in Scientia Halensis

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scientia halensis 4/2002
Fachbereich Biologie
ZEITGEMÄSSER BIOLOGIEUNTERRICHT
FORSCHUNGSFELDER DER FACHDIDAKTIK
Wolfgang Lerchner und Lothar Schmidt
Die zunehmende Bedeutung, die dem Bildungsstand und der Qualität des Bildungssystems
in einer Wissensgesellschaft zukommt, macht qualitätsfördernde Maßnahmen im Bereich
des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts notwendig, sollen deutsche Schülerinnen
und Schüler sowie Studentinnen und Studenten im internationalen Leistungsvergleich
bestehen. Neben der Steigerung der Effizienz des mathematisch-naturwissenschaftlichen
Unterrichts an den Schulen sind Maßnahmen zur weiteren Qualitätsentwicklung der
Lehrerausbildung notwendig.
Es gehört zu den universitären Aufgaben der Fachdidaktiken, der Fachwissenschaften und
der Erziehungswissenschaften, diesen Prozess zu fördern. Der folgende Beitrag beleuchtet
zwei diesbezügliche Forschungsfelder der Fachdidaktik Biologie.
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Durch zielorientierte Exkursionen und Beobachtungen
im Freiland werden nicht nur
Artenkenntnisse vermittelt, lokale Umweltprobleme
erkannt, sondern auch naturrelevantes
Verhalten entwickelt und damit ein
schulspezifischer Beitrag zur Erhaltung der
biologischen Vielfalt geleistet.
Gentechnik und Biotechnik
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Beachtung neuer biologischer Konzepte
In einer zunehmenden Anzahl von Gebieten
der Biologie und anderer Naturwissenschaften
erfolgen heute die Forschungen
unter neuen Sichtweisen, die sich u. a. aus
den Entwicklungen in den Biowissenschaften
(z. B. der Molekularbiologie), aus der
Entwicklung anderer naturwissenschaftlicher
Disziplinen mit ihren Anwendungsbereichen
und aus der Vernetzung der früher
weitgehend isoliert betrachteten Untersuchungsgegenstände
ergeben. Die Biotechnik
und Gentechnik sind Beispiele für diese
Interdisziplinarität. Es bedarf zunächst des
Erschließens dieser Forschungsgebiete unter
fachdidaktischer Sicht. Dann erfolgt die
begründete Auswahl von biologischen Inhalten
unter dem Aspekt der Allgemeinbildung
für die Schulbiologie. Dafür sollen
zwei von uns bearbeitete Themenkomplexe
kurz betrachtet werden, die für die inhaltliche
Weiterentwicklung von Biologieunterricht
bedeutungsvoll sind:
Biologische Diversität (Biodiversität)
den Organismen ermöglichen, sich durch
neue genetische Kombinationen den Veränderungen
der Umgebung anzupassen.
2. Die organismische Ebene (Artenvielfalt)
kennzeichnet die Anzahl, die Frequenz und
das Vorkommen verschiedener Arten in einem
bestimmten Lebensraum.
3. Die ökosystemare Ebene (Vielfalt der
Ökosysteme) beinhaltet die verschiedenen
in einer Region auftretenden Ökosysteme,
d. h. die verschiedenen Wirkungsgefüge
(Struktur- und Funktionsbeziehungen) von
Pflanzen-, Tier- und Mikroorganismen-Gemeinschaften
mit der unbelebten Natur
(Stoffkreisläufe, Energiefluss).
Zum Verständnis von Biodiversität sind
Kenntnisse aus verschiedenen biologischen
Teildisziplinen, wie z. B. der Genetik, der
Ökologie, der Evolutionsbiologie, der Systematik
und der Naturschutzbiologie erforderlich.
Aber auch Probleme geologischen,
ökonomischen, politischen, ethischen und
ästhetischen Inhalts sind zu bedenken.
Für den Biologieunterricht ergibt sich in
diesem Zusammenhang die Aufgabe, die
Schülerinnen und Schüler über die Lernziele
für diese Problematik zu sensibilisieren.
Die Entwicklung in den Biowissenschaften
wurde durch die Fortschritte auf den Gebieten
der Gentechnik und Biotechnik unvorstellbar
forciert. Der Grund liegt darin, dass
die Methoden der Gentechnik nicht nur einen
Einblick in die Struktur der DNA gestatteten,
sondern dass es auch möglich
wurde, diese zu modifizieren.
So konnten auf der Basis dieser Entwicklungen
u. a. Biomoleküle in größeren Konzentrationen
produziert werden. Nicht zuletzt
wurden mit Hilfe der Gentechnik
wichtige Regulationsmechanismen aufgedeckt.
Aus der gegenwärtigen Diskussion
zur Gentechnik und Biotechnik ergibt sich
die Frage, wie die Schülerinnen und Schüler
auf inhaltliche und bioethische Aspekte dieses
Themenkreises vorbereitet werden sollen.
Auf dem Gebiet der Biotechnik muss
sich die Schulbiologie weiterhin auf die anwendungsorientierten
Teilbereiche von Mikrobiologie
und Biochemie beziehen (Herstellung
von Nahrungs- und Genussmitteln,
Pharmazeutika u. a.). In der Erweiterung
dessen geht es aber auch um Anwendungsbereiche
durch die Verwendung zellbiologischer
und molekularbiologischer Methoden
Der Begriff der Biodiversität ist für wissenschaftliche
Maßstäbe sehr jung, was
sich dahinter verbirgt, ist aber so alt wie
die biologische Forschung selbst. Biodiversität
umfasst die Vielfalt und damit auch
die Unterschiedlichkeit des Lebens auf unserer
Erde, in den von Lebewesen gebildeten
Lebensgemeinschaften, ihren Wechselbeziehungen
und Kreisläufen. Biologische
Diversität ist eine wesentliche Eigenschaft
biologischer Systeme, d. h. different zu
sein. Diese Verschiedenheit zeigt sich auf
allen Organisationsebenen des Lebens, wie
zum Beispiel auf der der Gene, der Organismen
und der Ökosysteme. Biodiversität
spiegelt sich auf drei Ebenen wider. Diese
haben für die Schulbiologie große Relevanz:
1. Die genetische Ebene (genetische Vielfalt,
Vielfalt der Genotypen) charakterisiert die
Gesamtheit der genetischen Variationen
von Populationen und Individuen, die es
Ökologische Exkursion im Auwald auf der halleschen Peißnitzinsel (2001)
Foto: L. Schmidt