Hervorgehoben

Über GeoConcepts

Das GeoConcepts Projekt wurde von Dr. Kathrin Viehrig (PH FHNW, Schweiz) und Dr. Rod Lane (Macquarie University, Australien) initiiert. Jedes Jahr kommen neue Studien zu Präkonzepten heraus. Für Lehrpersonen ist es oft schwer, da den Überblick zu behalten.

Das GeoConcepts Projekt befindet sich zur Zeit in der Pilotphase. Zunächst wurden die Posts unter einem Wiki und auf einer Blog-Unterseite publiziert. Diese alten Artikel wurden auf die neue Addresse übertragen.

Bitte beachten Sie: Die Inhalte des Blogs sind hauptsächlich Benutzer-generiert – in der Regel von Studierenden als Teil eines Leistungsnachweises. Daher haben die einzelnen Artikel unterschiedliche Qualität. Wir versuchen, die Posts zu sichten um z.B. sicherzustellen, dass sie Quellenangaben erhalten. Jedoch sind nur die einzelnen Autoren selbst verantwortlich für den Inhalt. Sollten Sie irgendwelche Fehler oder nicht richtig deutlich gemachte Zitate finden, sagen Sie uns bitte Bescheid.

Falls Sie selbst mit Ihren Studierenden beitragen wollen, dass Übersichten zu mehr Konzepten entstehen, schreiben Sie einfach eine Email an Kathrin (kathrin.viehrig[at]fhnw.ch)

Präkonzepte Wettervorhersagen

 

(Abbildung 1: Wetter und Klima. In: Clean PNG)

 

Zitieren als: Kläy, C.S; Frei, S (2019): PH FHNW. Windisch

Einleitung

Im Rahmen des Seminars Fachdidaktik Geographie 2.1 (Vertiefungen) wurde dieser Blogpost verfasst. Dieser Blogpost wurde auf Basis von zwei Studien zum Thema Wettervorhersagen entwicklet.
Der vorliegende Blogpost befasst sich mit dem Thema, welche Vorstellungen (Präkonzepte) Schülerinnen und Schüler in den Geografieunterricht in Bezug auf Wettervorhersagen, mitbringen. Ebenfalls werden die Präkonzepte der Lehrpersonen mit einbezogen. Nachfolgend werden die beiden Studien vorgestellt und zum Schluss wird ein Fazit für unseren Unterricht gezogen.

Studie 1 nach Russel, Beil, Longden und Mc Guigngan (1993: 5ff.)

Im folgenden Text wird die erste Studie genauer vorgestellt.

Mit was beschäftigt sich die Studie?

Die erste Studie zum Thema Wettervorhersagen wurde zwischen 1992-1993 in England von Russel, Beil, Longden und Mc Guigngan (1993) durchgefürt.
Zu den Probanden gehören Schülerinnen und Schüler in den Schuljahren 3.-6.Klasse und ihre Lehrpersonen. Es sind öffentliche, sowie private Schulen vertreten.

Methodik

Die Studie wurde in zwei Phasen unterteilt: Exploration und Intervention zum Thema Wettvorhersagen.

In Bezug auf das von uns ausgewählten Themas Wetter, werden die drei Aspekte Wetteraufzeichnungen, Wetterveränderungen und Effekte des Wetters untersucht.
Weiter werden die Vorstellungen der Lernenden in Bezug auf Erde, Wetter und dem Zusammenspiel von Wetter und Erde wie folgt evaluiert:

– Die Lernenden werden mit den drei oben genannten Aspekten konfrontiert

– Als Grundlage für die Explorations- und Interventionsphase dienen Piaget`s Studien

– Die Lehrpersonen erheben Präkonzepte zum Thema Wettervorhersagen mit verschiedenen Methoden (z.B Skizzen oder Logbucheinträgen) in den drei genannten Aspekten

– In der Explorationsphase werden Interviews mit den Lernenden und den Lehrpersonen geführt. Dies bedeutet, dass die erhobenen Präkonzepte erläutert und zusammengefasst (und in die drei Aspekte gegliedert) werden.

– In der Phase der Intervention werden die SuS mit Wetterdaten/ Messungsmethoden vertraut gemacht

 

Ergebnisse

In Bezug auf das Wetter werden in dieser Studie verschiedene Wettererscheinungen thematisiert und dazu Präkonzepte erhoben.

Die einen SuS haben ausgesagt, dass das Wetter „gottgemacht“ ist, andere SuS haben bereits eine Idee, wie das Wetter entsteht (Drehung der Erde etc.). Die Ergebnisse sehr verschieden und teilweise wenig strukturiert (die SuS fallen in alte Muster zurück).

Die Explorationsphase kann als Erhebung der Präkonzepte gesehen werden. Die Phase der Intervention als Korrektur der Fehlvorstellungen durch den Input der Lehrperson (Erarbeitungsphase).

Ebenfalls sehr wichtig zu erwähnen ist, dass ein Mangel an Fachwissen bei den Lehrpersonen festgestellt wurde. Daraus resultiert, dass die Lernenden ihre Fehlvorstellungen kaum oder nur geringfügig korrigieren können. Hier wird in der Studie aber erwähnt, dass die Erläuterung des komplexen Themas „Wettervorhersagen“ auf der Primarstufe nicht einfach ist.

Studie 2 laut Mandrikas, Skordoulis und Halkia (2013)

Der nächste Abschnitt widmet sich der Windentstehung.
Mit was beschäftigt sich die Studie?
Diese Studie untersucht die Wissenskenntnisse zum Thema Wind der angehenden Grundschullehrpersonen in Griechenland. Dabei werden drei Bereiche genauer untersucht: In einem ersten Teil beschäftigen sie sich mit der unterschiedlichen Entstehung von Winden, im zweiten Teil mit Windmessungen und im dritten Teil mit der Fähigkeit Wetterkarten und ihre Symbole lesen und deuten zu können.

Methodik

Die Probanden sind ausschliesslich angehende griechische Grundschullehrpersonen, die vor dem Eintritt in die Arbeitswelt stehen. Es wurden dazu 60 Personen befragt, die alle die Universität von Athen besuchten und dasselbe Modul «Science and the Environment – A laboratory approach» belegten. Die Befragung fand mittels Fragebogen statt, der 12 Fragen aufweist. 6 Fragen waren davon offen, 3 Multiple-Choice und 3 Wetterkarten, die gedeutet und begründet werden mussten. Die Multiple-Choice Aufgaben wurden quantitativ ausgewertet, offene Fragen hingegen qulitativ, wo zwischen 4 unterschiedlichen Antworttypen unterschieden wurde.
Ausserdem fanden auch noch Interviews statt, die zu Teilen durchstrukturiert waren. Dabei wurden die Probanden generell zum Thema «Wind» befragt und danach auch spezifisch im Sinne von Verständnisfragen mit Bezug auf ihre Antworten in dem Fragebogen. Die Interviews wurden qualitativ anhand einer Inhaltsanalyse ausgewertet.

Ergebnisse

Die Studie zeigt einen klaren Mangel an Fachwissen in den Bereichen der Windentstehung, den Mechanismen, die dazu führen und eine Schwäche beim lesen, orientieren und deuten von Wetterkarten. Diese Befunde sind ausserdem konsistent mit früheren Studien, die in einem ähnlichen Kontext ausgeführt wurden. Die Probanden zeigen ähnliche Schwächen, wie in anderen Studien bei Schülerinnen und Schülern der Primar- und Sekundarschule festgestellt worden sind.

Auswirkungen / Bedeutung für die Schule
Beide Studien zeigen auf, dass das Thema „Wettervorhersagen“, trotzt Alltäglichkeit, ein sehr komplexes Phänomen ist. Das Fachwissen der angehenden oder erfahrenen Lehrpersonen ist hier zentral. Die beiden oben erläuterten Studien zeigen auf, dass Lehrpersonen (erfahren oder Berufseinsteiger) oftmals nur ein limitiertes Verständnis davon zu haben scheinen. Dies bedeutet, dass ein Bedürfnis besteht, neue Schulmittel und Lehrstrategien für sämtliche Levels zu entwickeln. Beispielsweise Experimente, Messungen mit Instrumenten, Exkursionen anhand von Karten, den Link von dem schulischen Inhalt zur reellen Welt zu erstellen.

Quellen:

Russel,Terry; Beil, Derek; Longden, Ken; Mc Guingan, Ken (1993) : Rocks, soil and weather. Liverpool: University Press.
Mandrikas, Achilleas, : Skordoulis, Constantine ; Halkia, Krystallia (2013) Pre- Service Elementary Teachers‘ Conceptions about Wind. Athen. International Journal of Science Education

Abbildungen:

Abbildung 1: Wetter und Klima. In: Clean PNG [https://de.cleanpng.com/png-dt7ojk/ Stand 28.10.2019]

 

Präkonzepte und Missbeliefs von Schülerinnen und Schülern im Bereich Plattentektonik

Hayley Wyss, Rejitha Tharepadickel, Simon Eichenberger, Simon Bonetti

Dozentin: Dr. Kathrin Viehrig

Zitieren als: Wyss, H., Tharepadickel, R., Eichenberger, S., Bonetti, S. (2019):PH FHNW, Windisch. 

Dieser Blogeintrag widmet sich den Prä- und Misskonzepten von Schüler_innen im Bereich der Plattentektonik. Die Thematik umfasst zentrale Elemente für das Verständnis der Erde und ihren Veränderungen und bietet daher einigen Raum für Misskonzepte. Als Grundlage dienen vier Studien.Während sich Studie 1 von SYBLEY(2018) mit Misskonzepten von Studierenden bei der Skizzierung von Erdplatten und deren Bewegungen befasst, legen die Studien 2 DENK (2019) und 3 MARQUEZ/THOMPSON(1997) den Schwerpunkt auf die Bedingungen, um einen Conceptual Changeherbeizuführen. Studie 4 CONRAD (2014) wiederum, hat Präkonzepte in den Bereichen Plattentektonik und Aufbau der Erde mit dem Ziel erforscht, geeignete Leitlinien für den Unterricht zu entwickeln, um Misskonzepten entgegenzuwirken.

Schülerinnen und Schüler haben unterschiedliche Vorstellungen zur Plattentektonik. Meist handelt es sich von Fehlvorstellungen aufgrund falscher Annahmen und Interpretationen. Die Plattentektonik ist ein relativ abstraktes physiogeographisches Thema mit einem geringen lebensweltlichen Bezug. Nicht selten haben auch Fachlehrpersonen Misskonzepte, welche an die Schülerinnen und Schüler weitergegeben werden. Somit bleiben diese Fehlvorstellungen zur Plattentektonik über die Zeit starr und können nur langsam geändert werden. Um einen Conceptual Change herbeizuführen, müssen diese Fehlvorstellungen identifiziert und fachlich korrekt verändert werden. Dies beginnt bereits beim richtigen Verstehen des Aufbaus der Erde und endet schliesslich im korrekten Erkennen und Beschreiben der verschiedenen Vorgänge an den Plattengrenzen.

Abbildung 1 Schematische Darstellung der Dynamik der Lithosphärenplatten (Quelle: USGS)

Studie: Erfahrungsbasiertes Verstehen geowissenschaftlicher Phänomene. Eine didaktische Rekonstruktion des Systems Plattentektonik (Conrad 2014)

Die Studie von Dominik Sebastian Conrad wurde im Zeitraum von Februar 2011 bis Juni 2014 durchgeführt und als Dissertation an der Universität Bayreuth, Professur Didaktik der Geographie, angenommen.

Durch problemzentrierte Einzelinterviews mit 15 Schüler_innen aus bayerischen Gymnasien wurden deren Fehlvorstellungen erfasst und beschrieben. Aus den Ergebnissen leitete Conrad (2014) didaktische Leitlinien für den Geographieunterricht, Thema Plattentektonik, ab.

Ergebnisse

Es gibt verschiedene Schülervorstellungen zum Thema Plattentektonik. Die Ergebnisse der Studie wurden in vier Kategorien (Tabelle 1) unterteilt: Schülervorstellungen zu den Lithosphärenplatten, zum Aufbau der Erde, zu den Plattenbewegungen und Antrieb der Plattenbewegungen.

Tabelle 1 Schülervorstellungen zum Thema Plattentektonik, gegliedert nach Kategorien.

LithosphärenplattenAufbau der ErdeBewegungenAntrieb
„Kontinente (und Inseln) bilden die Platten“ (Conrad, S. 111).„Die Platten sitzen unter den Kontinenten und tragen diese“ (Conrad, S. 111).„Die Platten umrahmen die Kontinente und befinden sich somit auch unter den Ozeanen“ (Conrad, S. 111).„Es gibt Platten, die sich nur unterhalb der Ozeane befinden“ (Conrad, S. 111).Sie dienen als Schutzschicht vor dem heissen Magma.Es findet keine Differenzierung zwischen ozeanischer und kontinentaler Platte statt.Unterschied zwischen Gesteinsschichtenmodell (unterschiedliche Gesteinsschichten) und Magmahüllenmodell.Im Erdkern befindet sich heisses Magma, welches nach aussen kühler und zähflüssiger wird und schliesslich die feste Lithosphäre bildet.Begriffe wie Erderkern und Kruste sind den SuSbekannt; Mantel hingegen nicht.Vorstellung, dass Magma dauerhaft im Erdkern ist.„Platten sind die Kontinete und schwimmen in den Ozeanen“ (Conrad, S. 114).„Die Platten bilden die in Stücke geteilte äusserste Schicht der Erde“ (Conrad, S. 114).„Die Platten bilden eine in Stücke geteilte Schicht, aber nicht die äusserste“ (Conrad, S. 114).Willkürliche Bewegungen der Platten in alle Richtungen. Darin begründen die SuS das Heben und Senken der Gebirge.Kontinente schwimmen im OzeanVokabular: „sich bewegen; schwimmen“ (Conrad, S. 81)Konvergenz ist bekannt, jedoch werden Platten nicht wieder im Mantel aufgeschmolzen„Es entsteht eine neue Platte zwischen zwei divergierenden Platten“ (Conrad, S. 125.)Ozeane als Antrieb für die Plattenbewegungen.„Erdrotation verursacht Plattenbewegung“ (Conrad, S. 129).„Magmaströme verursachen Plattenbewegung“ (Conrad, S. 129).„Erdanziehungskraft verursacht Plattenbewegung“ (Conrad, S. 129).„Erdkern verursacht Plattenbewegung“ (Conrad, S. 129).„Wasserdruck verursacht Plattenbewegung“ (Conrad, S. 129).„Erdbeben verursachen Plattenbewegung“ (Conrad, S. 129).„Urknall hat Plattenbewegung ausgelöst“ (Conrad, S. 129).

Schlussfolgerungen für den Unterricht:

Aufgrund der oben genannten SuS-Vorstellungen hat Conrad (2014) didaktische Leitlinien für die Vermittlung der Themas Plattentektonik erarbeitet (Conrad 2014):

Leitlinie 1:     

Behandlung der Plattenbewegung als Teil eines Kreislaufs

Leitlinie 2:     

Einführung der Antriebsmechanismen Plattenzug, Rückendruck und Asthenosphärenantrieb nach der Behandlung der Platten-Mantel-Bewegung

Leitlinie 3:     

Einbettung in einen wissenschaftshistorischen Kontext

Leitlinie 4:     

Strukturierung der Platten als Doppelkörper

Leitlinie 5:     

Einbettung der Lithosphäre in den Aufbau der Erde

Leitlinie 6:     

Vernetzung mit Wissen aus dem Physikunterricht, insbesondere dem physikalischen Verständnis des Schwimmens» (Conrad 2014, S. 164)

Studie 2: Visual Abilities and Misconceptions About Plate Tectonics

Die Studie von Sibley (2018) fand an der Michigen State University statt und untersuchte die Fehlvorstellungen bei einer Gesamtzahl von 600 Student_innen anhand von Zeichnungen zu konvergierenden Plattengrenzen. Diese 600 Student_innen wurden in verschiedenen Gruppen eingeteilt und haben verschiedene Aufgaben erledigen müssen (entweder einen Quiz, Test oder Zeichnungen als Hausaufgaben). Die Student_innen in der Hausaufgabengruppe wurden instruiert als Hausaufgabe, eine Skizze von konvergierenden Platten zu zeichnen. Die Skizzen wurden mit einem Partner diskutiert und bewertet. Anschliessend wurden die Skizzen in verschiedenen Kategorien eingeteilt. In einem zweiten Teil mussten zwölf Student_innen aus dieser Gruppe erneut Plattengrenzen zeichnen. Mit ihnen wurden ausserdem Interviews durchgeführt und die Ergebnisse mit den früheren Skizzen verglichen. In den anderen Gruppen wurden einen Quiz oder einen Test durchgeführt, in denen Plattengrenzen gezeichnet oder angeschrieben werden mussten. 

