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Schülervorstellungen zu Zersetzungsprozessen im Lebensraum Wald

Hausarbeit 2017 15 Seiten

Biologie - Ökologie

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Theoretische Herleitung des Erkenntnisinteresses der Studie forschenden Lernens
2.1 Schülervorstellung unter moderat konstruktivistischer Sichtweise und die Relevanz für den Lernprozess
2.2 Gegenüberstellung von Studienergebnissen (SV) und fachlichen Vorstellungen
2.3 Forschungsstand
2.4 Fragestellung und Zielsetzung dieser Studie forschenden Lernens

3 Methode
3.1 Forschungsdesign und Erhebungsinstrument
3.2 Probandenbeschreibung
3.3 Datenauswertung
4 Ergebnisse
4.1 Allgemeine Vorstellungen über den Zersetzungsprozess
4.2 Vorstellungen „Überlege wo die Erde auf dem Boden herkommt?“
4.3 Vorstellungen über die Zersetzung von verschiedenen Materialien

5 Diskussion

6 Methodenkritik

7 Perspektiven für den Unterricht

8 Literaturverzeichnis

1 Einleitung

„ Wenn die Blätter vom Baum fallen , werden die Blätter erstmal richtig braun und dann zerknittern die braunen Blätter und verschwinden dann irgendwie . Also dann werden die Blätter weggeweht oder so“ (7. Klasse ).

Wie das angeführte Zitat aus der vorliegenden Erhebung zeigt liegen bereits vor der unterrichtlichen Auseinandersetzung bestimmte Vorstellungen und Unklarheiten über die Zersetzung von organischem Material vor, die sich von fachlichen Vorstellungen - die im Unterricht vermittelt werden sollen - unterscheiden. Zudem ist das vorliegende Zitat für das Verständnis und das Bewusstsein von naturwissenschaftlichen Zusammenhängen exemplarisch: Sie werden kaum wahrgenommen und als selbstverständlich erachtet. Besonders Zersetzungsprozesse sind für viele Schülerinnen und Schüler[1] im Alltag nicht greifbar, da diese sehr langsam ablaufen oder „makroskopisch nicht wahrnehmbar sind“ (HAMANNN & ASSHOFF, 2014, S.213). Infolgedessen spielen in unserer schnelllebigen Industrie- und Dienstleistungsgesellschaft und in unserer Wahrnehmung ökologische Themen nur eine untergeordnete Rolle (bpb, 2013), der den Anspruch gelten macht, naturwissen-schaftliche Erkenntnisse im Unterricht zu vermitteln, um ein ökologisches und nachhaltiges Bewusstsein zu schaffen. Auch aus biologiedidaktischer Sicht stellt die Erforschung von Schülervorstellung eine zentrale Voraussetzung für die Planung von Unterricht dar (HAMMANN & ASSHOFF, 2014, S.11; REINFRIED & SCHULER 2009, S.122f). Nach dem moderat konstruktivistischen Ansatz ist Lernen ein aktiver Prozess, bei denen Schüler auf der Grundlage ihrer Erfahrungen individuelle Vorstellungen zu einem Lerngegenstand konstruieren (RIEMEIER 2007, S.71f., DUIT, 2008, S.3, DUIT, 1997, S.240). Dementsprechend sollte im Unterricht aktiv mit vorhandenen Schülervorstellung gearbeitet werden, zumal diese sich als wertvolle Anknüpfungspunkte für die Weiterentwicklung für Lehr- und Lernsituationen bewährt haben (DUIT 2006, zit. n. REINFRIED & SCHULER 2009, S.122 , REINFRIED, 2007, S.22).

