Konzeption und Evaluierung von fächerübergreifenden Forscherheften zum Biodiversitätsmonitoring: Beeinflusst eine Intervention das systemische Denken?

Abstract

Um Biodiversität flächendeckend erfassen und verstehen zu können, sind Interdisziplinarität, Partizipation, Kommunikation sowie systemisches Wissen erforderlich. In der Schule wird das komplexe Thema Biodiversität häufig eher „stiefmütterlich“ behandelt und nicht ganzheitlich betrachtet. Doch die Fähigkeit, systemisch zu denken, muss gefördert werden, da es in der Natur keine monokausalen Zusammenhänge gibt. Auch der partizipative Auftrag der Schulen, die Schülerinnen und Schüler am Ende der Schulzeit als mündige Bürger zu entlassen, wird nicht immer mit Engagement umgesetzt. Darüberhinaus sollte den Lernenden die Chance gegeben werden, über den Tellerrand zu schauen und fächerübergreifend zu arbeiten, damit sie später selbst befähigt sind, interdisziplinär zu forschen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, fächerübergreifende Unterrichtsmaterialien zum Thema Biodiversitätsmonitoring zu erarbeiten und zu untersuchen, welchen Einfluss eine Intervention mit diesen Materialien auf das systemische Denken der Schülerinnen und Schüler hat. Die vier fächerübergreifend konzipierten und miteinander verbundenen Forscherhefte zu den Subthemen Tiere, Pflanzen, Boden und Meteorologie wurden mit der partizipativen Datenbank-App „anymals+plants“ verknüpft und auf Kompatibilität zu den Berliner Rahmenlehrplänen überprüft. Die Rahmenlehrplananalyse hat ergeben, dass die fächerübergreifenden Forscherhefte thematisch und methodisch in viele Unterrichtsfächer der Doppeljahrgangsstufen 7/8 sowie 9/10 integriert werden können. Um die Entwicklung des systemischen Denkens bzw. Strukturwissens beobachten zu können, wurde die Methode Concept Mapping als Pre-Post-Test gewählt, d. h. Schülerinnen und Schüler der 8. und 9. Klasse konstruierten vor und nach der Intervention mit der Arbeit an den Forscherheften jeweils in Gruppen ein Concept Map. Das Projekt und die Materialien wurden im Anschluss von den Probandinnen und Probanden sowie den Lehrkräften mit Hilfe von Fragebögen evaluiert. Durch die Auswertung der Concept Maps konnte gezeigt werden, dass sich durchschnittlich sowohl das qualitative und quantitative Fachwissen als auch das Strukturwissen vom Messzeitpunkt I zum Messzeitpunkt II erhöht hat. Außerdem konstruierten die Schülerinnen und Schüler vermehrt netzartige und weniger zerklüftete Concept Maps. Die Ergebnisse der Fragebogenevaluierung haben bestehende Probleme und Fehler bei der Durchführung des Projekts identifiziert, die optimiert werden konnten, aber auch die positiven Seiten der Forscherhefte sichtbar gemacht. Die signifikanten Unterschiede der Komplexitätsindizes in den Pre- und Post- Tests deuten darauf hin, dass das Bearbeiten der Forscherhefte das systemische Denken fördert. Außerdem können die erarbeiteten Materialien fächerübergreifend eingesetzt und mit den Berliner Rahmenlehrplänen vereinbart werden. Die Evaluierung des Projekts durch Fragebögen für Lehrkräfte sowie Schülerinnen und Schüler hat dazu beigetragen, die Forscherhefte zu verbessern. Obwohl die App „anymals+plants“ nicht optimal für den Einsatz in der Schule geeignet ist, hat den Schülerinnen und Schülern das Design und die Idee gefallen, dass man immer und überall eine Sichtung von Tier- und Pflanzenarten mit Belegfotos in eine Datenbank hochladen kann. Damit nicht nur eventartig fächerübergreifend in der Schule unterrichtet wird, müssen die Rahmenlehrpläne interdisziplinär(er) gestaltet werden und auch in der Schulkultur ein Paradigmenwechsel vom linearen zum systemischen Denken stattfinden.

To conceive and understand biodiversity extensively, interdisciplinarity, participation and communication are necessary as well as systemic knowledge. Only little attention is frequently paid to the complex topic of biodiversity in school and it is mostly not looked at the subject in its entirety. However the ability to think in a systemic way needs to be encouraged because there are no monocausal relations in nature. In addition the participative task of schools to release the pupils as responsible be given the chance not to be restricted in only one's thinking and work interdisciplinary, to enable them to carry out research in this way later on. Aim of the present work is to develop interdisciplinary teaching materials for biodiversity monitoring and survey which impact an intervention with these materials has on the systemic thinking of the pupils. The four interdisciplinary conceptualized and interconnected Scientist Books with the subtopics animals, plants, soil and meteorology were linked to the participative database smartphone application “anymals+plants” and have been reviewed on their compatibility with the framework curriculum of Berlin. The framework curriculum analysis has shown that interdisciplinary Scientist Books can be integrated thematically and methodically in different subjects of the double academic years 7/8 and 9/10. For the development monitoring of systematic thinking respectively structural knowledge the method of Concept Mapping was chosen as a Pre-Post-Test. This means that pupils of the 8th and 9th form designed a Concept Map before and after the intervention of working with the Scientist Books. The project itself and the teaching materials were evaluated with the aid of questionnaires by the students and teachers afterwards. The average qualitative and quantitative specialised knowledge has increased as well as the structural knowledge shown by the Concept Maps at the different times of designing. Additionally, the students designed more net like and less jagged Concept Maps. The results of the questionnaire evaluation not only revealed existing problems and identified mistakes which can be optimised, but also outpointed positive aspects of the Scientist Books. The significant differences in the complexity indices between pre and post test indicate that working with the Scientist Books encourages systemic thinking. Moreover, the developed materials can be used interdisciplinary within the framework curriculum of Berlin. The Scientist Books could have been improved because of the evaluation of the students and teachers. Even though the application “anymals+plants” is not totally suitable for school use, the pupils liked the design and idea to upload animals and plants with photographies of them to a database without matter of time and place. Framework curricula need to be organised in a more interdisciplinary way to bring interdisciplinary teaching from an event to everyday school. In addition a change of paradigm in school culture from linear to systemic thinking is necessary for this.