Ziel: 

Ziel der Studie von Sibley (2018) sind es, die verschiedenen Vorstellungen von Studierenden über konvergierende, kontinentale Plattengrenzen anhand von selbstangefertigten Bildern und Skizzen zu untersuchen und festzustellen woran ihre Fehlvorstellungen lagen.

Wichtige Ergebnisse: 

  • Es wurden zwei Fehlvorstellungen erkannt. 
  1. 1/3 der Schüler_innen zeichneten die Kontinent-Kontinent konvergierende Plattengrenze mit gewölbten Scheiben, als würden 2 Scheiben Gummi aneinander auf einem starren Untergrund kollidieren.
  • 300 von 600 Student_innen zeichneten Berge, die aussahen als wären sie invertierte Eiswaffeln auf einem starren Untergrund.
  • 180 Student_innen bekamen eine Zeichnung ähnlich wie im ersten Fehlvorstellung beschrieben.  49% von diesen 180 Studierenden wussten nicht, dass es sich um eine Fehlvorstellung handelt.
  • Student_innen des Fachs Geologie als Nebenfach, hatten genau die gleichen Fehlvorstellungen wie Student_innen welche das Fach Geologie als Hauptfach studierten.

Schlussfolgerungen für den Unterricht:

Die Verwendung von analogen Modellen ist teilweise sinnvoll, wenn diese Modelle auch eine akkurate Repräsentation des Gegenstands oder des zu vermittelnden Wissens darstellen. Es wäre also im Unterricht sehr wichtig, das Zeichnen von Konzepten zu üben, damit die SuS ihre Ideen auch bildlich und akkurat darstellen können, so dass die Skizzen auch einfacher zu interpretieren sind.

Studie 3: Lernförderliche Methoden für einen Conceptual Change von Schülervorstellungen zum Aufbau der Erde

Die Studie von Denk wurde 2019 als Dissertation verfasst an der Universität Bayreuth, Professur Didaktik Geographie angenommen. Denk (2019) führte 20 qualitative Leitfadeninterviews an bayerischen Realschulen und Gymnasien. Ergänzt wurde die Untersuchung durch Zeichnungen und einen Fragebogen.

Ziel der Studie war die Untersuchung, ob und inwieweit ein erfolgreicher Conceptual Change zum Thema Aufbau der Erde durchgeführt werden kann.

Methodik

1.      Präkonzept:   Damit eine Vorstellungsveränderung passiert, wird  eine Diskussion über ihre bereits vorhandene Vorstellung (Präkonzept) durchgeführt. Durch eine gemeinsame Diskussion sagen die Untersuchten spontane Meinungen sowie Einstellungen und stimulieren sich gegenseitig. Anhand von unterschiedlichen Konzepten der Probanden entsteht Unzufriedenheit. Das ist es eine Voraussetzung eines Coneceptual Change

2.      Intervention: Um den Conceptual Change anzuknüpfen, erarbeiten die ProbandInnen eine Lernumgebung aus verschiedenen Modellen, Arbeitsblättern und Filmmaterialien. SuS befassen sich mit fünf Modellen (Steinmodell, Materialmix, Schaumstoffbällchen, Wunderknete und Platte). Modelle unterscheiden sich in zwei Arten: Theoretischen und konkret-gegenständliche Modelle (um die Anschaulichkeit zu erhöhen).

3.      Postkonzept: Die ProbandInnen müssen erneut ihre Vorstellungen zum Thema Aufbau der Erde zeichnen. Anschliessend bekommen sie ihren Multiple-Choice Test zurück, den sie sich in der Präkonzept befasst haben. Die Probanden müssen mit einem roten Stift eigenständig korrigieren und somit erhalten sie eine Gegenüberstellung ihres Prä- und Postkonzept. 

4.      Reflexion: In der Diskussion werden einzelne Materialien der Lernumgebung reflektiert. Welche Materialien waren Lernförderlich bzw. Lernhinderlich? 

Ergebnisse:

Probanden fügten Begriffsklasse in ihre 1. Zeichnung an. Kern, Mantel, Kruste, Lithosphäre.  11 ProbandInnen haben den Fachbegriff Erdkern angeordnet, jeweils 6 ProbandInnen für die Begriffe Mantel und Kruste. Nur bei einem Probanden bzw. einer Probandin ist das Fachwort Lithosphäre vertreten. 

12 ProbandInnen wurde das Magmahüllmodell vertreten: Sie sehen häufig als thermische Zonierung, in der Anordnung der Schalen nach Temperaturverhältnissen in Konzentrischen Kreisen erfolgt. Die Interviewaussagen tragen einen Anteil für die zur Klassifizierung der ProbandInnen in die Konzeptklassen ein.  Ein SuS sagte zur ihre Zeichnung: “Okay,,, in der Mitte ist die ganz heisse Lava […] dann kommt […] Lava, die vielleicht nicht mehr so warm ist, bis zu einer Lava, die schon abgekühlt ist” ( Denk 2019, S. 110) Zusammenfassend lässt sich sagen, dass alle ProbandInnen das Magmahüllenmodell die Sichtweise hatten, dass sich Magma, bzw. Lava im Erdinnern befindet. 

Das Gesteinsschichtmodell lässt sich durch ihre Farben in der Zeichnung und vor allem durch die Interviewaussagen erkennen: “Ich habe nicht viel auf Papier. Na ja, ich gehe davon aus, dass man es schon als Kind gelernt hat, dass es einen Erdkern gibt. Dass man es noch so nennt. […] Verschiedene Gesteinsschichten. […] Ich habe die Farben verwendet, um die Temperatur […] wie soll ich sagen? Bildlich darzustellen?” (Denk 2019, S.110) Zusammenfassend lässt sich sagen, dass fünf von 20 ProbandInnen das Gesteinsschichtmodell benutzen.

Im Postkonzept werden sowohl die Schülerzeichnungen als auch die Mutliple-Choice- Test verwendet, um Veränderungen in Bezug auf das Wissensstandes festzustellen.

In Bezug auf die Schülerzeichnung der Begriffsklassen ist zu sehen, dass der Begriff Erdkern von allen SuS repräsentiert sind. 17 von 20 SuS haben den Begriff Erdmantel und Erdkruste in ihrer Zeichnung erwähnt. Die Rheologische Zonierung mit den folgenden Begriffen Lithosphäre und Asthenosphäre sind nicht im Postkonzept integriert. Hingegen 11 ProbandInnen haben die Eigenschaften von der Rheologische Zonierung z.B. Plastisch angegeben. Man kann festhalten, dass alle ProbandInnen im Postkonzept die Kennzeichnungen Kern und kontinental angegeben haben im Vergleich zu den Benennungen aus der Rheologische Zonierung.

Im Postkonzept zeigen zwei von vier verschiedene Konzeptklassen: fachliche Nähe (17 ProbandInnen) und Magmahüllenmodell. 17 ProbandInnen zeigen im Postkonzept eine nahe fachwissenschaftliche Vorstellung zum Aufbau der Erde. 

Veränderungen vom Prä- zu Postkonzept: Nach der Bearbeitung der Lernumgebung konnten 17 von 20 ProbandInnen über fünf adäquate fachwissenschaftliche Begriffe anführen. In Bezug auf die fachwissenschaftliche Nähe ist eine positive Veränderung auf 17 ProbandInnen zu sehen. 

Multiple Choice Test Aussage 1: «Unten in der Erde ist ein flüssiger, ganz heisser Kern drin. Der Kern besteht aus geschmolzenem Gestein. Das aussen herum ist zähflüssig, so wie Lava halt ist. Der ganze äussere Teil ist die Kruste, da wo wir drauf leben» (Denk 2019, S. 121). Diese Aussage des Tests scheint für 14 ProbandInnen plausibel im Präkonzept. Nach der Bearbeitung der Lernmaterialien wird die Aussage 1 mit einem geringeren Wahrheitsgehalt eingestuft. 

Schlussfolgerung für den Unterricht:

Abstrakte Fachbegriffe führt zu Lernhindernisse, da die SuS mit solchen Fachbegriffen nicht umgehen können, vor allem wenn sie keinen Alltagsbezug haben. Hingegen bei der Gestaltung der Lernumgebung im Fach Geographie sollte folgende Merkmale angewendet werden: «hohe Selbsttätigkeit, aufeinander aufbauende Lernmaterialen, Verwendung von Farben für schnelleres Begreifen, selbstgesteurtes Lernen, hohe Veranschaulichung und vielseitige Modelle zum Ausprobieren» (Denk 2019, S.134).Für den Geographieunterricht sollte die Lernumgebung konstruktivistisch durchgeführt werden, so dass ein Conceptual Change gelingt.

Studie 4: Misconceptions and Conceptual Changes concerning Continental Drift and Plate Tectonics among Portuguese Students Aged 16‐17

Die Studie von Marquez/Thompson (1997) ist in drei Phasen eingeteilt. Die Pilotstudie umfasst eine Teilnehmerzahl von 10 Schüler_innen im Alter von 16/17. In einem Interview mussten Fragen zum Thema Plattentektonik beantworten werden. Bei der Befragung wurden 4 Präkonzepte in den Bereichen Erdabkühlung, Kontinentalentwicklung, Gebirgsbildung und Erdkruste geprüft.

In der Pre-development Phase wurde mittels Fragebogen ermittelt, welche Misskonzepte sich bei Schüler_innen nach dem Unterricht über Plattentektonik gebildet haben und ob sich Misskonzepte, die vor dem Unterricht bestanden hatten, gehalten haben.

Im Teaching-learning model geht es darum, ein Lehr-Lern Modell zu testen, welches auf ein Set von Lehrer_innen- und Schüler_innenaktivität aufgebaut ist und das Ziel verfolgt, conceptual change zu ermöglichen.

Das verfolgte Ziel der Studie von Marquez/Thimpson (1997) war es, die Unterrichtsplanung auf Basis dieser Misskonzepte zu verbessern und Lehrmaterial so zu gestalten, dass es die Schüler_innen beim Überwinden ihrer Misskonzepte unterstützt.

Ergebnisse/Vorschläge für den Unterricht

  • Wissenschaftliche Halbwahrheiten von früher halten sich bei den Schüler_innen sehr hartnäckig. Für die Lehrperson wird es schwierig sein, diese aufzubrechen. 
  • Lehrpersonen untermauern Misskonzepte durch eigene Missbeliefs. 
  • Normaler Erdkundeunterricht hilft den Schüler_innen in der Regel nicht beim Überwinden ihrer Präkonzepte. 
  • Erfahrungen im lokalen Raum können zu Misskonzepten führen, da diese von den Schüler_innen generalisiert werden. 
  • Schüler_innen müssen in der Lage sein, wissenschaftliche Probleme zu erkennen. Die Lehrperson hat die Aufgabe, die geeigneten Methoden zur Erkennung und Lösung dieser Probleme bereitzustellen. 
  • Wenn wissenschaftliche Themen aus dem historischen Blickwinkel betrachten werden, kann dies die Schüler_innen dabei unterstützen, mehr Verständnis für das Thema zu erlangen.

Diskussion/Studienvergleich

Methodisch setzen alle Studien auf Interviews, wobei diese Bestandteile einer qualitativ-inhaltlichen, systematisch-metaphorische und kognitiv-linguistische Analyse sind. Dabei liegt der Fokus auf der Bedeutung von Wissenslücken. Während sich die Studien 1 und 2 mit der Frage beschäftigen, warum Misskonzepte entstehen, widmen sich Studie 3 und 4 der Frage der Effektivität des Geografieunterrichts. Dazu kann als Ergebnis festgehalten werden, dass Studie 3 und 4 zum Schluss kommen, dass die Thematik für Schüler_innen oft nicht fassbar ist und Missbeliefs durch die Lehrperson, welche oft eigene Fehlvorstellungen in den Unterricht trägt, noch verstärkt werden. Die Studien 1 und 2 schlagen daher vielseitige Modelle zur Visualisierung der Thematik vor.

Quellen: 

Studie 1:       Conrad, Dominik Sebastian (2014): Erfahrungsbasiertes Verstehen                              geowissenschaftlicher Phänomene. Eine didaktische Rekonstruktion des Systems Plattentektonik.Bayreuth: Universität Bayreuth.

Studie 2:       Duncan F. Sibley (2005) Visual Abilities and Misconceptions About                               Plate Tectonics, Journal of Geoscience Education, 53:4, 471-477, DOI:                           10.5408/Sibley_v53p471

Studie 3:       Anna Denk, Catharina (2019): Lernförderliche Methoden für einen                                            Conceptual Change von Schülervorstellungen zum Aufbau der Erde. Professur Didaktik der Geographie. Bayreuth: Universität Bayreuth.

Studie 4:       Marquez, Luis; Thompson, David (1997): Misconceptions and Conceptual Changes concerning Continental Drift and Plate Tectonics                           among Portuguese Students Aged 16‐17. Research in Science &  Technological Education,Vol15, No.2

Abb.1:                       https://www.semanticscholar.org/paper/Visual-Abilities-and-                                                        Misconceptions-about-Plate  Sibley                                                                                            /6315b43da7cd513d9a4b34de7ac18460c3190ce0

Abb 2:                       https://www.geothermie.de/bibliothek/lexikon-der                                                               geothermie/l/lithosphaere.html

Schülervorstellungen zur Energie

Einleitung

Energie ist als lebensnotwenig zu sehen, da ohne Energie keine Umwandlung stattfinden kann, was die Basis jeglicher Prozesse ist. (vgl. Schabbach & Wesselak: 2012)

In den letzten vierzig Jahren hat sich die Thematik der Energie stark gewandelt. Sowohl in der Forschung, der Benutzung und in der politischen Diskussion hat das Thema einen anderen Stellenwert gewonnen. (vgl. BFS: 2019) Infolgedessen haben sich auch Lehrmittel, Lehrpläne und Didaktisierungen verändert und fokussiert. Auch werden dadurch die Präkonzepte von Schülerinnen und Schüler beeinflusst und die Vorstellungen verändern sich mit dieser – vor allem der öffentlichen – Diskussion. So rücken erneuerbare Energien zunehmend in den Fokus. (vgl. Prehl: 2018)

Im Folgenden werden zwei verschieden Studien bezüglich Vorstellungen von SchülerInnen zu (erneuerbarer) Energie vorgestellt.

Studie 1 – Behle & Wilhelm

Im Rahmen einer Forschung für ein Testinstrument zur Erhebung von Schülervorstellungen, publizierten Behle & Wilhelm 2018 neue Erhebungen bezüglich den Schülervorstellungen von Energie. Dabei setzten sie ihre Ergebnisse auch in den Kontext früherer Erhebungen und verwiesen so auf die Entwicklung dieser Präkonzepte. (vgl. Behle & Wilhelm: 2019)

Forschungsverfahren

Einerseits wurde eine Replikationsstudie des Assoziationstests zum Begriff der Energie mit Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufen 8 und 9 durchgeführt. Diese Art der Forschung ermöglicht ein Visualisieren der Kontexte, in welche die Jugendlichen ihr Wissen einbetten. Ausgehend von Begriffen zu denen Assoziationen gemacht werden sollen, wurden nach Beispielen und Beschreibungen gefragt. (vgl. Behle & Wilhelm: 2019)

Andererseits wurden 15 qualitative leitfadengestützte Interviews zur Erhebung der Rahmenkonzepte durchgeführt. Dabei wurde auf die Kategorien von Watts zurückgegriffen und in einer deduktiven Analyse die Aussagen diesen zugeordnet (anthropozentrische Energie, funktionale Energie, produzierte Energie, Energie als Aktivität, Energie als Zutat, gelagerte Energie, transferierte Energie). In einem zweiten Schritt wurden zwei neue Kategorien durch ein induktives Vorgehen definiert (Energie als Katalysator/Antrieb, partiell transferierte Energie). (vgl. Behle & Wilhelm: 2019)

Ergebnisse

Die Ergebnisse der Assoziationstests bestätigten den Trend, dass weiter Weg von Energie im Sinne von Treibstoff, welcher schon in vorhergehenden Replikationsstudien festgestellt wurde, dafür steigt die Anzahl Nennung von «elektrischer Strom» signifikant zur ersten Erhebung von Duit an. Die detaillierte Entwicklung kann der Tabelle entnommen werden. (vgl. Behle & Wilhelm: 2019)

Abbildung 1: Entwicklungsverlauf Assoziationen

Bezüglich der Rahmenkonzepte ist festgestellt worden, dass die Kategorien Energie als Aktivität und Energie als Zutat nur zwei oder drei Nennungen hatten, wodurch sie an Gewicht verloren. Viel deutlich jedoch wurde, dass die Schülerinnen und Schüler Energie kontextabhängig erklärten, wodurch sie (je nach Kontext) mehreren Kategorien zuzuordnen sind. Allerdings entstanden die in Abschnitt «Forschungsverfahren» genannten neuen Kategorien. (vgl. Behle & Wilhelm: 2019)

Studie 2 –

Sybille Hüfner, Kai Niebert und Simone Abels publizierten 2016 eine Studie, welche sich mit der Energiewende im Kontext des Biologieunterrichts befasst. (vgl. ebd.: 2016)

Forschungsverfahren

Die Studie wurde mit 27 Achtklässler in verschiedenen Schulformen durchgeführt, wobei die qualitativen Leitfadeninterviews mittels bebilderten Karten zu Energieträgern erweitert wurden. Die Aussagen wurden in einem deduktiven Auswertungsverfahren den zuvor gebildeten Kategorien, welche aus wissenschaftlichen Literaturquellen entstanden, zugeordnet.  (vgl. Hüfner, Neiber & Abels: 2016)

Ergebnisse

Die Ergebnisse sind in unterschiedliche Kategorien aufgeteilt:

Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt

SuS gehen davon aus, dass erneuerbare Energien keine negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt haben. Im Gegensatz dazu lassen sich Vorstellungen finden, dass Kernenergie (Atommüll und Risiken von Unfällen) negative Auswirkungen haben. Dementsprechend gelten erneuerbare Energien als «sauberer». (vgl. Hüfner, Neiber & Abels: 2016)

Erhaltung der Energieträger nach der Nutzung

Die Schülerinnen und Schüler stellen sich diesbezüglich vor, dass erneuerbare Energieträger nach ihrer Nutzung erhalten bleiben und nicht-erneuerbare Energieträger bei der Nutzung vernichtet werden. (vgl. Hüfner, Neiber & Abels: 2016)

Erzeugbarkeit der Energieträger

Die Studie zeigt, dass Schülerinnen und Schüler davon ausgehen, dass erneuerbare Energieträger herstellbar oder ersetzbar sind, während nicht-erneuerbare nur einmal vorkommen und diese weder durch Mensch noch Natur (nach-) produziert werden können.

