in Scientia Halensis
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scientia halensis 4/2002<br />
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Fachbereich Biologie<br />
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20<br />
(z. B. künstlicher Transfer von Genen).<br />
Untersuchungen ergaben, dass es notwendig<br />
ist, <strong>in</strong> der gymnasialen Oberstufe systematisch<br />
Aspekte der Gentechnik im Biologieunterricht<br />
zu behandeln.<br />
Der Begriff Gentechnik wird dabei als Sammelbegriff<br />
für verschiedene molekularbiologische<br />
Techniken verwendet. Vorgeschlagene<br />
Inhalte s<strong>in</strong>d:<br />
• Biotechnik – Gentechnik,<br />
• Werkzeuge der Gentechnik: Enzyme zur<br />
Bearbeitung von DNA, Vektoren (»Genfähren«),<br />
Wirtszellen und Wirtsorganismen,<br />
• Herstellung rekomb<strong>in</strong>anter DNA-Plasmide,<br />
• Methoden der Analyse und Vermehrung<br />
von Nucleotidsequenzen (Gelelektrophorese,<br />
DNA-Sequenzierung, Polymerase-<br />
Kettenreaktion, Nucle<strong>in</strong>säure-Blott<strong>in</strong>g und<br />
Hybridisierung),<br />
• transgene Organismen,<br />
• Möglichkeiten der Gentherapie beim<br />
Menschen,<br />
• Gentechnologie <strong>in</strong> der Landwirtschaft,<br />
• mögliche Probleme und Risiken der Gentechnik.<br />
Die Rolle des Experimentierens<br />
Das Praktikum »Biologische<br />
Schulexperimente« –<br />
e<strong>in</strong>e wichtige Komponente<br />
der Lehrerausbildung (2002)<br />
Foto: H. Grimmer<br />
Im S<strong>in</strong>ne der wissenschaftspropädeutischen<br />
Grundbildung werden die Schüler<strong>in</strong>nen und<br />
Schüler mit Denk- und Arbeitsweisen der<br />
Naturwissenschaften vertraut gemacht. Im<br />
Wechsel und <strong>in</strong> gegenseitiger Ergänzung<br />
s<strong>in</strong>d Beobachtungen und Experimente im<br />
Freiland und im Labor durchzuführen. Sie<br />
bilden die empirische Basis z. B. für das<br />
Ableiten kausaler Beziehungen, für die Arbeit<br />
mit Modellen und das Erkennen und<br />
Lösen von Problemen. Dabei sollte das Experiment<br />
<strong>in</strong> den drei naturwissenschaftlichen<br />
Fächern Biologie, Chemie und Physik<br />
e<strong>in</strong>e hohe Priorität haben.<br />
Im Rahmen unseres Forschungsprojekts<br />
»Untersuchungen zur Qualität des naturwissenschaftlichen<br />
Unterrichts (Fächer<br />
Biologie, Chemie, Physik)« gehen wir von<br />
der bewiesenen Position aus, dass <strong>in</strong> der<br />
Weiterentwicklung des Experimentierens<br />
e<strong>in</strong> Schlüssel zur Verbesserung des naturwissenschaftlichen<br />
Unterrichts liegt.<br />
Zunächst verfolgen wir zwei Zielstellungen:<br />
1. Entwicklung neuer, erkenntnis<strong>in</strong>tensiver,<br />
schulrelevanter Experimente und 2. Gew<strong>in</strong>nung<br />
von Erkenntnissen zur <strong>in</strong>haltlichen<br />
E<strong>in</strong>b<strong>in</strong>dung des experimentellen Arbeitens<br />
mit se<strong>in</strong>er ganzen Abfolge <strong>in</strong> den Unterrichtsprozess.<br />
Das Schülerexperiment wird durch die Folge<br />
Beobachtung/Frage/Problem, Hypothese,<br />
Experiment, Verifikation (Bestätigung)<br />
resp. Falsifikation (Widerlegung) def<strong>in</strong>iert.<br />
Nur Unterricht, der den Schüler<strong>in</strong>nen und<br />
Schülern diese Folge von E<strong>in</strong>zelschritten<br />
vermittelt (experimenteller Unterricht),<br />
führt zum Verständnis des heute mit Abstand<br />
dom<strong>in</strong>ierenden Verfahrens der Erkenntnisgew<strong>in</strong>nung<br />
<strong>in</strong> der Fachwissenschaft<br />
Biologie.<br />
Für den Biologieunterricht muss man leider<br />
feststellen, dass dem Experiment nicht die<br />
