Hier steht ein mäßig langer Titel: Hier steht ebenfalls ein mäßig langer Untertitel Dimensions of Modeling Competence: Investigating the Relationships between Modeling Metaknowledge, Modeling Practices, and Modeling Product

Das Modellieren ist zentraler Bestandteil naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung und die Entwicklung von Modellier-kompetenz wird als ein bedeutendes Ziel naturwissenschaftlicher Bildung definiert. Von angehenden Lehrkräften naturwissen-schaftlicher Fächer wird erwartet, dass sie im Laufe ihrer Ausbildung eine ausgeprägte Modellierkompetenz entwickeln. Die Modellierkompetenz wird in drei Dimensionen unterteilt: Modelliermetawissen, Modellierpraktiken und Modellier¬produkt. Während die einzelnen Dimensionen hinreichend erforscht sind, sind die Zusammenhänge zwischen ihnen bislang wenig unter-sucht. In diesem Projekt werden daher die Zusammenhänge zwischen den Modellierkompetenzdimensionen im Kontext der naturwissenschaftlichen Lehrkräftebildung untersucht. Die Studie wird in einem quasi-experimentellen Design durchgeführt, wobei quantitative und qualitative Methoden zur Erfassung von Modelliermetawissen, der Umsetzung von Modellier¬praktiken sowie der Genauigkeit und Erklärungskraft der entwickelten Modelle integriert werden. Das Sampling basiert auf einem mehr-stufigen, absichtsvollen Stichprobenplan: Ddas Modelliermetawissen wird bei angehenden Biologie¬lehrkräften erfasst und von diesen basierend auf ihren Antworten (nN = 50) zur Teilnahme an einer digitalen Modellierungsaufgabe ausgewählt. Hier modellieren die Teilnehmenden ein biologisches Phänomen zur Enzymaktivität, wobei ihre Modellier¬praktiken sowie die Genau-igkeit und Erklärungskraft des entwickelten Modells erfasst und bewertet werden. Anschließend wird das Modelliermetawissen der Teilnehmenden sowie der Kontrollgruppe, die die digitale Modellierung nicht durchführt, noch einmal erfasst. Die Daten werden hinsichtlich der Zusammenhänge zwischen den drei Modellierkompetenzdimensionen qualitativ und quantitativ analy-siert. Damit liefert diese Studie theoretisches Wissen über das Verhältnis der drei konstituierenden Dimensionen von Modellier-kompetenz. Der Artikel stellt das Studiendesign sowie den aktuellen Stand des Projekts vor.Modeling is a central component of the scientific endeavor, and modeling competence is defined as one goal of science educa-tion. Pre-service science teachers (PSTs) are expected to develop high modeling competence during their teacher education studies. The modeling competence is divided into three dimensions: modeling metaknowledge, modeling practices, and model-ing product. Although much is known about each of these dimensions, the relationships between them is less studied yet. This project, therefore, investigates these relationships in the context of science teacher education. The study will be conducted in a mixed-method quasi-experimental approach, integrating quantitative and qualitative tools for evaluating PSTs’ modeling me-taknowledge, engagement with the modeling practices, and accuracy and explanatory power of modeling products. Participants will be selected based on a multi-stage purposeful sampling approach: modeling metaknowledge from PSTs will be assessed and nN = 50 PSTs (n = 50) will be selected for participating in a digital modeling task. Here, PSTs will model a biological phenomenon of enzyme activity, whereby their modeling practices and their models’ accuracy and explanatory power will be recorded and evaluated. Following that, PSTs’ modeling metaknowledge will be once more assessed, compared to a control group that did not perform the digital modeling, and relationships between all three dimensions of the modeling competence will be explored. This study thus provides theoretical knowledge about the relationships between the three constituent dimensions of modelling competence. The article introduces the study design as well as the current state of the project

Moderate knowledge is not enough – a longitudinal study on knowledge and acceptance of evolution among pre-service science teachers

