Lernen in Naturwissenschaften - verstehen und entwickeln

Die Forschung zeigt, dass innovative fachdidaktische Konzepte häufig nicht den Weg in die Unterrichtspraxis finden. Das Projekt NAWI-Konzepte beschäftigt sich am Beispiel der Unterrichtskonzepte choice2learn und chem.LEVEL aus dem Arbeitskreis Marohn mit der Frage, in welcher Weise ein solcher Transfer gelingen kann. Dazu verfolgt es neben dem "klassischen Weg" der Lehrkräftefortbildung den Ansatz des digitalen Transfers. Dafür wurde im Rahmen des Design-Based Research Ansatzes eine Website entwickelt, auf der die Unterrichtskonzepte und zugehörigen Lernmaterialien unter anderem über Erklärvideos vermittelt werden. Die Website soll Lehrkräften die Möglichkeit bieten, sich zeitlich flexibel und örtlich unabhängig mit den neuen Unterrichtsansätzen auseinanderzusetzen.

Bei der Gestaltung der Website wurden Erkenntnisse aus Theorien zum multimedialen Lernen und zum interface Webdesign berücksichtigt. Die Verständlichkeit der Videos sowie die Nutzung der Website durch Lehrkräfte wurden auf Basis von videographischen Erprobungen, Fragebogenstudien und Interviews untersucht und die Daten inhaltsanalytisch ausgewertet. Die Erkenntnisse bildeten die Grundlage zur schrittweisen Optimierung der Website.

Im Rahmen der Unterrichtskonzeption choice2reflect nach Jungkamp und Marohn erarbeiten Schülerinnen und Schüler wissenschaftliche Prüfkriterien. Diese sollen sie dabei unterstützen, Aussagen und Studien zu beurteilen und in kontrovers diskutierten Themen rationale Entscheidungen zu treffen. Band 9 dieser Reihe stellt die Konzeption vor und zeigt, dass die Prüfkriterien sinnvolle Werkzeuge zur Etablierung eines wissenschaftlichen Weltbildes bei Lernenden bilden können.

Im Fokus dieses Bandes steht die Weiterentwicklung der fünfphasigen Konzeption im Rahmen des Design-Based Research-Ansatzes: Weitere Prüfkriterien werden ausgearbeitet, im Unterricht erprobt und erforscht. So erfahren Lernende zum Beispiel was es bedeutet, zwischen Korrelationen und Kausalitäten zu unterscheiden, falsifizierbare Aussagen zu erkennen, Stichproben zu randomisieren oder Versuchsdokumentationen reproduzierbar zu gestalten.

Zudem werden die Unterrichtsmaterialien in einen weiteren kontroversen Kontext eingebettet: die Thematik Nahrungsergänzungsmittel. Mithilfe des entwickelten Materials explizieren Lernende zunächst ihren Standpunkt zur Kontroverse und werden nach Erarbeitung der wissenschaftlichen Prüfkriterien dazu angeregt, die eigene Position zu reflektieren.

In einem dritten Schritt des Projekts wird ein Prüfschema zur Anwendung der Wissenschaftskriterien entwickelt und empirisch untersucht. Anhand dieses Schemas können Lernende alltägliche Aussagen und empirische Studien auf Wissenschaftlichkeit überprüfen.

In Fake News, Werbetexten und Aussagen von Wissenschaftsleugnern finden sich häufig ähnliche Argumentationsmuster. Bei diesen handelt es sich um sogenannte "logische Fehlschlüsse", also ungültige Argumente. Beispiele bilden das Naturargument, das Traditionsargument oder die Scheinkausalität. Wird ein Standpunkt lediglich durch Fehlschlüsse untermauert, so kann dies ein Hinweis dafür sein, dass der Position eine faktenbasierte Grundlage fehlt. Um Lernende für diese Problematik zu sensibilisieren, wurde im Forschungsansatz des Design-Based Research das Unterrichtskonzept "feil: Fehlschlüsse identifizieren lernen" entwickelt und erprobt. Lernprozesse und Lernergebnisse der Schülerinnen und Schüler wurden anhand von Videografien, Artefakten sowie im Rahmen eines Prä-Post-Designs erforscht.

Das entwickelte Unterrichtskonzept führt Lernende an einen kritischen Umgang mit Argumenten heran. In vier aufeinander folgenden Phasen erarbeiten die Schülerinnen und Schüler relevante Fehlschluss-Typen. Dieses Wissen nutzen sie, um Argumente in lebensweltnahen Kontroversen anhand authentischer Materialien zu prüfen. Dabei üben die Lernenden, Fehlschlüsse in Instagram-Posts, in der Werbung, aber auch in ihrer eigenen Argumentation zu erkennen. Das Konzept richtet sich an naturwissenschaftliche Fächer ab der 8. Klasse. Durch den modularen Aufbau und die thematische Vielfalt der Lernmaterialien können Lehrkräfte Umfang und inhaltlichen Schwerpunkt der Unterrichtseinheit selbst bestimmen.