Reduzierung des Mikroplastikeintrags in aquatische Ökosysteme: Prädiktoren der Verhaltensintention von Schüler:innen und Evaluation eines Projekttags

Die zunehmende weltweite Plastikproduktion führt dazu, dass sich in allen Ökosystemen Mikroplastik anreichert, ohne abge-baut zu werden. Während das Recycling von Makroplastik seit Jahrzehnten in der Umweltbildung verankert ist, geraten durch aktuelle Forschung zum Thema Mikroplastik weitere Quellen in den Blick wie Reifenabrieb, Granulat auf Sportplätzen oder synthetische Kleidung. Um Unterrichtskonzepte zu entwickeln, ist es notwendig, die Prädiktoren für Verhalten zu identifizie-ren, das zu weniger Eintrag von (Mikro-)Plastik führt. In diesem Beitrag werden zum einen Ergebnisse zur Vorhersage der Verhaltensintention, weniger Plastik zu verbrauchen und häufiger Bus und Fahrrad zu fahren, präsentiert. Zum anderen werden Evaluationsergebnisse eines Projekttags mit Schüler:innen der Jahrgänge 5 und 6 (N = 349, Gymnasium) berichtet, an dem nach einer Untersuchung von Mikroplastik, seinen Quellen und Folgen für aquatische Ökosysteme das Alltagshandeln reflek-tiert wurde. Basierend auf der Theorie des geplanten Verhaltens konnte gezeigt werden, dass insbesondere die wahrgenommene Verhaltenskontrolle sowie ferner die Einstellungen und subjektive Norm die Verhaltensintention, weniger Plastik zu verbrau-chen und häufiger Bus und Fahrrad zu fahren, vorhersagen. Bzgl. dem Hauptprädiktor, der wahrgenommenen Verhaltenskon-trolle, konnten aus offenen Antworten Herausforderungen konkretisiert werden, die die Schüler:innen einige Wochen nach dem Projekttag retrospektiv berichteten: insbesondere das fehlende plastikfreie Supermarktangebot und Entscheidungen durch Haushaltsmitglieder. Die Evaluation ergab, dass es bei den meisten Prädiktoren und der Verhaltensintention leichte Zuwächse vom Prä- zum Posttest gab, im Follow-Up-Test jedoch ein deutliches Absinken. Auf Grundlage der Ergebnisse werden unter-richtspraktische Implikationen, insbesondere zum Umgang mit der wahrgenommenen Verhaltenskontrolle, diskutiert

Das Potential von Hochschulgärten für symbolische Naturerfahrungen

Gartenarbeit und die Beobachtung von Tieren ermöglicht sowohl Studierenden, als auch Schülerinnen und Schülern eine direkte und unmittelbare Erfahrung mit der Natur. Diese Naturerfahrungen sind auch ein wichtiges Element im Bereich der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) und dem Klimaschutz. Umweltfreundliches Verhalten wird z.B. durch den Aufenthalt in der Natur positiv beeinflusst (Richardson et al. 2020). Die direkte Auseinandersetzung mit der Natur kann zudem den Lernenden die Möglichkeit bieten die Bedeutung dieser Themen zu erfahren. Laut der Symboltheorie Cassirers (1965) und deren Weiterentwicklung durch Ulrich Gebhard (2020) werden aus bloßen Naturkontakten immer dann Erfahrungen, wenn ein Bedeutungszusammenhang zwischen dem Gegenstand und den Lernenden entsteht und das Gegenüber zu einem Symbol für diesen Zusammenhang werden kann. Basierend auf diesem theoretischen Konzept galt es zu überprüfen, inwiefern Studierende in ihren Hochschulgärten symbolische Naturerfahrungen machen. Die als Go-Along-Interview geführten Gespräche zeigten durch die qualitative Inhaltsanalyse, dass Hochschulgärten eine Vielzahl an Symbolisierungsanlässen bieten und diese von Studierenden auch wahrgenommen werden. Oft stand hierbei „Anschauungsmaterial“ des Schulgartens, wie einzelne Pflanzen oder Beete, als Symbol für Erinnerungen an diese Elemente im Wirklichkeitszusammenhang der Lebenswelt der Studierenden

Das Interesse von Schülerinnen und Schülern am Thema „Ökosystem Wald“ sowie an themenbezogenen Arbeitsweisen