Vor diesem Hintergrund hat die vorliegenden Studienarbeit das Ziel Schülervorstellungen von Siebtklässlern mittels eines qualitativen Erhebungsinstruments zum Thema Zersetzungsprozesse im Lebensraum Wald zu erheben. Zu Beginn der Studie erfolgt eine zusammenfassende Erläuterung über die wichtigsten theoretischen Grundlagen wie Schülervorstellung unter moderat konstruktivistischer Sichtweise, die Relevanz für den Lernprozess und eine Gegenüberstellung von fachlichen Vorstellungen und Schülervorstellungen. Daran schließt sich eine Zusammenfassung des Forschungs-standes an. Aufbauend auf den theoretischen Ausführungen wird die Methode und die Ergebnisse deskriptiv dargestellt. Nach der Diskussion der Ergebnisse werden Leitlinien für den zukünftigen Unterricht zu Grunde gelegt.

2 Theoretische Herleitung des Erkenntnisinteresses der Studie forschenden Lernens

2.1 Schülervorstellung unter moderat konstruktivistischer Sichtweise und die Relevanz für den Lernprozess

Im Rahmen der Studienarbeit werden Schülervorstellungen im moderat konstruk-tivistischen Sinne als „subjektive gedankliche Konstrukte“ aufgefasst (GROPENGIEßER 2007a, S.31; BAALMANN et al. 2004, S.8), die weder von der Lehrkraft weitergegeben noch vom Lernenden aufgenommen werden können. Sie stellen individuelle Konstruktionen dar, die durch eine aktive Auseinandersetzung mit der Umwelt erfolgen (BAALMANN et al. 2004, S.8). Bereits vor dem Unterricht haben Lernende viele Vorstellungen über ihre Umwelt entwickelt (RIEMEIER, 2007 S.71. zit. DUIT,1995). Das Vorwissen in Form von Schülervorstellungen ist daher sehr wichtig, weil es den momentanen Stand des Wissens über einen Gegenstand repräsentiert und die Basis für weitere Konstruktionen von Wissen bildet (DUIT, 2008, S.3). Eine fehlende Bezugnahme der Schülerperspektive, d.h. das Vorwissen der Schülerinnen und Schüler in Lehr-/ Lernsituationen ist problematisch, da das Vorwissen ein wichtiger Faktor für ein erfolgreiches, schulisches und kognitives Lernen in der unterrichtlichen Praxis ist (RIEMEIER ,2007, S.70f. zit. Duit,1995; REINFRIED, 2007, S.22). Durch eine Missachtung der Schülerperspektive kann es in Lehr-/ Lernsituationen zu Ablehnungsreaktionen oder zu Verständnisschwierigkeiten der Schüler kommen (REINFRIED, 2007, S..22). Demzufolge sollte in der unterrichtlichen Praxis aktiv mit Schülervorstellungen gearbeitet werden. Vor diesem Hintergrund bringt die Erforschung von Schülervorstellungen Vorteile für das Lernen im Biologieunterricht, (HAMMANN & ASSHOFF, 2014, S.11) da Schülervorstellungen als Basisgrundlage dienen und danach gegebenenfalls erweitert oder korrigiert werden können, im Sinne der Conceptual-Change-Theorie (MÖLLER, 2010, S.64). Lernen kann hier als eine Form des Anschlusslernens gesehen werden. Nach der Klärung des Begriffs „Vorstellungen unter (moderat) konstruktivistischer Sichtweise“ und eine kurze Erläuterung der Relevanz von vorunterrichtlichen Vorstellungen für das Lernen, werden im Folgenden Studien-ergebnisse und fachliche Vorstellungen gegenübergestellt, sowie der Forschungsstand näher erläutert.