Evolutionswissen ist unerlässlich für ein Verständnis der Biologie und die Bewältigung aktueller biologischer Krisen. Um Evolution effektiv zu unterrichten, benötigen Naturwissenschaftslehrpersonen fundiertes fachliches Evolutionswissen (und fachdidaktisches Wissen) sowie eine hohe Akzeptanz der Evolution. Im europäischen Durchschnitt ist das Evolutionswissen von Naturwissenschaftslehrpersonen nur gering bis mäßig, während ihre Akzeptanz variiert. In die Schweizer Lehrpläne wurden kürzlich grundlegende Konzepte der Evolution von der Vorschule bis zur Sekundarstufe integriert. Es liegen jedoch nur wenige Informationen über das Wissen und die Akzeptanz von Evolution bei angehenden Naturwissenschaftslehrpersonen sowie über die Wirksamkeit von Biologiekursen in der Schweizer Lehrpersonenausbildung vor. In einer Studie über drei Jahre (Längsschnitt n = 32; Querschnitt n = 658) wurden das Wissen und die Akzeptanz von Evolution bei angehenden Schweizer Naturwissenschafts- und Nicht-Naturwissenschaftslehrpersonen mithilfe zweier etablierter Fragebögen (KAEVO 2.0 und ATEVO) erhoben. Das Evolutionswissen angehender Naturwissenschaftslehrpersonen nahm im Laufe ihres Studiums zu. Allerdings war es auch am Ende nur moderat und zeichnete sich durch hartnäckige alternative Vorstellungen aus, z.B. in Bezug auf die Vererbung von erworbenen Eigenschaften, Variation und Fitness. Die Vergleichsgruppe, die keine Biologiekurse besuchte, hatte zu allen Messzeitpunkten geringes Evolutionswissen. Beide Gruppen zeigten jedoch eine hohe Akzeptanz. Um die Effektivität der Lehre zu verbessern, werden das Modell der Didaktischen Rekonstruktion sowie eine stärkere Professi-onsorientierung für die Lehrpersonenausbildung diskutiert. Insbesondere die Vermittlung schulrelevanten Wissens, die Berücksichtigung alternativer Vorstellungen der Studierenden und die wiederholte Anwendung von Kernkonzepten in der Lehre könnten zur Erhöhung des Lernerfolgs der Studierenden beitragen.Understanding evolution is crucial for comprehending biology and addressing contemporary biological crises. To teach evolution effectively, science teachers need profound content knowledge of evolution and a high acceptance of evolution. On average, across Europe, science teachers’ knowledge of evolution is only low to moderate, while their acceptance levels vary. Switzerland has recently integrated fundamental concepts of evolution into school curricula, from early childhood education to secondary school. However, there is limited information on pre-service science teachers’ knowledge and acceptance of evolution and the effectiveness of biology courses within teacher education programs in Switzerland. In a longitudinal (n = 32) and cross-sectional (n = 658) study spanning 3 years, the knowledge and acceptance of evolution among pre-service science and non-science teachers in Switzerland were surveyed using two established questionnaires (KAEVO 2.0 and ATEVO). The knowledge of evolution observed in pre-service science teachers increased throughout their studies. However, even upon completion of their studies, knowledge remained at a moderate level. The students still held persistent alternative conceptions, e.g. regarding the heredity of phenotype changes, variation, and fitness. The comparison group, without biology courses, exhibited low levels of knowledge at all measurement points. Both groups, however, demonstrated high levels of acceptance. The Model of Educational Reconstruction is discussed as an approach for teacher education to improve the effectiveness of teaching evolution, along with a stronger focus on professional orientation. Specifically, imparting school-relevant knowledge, considering students’ alternative conceptions, and the repeated application of core concepts could contribute to increasing student learning outcomes

Diversity Education and Anti-Discrimination: Fostering Self-Reflection and Discourse Orientation among Pre-Service Biology Teachers