Interessen gelten als einflussreiche Bedingungsfaktoren für das Lernen im Rahmen von schulischen und außerschulischen Kontexten. Neben der Berücksichtigung bereits bestehender Interessen von Schüler:innen stellt auch die Entwicklung von Interessen ein wichtiges Bildungsziel dar. Sowohl die Berücksichtigung von Schülerinteressen als auch die Gestaltung eines interessenfördernden Unterrichts erfordert eine Auseinandersetzung mit der Lebenswelt und den Interessen der Schüler:innen.In der vorliegenden Studie wurde das individuelle Interesse von 625 Schüler:innen der Jahrgangsstufen 7 bis 9 am Thema „Ökosystem Wald“ sowie an themenbezogenen Arbeitsweisen wie z. B. Tierbeobachtung, Pflanzenbestimmung oder Bodenuntersuchungen mittels Fragebogen mit einer fünf-stufigen Likert-Skala (von 1 bis 5) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich Schüler:innen für die Thematik eher weniger interessieren (M = 2.85), wenngleich das Interesse an verschiedenen Aspekten des Themas „Ökosystem Wald“ sehr unterschiedlich ausgeprägt ist. So interessieren sich Schüler:innen für die Schädigungen des Waldes (M = 3.71) und für Aspekte, die eine Wechselwirkung zwischen dem Menschen und dem Ökosystem widerspiegeln. Als besonders uninteressante Themen konnten die Pflanzen des Waldes z. B. Moose (M = 2.09) und Sträucher (M = 2.23), aber auch Aspekte, welche die strukturelle und funktionelle Organisation im Ökosystem Wald thematisieren, identifiziert werden. Bei themenbezogenen Arbeitsweisen stoßen vor allem die Tierbeobachtung (M = 3.74) und die digitale Pflanzenbestimmung (M = 3.25) auf das Interesse der Schüler:innen. Geschlechtsspezifische Unterschiede konnten nur sehr wenige festgestellt werden. Bezogen auf einen jahrgangsübergreifenden Vergleich konnte vor allem gezeigt werden, dass die Häufigkeit eines Waldbesuches in der Freizeit mit zunehmender Klassenstufe abnimmt.Die Ergebnisse werden vor dem Hintergrund bisheriger theoretischer und empirischer Erkenntnisse diskutiert und zuletzt unterrichtspraktische Empfehlungen abgeleitet, die zu einer Förderung des Interesses am Thema „Ökosystem Wald“ im Biologieunterricht beitragen könnten

Der Einsatz gestufter Lernhilfen als Unterstützung für Lernende im Kontext des biologischen Experimentierens: Einfluss auf die Schüler*innen-Motivation im Naturwissenschafts- und Mathematikunterricht

Experimentieren im Biologieunterricht als komplexer Problemlöseprozess könnte durch den Einsatz gestufter Lernhilfen gefördert werden. Aus lernpsychologischer Sicht unterstützen diese binnendifferenzierenden und selbstständigkeitsfördernden Instrumente die Kompetenzwahrnehmung von Schüler*innen. Gleichzeitig könnte dem Motivations- und Interessenabfall in den Naturwissenschaften begegnet werden. Vor dem Hintergrund fehlender mathematischer Kompetenzen bei der Auswertung eines Experimentes könnten zusätzliche gestufte Lernhilfen im Mathematikunterricht implementiert werden. Diese instruktionalen Unterstützungen könnten gleichzeitig einen positiven Einfluss auf die wahrgenommene Kompetenz und die intrinsische Motivation der Lernenden entfalten. Die vorliegende Studie untersuchte daher den Einfluss gestufter Lernhilfen während der Auswertung eines Experimentes im Biologieunterricht sowie im Rahmen einer Unterrichtseinheit zum Thema Lineare Funktionen im Mathematikunterricht auf die Kompetenzwahrnehmung und die intrinsische Motivation der Schüler*innen. Hierzu wurden 75 Lernende einer Versuchsschule (55,2 % weiblich; MAlter = 16.5 Jahre, SDAlter = 0.80 Jahre) in einer Unterrichtseinheit zum Thema Osmose im Naturwissenschaftsunterricht sowie zum Thema Lineare Funktionen im Fach Mathematik unterrichtet und Daten zur Kompetenzwahrnehmung und weitere Daten zur intrinsischen Motivation erhoben. Mithilfe von univariaten Kovarianzanalysen wurden für den Naturwissenschafts- und Mathematikunterricht deutliche deskriptive bzw. signifikante Unterschiede in der wahrgenommenen Kompetenz, zugunsten der Lernenden, die beim biologischen Experimentieren gestufte Lernhilfen nutzten, gefunden; tendenziell signifikante Unterschiede in der intrinsischen Motivation konnten nur für das biologische Experimentieren berichtet werden. Der zusätzliche Einsatz gestufter Lernhilfen im Mathematikunterricht konnte keine Hinweise auf eine erhöhte Motivation der Lernenden hervorbringen

Herausforderungen und Chancen der Textsorte „Versuchsprotokoll“ im Biologieunterricht für Schüler:innen mit Deutsch als Erst- und Zweitsprache