Vorhandene Verfügbarkeit der Energieträger.

Während erneuerbare Energieträger in den Vorstellungen als unbegrenzt vorhanden erscheinen, ist das Vorkommen von nicht-erneuerbaren Energien nur begrenzt. (vgl. Hüfner, Neiber & Abels: 2016)

«Natürlichkeit» der Energieträger

Schülerinnen und Schüler assoziieren die erneuerbaren mit natürlich und nicht-erneuerbar mit künstlich, wobei eine klare Trennlinie entsteht. (vgl. Hüfner, Neiber & Abels: 2016)

Fazit – Konsequenzen für den Unterricht

Schülerinnen und Schüler scheinen die erneuerbaren Energien im Allgemeinen sowie die Lagerungen (z.B. in Akkus) in ihre Präkonzepte eingebaut zu haben. Ebenso verbinden sie mit erneuerbaren Energien einerseits weniger Gefahren (Gesundheit & Umwelt) als auch mehr Natürlichkeit und Erhaltung. So kann man davon ausgehen, dass dies in der Lebenswelt an Wichtigkeit sowie Präsenz gewonnen hat, wodurch solche Präkonzepte entstanden sind. Drei Hauptaussagen sind für das Unterrichten von «Energie» als besonders wichtig hervorzuheben:

  1. Die Studien zeigen, dass sich Schülerinnen und Schüler Energie eigenständig nicht definieren können, respektive diese immer an einen bestimmten Kontext knüpfen. Wie umfassend und lebensnahe (-notwendig) ist, wäre hier unbedingt zu klären, da es sonst – wie in den Erhebungen ersichtlich – lediglich zu Verbindungen mit konkreten Energieträgern oder Aktionen wie Sport kommt.
  2. Die Assoziationstests zeigen eine veränderbare und nicht stabile Präkonzept-Bildung der Schülerinnen und Schüler im Bereich der Energie auf. Mitunter durch die schnelle Entwicklung der Technik aber auch der politische Diskurs bezüglich der Energieträger scheinen einen erheblichen Einfluss darauf zu nehmen. Dementsprechend ist festzuhalten, dass es unabdingbar erscheint, die Vorstellungen der Lernenden immer wieder zu erheben (Behle & Wilhelm haben dazu eine quantitative Erhebung erstellt, welche dies möglich machen sollte).
  3. Schülerinnen und Schüler scheinen die erneuerbaren Energieträgern gegenüber der nicht-erneuerbaren Energieträgern klar positiv zu bewerten. Demnach wäre es sinnvoll hier anzuknüpfen und für Aufklärung zu sorgen. Welche Bedingungen an die erneuerbaren sowie nicht-erneuerbaren Energien geknüpft sind, welche Natürlichkeit und Erzeugbarkeit die Energieträger wirklich besitzen, kommt aus den Befragungen nicht eindeutig hervor, scheinen aber nicht differenziert erarbeitet worden zu sein.

Abbildungsverzeichnis

Behle, Julia & Wilhelm, Thomas (2018): Ein Testinstrument zur Analyse von Schülervorstellungen über Energie. Didaktik der Physik, Frühjahrstagung – Würzburg 2018. S. 187.

Literaturverzeichnis

BFS (Bundesamt für Statistik) (2019): Energie. Panorama. https://www.bfs.admin.ch/bfs/de/home/statistiken/energie.assetdetail.7846600.html, 24.10.2019

Behle, Julia & Wilhelm, Thomas (2018): Ein Testinstrument zur Analyse von Schülervorstellungen über Energie. Didaktik der Physik, Frühjahrstagung – Würzburg 2018.

Prehl, Anna-Leena (2018): Erhebung von Schülervorstellungen zur Energie in der Grundschule. Goethe-Universität Frankfurt am Main. Institut für Didaktik der Physik. http://www.thomas-wilhelm.net/arbeiten/SchuelervorstellungenEnergie.pdf, 24.10.2019

Schabbach, Thomas & Wesselak, Viktor (2012): Energie: die Zukunft wird erneuerbar. Berlin: Springer Vieweg.

Hüfner, Sybille & Nieber, Kai & Abels, Simone (2016) (vgl. Hüfner, Neiber & Abels: 2016)

Wasserkreislauf

Schülervorstellungen zum Thema Wasserkreislauf

Zitieren als Schülervorstellungen zum Thema Wasserkreislauf (2019): original: http://blogs.fhnw.ch/GeoConcepts/?p=37

Abbildung 1: The water cycle (Nowicki et al. 2018, unverändert)

1 Einleitung

Das Thema «Wasser und Wasserkreislauf» ist gemäss dem Lehrplan 21 ein verbindliches Thema in der Primarschule, wird aber oftmals auch in der Sekundarstufe I aufgegriffen (vgl. D-EDK 2016).  Die Kompetenz RZG 1.4 schreibt vor, dass die SchülerInnen «natürliche Ressourcen und Energieträger untersuchen» können sollen (D-EDK 2016a). Als Beispiel wird dabei unter RZG 1.4a «Wasser» aufgeführt, dessen Verbindung zum Menschen aufgezeigt werden kann (vgl. D-EDK 2016a). Zusätzlich wurde im Bereich «Bildung für nachhaltige Entwicklung» ein Schwerpunkt auf den Kompetenzbereich «Natürliche Ressourcen und Umwelt» gelegt (vgl. D-EDK 2016b).

Eine Auseinandersetzung mit dem Thema «Wasserkreislauf» ist von Bedeutung, da dieses Phänomen eine Grundlage des menschlichen Lebens darstellt und damit globale Zusammenhänge sichtbar gemacht werden können.

Da es sich beim Wasserkreislauf in einigen Fällen um beobachtbare und/oder wahrnehmbare Prozesse handelt, bringen die SchülerInnen meistens bereits ein Vorwissen zum Thema mit. Der vorliegende Blogpost beschäftigt sich damit, inwiefern es sich dabei um Fehlvorstellungen handelt und wie im Unterricht gegebenenfalls damit umgegangen werden kann.

Um einen Einblick und ein besseres Verständnis über vorhandene Präkonzepte der SchülerInnen zu erhalten, wurden im ersten Schritt zwei Studien zusammengefasst. Dies diente dazu, die daraus abgeleiteten Ergebnisse anschliessend für den Unterricht auf der Sekundarstufe I zu diskutieren.

2 Studie 1: A study of junior high students’ perceptions of the water cycle

Zitieren als:  Ben-zvi-Assarf, Orit und Orion, Nir (2005): A Study of Junior High Students’ Perceptions of the Water Cycle. In: Journal of Geoscience Education 53/4 (September). S. 366–373. doi:10.5408/1089-9995-53.4.366.

In der Studie von Ben-zvi-Assarf und Orion (2005) geht es um Schülervorstellungen zum Thema «Wasserkreislauf innerhalb des System Erde» (Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 366, übersetzt). Nachfolgend werden die Forschungsmethode sowie die wichtigsten Ergebnisse der Studie zusammengefasst.

Für die Datenerhebung wurde mit einer Stichprobe von 1000 Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I (7 bis 9 Jahrgangsstufe) gearbeitet. Die SchülerInnen stammten aus 30 verschiedenen Klassen bzw. aus insgesamt 6 städtischen Schulen in Israel.  Sie brachten alle bereits ein Vorwissen zum Thema Wasserkreislauf aus der Primarschule mit (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 367).

In der Studie wurden sowohl quantitative als auch qualitative Forschungsmethoden angewendet. Dies diente im ersten Schritt der Gewinnung eines generellen Überblickes über den Wissensstand der gesamten Stichprobe. Im zweiten Schritt wurde mit einer zufällig ausgewählten kleineren Anzahl SchülerInnen versucht, einen genaueren Einblick in gewisse Fehlvorstellungen zu erhalten. Insgesamt wurden fünf verschiedene Forschungsinstrumente eingesetzt: Likert-Skala-Fragebögen, Offene Fragebögen, Zeichnungen, Wortassoziationen und Interviews (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 367).

Das Hauptziel der Studie war es einerseits, das Vorwissen sowie das Verständnis der SchülerInnen bezüglich der Beziehung zwischen dem Menschen und dem Wasserkreislauf zu ermitteln. Zum anderen ging es darum, die Vorstellungen der SchülerInnen hinsichtlich der zyklischen Natur zu untersuchen, um anschliessend alternative Rahmenbedingungen für den Unterricht zu generieren (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 367.).

3 Resultate

Verständnis über die Teilkomponenten des Wasserkreislaufs

Die Stichprobe war zwar mit einigen Komponenten des Wasserkreislaufes vertraut, zeigte jedoch insgesamt ein unvollständiges Wissen. Die typischen Zeichnungen der SchülerInnen berücksichtigte nur das überirdischen bzw. das atmosphärische Teilsystem des Wasserkreislaufes (Verdunstung, Kondensation, Niederschlag). Die Grundwasserkomponente wurde bei 70 Prozent von 177 Zeichnungen weggelassen. Interessanterweise zeigte der Fragebogen jedoch, dass die meisten mit dem Begriff „Grundwasser“ vertraut waren (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 368, übersetzt).

Weniger als 10 Prozent der Zeichnungen zeigten Bestandteile der Biosphäre auf (Menschen, Tiere, Pflanzen etc.). Unter 10 Prozent zeichneten Interaktionen zwischen Menschen und der Umwelt (Brunnen, Abwassersystem, Verschmutzung). Ähnliche Ergebnisse ergaben sich aus dem Assoziationsfragebogen. Die gängigsten Konzepte waren dabei wiederum Wolken, Regen und die Verdunstung. Weniger als 1/3 der Stichprobe erwähnte andere Konzepte (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 368).

Dynamik des Wasserkreislaufes

Bezüglich des Verständnisses über die Dynamik des Wasserkreislaufs konnte festgehalten werden, dass Grundwasser oftmals mit statischen unterirdischen Seen in Verbindung gebracht wurde (67 Prozent aus jenen Zeichnungen, die Grundwasserkomponente enthielten). Zudem wurde das Grundwasser meistens als getrenntes System gezeichnet. Nur 1/3 der Zeichnungen hielt fest, dass das Grundwasser sich bewegt. Die meisten stellten diese Bewegung in unterirdischen Flüssen dar. Eine Schwierigkeit war dabei jedoch die Bewegungsrichtung des Wassers: anhand der Interviews wurde deutlich, dass es nur 21 Prozent der 45 Interviewten bewusst war, dass sich das Wasser im Boden  auch horizontal und nicht nur vertikal bewegen kann (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 368).

Unterirdische Wasserbewegung durch poröses Gestein hindurch wurde von 25 Prozent der SchülerInnen angegeben. 70 Prozent der Stichprobe waren der Ansicht, dass das Grundwasser durch Felsen hindurchgeleitet wird und der Felsen an sich kein Wasser enthält. Grundwasser sei zudem in grossen Räumen vorzufinden und vor allem in regnerischen Gebieten vorhanden (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 369).

Verteilung von Wasser auf der Erde

Obwohl 50 Prozent der SchülerInnen zustimmten, dass die Wassermenge in den Gesteinen der Erde grösser ist, als in den Seen und Flüssen, konnten 92 Prozent keine korrekte Erklärung dafür nennen. Es wurde generell ersichtlich, dass die meisten SchülerInnen ein unvollständiges Bild der Wasserverteilung auf der Erde besitzen. Zudem überschätzen die SuS den Einfluss des Menschen auf den Wasserzyklus. Dies wurde beispielsweise dadurch begründet, dass der menschliche Körper zu 75 Prozent aus Wasser bestehe (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 369).

Physikalische und chemische Prozesse des Wasserkreislaufes

Schüler aller Klassen haben falsche Vorstellungen zu grundlegenden chemischen und physikalischen Prozessen wie z.B. Verdampfung und Kondensation. Dies wurde insbesondere deutlich, da 80 Prozent der SchülerInnen der Aussage nicht zustimmten, dass sich die Wassermenge in einem Glas innerhalb einer Woche verringert, wenn man das Glas im Kühlschrank stehen lässt. Kondensation wurde in den meisten Fällen mit hohen Temperaturen in Verbindung gebracht.

Lediglich 40 Prozent der SchülerInnen gaben an, dass alle Wolken einander ähnlich sind und dass verdunstetes Wasser Süsswasser darstellt (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 369).

Systemdenken

Aus dem Fragebogen wurde deutlich, dass die SchülerInnen unfähig waren, einen zyklischen Prozess zu definieren und ein Beispiel dafür zu nennen. Zudem waren sich über 50 Prozent der Befragten sicher, dass der Wasserkreislauf sowohl einen Anfang als auch ein Ende hat. Es gibt einen signifikanten Zusammenhang derjenigen Schüler, die Grundwasser in ihre Skizze integriert haben und denjenigen, die verstanden haben, dass in einem Kreislauf die Gesamtmasse des Wassers erhalten bleibt und nicht verloren geht (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 369,370).

4 Diskussion und Schlussfolgerung

Das wichtigste Ergebnis, das aus der vorliegenden Studie abgeleitet werden konnte, ist, dass die meisten SchülerInnen der Stichprobe die Sekundarstufe I mit den gleichen Fehlvorstellungen zum Thema Wasserkreislauf betreten, wie sie sie auch wieder verlassen (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 370). Dies konnte dadurch erkannt werden, dass kein signifikanter Unterschied zwischen den Altersgruppen festgestellt werden konnte (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 368). Dies ist besonders überraschend, da das Thema Wasser im israelischen Lehrplan in der Sekundarstufe I verankert ist (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 371).

Aus den Ergebnissen der Studie wurde deutlich, dass bei einem Grossteil der untersuchten Stichprobe die Verbindung zwischen dem atmosphärischen Teil des Wasserzyklus und der Geosphäre fehlte. Es kann vermutet werden, dass diese Wissenslücke darauf zurückzuführen ist, dass im verwendeten Lehrmittel die beiden Teile des Wasserkreislaufes getrennt untersucht werden und die Verbindung zwischen den Teilesystemen nicht hergestellt wurde.

Eine Möglichkeit diese Verbindung zu erstellen, stellt die Arbeit mit 3D-Modellen dar, die unter idealen Voraussetzungen einen Konzeptwechsel anregen könnten. Zudem eigenen sich Exkursionen und Erfahrungen am realen Gegenstand (z.B. poröse Gesteine), um Fehlvorstellungen entgegenzuwirken.

„Namely that there is no substitute for the real world than the real world itself.“ (Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 372)

Wenn man sich mit Naturphänomenen befasst, sollen also vor allem ausserschulische Lernorte genutzt werden (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 371-372).

Die SchülerInnen der Stichprobe nahmen den Wasserkreislauf als eine Reihe von nicht zusammenhängenden Teilen war. Sie waren zwar in der Lage einzelne Prozesse zu begreifen, aber es fehlte ihnen die dynamische Wahrnehmung dahinter. Die Fähigkeit des vernetzten Denkens bzw. des Systemdenkens wird zum Verständnis des Wasserkreislaufes benötigt. Systemdenken ist in der Oberstufe zwar anspruchsvoll, kann aber durch gezielt angeleitete Lernstrategien ermöglicht werden. Damit die Lernenden im Unterricht selber Verbindungen zwischen einzelnen Teilkomponenten erkennen, sollen sie die Möglichkeit haben, den gesamten Kreislauf zu visualisieren. Auf Wechselbeziehungen des Systems sollte in jedem Fall eingegangen werden (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 372).