Gegenstand des Projektes ist die Konzeption eines biologiedidaktischen Seminars zum Thema Diversitätsbildung und Diskrimi-nierungskritik, das gemeinsam mit Lehramtsstudierenden in einem Design-Based-Research-Ansatz entwickelt wird. In An-schluss an Karim Fereidoonis und Nina Simons Verständnis von der Fachdidaktik als kritisch-reflexive Kulturwissenschaft dienen die Konzepte Intersektionalität und Science Capital in dem Seminar als Reflexionsrahmen für eine Beschäftigung mit Diskriminierung als mehrdimensionales Phänomen. Ziel des Seminars ist es, professionelle Handlungskompetenz in den Berei-chen Diversitätsbildung und Diskriminierungskritik zu fördern. Bezogen auf die Selbst- und Sozialkompetenz von Lehramts-studierenden zielt das Seminar auf eine selbstreflexive und diskursorientierte Auseinandersetzung mit Diversität als biologi-schen, kulturellen und politischen Inhalt eines diversitätssensiblen Biologieunterrichts. Begleitend zu dem Seminar werden in einem qualitativ-rekonstruktiven Forschungsansatz in Gruppen- und Einzelinterviews und einem als Reflexionsinstrument dienenden Portfolio die Vorstellungen der Studierenden zum Thema Diversität, von ihrer eigenen Rolle und Verantwortung als zukünftige Biologielehrkräfte und die von ihnen wahrgenommenen Herausforderungen eines diversitätssensiblen Biologieunter-richts erhoben.Objective of the project is the iterative development of a seminar for prospective biology teachers about diversity-sensitive and anti-discriminatory biology education. It will be co-created with the students using a design-based-research approach. Follow-ing Karim Fereidooni\u27s and Nina Simon\u27s understanding of didactics as critical-reflexive cultural studies, the concepts intersec-tionality and science capital serve as a framework for reflecting discrimination as a multidimensional phenomenon in the semi-nar. The seminar aims to foster professional competence regarding diversity education and critically approaching discrimination. It encourages the participants to engage in self-reflective and discourse-oriented exploration of diversity as a biological, cultural, and political dimension of inclusive biology teaching in order to foster self-competencies and social competencies. Accompany-ing the seminar is a qualitative-reconstructive research study that includes both group and individual interviews. These inter-views explore students’ attitudes regarding diversity, their responsibilities as future biology educators, and approaching the challenges of creating inclusive, diversity-sensitive biology lessons. Additionally, a reflective portfolio, which also serves as an instrument for reflection for participants, is used as a third method of data collection

Promoting species knowledge and coherence in teacher studies: concept and initial results of a research project in biology teacher studies at the University of Rostock