2.2 Gegenüberstellung von Studienergebnissen (SV) und fachlichen Vorstellungen

Im folgenden Abschnitt werden einige Studienergebnisse und fachliche Vorstellungen gegenübergestellt, wobei der fachliche Bezug im Vordergrund steht, um eine Grundlage für das Verständnis des Zersetzungsprozesses zu erhalten. Allgemein wird die Zersetzung als schrittweiser Abbau von organischen Substanzen zu anorganischen oder einfachen organischen Verbindungen verstanden. Der Prozess zur Mineralisierung von organischen zu anorganischen Verbindungen wie CO2, H2O, Fe mit Hilfe von Destruenten (Mineralisierer, Reduzenten) erfolgt vereinfacht in 3 Phasen (BEGON et al., 2016, S.420). Als Beispiel glaubten viele Schüler dieser Studie, dass sich das organische Material in seiner Farbe und/ oder Konsistenz verändert. Diese Vorstellung kann aus der fachlichen Sicht mit der ersten Phase der Zersetzung, der sogenannten „biochemische Initialphase“ verglichen werden. In der vor und nach dem Absterben von organischen Substanzen Hydrolyse- und Oxidationsvorgänge ablaufen, die sich äußerlich auch durch eine Farbveränderung der Blätter zeigen (MATSCHULLAT et al., 2013, S.81). Die zweite „mechanische Zerteilungsphase“ bezeichnet die Zerkleinerung und Vermischung der aufgelockerten Substanzen (Streu) durch Organismen der Makro- und Mesofauna. Diese Phase finden bei den Schülern mit oder ohne das Einwirken von Organismen statt. Zudem kommt es bei den Schülern hauptsächlich zu einer mechanischen Zerkleinerung, eine Mineralisierung des organischen Materials wird nicht angesprochen. In der Dritten „mikrobielle Umbauphase“ werden organische Verbindungen in anorganische Verbindungen durch Destruenten aufgespalten, die diese wiederum für ihren eigenen Bau- und Energiestoffwechsel nutzen (Ebd.). Der Einfluss von Mikroorganismen auf den Zersetzungsprozess ist den Schülern nicht geläufig.

2.3 Forschungsstand

Zum Themenbereich Zersetzung von organischem Material und Stoffkreisläufen liegen bereits zahlreiche Studien über Vorstellungen von Schülern vor, die eine breite Übersicht über das Verständnis der Schüler über den Zersetzungsprozess geben.

In England wurden von Leach et al . 1995 Schülervorstellungen zu ökologischen Themen erhoben, unter anderem auch Vorstellungen zu Ursachen von Zersetzung. Bewährt hat sich dabei die „Apple probe“ und „Video probe“, die in einer quantitativen Studie mit Schülern im Alter von 5-16 Jahren durchgeführt wurde, um Vorstellungen über den Prozess des Verfalls darzustellen. Den Lernenden der „Apple probe“ wurde eine bildhafte Darstellung von verfaulenden Äpfeln unter einen Apfelbaum gezeigt und gefragt was beim Verfaulen von Früchten passiere und welche Ursachen dieses habe. Den Schülern der „Video probe“ wurde ein Videobeispiel zu verfaulenden Äpfeln illustriert, die in einem Zeitrafferverfahren über mehrere Monate den Zersetzungsprozess verdeutlichte. Die Ergebnisse der Studie von Leach u.a. (1995) zeigten, dass die Schüler auf die Frage „Woher kommt die Veränderung?“ fünf Ursachen für die Zersetzung der Früchte nannten: Zersetzung als eine natürliche Eigenschaft der Früchte , durch Einwirkung makroskopisch sichtbarer Organsimen ( z . B . Insekten , Kühe ), durch Einwirkung von Mikroorganismen , durch Einwirkung abiotischer Faktoren ( z . B . Luft , Sonne , Wärme , Feuchtigkeit ) und durch menschliches Einwirken bzw . Nicht - Einwirken “ (HAMANN & ASSHOFF, 2014, S. 212).

