutung des Teilschritts für das Gesamtziel hervortreten lässt.

2. Schritt zum Grundwissen - Prinzipien

Erste Überlegungen, wie man zu einer allgemein gültigen Struktur gelangen könnte, finden sich unter

Dort wurden das Grundkonzept und die Bedeutung von Prinzipien dargelegt – ihre genaue Ausgestaltung fehlt aber noch.

Wie man Funktionskreise und Strukturebenen so verknüpfen kann, dass automatisch Erklärungsprinzipien erarbeitet werden, wurde unter der schon oben angegebenen Internetseite zu Standards gezeigt. Ein Beispiel für die rekursive Anwendung der Denkprinzipien ist der oben abgebildete „Faden“ zur Entwicklungsbiologie. Was noch aussteht, ist eine Erarbeitung der Erklärungsprinzipien – dazu erfolgt ein erster umfassender Vorschlag in dem angekündigten Buch.

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Wissen im Überblick

Das Ziel: Strukturiertes Grundwissen

1. Schritt zum Grundwissen – roter Faden

2. Schritt zum Grundwissen - Prinzipien