Der Rückgang der biologischen Vielfalt im Sinne des Verlustes von Ökosystemen, Arten und genetischer Vielfalt stellt eine globale Gefahr dar. Der Mangel an Expertinnen und Experten für bestimmte Artengruppen und das niedrige Niveau an Arten-kenntnis für viele Artengruppen in weiten Teilen der Gesellschaft sind ebenfalls besorgniserregende Umstände. Das Artenwis-sen kann in die Dimensionen „Formenkenntnis“, „Artenkenntnis“ und „Wissen über die Art“ (Tiefenwissen) unterteilt werden. Dies ermöglicht eine differenzierte Betrachtung der Facetten und derer Zusammenhänge. In diesem Beitrag wird ein Forschungsvorhaben vorgestellt, das darauf abzielt, Artenwissen im Biologielehramtsstudium mittels der Herstellung von Kohärenz durch Vernetzung fachwissenschaftlicher und fachdidaktischer Bezüge zu fördern. Mit einem design-based -research Ansatz wird eine kohärente Lehr-Lern-Gelegenheit im Rahmen eines Biologiedidaktikseminars konzi-piert, evaluiert und in zwei Zyklen einer Längsschnittstudie angepasst. Der Schwerpunkt des Beitrags liegt auf den Ergebnissen der Pretests, mit denen das Ausgangsniveau des Artenwissens der Studierenden bestimmt wurde. Das botanische und zoologische Artenwissen wird mit je einem Leistungstest ermittelt. Diese sind in die drei o.g. Dimensionen unterteilt. Die Ergebnisse der Pretests zeigen signifikante Korrelationen zwischen botanischem und zoologischem Artenwissen. Für die Dimension Artenkenntnis werden zwei Kodierungsmethoden verwendet. Die unterschiedlichen Kodierungsmethoden ermöglichen einen differenzierteren Blick auf diese Dimension. Die Unterteilung des Artenwissens in die Dimensionen scheint empirisch gerechtfertigt zu sein, da diese signifikant miteinander korrelieren. Zusammenhänge des Artenwissens mit den Vari-ablen Geschlecht und Alter lassen sich feststellen. Tiere werden häufiger korrekt benannt als Pflanzen.The decline in biodiversity represents a global threat. The low to medium level of species knowledge in large parts of society poses worrying circumstances. Knowledge of species can be distinguished into the dimensions of “Formenkenntnis”, “Ar-tenkenntnis” and “Wissen über die Art” (in-depth knowledge). This enables a differentiated view of these facets and their inter-relationships. This article outlines a research project aiming to promote knowledge of species by creating coherence through interconnected-ness of didactic and scientific references in biology teacher studies. Using a design-based -research approach, the coherent teaching-learning-opportunity in the context of a biology education seminary is designed, evaluated and adapted in two cycles of a longitudinal study. The article focuses on the presentation of the pretest results to determine the initial level of knowledge of species of pre-service teachers. Botanical and zoological knowledge of species is determined with one performance tests each. These are divided into the three dimensions mentioned above. The results of the pretests show significant correlations between botanical and zoological knowledge of species. Two scoring methods are used for the species knowledge (Artenkenntnis) dimension. These different scorings enable a more differentiated view on this dimension. The subdivision of knowledge of species into the three dimensions seems to be empirical-ly justified, as they correlate significantly with each other. There are correlations between knowledge of species and the variables of gender and age. Animals are correctly identified more often than plants

Is it all just a fight? : Students’ conceptions of aspects of immunological reactions