Gewisse Fehlvorstellungen haben sich auch bereits bei den Basiskonzepten des Wasserkreislaufes herausgestellt. Obwohl die meisten SuS angegeben haben, dass Verdunstung ein vertrauter Prozess für sie ist, zeigt die Studie, dass es trotzdem Schwierigkeiten beim Verständnis gab (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 372).

Eine weitere zentrale Schwierigkeit stellte die Verknüpfung des schulischen Stoffes mit eigenen Erfahrungen dar. Um den Stoff für die SuS relevant zu machen, reicht es nicht aus, das Phänomen nur oberflächlich zu behandeln. Die SuS sollen die Relevanz des Stoffes selber erkennen. Dabei helfen könnten z.B.  sogenannte „explanatory stories“ das Interesse der SchülerInnen wecken. Zudem wird vorgeschlagen, den Wasserkreislauf nicht zu sehr aus physikalischer oder chemischer Perspektive zu lernen, sondern eher den Umweltbezug und das Soziale dahinter zu berücksichtigen. So wird die Relevanz des Wasserkreislaufes für die SuS besser ersichtlich und die physikalischen und chemischen Prozesse dahinter können in einem zweiten Schritt leichter erarbeitet werden (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 372).

5 Studie 2: Water Transformation and Storage in the mountains and at the coast: midwest students‘ disconnected conceptions of the hydrologic cycle (2009)

Zitieren als: Daniel P. Shepardson , Bryan Wee , Michelle Priddy , Lauren Schellenberger & Jon Harbor (2009): Water Transformation and Storage in the Mountains and at the Coast: Midwest students’ disconnected conceptionsof the hydrologic cycle. In: International Journal of Science Education 31/11 (Juli). S. 1447–1471. doi:https://doi.org/10.1080/09500690802061709.

Die Studie untersucht die Präkonzepte von Schülerinnen und Schülern zum Thema Wasserkreislauf. Das Ziel ist es, herauszufinden, ob sich diese Schülervorstellungen je nach Alter und sozialen Status unterscheiden. Es wird in Betracht gezogen, dass Präkonzepte auf einer Kombination von eigenen Erfahrungen und Erfahrungen aus dem sozialen Umfeld basieren. Zwar wird in den Schulbüchern das Thema Wasserkreislauf behandelt, doch es wird nie auf die Präkonzepte eingegangen und könnte deshalb gewisse falsche Konzepte bestärken. Deshalb werden mit den Ergebnissen curriculare Empfehlungen abgegeben (vgl. Shepardson et al. 2009).

Während der Forschung wurde mit einem Konstruktivisten zusammengearbeitet. Seine Arbeit war, das Gesprochene und die Zeichnungen und Symbole der Kinder richtig zu analysieren und zu verstehen. Die Bedeutungen dieser Zeichnungen und der Erklärungen repräsentieren in diesem Falle die kognitiven Strukturen zu einer gewissen Entwicklungsphase. Sie zeigen also die einzigartigen sozialen, schulischen und kulturellen Erfahrungen der Schüler (vgl. Shepardson et al. 2009: 1450).

Die Untersuchungen fanden im Klassenzimmer statt. Die Lernenden lösten einen Arbeitsauftrag bestehend aus zwei Aufgaben.

Die Schüler stammten aus dem ganzen mittleren Westen der USA. 19% aus der Primarschule (ca. 4-6. Klasse), 57% aus Middle School (7./8. Klasse) und 24% aus der Highschool (ca. 8.-10. Klasse). Die Schulen waren in unterschiedlichen Gebieten: 16% urban, 24% suburban und 60% aus ruralen Gebieten. Ethnizität und Gender wurden nicht berücksichtigt (vgl. Shepardson et al. 2009: 1451).

Hydrologic cycle task: In der ersten Aufgabe mussten die Lernenden selbst den Wasserkreislauf beschreiben und zeichnen. In der zweiten Aufgabe sollten sie ein vorgegebenes Diagramm des Wasserkreislaufs beschreiben und womöglich bereits Unterschiede zu ihrer Zeichnung erkennen (vgl. Shepardson et al. 2009: 1452)

6 Resultate

Ergebnisse wurden codiert und schlussendlich ergaben sich vier signifikante Gruppen/Konzepte:

Konzept 1: «The Hydrologic Cycle as Water Storage, Tranformation and Transportation with multiple pathways» (Shepardson et al. 2009: 1455): Kinder, die diesem Konzept zugehörig sind, verstehen den Wasserkreislauf als Konzept mit Grundwasser, Oberflächenabfluss und Wassertransport. Sie erklärten den Kreislauf mit Worten wie Evaporation (Verdunstung), Kondensierung und Niederschlag. Sie verstehen den Kreislauf und dass das Wasser „widerverwendet“ wird. Dieses Konzept ist das anspruchsvollste aller vier (vgl. Shepardson et al. 2009: 1455).

Konzept 2: «The Hydrologic cycle as water storage and transformation» (Shepardson et al. 2009: 1456):        
Die Kinder betonten die Einlagerung des Wassers (z.B. . in Flüssen oder Seen) und die Wassertransformationen (Evaporation, Kondensation, Niederschlag). Grundwasser, Oberflächenabfluss wurden nicht erwähnt. Dieses Konzept ist weniger anspruchsvoll, da der Wassertransport als Einbahnstrasse angesehen wird (vgl. Shepardson et al. 2009: 1456).Konzept 3: «The hydrologic cycle as a weather event» ( Shepardson et al. 2009: 1456): 
Diese Kinder sahen Niederschlag nur als Regen an. Der Wasserkreislauf ist also ein Wetter-Phänomen, dass sich immer wieder wiederholt. Das Wasser wird zwar gelagert im Fluss oder im See, aber das stellt nicht der Fokus dar. Der Fokus liegt auf dem Regen. Die Wege des Wassers werden also nicht in Betracht gezogen (vgl. 2009: 1456).

Konzept 4: «The hydrologic cycle as an entity» (Einheit) (Shepardson et al. 2009: 1460):
Diese Kinder sehen den Wasserkreislauf als Einheit, als eine einzige Wasserquelle, wie Fluss, Teich, See oder Ozean). Diese Kinder haben wahrscheinlich das Konzept des Wasserkreislaufs vorhin noch nicht gekannt (vgl. Shepardson et al. 2009: 1460).

Es gibt einen signifikanten Unterschied im Auftreten der Konzepte, und zwar trat das Konzept 2 häufiger auf als andere. Ein weiterer auffallender Unterschied gab es in Bezug auf das Alter bzw. die Schulstufe. Konzept 1 trat häufiger bei Highschool-Schülern (35%) und Oberstufenschülern (30%) auf. Es war also bereits ein anspruchsvolleres und besser ausgebildetes Konzept des Wasserkreislaufs vorhanden. Gleichzeitig sind mehr urbane (28%) und rurale (27%) Schüler dem Konzept 3 zuzuordnen. Hingegen suburbane nur 22%, diese haben vor allem Regen gezeichnet und den Wasserkreislauf als Wetterphänomen verstanden (vgl. Shepardson et al. 2009: 1463).

7 Diskussion

Die meisten Schüler verstehen den Wasserkreislauf als Wasserlager und Transformation, nicht aber als Bewegung über Land, Gewässer und Atmosphäre. Die Vorstellungen waren eingeschränkt zu Evaporation, Kondensation und Niederschlag. Nur 27% der Schüler haben das Grundwasser oder den Oberflächenabfluss erwähnt. Gar nicht wurden die Auswirkungen auf die Menschen erwähnt, was dafürspricht, dass sie den Zusammenhang zu ihrem Alltag nicht erkennen. Sie sind also nicht fähig, den menschlichen Einfluss auf den Wasserkreislauf zu erkennen, denn Wasser wird nur als Ressource angesehen.

Weiter wurden auch klimatische Faktoren nicht identifiziert: Welchen Einfluss das Klima z.B. auf die Menge an Niederschlag und somit auf die Menge an Oberflächenabfluss hat (vgl. Shepardson et al. 2009: 1465).

Das zeigt auf, dass Schulbücher den Wasserkreislauf zwingend als Prozess eines grösseren Systems erklären müssen und ihn nicht als isolierten Prozess darstellen sollten.

Ausserdem ist in den Schulbüchern die Natur anders dargestellt, als die Kinder aus dem Mittleren Westen sie kennen (Stadtkinder, oder ländliche Kinder, aber keine Berge). Zeichnungen in den Schulbüchern zeigten den Prozess in den Bergen. Sie verstehen also den Wasserkreislauf in ihrem Alltag immer noch nicht, die Lernenden können das Wissen nicht auf ihren Alltag transferieren.

Die älteren Schüler hatten zwar eine genauere und besser entwickelte Vorstellung des Wasserkreislaufs, aber richtig war sie trotzdem noch nicht (vgl. Shepardson et al. 2009: 1465–1466).

Basierend auf diesen Ergebnissen wurde ein Blick in die Schulbücher geworfen. Aufgefallen ist, dass die Texte jeweils anderes/einfacheres beschrieb als auf den Diagrammen zu sehen war. Die Diagramme zeigten oft mehr und genaueres (Bsp: miteinbeziehen des Grundwassers). Erklärt wurde im Text aber nichts. Um dies zu verstehen, wären die SuS gezwungen zu interpretieren (vgl. Shepardson et al. 2009: 1466).

Am häufigsten wurde der Wasserkreislauf in den Schulbüchern als Wasser Transformation und Transport (nur ein Weg) beschrieben. Zeitgleich ist das das häufigste erforschte Präkonzept der Lernenden. Die Wasserlagerung wird meistens nur als See oder Ozean abgebildet, nicht als Grundwasser (vgl. Shepardson et al. 2009: 1466).

8 Schlussfolgerungen

Um zu verhindern, dass die SchülerInnen mit denselben Präkonzepten zum Wasserkreislauf die Schulzeit verlassen, wie sie sie betraten, muss ganz klar auf den Wasserkreislauf als dynamisches System verwiesen werden und nicht als isolierten Prozess. Dabei kann mit Modellen zur Veranschaulichung gearbeitet werden. Die SchülerInnen sollen sich so den ganzen Prozess besser vorstellen und einprägen können. Die Ergebnisse der ersten Studie haben ergeben, dass die SchülerInnen keine Erfahrungen mit zyklischen Phänomenen im Lehrplan hatten (vgl. Ben-zvi-Assarf/Orion 2005: 369). Bezüglich des Systemdenkens ist es als Lehrperson dabei wichtig zu beachten, dass Systeme als Ganzes im ersten Schritt zunächst erkannt und gezielt eingeführt werden müssen. Erst in den nachfolgenden Schritten können die SchülerInnen Wirkungsbeziehungen zwischen den einzelnen Teilschritten erkennen und allenfalls Rückkopplungseffekte feststellen (vgl. Bollmann-Zuberbühler et al. 2010: 27). Weiter müssen Lehrpersonen den menschlichen Einfluss auf den Wasserkreislauf und dessen Auswirkungen eingehen. Dies fördert das vernetzte Denken und setzt den Prozess wiederum in einen grösseren Kontext. Wird der Mensch gezielt in den Prozess miteinbezogen, können höhere Systemkompetenzen gefördert werden, wie z.B. Prognosen treffen oder Handlungsentwürfe beurteilen. Anschliessend kann das Thema «Wasserkreislauf» auch aus weiteren Perspektiven behandelt werden (z.B. in Verbindung mit physikalischen oder chemischen Aspekten).

Durch Exkursionen oder anderen ausserschulischen Lernorten, öffnen sich Wege eines komplizierten Prozesses zur Lebenswelt der Lernenden. So sollen die SchülerInnen ihre alltäglichen Erfahrungen mit dem Schulstoff verknüpfen können. Dabei ist es wichtig, dass Lehrmittel oder die Lehrpersonen selbst, den Wasserkreislauf in der bekannten Lebenswelt der Lernenden vermitteln. So sollen Stadtkinder den Wasserkreislauf nicht am Beispiel einer Berglandschaft kennenlernen, sondern auch hier soll der Alltagsbezug hergestellt werden.

Zusätzlich können die Ergebnisse so interpretiert werden, dass Geographielehrmittel stets aus einem kritischen Blickwinkel betrachtet werden sollten. Gerade bei fehlenden Bild-Text-Bezügen und einer Vielzahl an komplexeren diskontinuierlichen Texten, kann es den Lernenden schwer fallen einen Zugang zur Thematik zu finden. Vereinfachungen von Lehrbuchtexten könnten das Lernen in diesem Fall erleichtern.

Die Ergebnisse der beiden Studien lassen darauf hindeuten, dass das Bewusstsein des Grundwassers einen entscheidenden Einfluss auf das Verständnis des Wasserkreislaufes hat. An dieser Stelle ist wiederum die Lehrperson gefragt, die im Unterricht einen gezielten Fokus auf die unbeobachtbaren, vielleicht etwas weniger bekannten Teilprozess des Kreislaufes legen sollte.

9 Literatur

Ben-zvi-Assarf, Orit und Orion, Nir (2005): A Study of Junior High Students’ Perceptions of the Water Cycle. In: Journal of Geoscience Education 53/4 (September). S. 366–373. doi:10.5408/1089-9995-53.4.366.

Bollmann-Zuberbühler, B; Frischknecht-Tobler, U; Kunz, P; Nagel, U und Wilhelm Hamiti, S (2010): Systemdenken fördern. Systemtraining und Unterrichtsreihen zum vernetzten Denken. Bern: Schulverlag plus AG.

D-EDK (2016a): Lehrplan 21.

[https://v-fe.lehrplan.ch/index.php?code=a|6|4|1|0|4; 10.10.2019]

D-EDK (2016b): Lehrplan 21. Bildung für nachhaltige Entwicklung.

[https://v-ef.lehrplan.ch/index.php?code=e%7C200%7C4&hilit=101e200yJdHdNN7eLpA5Pw5W9Xq4EG#101e200yJdHdNN7eLpA5Pw5W9Xq4EG;
10.10.2019]

Shepardson, Daniel; Wee, Bryan; Priddy, Michelle; Schellenberger, Lauren und Harbor, Jon (2009): Water Transformation and Storage in the Mountains and at the Coast: Midwest students’ disconnected conceptionsof the hydrologic cycle. In: International Journal of Science Education 31/11 (Juli). S. 1447–1471. doi:https://doi.org/10.1080/09500690802061709.

10 Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Saskia Nowicki, Nancy Gladstone, Jacob Katuva, Heloise Greeff, Achut Manandhar, Geofrey Wekesa and Geofrey Mwania (2018): The Water Module – Student Resource, School of Geography and the Environment, University of Oxford 2018. [https://upgro.files.wordpress.com/2018/03/water-module-student-resource-web.pdf; 10.10.2019].

Woher kommt das Erdöl?

Zittieren als: Schülervorstellungen Erdöl (2019): Woher kommt das Erdöl? original: http://blogs.fhnw.ch/GeoConcepts/?p=29

Abbildung 1: Erdöl-Pumpe (skeeze)

Einleitung

Im Lehrplan 21 wird unter dem Kompetenzziel 1.4a und 1.4b gefordert, dass “die Schülerinnen und Schüler für den Mensch wichtige natürliche Ressourcen kennen und zwischen erneuerbaren und nicht-erneuerbaren Energieträgern unterschieden können und dass sie ihre Vor- und Nachteile vergleichen können” (vgl. D-EDK 2016). Bei diesen Kompetenzzielen spielt Erdöl eine wichtige Rolle. Der riesige, steigende Verbrauch von Erdöl wird immer mehr zum Problem, da sich die Erdölreserven dem Ende zu neigen („Erdöl – schwarze Pest“, 2018). Daher ist es wichtig, dass Schülerinnen und Schüler verstehen, was Erdöl ist, woher es kommt und welche Alternativen es dazu gibt. 

Vielfach haben die Schülerinnen und Schüler jedoch zu dem Thema Fehlkonzepte aufgebaut. Im folgenden werden zwei Studien vorgestellt, die sich mit den Präkonzepten von Schülerinnen und Schülern und Erwachsenen zum Thema Erdöl befasst haben.

Studie 1: Zur Nachhaltigkeit der Umstrukturierung von Alltagsvorstellungen – oder: Bilder von „Erdölseen“ bei Erwachsenen

Hintergrundinformationen zur Studie

Die vorliegende Studie von Christian Fridrich aus dem Jahr 2009 hat untersucht, inwiefern Alltagsvorstellungen zum Thema „natürliche Erdöllagerstätten“ bei Erwachsenen eine Rolle spielen und inwiefern sie während der Schulzeit (nachhaltig) umstrukturiert werden konnten (vgl. Fridrich, 2009).

Im Rahmen der Studie interviewten GW-Studenten in Wien über 15-Jährige. Das Bildungsniveau und das Geschlecht ist bei dieser Stichprobe durchmischt. Die Versuchspersonen wurden schriftlich dazu aufgefordert, eine Zeichnung anzufertigen, wie Erdöl unter der Erdoberfläche natürlich vorkommt (vgl. Fridrich, 2009).