Die Förderung der Sprach- und Kommunikationskompetenz von Schüler:innen ist nicht nur die Aufgabe sogenannter Sprachfächer, sondern auch ein wesentliches Ziel des Biologieunterrichts. Studien naturwissenschaftsdidaktischer Forschungen zeigen, dass die Textsorte des Versuchsprotokolls sprachbildendes Potential bietet und somit mitunter die Möglichkeit eröffnet, die Sprach- und Kommunikationskompetenz im Biologieunterricht zu fördern. Da Schüler:innen beim Verfassen von Versuchsprotokollen auf bildungssprachliche Mittel zurückgreifen, die kognitiv anspruchsvoll und herausfordernd sind, setzt es sich diese Studie zum Ziel, typische Stolpersteine offenzulegen, denen Schüler:innen beim Schreiben begegnen. Dafür wurden 48 Versuchsprotokolle von 24 Schüler:innen im Rahmen eines analytischen Verfahrens ausgewertet und diskutiert, um mögliche Förderbedarfe und Chancen für einen sprachsensiblen Biologieunterricht abzuleiten. Die Ergebnisse zeigen, dass das Versuchsprotokoll vor allem Schüler:innen, deren Erstsprache nicht Deutsch ist, vor große Herausforderungen stellt

Erklärvideos im Biologieunterricht, vom informellen zum formalen Lernwerkzeug?! –: Ein Diskussionsbeitrag der Tagung „Transfer in Forschung und Praxis“

Erklärvideos können das fachliche Lernen bereichern, vorausgesetzt, sie werden didaktisch begründet ausgewählt oder produziert sowie eingesetzt. Beispielsweise unterstützen sie die mentale Vorstellungskraft und ermöglichen Lernenden eine gute Performanz sowie Sicherheit beim Experimentieren. Trotz ihrer Potenziale liegen bisher fast ausschließlich empirische Befunde aus der Instruktionspsychologie und nur wenige Untersuchungen vor, die sich aus einer fachdidaktischen Perspektive mit Erklärvideos auseinandersetzen. Angesichts der wachsenden Bedeutung von Erklärvideos beim informellen Lernen werden drei Thesen zum formalen Lernen im Biologieunterricht diskutiert, welche die Verfügbarkeit und Qualität von Erklärvideos, lernförderliche Einsatzszenarien und die professionelle Wissensbasis über Qualität und Einsatz von Erklärvideos betreffen. Ziel des Beitrags ist, die Diskussion zu den Thesen zusammenzufassen und in die Literatur einzuordnen. Es wird erläutert, anhand welcher Kriterien sich die Qualität von Erklärvideos einschätzen lässt, wie ein zielführender und didaktisch begründeter Einsatz von Erklärvideos aussehen kann und welches Wissen Lehrkräfte benötigen, um qualitativ hochwertige Videos zu erkennen und diese didaktisch begründet einzusetzen. Die in der Diskussion aufgezeigten Wirkungsbereiche von Erklärvideos verdeutlichen, wo zukünftige Forschung ansetzen kann, um die Unterrichtspraxis in der Biologie durch empirische Befunde zum lernförderlichen Videoeinsatz weiterzuentwickeln

Impfen gegen Krebs? : Unterrichtskonzept zum Thema Humane Papillomviren

Eine HPV-Impfung wird von der Ständigen Impfkommission (STIKO) für Jungen und Mädchen im Alter zwischen 9 und 14 Jahren empfohlen. Die Impfung kann eine Ansteckung mit Hochrisiko-HPV-Typen, insbesondere HPV 16 und 18, verhindern und damit das Risiko für Gebärmutterhalskrebs und andere Tumoren z.B. an Vulva, Scheide, Penis, After und im Mund-Rachen-Bereich deutlich senken. Die vorgestellte Unterrichtseinheit soll die Schülerinnen und Schüler durch fundierte und verständliche Informationen dabei unterstützen eine persönliche, begründete Entscheidung für oder gegen eine Impfung zu treffen. Grundlage dieser Entscheidung sind neben den bereitgestellten Informationen auch selbst recherchierte Fakten. Daher wird auch das Überprüfen von Internetseiten auf Glaubwürdigkeit und Seriosität thematisiert und so insbesondere die digitale Gesundheitskompetenz gestärkt

Vergleichende Analyse von scientific reasoning-Aspekten in Biologie-Lehrplänen für die Sekundarstufe II