Schüler:innenvorstellungen stehen seit vielen Jahren im Fokus biologiedidaktischer Forschung, da sie den Ausgangspunkt für fachliches Lernen darstellen. Dabei wird die Individualität von Schüler:innenvorstellungen entsprechend der Theorie des er-fahrungsbasierten Verstehens betont und darauf hingewiesen, dass Faktoren, wie bspw. sprachlich-kulturelle und sozio-öko-nomische Aspekte sowie gesellschaftliche Entwicklungen und epochalprägende Ereignisse, diese Vorstellungen wesentlich beeinflussen und verändern können. Die Migrationsbewegungen der letzten Jahrzehnte und die dadurch zunehmende sprach-lich-kulturelle Diversität in deutschen Klassen sowie veränderte mediale Repräsentationen biologischer Phänomene, insbeson-dere im Zuge der Corona-Pandemie, stellen solche Einflussfaktoren dar. Deshalb wird im Rahmen dieser Studie das in den letzten Jahrzehnten bereits gut erforschte Thema Immunreaktion erneut aufgegriffen und hinsichtlich vorherrschender Schü-ler:innenvorstellungen untersucht. Entsprechend der gesellschaftlichen Entwicklungen wurde für die vorliegende Studie eine Stichprobe von 24 Gesamtschüler:innen verschiedener sprachlich-kultureller Hintergründe und fachlicher Niveaus ausgewählt, die in leitfadengestützten Interviews zu ihren Vorstellungen befragt wurden. Die Interviews wurden mittels Qualitativer In-haltsanalyse sowie systematischer Metaphernanalyse ausgewertet. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass sich die Schüler:in-nenvorstellungen im Vergleich zu den bisher dokumentierten Vorstellungen dahingehend verändert haben, dass sie teils als fachlich angemessener bewertet werden können, was möglicherweise auf die mediale Überrepräsentanz des Corona-Virus der letzten Jahre zurückzuführen ist. Zudem konnten bisher nicht dokumentierte Vorstellungen, u. a. zur fehlenden Verwendung der Kampf-Metaphorik, herausgearbeitet werden. Auffallend dabei ist, dass solche Vorstellungen nur bei Schüler:innen mit nicht ausschließlich deutschem sprachlich-kulturellem Hintergrund identifiziert werden konnten. Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass eine Aktualisierung des Forschungsstands im Bereich der Schüler:innenvorstellungsforschung angedacht wer-den sollte, da die Vorstellungen der aktuellen, diverseren Schüler:innenpopulation in den bislang dokumentierten Vorstellun-gen ggf. nicht angemessen repräsentiert werden. Deshalb wird im Rahmen dieser Studie das in den letzten Jahrzehnten bereits gut erforschte Thema „Immunreaktion“ erneut aufgegriffen und hinsichtlich vorherrschender Schüler:innenvorstellungen untersucht. Entsprechend der gesellschaftlichen Entwicklungen wurde für die vorliegende Studie eine Stichprobe von 24 Gesamtschüler:innen verschiedener sprachlich-kultureller Hintergründe und fachlicher Niveaus ausgewählt, die in leitfadengestützten Interviews zu ihren Vorstellungen befragt wurden. Die Interviews wurden mittels Qualitativer Inhaltsanalyse sowie systematischer Metaphernanalyse ausgewertet. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass sich die Schüler:innenvorstellungen im Vergleich zu den bisher dokumentierten Vorstellungen dahingehend verändert haben, dass sie teils als fachlich angemessener bewertet werden können, was möglicherweise auf die mediale Überrepräsentanz des Corona-Virus der letzten Jahre zurückzuführen ist. Zudem konnten bisher nicht dokumentierte Vorstellungen, u.a. zur fehlenden Verwendung der Kampf-Metaphorik, herausgearbeitet werden. Auffallend dabei ist, dass solche Vorstellungen ausschließlich bei Schüler:innen mit nicht ausschließlich deutschem sprachlich-kulturellem Hintergrund identifiziert werden konnten. Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass eine Aktualisierung des Forschungsstands im Bereich der Schüler:innenvorstellungsforschung angedacht werden sollten, da die Vorstellungen der aktuellen, diverseren Schüler:innen-Population in den bislang dokumentierten Vorstellungen gegebenenfalls nicht angemessen repräsentiert wird.Students’ conceptions have been the focus of biology didactic research for many years, as they represent the basis for knowledge acquisition. Thereby, the individuality of students’ conceptions is repeatedly emphasised. According to the theory of experience-based understanding, it is pointed out that factors such as linguistic-cultural, socio-economic aspects as well as social developments and epoch-shaping events can significantly influence and change these conceptions. These influencing factors include, e. g., immigration in recent decades and the associated increase in linguistic and cultural diversity in German classrooms as well as the changing media representations of biological phenomena, particularly following the coronavirus pandemic. Immune response, a topic that has been well researched in recent decades, will be re-examined with regard to stu-dents’ conceptions in this study, therefore. According to social developments, a sample of 24 comprehensive students from different linguistic and cultural backgrounds and performance levels were selected for the present study. They were asked about their ideas in guided interviews. The interviews were analysed via qualitative content analysis and metaphor analysis.The results show changes from previously documented conceptions to more scientifically appropriate conceptions, which may be due to medial overrepresentation of the coronavirus. Additionally, previously undocumented conceptions, e. g. a lack of use of the fight metaphor, which was only found among multilingual students, were identified. These findings indicate to consider updating the state of research in the field of students’ conceptions as the conceptions of the current, more diverse student population may not be adequately represented in students’ conceptions documented so far. “Immune response”, a topic that has been well research in recent decades, will be re-examined with regard to students’ conceptions in this study, therefore. According to social developments, a sample of 24 comprehensive students from different linguistic and cultural backgrounds and performance levels were selected for the present study and asked about their ideas in guided interviews. The interviews were analysed via qualitative content analysis and metaphor analysis. The results show changes from previously documented conceptions to more scientifically appropriate conceptions, which may be due to medial overrepresentation of the coronavirus. Additionally, previously undocumented conceptions, e.g. a lack of use of the fight metaphor, which was only found among multilingual students, were identified. These findings indicate to consider updating the state of research in the field of students’ conceptions as the conceptions of the current, more diverse student population may not be adequately represented in the students’ conceptions documented so far