Resultate

Die Skizzen der Versuchspersonen wurden analysiert und zu Kategorien zusammengefasst. Für jede Kategorie wurde eine idealtypische Skizze erstellt, die die jeweilige Alltagsvorstellung veranschaulichen soll. Es kristallisierten sich 7 Kategorien heraus. Diese werden im Folgenden kurz vorgestellt (vgl. Fridrich, 2009):

1.      Speichergestein (8,1% der Befragten)

Dies ist die wissenschaftlich korrekte Vorstellung. Die Versuchspersonen zeichnen Erdöl und teilweise Erdgas in porösen Gesteinsschichten und zwischen Sandkörnern. Oft wurde die Schicht ober und unterhalb des Speichergesteins als undurchlässig dargestellt (vgl. Fridrich, 2009).

     2.      Hybridvorstellung (2,3% der Befragten)

Hier gibt es eine Vermischung zwischen allgemeingültigen Theorien und (falschen) Alltagsvorstellungen. Ein Beispiel wären gezeichnete Erdölblasen, in denen sich das Erdöl in Speichergestein befindet (vgl. Fridrich, 2009).

3.      Schichten (24,2% der Befragten)

Bei dieser Alltagsvorstellung wird das Erdöl als eine Schicht im Boden dargestellt. Diese ist umgeben von anderen Schichten (Erde, Grundwasser, Kohle o.ä.). Zu dieser Alltagsvorstellung wurde teilweise auch der Gedanke vertreten, dass man nur tief genug bohren müsse, um auf Erdöl zu stossen (vgl. Fridrich, 2009).

     4.      Seen/Blasen (52,0% der Befragten)

Über die Hälfte der Versuchspersonen zeichneten das Erdöl als Blase oder See im Boden. Ähnlich wie bei der Alltagsvorstellung 3 kann die Blase/der See durch eine Bohrung angezapft werden (vgl. Fridrich, 2009).

     5.      Höhlen (6,7% der Befragten)

Diese Alltagsvorstellung ist ähnlich wie Nr. 4. Allerdings zeichnen die Befragten hier Höhlen im Boden, die zu einem Teil mit Erdöl gefüllt sind (vgl. Fridrich, 2009).

     6.      Quellen (2,8% der Befragten)

Hier wird Erdöl als Quelle, bei der Erdöl aus dem Boden sprudelt oder Erdölfontäne, die aus dem Boden spritzt, dargestellt (vgl. Fridrich, 2009).

     7.      Adern (2,3% der Befragten)

Die Befragten zeichnen hier unterirdische Erdöladern, Pipelines und Kanäle (vgl. Fridrich, 2009)

     8.      Sonstige (1,6% der Befragten)

In dieser Kategorie befinden sich alle Theorien, die nur einmal erwähnt wurden oder bei denen die Zeichnungen so vage waren, dass sie nicht interpretiert werden konnten (vgl. Fridrich, 2009).

Die Skizzen können in der Studie nachgeschlagen werden und sind aufgrund des Urheberrechts nicht hier verfügbar.

Diskussion und Schlussfolgerung

Nur 8,1% der Befragten konnten eine angemessene Antwort liefern! Interessant ist, dass sich kein Zusammenhang zwischen Bildungsniveau und Antwortqualität finden liess. Auch Versuchspersonen mit einem hohen Bildungsabschluss lieferten teilweise falsche Skizzen und wiederum Personen mit niedrigem Bildungsabschluss zeichneten wissenschaftlich korrekte Skizzen (vgl. Fridrich, 2009).

Warum haben so viele Befragte eine falsche Vorstellung? Eine Vermutung ist, dass Conceptual Change in Österreich im GW-Unterricht noch nicht bekannt war, als die Versuchspersonen die Schule besuchten. Ausserdem ist fraglich, in wie weit das Thema „Erdöl“ überhaupt in der Schule behandelt wurde (vgl. Fridrich, 2009).

Als direkte Konsequenz für den RZG-Unterricht lässt sich sagen, dass es viele Fehlkonzepte im Bereich Erdöl gibt und es sich lohnt, dieses Thema anzuschauen und dabei besonders auf Conceptual Change zu achten.

Studie 2: Adäquate Vorstellung von Erdölvorkommen entwickeln – ein Workshop, der funktioniert

Im Rahmen des Projekts «Sparkling Science» wurde untersucht, inwiefern die Durchführung, eines handlungsorientierten und konstruktivistischen Workshops, unter Einbezug von Präkonzepten, die adäquate Vorstellung über Erdölvorkommen fördert. (vgl. Fridrich 2011)

Hintergrundinformationen zum Projekt «Enerkids»

Die Leitidee von «Sparkling Science» ist, dass Lernende frühzeitig an forschungsspezifische Handlungs- und Denkweisen herangeführt werden und ihre Präkonzepte mit den wissenschaftlichen Modellen zu vergleichen lernen. Christian Fridrich ist Leiter des von 2008-2010 in Wien durchgeführten Teilprojekts «Enerkids» und Autor der 2011 publizierte Studie «Alltagsvorstellungen von Schülern und Erwachsenen im Vergleich. Weiterentwicklung von Präkonzepten im GW-Unterricht», welcher dieser  Teil des Blog Post zugrunde liegt.

Kernstück des Teilprojekts ist ein zweitägiger Workshop in welchem Präkonzepte (welche ihr aus der Studie 1 schon kennt) mit einbezogen, beziehungsweise hinterfragt werden. Der Workshop wurde in Zusammenarbeit mit Lehrer, Hochschullehrer und mit Unterstützung von Unternehmen konzipiert und an fünf Klassen erprobt. Die Projektklasse reichen von der Volksschule bis hin zur Sekundarstufe 2. (vgl. Fridrich 2011)

Design des Workshops

Die Stationen des Workshops wurden in Gruppen von zwei bis vier Lernenden in folgender Reihenfolge besucht:

1.    Untersuchen von Gesteinen

Lernende lassen Wasser auf Gestein (natürlich ölimprägnierten Sandstein, Granit, Quarz, Schiefer, Sandstein) tropfen. Sie beobachten was passiert, halten fest und interpretieren.

2.    Modell einer Erdöllagerstätte

Lernende befüllen das aus Lehm und Sandsteinschicht bestehende Modell über ein Röhrchen mit Wasser. Sie wenden die neue Vorstellung an und erkennen die Bedeutung des Speichergesteins.

3.    Reflexion

Der Lernprozess wird mit Fokus auf die Veränderung der Vorstellung reflektiert.

(Fridrich 2011) Fotos und genauere Hinweise sind in der Studie zu finden.

Resultate und Diskussion

Es wird sowohl eine qualitative und quantitative Auswertung vorgenommen. Dabei zeigt sich ein halbes Jahr nach der Workshop-Intervention, dass in den Projektklassen deutlich mehr Kinder und Jugendliche eine adäquate Vorstellung über Erdölvorkommen haben, als in den Parallelklassen. Besonders deutlich scheint dieser Effekt in der Volksschule zu sein. In der Projektklassen der Volksschule haben über achtzig Prozent der Lernenden eine adäquate Vorstellung, bei den Parallelklassen sind es unter zehn Prozent. In der Sportmittelschule ist der Unterschied kleiner. Auch in den Parallelklassen haben sechzig Prozent  der Lernenden eine adäquate Vorstellung. (Fridrich 2011) 

Schlussfolgerung und Kritik

Der handlungsorientierte und forschende Ansatz scheint einen grossen Effekt auf die Ausbildung einer adäquaten Vorstellung zu haben. Da aber auch andere Faktoren wie zum Beispiel die kognitiven Fähigkeiten eine Rolle spielen, darf diesem Befund jedoch nicht zu viel Gewicht beigemessen werden. Auch ist zu erwähnen, dass die Projektklassen sich intensiver mit dem Thema auseinandergesetzt haben als die Parallelklassen. Die Arbeit kann jedoch Ansatzpunkt für weitere Untersuchungen sein. (Fridrich 2011) 

Diskussion und Schlussfolgerungen

Die Studie zeigt, dass unter zehn Prozent der Erwachsenen über eine adäquate Vorstellung von Erdölvorkommen verfügen. Es ist also enorm wichtig, sich bewusst zu sein, dass es zu diesem Thema viele Fehlkonzepte gibt. Den Unterricht sollte man deshalb darauf ausrichten, dass die Schülerinnen und Schüler ihre Fehlkonzepte erkennen, überdenken und ändern. Eine Möglichkeit besteht im klassischen Conceptual Change Ansatz, eine weitere ist der in Studie 2 beschriebene handlungsorientierte und forschende Workshop. Konkret heisst das, dass man sich zur Unterrichtsvorbereitung an dem oben vorgestellten Aufbau des Workshops orientieren kann.

Literatur

D-EDK (2016): Lehrplan 21. Räume, Zeiten, Gesellschaften. Kompetenzaufbau 3. Zyklus. https://v-fe.lehrplan.ch/lehrplan_printout.php?k=1&z=3&ekalias=0&fb_id=6&f_id=4  (09.10.2019).

Erdöl – schwarze Pest. (2018). Abgerufen 9. Oktober 2019, von Greenpeace website: https://www.greenpeace.de/themen/endlager-umwelt/oel

Fridrich, C. (2009). Zur Nachhaltigkeit der Umstrukturierung von Alltagsvorstellungen – oder: Bilder von „Erdölseen“ bei Erwachsenen. GW-Unterricht(115), 8.

Fridrich, C. (2011): Alltagsvorstellungen von Schülern und Erwachsenen im Vergleich. Weiterentwicklung von Präkonzepten im GW-Unterricht Everyday concepts held by pupils compared to adults. Development of preconcepts in geography and economics teaching. In: Mitteilungen der Osterreichischen Geographischen Gesellschaft 2011 (November). S. 221–236.

skeeze. Öl-Pumpe-Buchsen. Bild. [https://pixabay.com/de/photos/%C3%B6l-pumpe-buchsen-energie-industrie-1425456/; 9.10.2019].

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Erdöl-Pumpe (skeeze)

Schülervorstellungen zu Wolken

Dieser Beitrag wurde ursprünglich im HS 2018/2019 auf der alten Blog-Seite des GeoConcept Projektes veröffentlicht (Benutzer: CalexWolken).

zitieren als CalexWolken (2018/2019): Schülervorstellungen zu Wolken. original: http://geoconcepts.geographyteachereducator.com/de/2018/10/wolken/ , republished under http://blogs.fhnw.ch/GeoConcepts, 2019.

Schülervorstellungen in der Grundschule: Schiel (2015)

Die Studie „Schülervorstellung zu Wolken in der Grundschule“ wurde von Marlene Schiel im Zuge einer Examensarbeit an der Goethe Universität Frankfurt und an einer umliegenden Schule zwischen den Jahren 2014 und 2015 durchgeführt. Sie beschäftigt sich mit der Frage, welche Vorstellungen Grundschüler und Grundschülerinnen zu Wolken haben und geht sogar darüber hinaus auf mögliche Parallelen zwischen deren Vorstellungen und die von Lehrpersonen, sowie Lehramtsstudenten und Studentinnen ein. Die Ergebnisse wurden durch mehrere Schülerinterviews, sowie Lehrer- und Studentenbefragungen gewonnen.

Einzelne Cumuluswolke (häufig vertretenes Bild von Wolken der Befragten)

Bei der Lehrpersonen und Studentenbefragung wurde auf einen Fragebogen gesetzt, welcher für beide Parteien identisch war. Bei den Schülerinterviews wurde auf eine qualitative Forschungsmethode gesetzt, da Schiel auf diese Weise die Interviews offener und flexibler gestalten konnte. Mithilfe eines Leitfadeninterviews wurde es ihr möglich, die subjektive Wahrnehmung der Schülerinnen und Schüler zu erfragen. Die dadurch entstehende grosse Individualität der Ergebnisse bewirkt, dass diese individuell betrachtet und interpretiert werden müssen und nicht repräsentativ sind. Auch hätte die Zahl der befragten Schülerinnen und Schüler  (insgesamt 16, davon 8 Vorschulkinder) dafür nicht ausgereicht. Diese 8 Grundschülerinnen und Schüler vertreten die Klassen eins bis vier und befinden sich zwischen der Alterspanne von 6 bis 9 Jahren.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Ergebnisse der Erst- und ZweitklässlerInnen (6-7 Jahre): 
Es herrscht eine noch recht naive und kindliche Vorstellung bezüglich Wolken mit einem engem Horizont. Einige Kinder gaben an, dass Gott das Wetter beeinflusse und dafür verantwortlich ist. So war zum Beispiel eine Antwort, dass Gott sein Unwesen treibt, wenn es gewittert. Es gab aber auch Schüler und Schülerinnen, deren Ansätze nahe an der Wissenschaft lagen.
Die Kinder geben fast alle an, dass Wolken aus einer Form von Wasser sind und aus Luft bestehen. Zwei von den vier Kindern sind der Meinung, dass Wolken weich sein müssen. Was man in einer Wolke sehen kann, wird von einem Kind wie die Sicht bei Nebel beschrieben, zwei weitere geben an, man sehe die Welt von oben herab. Ein Kind äussert sich nicht darüber, was man sehen kann. Eindeutig ist die Vorstellung, ob man auf Wolken stehen kann. Alle vier Grundschulkinder antworten hier mit nein. Bei der Höhe, in denen sich Wolken befinden, leigt kein Kind im richtigen Bereich von circa 10 Kilometern. Ihre Vorstellungen sind entweder stark über- oder untertrieben. Bei der Frage, wie das Wasser in die Wolken kommt wird ersichtlich, dass die Kinder eine bedingt korrekte Vorstellung davon haben, dass sich Wasser in einer Wolke ansammeln muss. Wie genau das Wasser in die Wolke kommt, können sie sich nicht ausmalen.

Ergebnisse der Dritt- und Viertklässler (8-10 Jahre): 
Einige Schülerinnen und Schüler  haben ausdifferenzierte Ideen zu Wolken und können diese beschreiben. Sie haben mehrere genauere Vorstellungen darüber, wie Wolken entstehen und können diese zum Teil auch in den Wasserkreislauf miteinbeziehen. Die Theorien der Kinder nähern sich mehr oder weniger der wissenschaftlichen Korrektheit an, wobei sich die „Nähe“ je nach gestellter Frage und befragtem Kind im Interview unterscheidet.
 Die Lernenden geben an, dass Wolken aus Luft, verdunstetem Wasser und abgekühltes gasförmiges Wasser bestehen. Hier wird deutlich, dass sie etwas ausdifferenzierter Denken und bereits Begriffe wie Verdunstung und gasförmig verwenden. Ein Kind hat die richtige Vorstellung, dass Wolken aus Wassertröpfchen (u.a.) bestehen. Über die Beschaffenheit einer Wolke sind sich 75% der Kinder einig, dass diese (bisschen) weich sein muss und die hälfte denkt, dass diese auch nass ist. Dazu geben 3 von ihnen an, dass man durch die Wolke fallen würde. Daher legt es nahe, dass alle Kinder der Meinung sind, dass man nicht auf Wolken stehen kann.
Bei der Höhe werden Entfernungen von 100m, 1km und bis mehrere Kilometer genannt. Auf die Frage, wie das Wasser in die Wolken kommt, nennen drei Grundschülerinnen und Schüler Prozesse, bei denen Temperaturunterschiede zwischen warm und kalt massgebend sind. Ausser bei einem Kind spielen Temperaturen dabei keine wichtige Rolle. Das gleiche Kind geht davon aus, dass Wolken aus einer Ansammlung von Sauerstoffen entsteht.

Schülervorstellungen in der Sekundarstufe: Taets von Amerongen (2016)

Cumuluswolke in Australien

Taets von Amerongen hat in ihrer Studie Schülervorstellungen zu Wolken in der Sekundarstufe I von 2016 die Präkonzepte zum Thema Wolkenbildung ausgewählter Sekundarschülerinnen und –schüler untersucht. Diese Studie wurde in Zusammenhang mit der im vorherigen Jahr durchgeführten Grundschulstudie von Schiel (2015) entwickelt und verglichen. Taets von Amerongen befragte dafür insgesamt 378 Schülerinnen und Schüler, welche sich entweder in der siebten oder in der achten Klasse befanden. 159 der gesamten Gruppe liessen sich dem Gymnasialzweig, 219 dem Real-und Hauptschulzweig zuordnen. Bei der Befragung wurde mit einem Fragebogen gearbeitet, die Ergebnisse bauten also auf einer quantitativen Sozialstudie auf.

