Herunterladen - MDR

Die Bildungsstandards im Fach Biologie für den Mittleren Schulabschluss
45
Entwicklungsgeschichte der Natur sind Variabilität von Organismen, Evolution
sowie stammesgeschichtliche Verwandtschaft.
Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung
Während es im Kompetenzbereich Fachwissen um inhaltsbezogene Kompetenzen
geht, werden im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung die wissenschaftsmethodischen
Verfahren betont, mit denen biologische Erkenntnisse gewonnen
werden. Damit sollen Schülerinnen und Schüler nicht nur die zentralen
Inhalte der Biologie lernen, sondern auch einen Einblick in die Methoden gewinnen,
mit denen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diese Erkenntnisse
gewinnen. Zentrale wissenschaftsmethodische Verfahren der Biologie, sogenannte
fachgemäße Denk- und Arbeitsweisen, sind das hypothesengeleitete
Beobachten, Vergleichen und Experimentieren sowie die Modellbildung (KMK,
2005a). Innerhalb dieser Methoden werden bestimmte Arbeitstechniken wie das
Mikroskopieren und das Bestimmen von Lebewesen angewendet.
Das hypothesengeleitete Beobachten dient der systematischen Beschreibung
biologischer Phänomene, wie etwa des Verhaltens eines Tieres, eines Form-und-
Funktions-Zusammenhanges oder eines Entwicklungsprozesses. Biologische
Erkenntnisse über verwandtschaftliche Beziehungen, zum Beispiel zwischen
Arten, sowie über ökologische Ähnlichkeiten und Unterschiede erwerben die
Lernenden im Wesentlichen mit Hilfe des kriterienbezogenen Vergleichens. Mit
der Methode des Experiments können Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge aufgeklärt
werden (Wellnitz & Mayer, 2012).
Das wissenschaftliche Vorgehen innerhalb eines naturwissenschaftlichen
Erkenntnisprozesses lässt sich idealtypisch als eine Folge von Denkschritten
beschreiben: Fragestellung, Hypothese, Planung und Durchführung der Untersuchung,
Auswertung und Deutung der Ergebnisse (Mayer, 2007). Längsschnittanalysen
konnten einen signifikanten Leistungsanstieg für diese Teilkompetenzen
belegen (Grube & Mayer, 2010). Dabei fällt es Schülerinnen und
Schülern leichter, experimentelle Daten zu deuten als zu untersuchende naturwissenschaftliche
Fragestellungen zu einem biologischen Phänomen selbstständig zu
formulieren (Mayer, Grube & Möller, 2008). Das Verständnis, die Anwendung
und die Reflexion dieser Schritte sind zentrale Kompetenzen, die Schülerinnen
und Schüler beim Beobachten, Vergleichen und Experimentieren in einem kompetenzorientierten
Unterricht erlernen.
Naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung schließt die Modellbildung und
den Umgang mit Modellen auf verschiedenen Repräsentationsebenen ein. Solche
naturwissenschaftlichen Modelle sind theoretische Modelle (z. B. Vorstellungen,
Hypothesen) und deren Realisierungen als gegenständliche Modelle in Form dreidimensionaler
Gegenstände sowie zweidimensionaler ikonischer und symbolischer
Darstellungen (z. B. Struktur- und Funktionsmodelle, bildhafte Darstellungen).
Im Biologieunterricht werden insbesondere molekulare, dynamische und komplexe
Phänomene modelliert, die einer unmittelbaren Untersuchung im Unterricht
nicht zugänglich sind, zum Beispiel Zellvorgänge oder Wechselbeziehungen in
Ökosystemen. Daneben werden anatomische und physiologische Vorgänge bei
Tieren sowie insbesondere beim Menschen mittels Modellen erarbeitet, da sich
eine direkte Untersuchung oftmals aus ethischen Gründen verbietet. Im Kontext
naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung werden Modelle zur Beschreibung,
Untersuchung und Erklärung biologischer Phänomene eingesetzt; dies schließt die
kritische Beurteilung der Aussagekraft von Modellen ein.