The Development and Validation of an Instrument for Measuring Systems Thinking on Climate Change in Elementary School Students

Im Kontext der globalen Herausforderung des Klimawandels sollen Schülerinnen und Schüler im Rahmen einer Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) dazu befähigt werden, komplexe Zusammenhänge zu verstehen. Dafür ist es sinnvoll, ihr systemisches Denken zu fördern, also die Fähigkeit, komplexe Wirklichkeitsbereiche als Systeme zu erkennen, zu beschreiben und zu modellieren. Um die Wirksamkeit von Unterrichtsmaßnahmen zur Förderung systemischen Denkens überprüfen zu können, bedarf es eines passenden und handhabbaren Diagnoseinstruments. Ein solches Instrument, welches das Lösen komplexer Probleme mit Systemmodellen zum Klimawandel bereits bei Grundschülerinnen und Grundschülern erfasst, gibt es bislang nicht. Im Rahmen des Projektes SysDeKlima wurde deshalb auf Grundlage eines in höheren Jahrgangsstufen bewährten heuristischen Kompetenzstrukturmodells ein Messinstrument entwickelt, welches das systemische Denken auch bei Grundschülerinnen und Grundschülern, unter Einhaltung psychometrischer Gütekriterien, erfasst. Die Items des Testinstruments wurden anhand der Kennwerte einer ersten Pilotierungsstudie überarbeitet und im Rahmen einer darauffolgenden Hauptstudie an 293 Schülerinnen und Schülern der 4. Jahrgangsstufe der Primarstufe erprobt. Nach Erhöhung des Anforderungsniveaus in der zweiten Erprobung konnten die Itemtrennschärfen in den höheren Dimensionen systemischen Denkens verbessert werden, während die der unteren Dimensionen nach wie vor eher gering ausfallen. Das finale Testinstrument weist eine gute interne Konsistenz auf (Cronbachs α = .73). Die Validitätsbetrachtungen anhand eines argumentationsbasierten Ansatzes zeigen u.a. zufriedenstellende Korrelationen systemischen Denkens mit dem Fachwissen zum Klimawandel (konvergente Validität) sowie niedrige Korrelationen mit Personenmerkmalen (diskriminante Validität), was die Konstruktvalidität stützt. Mittels einer konfirmatorischen Faktorenanalyse wurden unterstützende Belege für die strukturelle Validität gesammelt, wobei die Dimensionalität des Konstrukts nur in Teilen nachgewiesen werden konnte. Hinweise auf die Instruktionssensitivität des Messinstruments lieferte der Einsatz in einer Intervention.In the context of the global challenge of climate change, students should be enabled to understand complex interrelationships as part of education for sustainable development. For this purpose, it is useful to foster their systems thinking, the ability to recognize, describe and model complex aspects of reality as systems. In order to evaluate the effectiveness of instruction in fostering systems thinking, a suitable and manageable diagnostic tool is needed. So far, there is no such tool that captures elementary school students\u27 ability to solve complex problems with system models on climate change. This project developed a test based on a heuristic structural competence model that has proven itself in higher grades. The presented test is designed to assess systems thinking in elementary school students according to psychometric quality criteria. The items of the measuring instrument were revised based on the item parameters of an initial pilot study and tested in a subsequent main study with 293 fourth grade students. After increasing the level of difficulty in the second test, the inter-item correlation in the higher dimensions of systems thinking improved, while that in the lower dimensions was still rather low. The final measuring instrument shows good internal consistency (Cronbach\u27s α = .73). Validity analyses using an argumentation-based approach show satisfactory correlations of systems thinking with domain-specific knowledge of climate change (convergent validity) and low correlations with personal characteristics (discriminant validity), which supports construct validity. A confirmatory factor analysis was used to gather supporting evidence in favor of structural validity, although the dimensionality of the construct was only partially supported. Supporting evidence in favor of the instructional sensitivity of the instrument was provided by its use in an intervention