Verbindung zu Schiel (2015)

Für die Untersuchung der Sekundarstufe wurden ähnliche Vorgehensweisen wie bei der Studie von Schiel (2015) herangezogen. Es wurden dabei 16 Kinder interviewt. Aus den Erkenntnissen von der Studie entwickelte Schiel einen Fragebogen mit 12 Fragen, die minimal von den Fragen aus dem Leitfadeninterview abweichen. Darüber hinaus entstand wie oben schon erwähnt, ein Fragebogen für Studierende und Lehrkräfte. Dieser umfasst 10 Fragen. 

Ergebnisse

Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass nur bei ein paar Fragen die Schülerinnen und Schüler mehrheitlich die richtigen Vorstellungen haben, jedoch dass oft Fehlvorstellungen überwiegen. 

Verschiedene Wolkentypen

Nur knapp mehr als die Hälfte (51%) der befragten Schülerinnen und Schüler hatten die richtige Vorstellung, dass das Wasser verdunstet, um in die Atmosphäre zu gelangen. 61% der Befragten gaben an, dass sich Wolken aufgrund des Windes bewegen und wiederum 69% hatten die richtige Vorstellung, dass die Geschwindigkeit von der Windstärke abhänge. Ob man auf einer Wolke stehen könne, verneinten die meisten (95%). Auch bezüglich der Farbe der Wolken hatten die Schülerinnen und Schüler häufig die richtige Vorstellung (61%). Betrachtete man dort die Antworten, dann waren die Wolken oft als weiss, grau oder dunkel beschrieben worden. Ein Drittel  (32%) der Schülerinnen und Schüler wussten ausserdem, dass sich Nebel weiter unten in der Atmosphäre befindet im Gegensatz zu den Wolken. 

Abweichungen zur richtigen Vorstellung gab es jedoch bei den restlichen zehn Fragen. Bei der Auswertung von Taets von Amerongen (2016) wurden die Multiple-Choice-Frage sowie die Frage nach der Höhe von Wolken nicht berücksichtigt, da die Untersuchungsergebnisse verdeutlichen, dass hierzu keine klaren Vorstellungen herrschten.

Fast die Hälfte (46%) der Befragten gaben an, „dass Wolken nur dann entstehen, wenn die Sonne scheint“ (Taets von Amerongen 2016, S. 77). Dadurch würde sich das nötige Wasser nach oben bewegen. Eine Fehlervorstellung ist also hier durchaus vorhanden. Dies könnte beispielsweise fehlerhaften YouTube-Videos zugeschrieben werden oder vereinfachten Darstellungen für kleine Kinder. 

Verschiedene Farben der Wolken

„Dass Wolken aus Wasserdampf bestehen, dachten 42% der Schülerinnen und Schüler, 22% hingegen hatten die richtige Vorstellung, dass sie aus Was-sertröpfchen und Eiskristallen beständen“ (Taets von Amerongen 2016, S. 78). Daneben gab es noch die Vorstellung, dass sich der Nebel aus kleinsten Wassertröpfchen zusammensetzen würde und er zudem aus Wasserdampf bestände.. Darüberhinaus hatten nur 29% die korrekte Vorstellung, dass man sowohl in einer Wolke wie auch im Nebel gleich nass werden würde. Warum es dunkle Wolken gäbe, begründeten knapp weniger als die Hälfte (45%) damit, dass in Wolken viel Wasser enthalten wäre.  40% der Schülerinnen und Schüler hatten die Fehlvorstellung, es würde beginnen zu regnen, weil zu viele Tröpfchen in der Wolke wären. Bezüglich der Frage, wann Wasser in die Atmosphäre aufsteigen könnte, hatten 57% die Fehlvorstellung, es könnte nur dann geschehen, wenn es warm genug wäre. 

Festzuhalten bleibt, dass bei fünf der insgesamt 20 Fragen zum Thema Wolken die Mehrheit der Befragten die richtige Vorstellung hatte. In den restlichen 15 Fragen sind jedoch laut den Ergebnissen viele Fehlvorstellungen vorhanden. „62 der 378 befragten Schülerinnen und Schüler beantworten alle Fragen in dieser Fragengruppe richtig“ (Taets von Amerongen 2016, S. 78). Wichtig für den Unterricht ist dabei, dass rund 65% angaben, dass Wolken noch nie im Unterricht behandelt worden waren. Insgesamt hatten nur fünf Schülerinnen und Schüler bei allen sechs Fragen der dritten Fragengruppe die richtige Vorstellung. In der vierten Fragengruppe waren es insgesamt 32 Schülerinnen und Schüler, die alle Fragen richtig beantworteten. Nur 12 der Befragten hingegen besassen zu allen Fragen der fünften Fragengruppe die wissenschaftlich haltbaren Vorstellungen und bei nur vier Befragten deckten sich die Meinungen zu den Fragen in der sechsten Fragengruppe mit den richtigen Aussagen. Keiner der 378 Schülerinnen und Schüler beantwortete dabei alle Fragen richtig.

Schlussfolgerungen beider Studien

Man sieht, dass bereits im Grundschulalter gewisse Vorstellungen über Wolken, ein äusserst komplexes Phänomen, bestehen, welche zum Teil nahe an der Wirklichkeit liegen. Dennoch gibt es auch Schüler, deren Vorstellungen sehr weit von den wissenschaftlichen Erkenntnissen entfernt sind. Es lässt sich beobachten, dass beide Fälle innerhalb der gleichen Klassenstufe auftreten können, weshalb eine Lehrperson unbedingt auf die Heterogenität innerhalb einer Klasse eingehen muss und diese bei der Planung berücksichtigen muss. Ausserdem ist bei der Behandlung des Themas Wolken im Unterricht wichtig, dass die physikalischen und meteorologischen Grundlagen den Schülerinnen und Schülern näher gebracht und aufgezeigt werden. Beispielsweise ist die die „Sonne – Wolke“ – Verbindung in den Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler stark vertreten und dessen Einbezug in die Entstehung der Wolken muss geklärt werden. Durch die Studien konnte zudem herausgefunden werden, dass die Wolke von den Befragten oft als ein Objekt aufgefasst wurde, dem gewisse Eigenschaften zu gesprochen werden; unter anderem wie schnell eine Wolke sein könnte, oder wie viel Wasser sie halten könnte, bis es zu regnen begänne. 

Es wäre falsch davon auszugehen, dass jeder Schüler ohne Ausnahme ab einem gewissen Alter oder ab einer gewissen Klassenstufe, fehlerfreie Konzeptionen wie hier über Wolken besitzt.
 Die fehlerhaften Schülervorstellungen müssen im Unterricht angesprochen und bearbeitet werden. Durch verschiedene Arbeitsschritte und Methoden kann bezweckt werden, dass die Schüler ihre Vorstellungen anpassen oder gar von Grund auf überarbeiten, um der Wirklichkeit zu entsprechen. Damit die Schüler aber nicht aus allen Wolken fallen, empfiehlt sich dies Schrittweise zu tun.

Diskussion 

Da in den Ergebnissen hin und wieder Gott als Ursache für die Wolken und das Wetter genannt wurde, stellt sich natürlich die Frage, ob dies daran liegt, dass zum Beispiel die Eltern den Kindern nicht richtig erklären wollen oder können, wie es dazu kommt oder ob es zum Beispiel an den Medien liegt. Vielleicht ist das Wetter auch zu komplex, als dass ein Kind die Zusammenhänge erfassen und verstehen könnte. Zudem gibt es viele Darstellungen für kleine Kinder, welche den ganzen Prozess hinter der Wolkenentwicklung zu stark vereinfachen. Von älteren Schülerinnen und Schülern wird beispielsweise auch YouTube benutzt. Das Videoportal gilt aber nicht immer als fachwissenschaftlich gut geeignete Quelle und kann Fehlvorstellungen unterstützen. Neben sachlichen Quellen von beispielsweise der NASA gibt es auch viele Tutorials die von Privatpersonen verfasst worden sind und teilweise fehlerhafte oder zu vereinfachte Modelle übermitteln.  Sicherlich wäre hier die Frage interessant, woher denn die Schülerinnen und Schüler ihr Wissen beziehen. Dazu aber mehr in einem anderen Artikel. 

Quellen:

Schiel, Marlene (2015): Schülervorstellungen zu Wolken in der Grundschule. Wissenschaftliche Hausarbeit im Rahmen der Ersten Staatsprüfung für das Lehramt an Grundschulen im Fach Sachunterricht – Schwerpunkt Physik. Eingereicht dem Landesschulamt. Online verfügbar unter: http://www.thomas-wilhelm.net/arbeiten/Wolken.pdf (Stand: 20. Dezember 2018)

Taets von Amerongen, Katharina (2016): Schülervorstellungen zu Wolken in der Sekundarstufe I. Wissenschaftliche Hausarbeit im Rahmen der Ersten Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien im Fach Physik. Eingereicht dem Landesschulamt -Prüfungsstelle Frankfurt am Main. Online verfügbar unter: http://www.thomas-wilhelm.net/arbeiten/Wolken_SekI.pdf (Stand: 20. Dezember 2018)

Cumuluswolke in Australien: https://de.wikipedia.org/wiki/Wolke#/media/File:Anvil_shaped_cumulus_panorama_edit_crop.jpg von http://www.flagstaffotos.com.au 

Einzelne Cumuluswolke: Von Glg – photo taken by Glg, CC BY-SA 2.0 de, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=172807  unter: https://de.wikipedia.org/wiki/Wolke#/media/File:Img20050526_0007_at_tannheim_cumulus.jpg 

Verschiedene Wolkentypen: https://de.wikipedia.org/wiki/Wolke#/media/File:Cloud_types_de.svg 

Verschiedene Farben der Wolken: Von Frisia Orientalis, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8537545 

Schülervorstellungen zu Migration

Dieser Beitrag wurde ursprünglich im HS 2018/2019 auf der alten Blog-Seite des GeoConcept Projektes veröffentlicht (Benutzer: SchuelervorstellungenMigration).

zitieren als SchuelervorstellungenMigration (2018/2019): Schülervorstellungen zu Migration. original: http://geoconcepts.geographyteachereducator.com/de/2018/10/schulervorstellungen-zur-migration/ , republished under http://blogs.fhnw.ch/GeoConcepts, 2019.

Einleitung

In der Schweiz haben rund 37.2% der Gesamtbevölkerung einen Migrationshintergrund (vgl. BFS, 2017). Dies betrifft laut Statistik die ständige Bevölkerung ab 15 Jahren. Zudem beinhalten diese 37.2% die Personen mit Migrationshintergrund bis zur 2. Generation sowie auch eingebürgerte Personen (vgl. BFS, 2017).
Diese knapp 40% Einwohner der Schweiz mit Migrationshintergrund sind einerseits durch die wirtschaftliche Situation, welche schon Ende des 19. Jahrhunderts zu einer ersten Einwanderungswelle führte, bedingt und andererseits ist die Immigration in die Schweiz kein abgeschlossenes Phänomen (vgl. Nguyen, 2017).

«[D]ie Einwanderung steht heute mehr denn je im Zentrum der politischen Debatte» (Nguyen, 2017). Durch die Aktualität und Präsenz dieser Thematik kann eine hohe Relevanz für den Geographieunterricht abgeleitet werden. Laut Lehrplan 21 können die Schülerinnen und Schüler…

«[…] Bevölkerungsverteilungen und -entwicklungen in ausgewählten Regionen der Welt beschreiben und anhand von Bevölkerungsdiagrammen vergleichen.
[…] aktuelle Bevölkerungsbewegungen erkennen, diese räumlich und zeitlich strukturieren sowie Gründe für Migration erklären. Migration in die Schweiz; wirtschaftliche, soziale, ökologische und politische Migrationsgründe.
[…] diskutieren, welche Auswirkungen Migration auf die betroffenen Personen und die Aufnahmegesellschaft hat.
» (vgl. Deutschschweizer Erziehungsdirektoren-Konferenz, 2016)

Um diese Kompetenzen aufzubauen und diese Thematik mit den Schülerinnen und Schüler zu erarbeiten, muss die Lehrperson die Schülervorstellungen zur Migration kennen.
Es werden im Folgenden drei Studien zu Schülervorstellungen aus dem Bereich Migration vorgestellt.

Abbildung 1: IOM and Japan continue to help Syrian refugees. © IOM 2014 CC BY-NC-ND 2.0

Hoogen

In der Arbeit von Andreas Hoogen (2016) werden einerseits die fachliche Klärung zum Begriff illegale Migration und andererseits die Schülervorstellungen zu diesem Thema vorgestellt.

Forschungsverfahren
Hoogen beginnt in seiner Arbeit mit der fachlichen Klärung, bei welcher er verschiedene Texte mit Hilfe von qualitativen Inhaltsanalysen auswertet (vgl. Hoogen, 2016, S. 387). Hoogen erläutert anschliessend kurz den umfangreichen Überblick, den er dadurch über diese Thematik erhalten hat.

Anhand dieser Ergebnisse hat er in Interviews mit Schülerinnen und Schüler deren Vorstellungen zum Thema illegale Migration erörtert. Auf den Seiten 194 ff. dokumentiert Hoogen die Ergebnisse, welche sich aus den Interviews ergaben.

Als Beispiel dient hier der erste Schwerpunkt, Der Begriff illegale Migration. Der Begriff wird in der Literatur oft negativ dargestellt. Nur in wenigen Texten ist Hoogen auf eine eher kritische und reflektierte Darstellung gestossen (vgl. Hoogen, 2016, S. 387). Hoogen bettet somit die Wirkung dieses Begriffs auf Schülerinnen und Schüler in seine Befragungen ein. Neben dem Themenschwerpunkt Der Begriff illegale Migration werden auch weitere Schwerpunkte wie Gründe der Migration, Boatpeople und Grenzen, Lebensumstände und Marktpositionen illegaler Migranten und Migrantinnen, Auswirkungen von illegaler Migration und Bewertung illegaler Migration in die fachliche Klärung mit einbezogen und es es werden anschliessend die zu behandelnden und zu berücksichtigten Punkte betreffend Schülervorstellungen ausgearbeitet (vgl. Hoogen, 2016, S. 393 ff.).

Ergebnisse
Es folgen hier noch ein weiteres Beispiel aus den Ergebnissen: Hoogen erwähnt in seinen Ergebnissen, dass der Begriff den meisten Schülerinnen und Schüler bekannt sei, jedoch wie vermutet der Begriff Illegalität oft mit Kriminalität in Verbindung gebracht wird (vgl. Hoogen, 2016, S. 197).  Als Gründe für eine illegale Migration wurden von den Schülerinnen und Schüler bspw. folgende Dinge genannt: «Wetter, Krieg, Verfolgung, … Armut im Herkunftsland,  Religionsfreiheit, …» (Hoogen, 2016, S. 200).

Lutter

Die Studie von Andreas Lutter (Lutter 2011) zeigt verschiedene Schülerperspektiven zum Thema Migration und Integration auf: Immer wieder wird „Integration als Veränderung der Migrantengruppen und ethnischen Minderheiten im Sinne von Anpassung gedacht und bisweilen negativ konnotiert oder ablehnend zurückgewiesen“ (Lutter 2011, S. 190). Auch die sozial-kulturelle Perspektivierung taucht in den Schülervorstellungen immer wieder auf. Der Autor fasst die SuS-Vorstellungen folgendermassen zusammen: „Die Vorstellungen der Schüler/Innen bedienen sich eher der Gewissheit von Konzepten des Deutsch-Seins oder Nicht-Deutsch-Seins und linear-kausalen Erklärungsmustern des Integriert-Seins oder Nicht-Integriert-Seins“ (Lutter 2011, S. 191).

Anhand der Schülerperspektiven soll aufgezeigt werden, welche «fachlich geklärten Erklärungskonzepte und didaktischen Strategien zu Differenzierung und Förderung des Migrationsbewusstseins im sozialwissenschaftlichen Unterricht von entscheidender Bedeutung sind […]» (Lutter 2011, S.14). Die Studie soll zudem die Ideen zur didaktischen Strukturierung der migrationspolitischen Bildung geben.

Die Fragestellung
Welche Vorstellungen haben Schülerinnen und Schüler zu Integration in Bezug auf Zuwanderung und Migration. Die Studie beschäftigt sich mit der Frage, was bedeutet «gelungene Integration» (Lutter 2011, S.61)?
«Die Fragestellung kann in folgende Leitfragen überführt werden:

  • Welche Vorstellungen werden mit dem Wort Integration assoziiert?
  • Welche subjektiven Integrationsmodelle treten hervor und auf welchen Grundannahmen beruhen diese?
  • Welche Gemeinsamkeiten im Denken lassen sich in der Auseinandersetzung mit dem Sachthema herausarbeiten?
  • Welche Lernmöglichkeiten eröffnen sich dadurch im Lernfeld?» (Lutter 2011: S.88)

Forschungsverfahren
Lutter (2011) verspricht sich von der qualitativen Interviewtechnik ein besonders ertragreiches Resultat.