In Schweden liegt von Hellden (1995) eine Langzeitstudie vor, in der Vorstellungen zu ökologischen Prozessen erhoben wurde, unter anderem auch zum Teilbereich „Zer-setzung“. Das Ziel der Studie war es, Schülervorstellungen über ökologische Prozesse in verschiedenen Altersstadien zu erfassen und zu untersuchen wie sich diese über die Zeit verändern. Befragt wurden 25 schwedische Schüler einer Klasse, welche über einen Zeitraum von 6 Jahren (von 8(9) bis 15 Jahren) durch klinische Interviews befragt wurden. Um den Teilbereich der „Decomposition“ zu untersuchen, kamen von der Jahrgangstufe 2 (8-9 Jahre) bis zur Jahrgangstufe 8 (15 Jahre) wiederholend drei Fragen zum Einsatz: 1. „What do you think will happen to the leaves on the ground in the autumn?“, 2. “How have the leaves fallen to the soil surface” und 3. “Where does soil come from”. Außerdem wurden Blätter und Erde als Anschauungsmaterial zur Verfügung gestellt. In den 4. ,6. ,8. Klassen wurden die Interviews durch die Frage „What would happen to the planet Earth, if all the leaves turned into soil?“ erweitert. In der vierten Klasse wurde die Frage integriert was mit verschiedenen Dingen z.B. Holz, Plastiktüte etc. auf der Bodenoberfläche passiert. Die exakten Ergebnisse im Bezug auf die Häufigkeiten wurden nicht publiziert, jedoch stellt Hellden fest, dass Schüler in allen Altersstufen große Schwierigkeiten aufwiesen ökologische Prozesse in eigenen Worten zu erklären. In den unteren Jahrgangstufen drückten Schüler ihre Gedanken über die Zersetzung von Blättern durch einfache, kausale Zusammenhänge aus. Auf die Frage, was mit den Blättern auf dem Boden passiert, antwortete ein Großteil, dass die Blätter einfach verschwinden, in immer kleinere Stücke zerfallen oder sich zu Erde umwandeln. Mit zunehmenden Alter wurden weitere Erklärungen an die bestehenden Konzepte herangezogen wie z.B. das Tiere Blätter fressen und somit für das Verrotten und die Bodenbildung beitragen. Viele Schüler glaubten, dass die Erde der Endpunkt des Zersetzungsprozesses sei und somit die Welt an Größe zunimmt. Für viele Schüler war es bis zum Ende der Studie schwierig Erklärungen zu finden, was mit dem toten organischem Material passiert. Die Erklärungen gingen über einfache Ursachen-/ Wirkungszusammenhänge nicht hinaus (HELLDEN, 1995).

2.4 Fragestellung und Zielsetzung dieser Studie forschenden Lernens

Die Ergebnisse der Studie von Hellden (1995) und Leach et al. (1995) zeigen, dass es für einen Großteil der Schüler problematisch ist, den Zersetzungsprozess und das Prinzip der Stofferhaltung nachzuvollziehen, da dieser im Alltag makroskopisch nicht wahrnehmbar ist (vgl.1). Auch die dargelegte unterrichtspraktische Relevanz von Schülervorstellungen (vgl. 2.1) ist Grund für die Auswahl der Studienthematik. Damit einhergehend müssen Schülervorstellungen erforscht werden, um damit zu einer Verbesserung und Weiterentwicklung des Unterrichts beizutragen. Vor diesem Hintergrund ist das Ziel der vorliegenden Studie, die Erfassung und Analyse von individuellen vorunterrichtlichen Schülervorstellungen zu Zersetzungsprozessen im Lebensraum Wald. Auf Grundlage der Ergebnisse werden mögliche Perspektiven für den Biologieunterricht formuliert. Darüber hinaus wird die Studie von Hellden (1995) herangezogen und gegebenenfalls um Schülervorstellungen von Sekundarschülern der siebten Jahrgangstufe ergänzt.

[...]


[1] Im weiteren Verlauf der Arbeit werde ich mich für eine bessere Leserlichkeit auf den Begriff „Schüler“ beschränken.

Details

Seiten
15
Jahr
2017
ISBN (eBook)
9783668789135
ISBN (Buch)
9783668789142
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v439042
Institution / Hochschule
Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Note
1,3
Schlagworte
schülervorstellungen zersetzungsprozessen lebensraum wald

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