Linking organisational levels to make cell membranes tangible: A proposal for student-centered threshold concepts and learning environment for upper grades

Molekulare Vorgänge an Zellmembranen zu verstehen hat nicht nur wissenschaftliche, sondern auch gesellschaftliche und damit didaktische Relevanz – veranschaulicht zum Beispiel durch die Entwicklung neuer COVID-19 Impfstoffe. Das Thema Zellmembran sinnvoll für die Oberstufe zu gestalten, ist allerdings oft eine Herausforderung für Lehrkräfte und Lehrplanentwickler:innen, da sich das wissenschaftliche Feld der Molekularbiologie sehr schnell entwickelt, inter-disziplinär und teilweise sehr abstrakt, also (für Schüler:innen) nicht direkt erfahrbar ist. Aufbauend auf dem Vergleich von Wissenschaftler:innen und Schüler:innenvorstellungen und deutschen Bildungsstandards der Hochschulreife schla-gen wir in diesem Artikel Schwellenkonzepte vor, die es für Schüler:innen mit dem Ziel, die Relevanz von Zellmembra-nen für unter anderem ihren eigenen Körper zu verstehen, zu überwinden gilt. Darauf aufbauend empfehlen wir konkre-tes Lernmaterial und Lehrstrategien für das Arbeiten mit Analogien und das Verknüpfen molekularbiologischer Grundla-gen der Zellmembranbiologie mit höheren Ebenen biologischer Organisation. Wir hoffen, dass die hier vorgeschlagene Lerneinheit als Impuls für eine direkte Anwendung und Erweiterung im Biologieunterricht fungieren kann.Understanding the molecular processes at cell membranes is important not only for scientific reasons but also for its societal and educational significance – evident, for example, in the development of new COVID-19 vaccines. However, the interdisciplinary, rapidly evolving, and often abstract, as in not directly perceivable, nature of cell membrane biology makes it difficult for educators and curriculum developers to create lessons that are meaningful for students. Building on the comparison between scientists’ and students\u27 conceptions as well as German Educational Standards for University Entrance, this article proposes threshold concepts that students need to overcome to understand the relevance of cell membranes for, amongst others, their own body. Based on this, we recommend specific learning materials and teaching strategies, such as working with analogies and connecting the molecular biology foundations of cell membrane biology with higher levels of biological organisation. We hope that the learning unit proposed here can serve as a starting point for direct application and further development in biology education