notwendige Bedeutung beigemessen wird.<br />
Das bezieht sich auf die repräsentative<br />
Auswahl und die Durchführung von geeigneten<br />
Experimenten und vor allem auch auf<br />
die E<strong>in</strong>ordnung dieser <strong>in</strong> bestimmte Unterrichtse<strong>in</strong>heiten<br />
und deren didaktischer Begründung.<br />
Zwei Beispiele sollen Letzteres<br />
belegen.<br />
Im Rahmen biologiedidaktischer Forschung<br />
hat sich gezeigt, dass Schulexperimente<br />
aufgrund ihrer Stellung im Unterricht und<br />
ihrer didaktischen Funktion <strong>in</strong> drei Gruppen<br />
e<strong>in</strong>geteilt werden können:<br />
• Das e<strong>in</strong>führende Experiment dient dem<br />
E<strong>in</strong>stieg <strong>in</strong> e<strong>in</strong>e neue Fragestellung.<br />
• Das entdeckende Experiment folgt im Idealfall<br />
den Schritten, wie sie zur Kennzeichnung<br />
des Forschungsexperimentes dargestellt<br />
werden.<br />
Biotechnologie-Exkurs hallescher Lehramtsstudenten<br />
<strong>in</strong> die Brauerei Landsberg (2002)<br />
Foto: L. Schmidt<br />
• Das bestätigende Experiment hat zwei<br />
Aufgaben, nämlich die Bestätigung von<br />
Sachverhalten, die den Schülern bereits bekannt<br />
s<strong>in</strong>d, und die vertiefende bzw. veranschaulichende<br />
Wiederholung.<br />
Natürlich haben die Experimente aller drei<br />
Gruppen e<strong>in</strong>e didaktische Funktion im<br />
Unterrichtsprozess. Allerd<strong>in</strong>gs werden die<br />
Ziele des naturwissenschaftlichen Unterrichts,<br />
des naturwissenschaftlichen Arbeitens,<br />
erst voll realisiert, wenn wir uns den<br />
entdeckenden Experimenten <strong>in</strong> stärkerem<br />
Maße zuwenden. Hier gibt es erhebliche<br />
Defizite. Dieses Vorgehen gel<strong>in</strong>gt nur durch<br />
bewusst gestaltete Unterrichtsphasen, deren<br />
Organisationspr<strong>in</strong>zip dann das naturwissenschaftliche<br />
Arbeiten, natürlich <strong>in</strong><br />
elementarer Form, selbst ist.<br />
Wenn der experimentelle Zugang unter<br />
schulischen Bed<strong>in</strong>gungen nicht oder nur bed<strong>in</strong>gt<br />
möglich ist, dann ist der ausgewählte<br />
E<strong>in</strong>satz verschiedener Unterrichtsmedien<br />
notwendig. Der Bezug zu den neuen Medien,<br />
z. B. CD-ROM, ist vor allem bei den<br />
Themen zu empfehlen, die der unmittelbaren<br />
Anschauung durch die Schüler<strong>in</strong>nen<br />
und Schüler nicht zugänglich s<strong>in</strong>d, z. B.<br />
Genetik, Gentechnik, Immunbiologie.<br />
Es ist <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Zeit heftiger Kritik an dem<br />
Leistungsvermögen deutscher Schüler<strong>in</strong>nen<br />
und Schüler notwendig, die fachdidaktische<br />
Forschungsarbeit zu forcieren, die Lehramtsausbildung<br />
weiter zu entwickeln, die<br />
bewusste Zusammenarbeit mit den Schulen<br />
besser zu verzahnen und die Akzeptanz<br />
und Wertschätzung der naturwissenschaftlichen<br />
Fächer überzeugender auszuweisen.<br />
Wolfgang Lerchner absolvierte von 1967<br />
bis 1971 e<strong>in</strong> Lehrerstudium für die Fächer<br />
Biologie und Chemie an der halleschen<br />
Universität, wurde hier 1981 durch die<br />
Mathematisch-Naturwissenschaftliche<br />
(-Technische) Fakultät promoviert und habilitierte<br />
sich 1986. Seit 1995 hat er an der<br />
Mart<strong>in</strong>-Luther-Universität die Professur<br />
Didaktik der Biologie <strong>in</strong>ne.<br />
Lothar Schmidt studierte von 1972 bis<br />
1976 an der Universität Halle die Lehramtsfächer<br />
Biologie/Chemie. Er ist seit<br />
1982 wissenschaftlicher Mitarbeiter <strong>in</strong> der<br />
Abteilung Biologiedidaktik und wurde 1987<br />
promoviert.