Folgende Punkte berücksichtigt Lutter (2011) bei seinen Interviews:

  • Gesamtschule: da soziale Herkunft sehr ausgeprägt
  • leistungsstark vs. weniger leistungsstark
  • unterschiedliche Altersstufen (zwischen 17 und 19): 11. Oder 12. Jahrgangsstufe
  • Migrationshintergrund ja/nein
  • politisch interessiert vs. politisch desinteressiert

Da Lutter (2011) als Forschungsinstrument die qualitative Interviewtechnik wählte, werden als Ergebnis verschiedene Vorstellungen von Schülern und Schülerinnen mit Bezug auf die oben genannten Punkte (Herkunft, Leistungsstärke, Alter, Migrationshintergrund, politisches Interesse) vorgestellt.

Ergebnisse

Lutter (2011) zeigt auf, dass die rekonstruierte Vorstellungen und Lebenswirklichkeit verknüpft sind: «Die Analyse der Schülervorstellungen macht ersichtlich, dass Pluralität und Migration alltägliche Bestandteile der Lebenspraxis in Schule, Freundeskreis und Familie darstellen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die rekonstruierten Vorstellungen der interviewten Schüler/Innen eng mit ihrer eigenen Lebenswirklichkeit verknüpft sind[…]» (Lutter 2011, S.190).

Der Studie kann ebenfalls entnommen werden, dass Erklärungskonzepte sowie Schülervorstellungen eine wichtige Rolle im migrationspolitischen Unterricht spielen: «Die herausgearbeiteten Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Schülerperspektiven implizieren notwendigerweise Konsequenzen für den Unterricht, wenn die Schülervorstellungen für die Gestaltung der eigenen Lebenspraxis und der Bewältigung von durch Migration geprägter Lebenssituationen in ihrer Bedeutung ernst genommen werden. Die Ergebnisse der Fachlichen Klärung sollen der weiteren Ausdeutung der subjektiven Vorstellungen behilflich sein und innovative Hinweise für die konstruktive Aufgabe der Entwicklung von Lehr- und Lerndesigns aufzeigen. Weiterhin erlauben Fachkonzepte die Einschätzung lernförderlicher und lernhinderlicher Vorstellungen in der Auseinandersetzung mit Zuwanderung und Integration und stellen eine legitimierbare Basis für die Differenzierung der Schülerkonzepte im Rahmen der migrationsdidaktischen Strukturierung zur Verfügung» (Lutter, 2011, S. 191).

Im Fazit seiner Studie stellt Lutter (2011) klar: «Die am Beispiel der Integration von Migranten und Minderheiten explizierten Ergebnisse der wechselseitigen Betrachtung lebensweltlicher und fachlicher Vorstellungen machen deutlich, dass ein gelingender Fachunterricht zur migrationspolitischen Bildung auf beide Perspektiven angewiesen ist. Die fachlich basierte Legitimation sachstruktureller Erklärungskonzepte und die lebensweltliche Authentizität von Schülervorstellungen stiften beide einen gleich wichtigen Beitrag für den migrationspolitischen Unterricht. Durch die vorgenommene Betrachtung verschiedener Vorstellungsbereiche konnten innerhalb dieser Untersuchung beide Perspektiven bereichert und im Hinblick auf die Vermittlungsaufgabe vervollständigt werden.» (Lutter, 2011, S. 201)

Belling

Die Studie von Dorothee Belling (2017) untersucht neben dem demographischen Wandel und den theoretischen Grundlagen unter anderem die Frage, was bei der Thematisierung des demographischen Wandels im Unterricht auf Sekundarstufe I beachtet werden muss? Weiter untersucht Belling (2017) wie die Unterrichtsqualität zu diesem anthropogeographischen Thema gesteigert werden kann.

Forschungsverfahren
Belling (2017) entschied sich mit dem problemzentrierten Interview mit Concept Maps für ein qualitatives Verfahren. Die Concept Map ist ein Differenzierungsinstrument für visuelle Lerntypen.
Als Forschungsklasse wurde eine 10. Realschule in Deutschland (die Schülerinnen und Schüler sind zwischen 15 und 17 Jahre alt) im ersten Halbjahr ausgewählt, da das Thema komplex ist und ein gewissen Vorwissen vorhanden sein muss.
Das Bundesland Niedersachsen wurde gezielt ausgewählt. Der Landkreis Diepholz gilt noch als ländlich aber befindet sich nahe der Stadt Bremen.

Ergebnisse

In den Medien behandelte Themen wie die Flüchtlingskrise und andere aktuelle, verwandte Brennpunkte haben ohne Zweifel einen Einfluss auf die Schülervorstellungen zum Thema Migration. Einige der Befragten haben zum Beispiel die Meinung, dass ganz allgmein «[…]im Moment mehr Menschen nach Deutschland“ ziehen. Auch hat die Mehrheit der Befragten die Vorstellung, dass die Menschen die nach Deutschland kommen aus Kriegsgebieten stammen (z.B. Syrien, Afghanistan). Zudem sind alle Befragten der Meinung, dass der Ausländeranteil wegen den Flüchtlingen „steil nach oben gegangen“ ist (Belling 2017, S. 164-167).

Belling (2017) konnte in den Interviews beobachtet werden, dass Schülerinnen und Schüler Mühe haben zwischen «Ausländer» und «Flüchtling» zu unterscheiden. Weiter führt ein Grossteil der Befragten die variable Migration nicht auf eine sinkende Kindersterblichkeit oder das steigende Durchschnittsalter zurück, sondern setzen diese in Beziehung mit den Flüchtlingswellen. Es gibt als zahlreiche Schülervorstellungen für den demographischen Wandel. Allerdings neigen Schülerinnen und Schüler oft zu «einfachen Kausalketten und eindimensionalen Schlüssfolgerungen» (Belling 2017).

Konsequenzen für den Unterricht

Für den Unterricht spielen, aufgrund der grossen Aktualität und Medienpräsenz, Schülervorstellungen zur Migration eine zentrale Rolle. Eine Auseinandersetzung mit den Schülervorstellungen zum Thema Migration ist ohne Zweifel für Lehrpersonen aller Niveaus hilfreich. Dabei sollten sich die Lehrpersonen auch über den Migrationshintergrund der Schülerinnen und Schüler informieren.

Um die Vorstellung der Schülerinnen und Schüler, dass die Migrantinnen und Migranten im Moment der Grenzüberschreitung illegal werden, zu steuern, muss im Unterricht eine Auseinandersetzung mit Daten und Statistiken stattfinden. Auch die Unterschiedung von einem Flüchtling und einem Migranten ist vielen Lernenden unklar (Belling 2017, S. 166). Sie vermischen diese beiden Begriffe und erhalten, beispielsweise über die Meiden, ein falsches Bild von Migranten und der damit verbunden Migration. Daher ist es wichtig Medien im Unterricht gezielt einzusetzen. Weiter ist auch die Schülervorstellung vom «Integriert-Sein[s]» (Lutter 2011, S. 191) oft zu einfach gestrickt und sollte im Unterricht aufgegriffen und diskutiert werden.

Für eine Bewertung der illegalen Migration müssen vor allem die politischen Aspekte herausgearbeitet werden. Zu zeigen wäre beispielsweise, dass Migration nur durch Politik illegal gemacht wird, jedoch für gewisse Menschen unumgänglich ist, auch wenn es als Straftat dargelegt wird. Um die Bewertung von Migration und Integration im Unterricht einzubetten, sollten sich die Schülerinnen und Schüler ausserdem mit verschiedenen Perspektiven, wie bspw. Angehörige, Arbeitgeber, Arbeitnehmer, Migranten, etc. beschäftigen. (vgl. Hoogen, 2016, S. 393 ff.).

Die Schülervorstellungen unterscheiden sich aber beispielsweise im Hinblick auf die Arbeitsplätze. Einerseits ist ein oft genanntes Vorurteil, dass die Migrantinnen Einheimischen die Arbeit wegnähmen oder Probleme verursachen und andererseits sehen einige Lernende die Zuwanderung als Gewinn für die Wirtschaft an (Belling 2017, S. 166.167). Das Konzept der Bevölkerungsverlagerung soll daher bewusstgemacht werden, indem die Auswirkungen in den Herkunftsländern ebenfalls ins Gewicht fallen. So kann auch hier eine reflektierte Haltung der Schülerinnen und Schüler gegenüber der Auswirkungen gefördert werden kann.

Es ist zudem interessant, dass sich aus dem Kantonsvergleich mit den Populationsdaten aus dem Schuljahr 07/08 ergab, dass «je höher die Leistungsanforderungen eines Schulniveaus waren, desto geringer der Migrantenanteil war» (Bergmann, 2012, S. 184). Diese Erkentnisse sind einerseits für Unterricht selber hilfreich, sowie auch für die Arbeit als Klassenlehrperson (z. B Schüler- und Elterngespräche) und wären für eine weitere Arbeit ein interessantes Thema.

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: UN Migration Agency (IOM): IOM and Japan continue to help Syrian refugees.[https://www.flickr.com/photos/iom-migration/12165699863; 27.10.18]

Literaturverzeichnis

Belling, Dorothee (2017): Demographischer Wandel und Schülervorstellungen: ein Beitrag zur geographiedidaktischen Rekonstruktion. Serie: Geographiedidaktische Forschungen; Band 66.

Bergman M., Hupka-Brunner S., Meyer Th., Samuel R. (2012): Bildung – Arbeit – Erwachsenwerden: Ein interdisziplinärer Blick auf die Transition im Jugend und jungen Erwachsenenalter. Wiesbaden: Springer VS.

BFS (2017): Bevölkerung nach Migrationsstatus. [https://www.bfs.admin.ch/bfs/de/home/statistiken/bevoelkerung/migration-integration/nach-migrationsstatuts.html; 30.9.2018]

Deutschschweizer Erziehungsdirektoren-Konferenz (Hrsg.) (2016): Lehrplan 21. Räume, Zeiten, Gesellschaften. Lehrplan 21 – von der D-EDK Plenarversammlung am 31.10.2014 zur Einführung in den Kantonen freigegebene Vorlage. Bereinigte Fassung vom 29.02.2016.

Hoogen, Andreas (2016): Didaktische Rekonstruktion des Themas illegale Migration : Argumentationsanalytische Untersuchungen von SchülerInnenvorstellungen im Fach Geographie (Vol. Band 59, Geographiedidaktische Forschungen). Münster: Monsenstein und Vannerdat.

Lutter, Andreas. (2011). Integration im Bürgerbewusstsein von SchülerInnen (Vol. Band 5, Bürgerbewusstsein). Wiesbaden: VS Verlag für Sozialwissenschaften.

Nguyen, Duc-Quang (2017): Einwanderungsland Schweiz. Artikel vom 19.12.2017. In: SWI swissinfo.ch. [https://www.swissinfo.ch/ger/politik/bevoelkerungsentwicklung_einwanderungsland-schweiz/42941804; 30.9.2018]

Schülervorstellungen zu Landwirtschaft

Dieser Beitrag wurde ursprünglich im HS 2018/2019 auf der alten Blog-Seite des GeoConcept Projektes veröffentlicht (Benutzer: TeamLandwirtschaft).

zitieren als TeamLandwirtschaft (2018/2019): Schülervorstellungen zu Landwirtschaft. original: http://geoconcepts.geographyteachereducator.com/de/2018/10/schuelervorstellungen-zur-landwirtschaft/ , republished under http://blogs.fhnw.ch/GeoConcepts, 2019.

1. Einleitung

Mastbetrieb in Samern (D), © Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / “Samern, Mastbetrieb — 2014 — 9565” / CC BY-SA 4.0

Die Landwirtschaft ist eine wichtige Nutzungsform natürlicher Systeme und als Teil der Mensch-Umwelt-Beziehungen im Lehrplan 21 (D-EDK 2016) enthalten. Die Schülerinnen und Schüler sollen in der Oberstufe Nutzungsformen und Nutzungswandel untersuchen, landwirtschaftliche Produktionsformen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Landschaft, den Ressourcenverbrauch und die Arbeitssituation der Menschen einschätzen sowie regionale und globale Verflechtungen erkennen. Um die entsprechenden Kompetenzen aufzubauen, muss die Lehrperson die Schülervorstellungen zur Landwirtschaft kennen, um diese gezielt zu erweitern oder zu korrigieren. Im Folgenden werden drei Studien zu Schülervorstellungen aus dem Bereich Landwirtschaft vorgestellt und die Ergebnisse im Hinblick auf den Unterricht diskutiert.

2. Studie zur Landwirtschaft im Kontext einer Bildung für nachhaltige Entwicklung

2.1 Über die Studie

Die Studie Schülervorstellungen zur Landwirtschaft im Kontext einer Bildung für nachhaltige Entwicklung (Hamann 2014) wurde von Sabine Hamann ab 2001 im Rahmen ihrer Doktorarbeit durchgeführt und 2004 publiziert. Als Probanden wurden Schulkinder aus 51 Klassen am Ende ihrer Grundschulzeit (4. Klasse) untersucht. Die Klassen stammten aus 14 Orten im Norden des Bundeslandes Baden-Württemberg.

Zur Datenerhebung wurden zwei methodische Ansätze gewählt: die schriftliche Gruppenbefragung und das Collage-Interview. Die schriftliche Gruppenbefragung fand in Form eines Fragebogens statt, der unter Aufsicht der Forscherin von 944 Schulkindern ausgefüllt wurde (davon 409 aus einer Grossstadt, 202 aus einer mittelgrossen Stadt, 309 aus einer Kleinstadt und 24 auf einem Bauernhof lebend). Für das Collage-Interview wurden 41 Schulkinder unter Berücksichtigung der Wohnortgrösse und unter Ausschluss von Extremantworten zufällig ausgewählt (17 Grossstadt, 15 Mittelstadt, 9 Kleinstadt, 5 Bauernhof).

Beim Collage-Interview wurden zunächst die Spontanäusserungen der Kinder zu den Bestandteilen eines Bauernhofs aufgenommen. Danach erstellten die Kinder in einem eigens dafür entwickelten Programm aus Bildelementen einen Bauernhof und ergänzten den Ausdruck mit Buntstiften. Anschliessend folgte ein problemzentriertes Interview, in dem die Kinder zunächst ihre Collage und Unterschiede zu ihren Spontanäusserungen erklärten und danach anhand von Leitfragen zum Thema Landwirtschaft genauer befragt wurden.

2.2 Wichtigste Ergebnisse

Die Vorstellungen der Kinder werden im Wesentlichen von ihrer persönlichen Erfahrung geprägt. Da die meisten Kinder vor allem in Form von Ferien- und Freizeitlandwirtschaft Zugang zu landwirtschaftlichen Betrieben haben, dominiert die soziale Sichtweise. Alle Kinder haben ein familiär geprägtes Bild der Landwirtschaft mit einem einzelnen männlichen Bauern als Landwirt und Vaterfigur.

Ein weiterer zentraler Bestandteil bilden die Tiere, die in den Vorstellungen der Kinder zwingend zu einem Landwirtschaftsbetrieb gehören. Es wird von einer Vielfalt von Tieren ausgegangen und die kindliche Tierliebe wird auch dem Landwirt zugeschrieben. Auch die Vorstellungen der Tierhaltung orientieren sich an den Verhältnissen familiärer Betriebe, die ihre Tore als Ferienlandwirtschaft öffnen und für die Kinder somit sichtbar und zugänglich sind. Andere Konzepte wie die Massentierhaltung und ökonomische Aspekte werden nicht mit dem idyllisch geprägten Bild verbunden und diesem untergeordnet.

Diffus sind ihre Vorstellungen von Umwelteinwirkungen der Landwirtschaft, die sie als nützlich und schädigend zugleich ansehen. Die Kinder haben aber ein tendenziell positives Bild von der Landwirtschaft und versuchen dieses auch aktiv zu verteidigen. So haben sie im Zusammenhang mit dem Gemüsewaschen schon von Pflanzenschutzmitteln gehört, versuchen den Einsatz aber zu rechtfertigen und schätzen den Landwirt eher als umweltschützend ein.

Der Beruf des Landwirts wird von den Kindern vorwiegend als handwerklich wahrgenommen und Mechanisierung ist ihnen in Form von Hilfsgeräten wie dem Traktor bekannt. Was in ihren Vorstellungen fehlt ist die Computerisierung und Technisierung, die zum Wegfall bestimmter Berufsgruppen und Arbeitslosigkeit führt und zunehmend auch „betriebswirtschaftliche, physikalische, chemische und medientechnische Fähigkeiten“ (S. 175) erfordert.

Die Kinder tragen in sich meist ein konkretes Bild aus eigener Erfahrung, das nicht der zunehmenden Spezialisierung von Pflanzenbau und Tierzucht und den vielfältigen Bewirtschaftungsformen entspricht. Politische und gesellschaftliche Einflüsse auf die Landwirtschaft werden noch nicht erkannt und die Kinder sind sich ihrer eigenen Rolle als Endverbraucher und Konsumenten noch nicht bewusst. Der Welthandel wird mit den klimatischen Bedingungen begründet und als Ergänzung zum lokalen Angebot (etwa durch Südfrüchte) gesehen, nicht aber als Konkurrenzdruck und grössere Wahlmöglichkeit.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Vorstellungen der Kinder von einem idealisierten familiären Landwirtschaftsbetrieb dominiert werden und noch nicht die vielfältigen Entwicklungsstände, Bewirtschaftungsformen und Systemzusammenhänge integrieren.