Entwicklung evolutionsbiologischer Konzepte am Schulstufenübergang

Ziel des vorliegenden Forschungsvorhaben ist es, zentrale Konzepte der Evolutionsbiologie, u.a. Variabilität und natürliche Selektion, bereits im Sachunterricht einzuführen, damit Schüler:innen zukünftige Themen des nachfolgenden Biologieunterrichts besser verstehen und biologische Phänomen wie die Angepasstheit naturwissenschaftlich adäquat erklären können. Damit einhergehend soll die Anschlussfähigkeit des Sachunterrichts an den weiterführenden naturwissenschaftlichen Unterricht gestärkt werden. Die vorliegende Feldstudie wird als quasiexperimentelle Langzeitstudie in Klassenstufe 3 bis 5 durchgeführt. In allen Lerngruppen findet eine Intervention im Prä-Post-Follow-up-Design statt. Es wird erwartet, dass sich die alternativen Denkfiguren der Schüler:innen hin zu naturwissenschaftlich adäquateren Vorstellungen weiterentwickeln und die Kompetenz der Lernenden, naturwissenschaftliche Erklärungen für Angepasstheit zu formulieren, weiterentwickelt

Außerschulische Lernorte und Serious Games: Untersuchungen zur Kombination der beiden Konzepte und des daraus erwachsenden Potenzials für Inklusion

Durch außerschulische Lernorte besteht für Biologielehrkräfte die Chance, Unterrichtsinhalte außerhalb der (Gestaltungs-) Grenzen des Schulgebäudes zu vermitteln. Im Vergleich mit schulischen Lernsituationen wird außerschulisches Lernen oftmals als anschaulich und lebensnah empfunden, ein weiterer Unterscheidungsfaktor kann die Fokussierung auf Primärerfahrungen sein. Werden diese Besonderheiten und die Chance, Fachinhalte aus anderen Perspektiven zu betrachten, in ein didaktisch sinnvolles Gesamtkonstrukt eingebunden, können daraus verschiedene Vorteile erwachsen: Zu nennen sind die Verknüpfung von theoretischem und praktischem Wissen, die Möglichkeit zum Einsatz anderer Medien und Methoden sowie gesteigertes Interesse der Schüler:innen am Lerngegenstand. Das vorrangige Kriterium für einen gewinnbringenden Unterrichtsgang zu Naturkundemuseen, Umweltzentren und vergleichbaren Lernorten ist stets die didaktische Konzeption des Besuchs bzw. die sinnvolle Einbettung in die Unterrichtseinheit. Hierbei muss berücksichtigt werden, dass der Besuch außerschulischer Lernorte mit Herausforderungen verbunden sein kann: Zum einen ergibt sich für Lehrkräfte ein gesteigerter Organisationsaufwand, zum anderen beeinflussen potenziell Barrieren den Lernerfolg der Schüler:innen. Solcherlei Barrieren können inhaltlicher oder physischer Natur sein und werden vor allem unter Bezugnahme auf den weiten Inklusionsbegriff deutlich, der Individualitätsmerkmale über sonderpädagogischen Förderbedarf hinaus berücksichtigt. Für außerschulische Lernorte ergibt sich die Aufgabe, didaktische Konzepte zu gestalten, in denen die Bedürfnisse möglichst vieler (potenzieller) Besucher:innen berücksichtigt werden. Hierzu stehen auch digitale Medien zur Verfügung. Serious Games erscheinen innerhalb dieses Fundus als besonders interessant, da sie die Nutzenden in eine aktive Rolle versetzen und diese Form der Selbststeuerung dem oftmals interessensgeleiteten und ebenso aktiven Lernen an außer-schulischen Lernorten ähnelt. In einer Interviewstudie wurden 25 Mitarbeitende an außerschulischen Lernorten zum Themenkomplex Inklusion sowie zum Einsatz digitaler Medien, schwerpunktmäßig digitaler Spiele, befragt. Die Ergebnisse geben Aufschluss darüber, inwieweit der Einsatz dieser Formate komplementär zur Arbeit vor Ort vorstellbar ist und welche Argumente aus Lernortsicht dafür oder dagegen sprechen. Die Ergebnisse der Interviews sollen zur Entwicklung eines Serious Games führen, an dem exemplarisch evaluiert wird, inwiefern die Kombination aus Lernortbesuch und Spiel dazu beiträgt, dass eine heterogen zusammengesetzte Lerngruppe die mit dem Unterrichtsgang verbundenen Lernziele erreicht