Der Erwerb von Kompetenzen zum naturwissenschaftlichen Denken (scientific reasoning) wird in den nationalen Bildungsstandards gefordert. Damit naturwissenschaftliches Denken in den Unterrichtsalltag integriert wird, ist eine Implementierung in die rechtlich bindenden Lehrpläne erforderlich. Die styles of scientific reasoning (Experimentieren, Modellieren, Kategorisieren & Klassifizieren, deduktives, probabilistisches & historisch-evolutionäres Schlussfolgern) nach Kind und Osborne (2017) erlauben eine differenzierte Betrachtung des Konstrukts, indem sie auf einer prozeduralen und epistemischen Ebene verschiedene biologiespezifische Arbeits- und Denkweisen beschreiben. Mit der Analyse der Lehrpläne aller Bundesländer soll ein Überblick gewonnen werden, inwieweit verschiedene Aspekte der styles of scientific reasoning in den Lehrplänen implementiert sind. Die Analyse findet an den aktuell geltenden Biologie-Lehrplänen der Bundesländer für die Sekundarstufe II statt. Die Dokumente wurden auf Basis eines Kategoriensystems, das Kompetenzerwartungen zu den einzelnen styles enthält, kodiert. Über alle Lehrpläne hinweg ließen sich 20 Kompetenzerwartungen finden. Statt einer gleichmäßigen Berücksichtigung der styles zeigt sich eine Fokussierung auf die Arbeitsweise Experimentieren, dort auf vorwiegend prozedurale Subkategorien wie „Experimente durchführen“. Subkategorien aus dem style probabilistisches und historisch-evolutionäres Schlussfolgern finden sich selten wieder. Ein Zusammenhang zwischen der Anzahl der gefundenen Subkategorien und dem Erscheinungsjahr der Lehrpläne ist nicht erkennbar. Scientific reasoning ist hinsichtlich der styles demnach nur teilweise in den Lehrplänen repräsentiert. Explizit zu fördernde epistemische Aspekte treten genauso wie die Denkweisen probabilistisches und historisch-evolutionäres Schlussfolgern in den Lehrplänen selten auf

Wie kompetenzorientiert sind Reifeprüfungsaufgaben in Biologie an Österreichs Allgemeinbildenden höheren Schulen?

Seit dem Schuljahr 2014/15 wird die mündliche Reifeprüfung in Österreichs Allgemeinbildenden höheren Schulen verpflichtend kompetenzorientiert abgehalten. Anstatt wie bisher Reifeprüfungsfragen zu stellen, die von Schüler*innen hauptsächlich die Reproduktion von erworbenem Fachwissen verlangen, müssen Biologielehrer*innen nun Prüfungsaufgaben entwickeln, die den Kompetenzerwerb bei Schüler*innen sichtbar machen; d.h. die Fähigkeit, ihr Fachwissen in komplexen, lebensweltlichen Problemsituationen anwenden zu können. Studien aus Deutschland und der Schweiz haben bereits gezeigt, dass Biologielehrer*innen damit große Schwierigkeiten haben. In Österreich wird dies hier erstmals untersucht. Dazu wurden 100 Reifeprüfungsaufgaben, die von Biologielehrer*innen aus ganz Österreich im Zeitraum 2014-2016 entwickelt wurden, mittels eines Kategoriensystems quantitativ analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der Großteil der Prüfungsaufgaben lediglich die Reproduktion oder Reorganisation von Fakten- bzw. Konzeptwissen in innerfachlichen Anwendung-kontexten verlangen. Deutlich seltener sind Aufgaben, die einen tatsächlichen Transfer des erlernten Wissens auf neue Anwendungssituationen bzw. im Umgang mit komplexen Problemsituationen erfordern. Die Erkenntnisse aus der Studie wurden dazu verwendet, Handreichungen zu entwickeln, die Biologielehrer*innen gezielt bei der Entwicklung von kompetenzorientierten Prüfungsaufgaben unterstützen

Errors made by 5th-, 6th-, and 9th-graders when planning and performing experiments: Results of video-based comparisons

Some previously-published research deals with pupils’ errors in experimentation (manual mistakes, methodological errors, misconceptions and pupil-specific approaches). However, many of these studies work neither with pupils who experiment themselves nor with individually working pupils. The article presents the observed pupils’ errors of 9th (n1 = 12), 5th and 6th graders (n2 = 18), recorded during individual, open experimentation using videography (60 minutes per experiment) and sub-sequent analysis of observation protocols based on the video material and pupils’ experimentation report. In the inquiry, each pupil carried out two different experiments. The results replicate many errors described in the literature and also reveal new ones. When comparing 5th and 6th graders with 9th graders, very few differences could be observed in the pupils’ errors. The analysis of the strategies (pupils’ course of action) shows that five strategies (four strategies, one of which consist of two sub-strategies) could be assigned to all pupils, which are categorised as follows: ‘Initially, only one experimental trial with all variables’, ‘Control variables are varied in the experimental trials’, ‘Only the assumed variable(s) and the necessary variable(s) are included in the experimental trials’, ‘Working in engineer mode’, ‘Procedure without hypothesis’. Not a single pupil used the control of variables strategy correctly. The calculation of correlations between the occurrence of errors in the two different contents shows few significant correlations, except in hypothesis formulation, indicating that the occurrence of pupils' errors is content dependent