3. Studie zur Gentechnik

3.1 Über die Studie

Die Studie Schülervorstellungen und -interessen zur Gentechnik (Brunner 2009) wurde von Nina Brunner als Masterarbeit (Lehramt) in Wien im Mai 2009 veröffentlicht. Die Studie knüpft an eine Frage der PISA Studie von 2006 zum Thema Gentechnik an. In Bezug auf Österreich wurden bei der PISA Studie 2006 auch Daten zu den Einstellungen und Interessen der Jugendlichen hinsichtlich Naturwissenschaften erhoben. “Es werden Vorstellungen und Interessen von Schülern zum Thema Gentechnik vertiefend mit Hilfe qualitativer Methoden erfasst” (S. 6). Dies in Form von Interviews, bestehend aus:

  • Bearbeitung Testaufgabe (Aufgabenverständnis/Bearbeitung während Probanden laut denken)
  • Beantwortung der einstellungsbezogenen Fragen/Fragebogen
  • Gespräch zur Ermittlung des Verständnisses des Themas/Interesses

Gearbeitet wurde mit vier Schülerinnen und Schülern im Alter zwischen 14 und 15 Jahren, welche ein mittleres Leistungsniveau haben.

Brunner sieht hinsichtlich der PISA Aufgabenstellung die Problematik, dass dieses in der Gesellschaft sehr kontrovers diskutierte Thema zu stark pro Gentechnik sei. Der fachwissenschaftliche Teil der Arbeit wird dem gerecht, indem mit Werken von Müller und Kempken das Thema von beiden Seiten beleuchtet wird.

3.2 Wichtigste Ergebnisse

Die Schülervorstellungen beinhalten die Idee, dass alle GV-Pflanzen (gentechnisch veränderte Pflanzen) etwas Unnatürliches als Eigenschaft haben. Dieses Unnatürliche wird der Pflanze in Form von Stoffen hinzugefügt oder weggenommen. Die Vorstellungen, worin sich GV-Mais von normalem Mais unterscheidet, beinhalten, dass GV-Mais schneller wächst, grösser wird, schöner ist, aber weniger wertvolle Inhaltsstoffe hat als normaler Mais. “Herbizidresistenz haben die Schüler allerdings nicht als besondere Eigenschaft des GV-Mais erkannt” (S. 128).

Gentechnik soll heute vor allem aufgrund der vielen Umweltschäden wichtig sein. Die Menschen hätten die Natur schon soweit geschädigt, dass neue Methoden nun dazu führen sollen, ertragreichere Ergebnisse zu erzielen. Jedoch widerspricht dies der Annahme, dass “sich Gifte und gentechnisch verändertes Material im Boden ablagern könnten und nicht ausgeschwemmt würden” (S. 128). Auf dem Boden, welcher mit GV-Mais bepflanzt wurde, soll es eventuell nicht mehr möglich sein, etwas Neues anzupflanzen.

Die Schüler haben alle eine klare Vorstellung davon, dass in der Natur mehrere Elemente zusammenhängen und einen Kreislauf bilden, den der Mensch durch sein eingreifen zerstören kann.

4. Studie zur Haltung von Mastschweinen in landwirtschaftlichen Betrieben

4.1 Über die Studie

Die Studie Schülervorstellungen zur Haltung von Mastschweinen in landwirtschaftlichen Betrieben (Fiebelkorn & Folsche 2018) wurde von Florian Fiebelkorn und Elena Folsche durchgeführt und am 3. August 2018 im Buch Nachhaltigkeit in den Bereichen Tourismus, Hotelgewerbe und Ernährung: Bonner Beiträge zu Fragen der Allgemeinen und Beruflichen Bildung, herausgegeben von Benjamin Laux und Stephan Stomporowski, publiziert.

Die Daten wurden von November bis Dezember 2017 in Form eines semistrukturierten Leitfadeninterviews mit einem standardisierten Interviewleitfaden, welcher den Erziehungsberechtigten vorab zur Verfügung gestellt wurde, erhoben. Die Interviews dauerten zwischen 45 und 90 Minuten und bestanden aus spontanen Äusserungen zu einem typischen Bauernhof anhand gezielter Nachfragen, Zeichnungen eines typischen Bauernhofs sowie den Erläuterungen zur Zeichnung mit anschliessender Diskussion.  Die Studie wurde mit sechs Grundschulkindern (fünf Mädchen und ein Junge) durchgeführt, welche aus dem Osnabrücker oder Tecklenburger Land in Deutschland kommen und zwischen acht bis neun Jahre alt waren. Drei der Kinder leben auf einem Schweinemastbetrieb, die anderen in einer Kleinstadt mit weniger als 20’000 Einwohner. In der Ergebnissen befindet sich nur die Auswertung von zwei Probanden, welche Extrembeispiele darstellen. 

4.2 Wichtigste Ergebnisse

Für die Auswertung wurden zwei Probanden mit typischen Vorstellungen verglichen: Proband 1 (w, Stadtkind) und Proband 2 (m, Bauernkind).

Forschungsfrage 1: „Welche Vorstellungen haben Grundschüler zur Haltung von Mastschweinen in landwirtschaftlichen Betrieben?“ (S. 7)

Die Zeichnung des Probanden 1 zeigt unter anderem ein Getreidefeld, ein Wohnhaus mit Strohdach, eine Garage, einen Schweinestall mit 2 Schweinen und einem Ferkel. Angrenzend an den Schweinestall ist ein eingezäunter Bereich, in welchem sich die Schweine im Matsch suhlen können. Die Zeichnung des Probanden 2 zeigt Schweine- und Bullenstall mit Abteilungen mit Spaltböden, den Kuhstall mit einer Kuh davor, ein Wohnhaus mit Garten, den Acker, ein Silo und Scheunen mit einer Vielzahl von landwirtschaftlichen Maschinen.

Die Zeichnung des Probanden 1 zeigt einen eher kleineren Betrieb, in welchem die Schweine in einem Familienverband leben. Diese Vorstellung weicht deutlich von der tatsächlichen Bestandesgrösse ab, die 2018 durchschnittlich 666 Mastschweine pro Betrieb betrug. In der Zeichnung und durch das Gespräch mit Proband 2 konnte “festgehalten werden, dass Bestandsgrößen von mehreren hundert (bis tausend) Schweinen auf einem Schweinemastbetrieb für Grundschulkinder durchaus vorstellbar sind” (S. 16). Die Vorstellung des Probanden 1 zur “Haltung von Schweinen in einem einfachen Stall und der Möglichkeit, jederzeit zwischen diesem und einer angrenzenden Weide zu wechseln, steht in einem deutlichen Kontrast zur in NW-Deutschland dominierenden Haltung von Mastschweinen in geschlossenen Ställen ohne Außengehege” (S. 17), welche Proband 2 exakt dargestellt hat.

Forschungsfrage 2: „Welchen Einfluss haben Primär- und Sekundärerfahrungen mit landwirtschaftlichen Betrieben auf die Vorstellungen zur Haltung von Mastschweinen?“ (S. 7)

Proband 1 hat in der Umgebung vereinzelte landwirtschaftliche Betriebe sowie einen Rindviehbetrieb und Ferienbauernhöfe selbst besucht (Primärerfahrungen). Daneben hat er Informationen aus den Berichten des Bruders von der Arbeit auf einem Rindviehbetrieb sowie Büchern und Fernsehsendungen (Sekundärerfahrungen). Proband 2 lebt auf einem landwirtschaftlichen Betrieb mit Schweinemast und hat weitere Betriebe bereits besucht (Primärerfahrungen), daneben hat er ein Bild aus den Erzählungen des Vaters und Grossvaters (Sekundärerfahrungen).

Dass “Kinder, die häufig Kontakt zu landwirtschaftlichen Betrieben haben, sich auch besser mit landwirtschaftlichen Themen auskennen“ (S. 19), trifft auf Proband 2 zu. Er “hat sehr realistische und detaillierte Vorstellungen von der Haltung und Lebensweise von Mastschweinen” (S. 19) und es wird deutlich, “welche Auswirkungen langfristige Primärerfahrungen mit konventionellen landwirtschaftlichen Betrieben auf die Vorstellungen von Grundschulkindern aus der zweiten Klasse haben können” (S. 19).

Im Gegensatz dazu steht Proband 1, welcher aufzeigt, dass “Besuche auf Ferienbauernhöfen (ohne gesonderte Bildungsimplikationen) der Ausbildung eines realistischen Bildes der modernen, konventionellen Landwirtschaft eher im Wege” (S. 20) stehen. Die Vorstellungen von der Haltung von Mastschweinen sind von glücklichen Tieren geprägt, “zudem spiegeln sich in ihren Vorstellungen zur Haltung von Schweinen (und der von anderen Tieren auf dem Bauernhof) Darstellungen aus Kinderbüchern und -filmen wider” (S. 20). “Unter Berücksichtigung der Studie von Hamann (2004) scheint bei Kindern ohne ausgeprägte Primärerfahrung mit landwirtschaftlichen Betrieben, unabhängig von ihrem Wohnort, ein idyllisches und antiquiertes Bild von Bauernhöfen vorzuherrschen” (S. 21).

Durch die Studie wird deutlich, dass sich die Vorstellungen von Schülerinnen und Schülern zu Bauernhöfen und zur Haltung von Mastschweinen unterscheiden können. Je nach Wohnort, Lage der Schule und der Nähe zu landwirtschaftlichen Betrieben sowie der unterschiedlichen Primär- und Sekundärerfahrungen werden sich die Vorstellungen von anderen Schülerinnen und Schülern zwischen diesen Extremvorstellungen einordnen lassen.

5. Diskussion und Schlussfolgerungen für den Unterricht

Die Studien zeigen, dass die Vorstellungen von der Landwirtschaft im Grundschulalter von einem idyllischen Familienbetrieb geprägt sind, den die Kinder aus Büchern und eigenen Erfahrungen kennen. Diese Vorstellung ist heute als überholte Sonderform der Ferienlandwirtschaft zu sehen, die nur noch einen Bruchteil der Betriebe ausmacht.

Um die moderne Landwirtschaft zu verstehen, muss in der Oberstufe der Agrarstrukturwandel thematisiert werden. Es geht darum, die Vorstellung des Familienbetriebs historisch einzuordnen und alternative Formen der Bewirtschaftung kennenzulernen. Dazu gehören moderne Schweinemastbetriebe ebenso wie gentechnisch veränderter Pflanzenbau.

Optimal wären hierzu Primärerfahrungen durch Exkursionen auf solche Betriebe, alternativ kann aber auch mit realitätsnahen Unterrichtsmaterialien gearbeitet werden. Die industrialisierte Landwirtschaft soll im Bezug zu einer nachhaltigen Entwicklung kritisch hinterfragt und mit weiteren Bereichen wie Gesundheit und Globalisierung vernetzt werden.

6. Quellen

Brunner, Nina (2009): Schülervorstellungen und -interessen zur Gentechnik. http://othes.univie.ac.at/5778/1/2009-06-29_0204220.pdf (21.12.2018).

D-EDK (2016): Lehrplan 21. Räume, Zeiten, Gesellschaften. Kompetenzaufbau 3. Zyklus. https://v-fe.lehrplan.ch/lehrplan_printout.php?k=1&z=3&ekalias=0&fb_id=6&f_id=4  (21.12.2018).

Fiebelkorn, Florian; Folsche, Elena (2018): Schülervorstellungen zur Haltung von Mastschweinen in landwirtschaftlichen Betrieben. https://www.researchgate.net/profile/Florian_Fiebelkorn/publication/326893559_Schulervorstellungen_zur_Haltung_von_Mastschweinen_in_landwirtschaftlichen_Betrieben_-_Erste_Ergebnisse_einer_explorativen_Interviewstudie_mit_Grundschulern/links/5b6aa24c45851546c9f6bcae/Schuelervorstellungen-zur-Haltung-von-Mastschweinen-in-landwirtschaftlichen-Betrieben-Erste-Ergebnisse-einer-explorativen-Interviewstudie-mit-Grundschuelern.pdf (21.12.2018).

Hamann, Sabine (2004): Schülervorstellungen zur Landwirtschaft im Kontext einer Bildung für nachhaltige Entwicklung. https://phbl-opus.phlb.de/files/7/hamann_diss.pdf (21.12.2018).

Boden und Bodengefährdung

Dieser Beitrag wurde ursprünglich im HS 2017/2018 auf der alten Wiki-Seite des GeoConcept Projektes veröffentlicht (Benutzer: Jon). Die Quellen wurden hier am Ende hinzugefügt statt wie im Original per Link und leichte Anpassungen vorgenommen. 

zitieren als: Jon (2017/2018): Klimawandel. original: http://geoconcepts.geographyteachereducator.com/geoconceptwiki/de/index.php?title=Boden_und_Bodengef%C3%A4hrdung, republished and slightly adapted under http://blogs.fhnw.ch/GeoConcepts, 2019.

Drieling

Drieling (2015) führte an vier verschiedenen Schulen in der 10. Jahrgangsstufe (15- bis 17- jährig) eine Erhebung mit insgesamt sechzehn Schülerinnen und Schüler durch. Thema dieser Erhebung waren die Schülervorstellungen über Boden und Bodengefährdung. Für die Erhebung der Daten für diese Forschungsarbeit, wurde das Verfahren des problemzentrierten Interviews gewählt, da im Feld der Schülervorstellungen klar die Qualitative Methodik zu interessanteren Ergebnissen führt, als die Quantitative.

Im Anschluss an die Interviews, wurden diese transkribiert und anschliessend in mehreren Schritten nach Aussagen geordnet und strukturiert.


Ergebnisse der Studie

Drieling vergleicht diese Studie mit derjenigen von Happs. Sie kommt zum Schluss, dass drei Schülervorstellungen in beiden Arbeiten vertreten sind:

• „Boden war schon immer da“ (Drieling 2015, S. 141). Immer bezieht sich dabei einerseits auf die Entstehung oder Welt und andererseits auf die Schöpfung. (Drieling 2015).

• „Boden hat sich aus [verschiedenen Materialien] entwickelt“ (Drieling 2015, S.141). Als Prozesse werden in beiden Studien Zerkleinerung/Verwitterung und Verrottung/Zersetzung genannt. (Drieling 2015).

• „“Boden wird abgelagert““ (Drieling 2015, S. 181). Als mögliche Ursachen werden Flüsse, Gletscher, aber auch der Wind genannt. (Drieling 2015).

Reinfried

Reinfried stützt sich in dem Artikel „Alltagsvorstellungen und Lernen im Fach Geographie“ auf unterschiedliche Veröffentlichungen mehrerer Autoren. Thema des Artikels ist die Bedeutung des Konstruktivismus in der Geographiedidaktik. Zum Thema Boden stützt sie sich auf eine Erhebung von Drieling aus dem Jahre 2005, in welcher Studierende zu ihren Alltagsvorstellungen zum Thema Boden befragt wurden. Es Ergaben sich fünf charakteristische Vorstellungsbilder:

•“ Boden ist Ort, Fläche, Raum“ (Reinfried 2007, S. 23)

• „Boden ist Substrat, Ressource“ (Reinfried 2007, S. 23)

• „Boden ist eine Schicht“ (Reinfried 2007, S. 23)

• „Boden ist das Ergebnis von Prozessen“ (Reinfried 2007, S. 23)

• „Boden ist eine Systemkomponente“ (Reinfried 2007, S. 23)

Die Untersuchungen Drielings zeigten, dass die Befragten grösstenteils nur über oberflächliches Wissen verfügten und dass Fachbegriffe nur selten eingesetzt wurden. Dies obwohl sämtliche Studenten angaben, das Thema Boden im Unterricht durchgenommen zu haben. Drieling vermutet dahinter „träges Wissen“, welches nicht konstruktiv, sondern instruktiv vermittelt wurde und daher nur noch rudimentär vorhanden ist. Diese Beobachtungen legen nahe, dass konventioneller Unterricht nicht ausreicht, um vorhandene Alltags-/Schülervorstellungen nachhaltig zu verändern.

Bedeutung für den Unterricht

Drieling nennt drei Ansätze, welche im Umgang mit vorhandenen Schülervorstellungen angewendet werden können:

• Anknüpfen: vorhandene, fachlich richtige Vorstellungen von einzelnen Schülerinnen und Schülern sollen im Unterricht genutzt werden. Sie können als Erweiterung von Wissensinhalten oder als Zugang zu neuen Inhalten angewendet werden.

• Konfrontieren: Schülervorstellungen, die mit der fachwissenschaftlich richtigen Sichtweise kollidieren, können zur Initiierung eines kognitiven Konfliktes genutzt werden. Beispielsweise anhand von Schülerzeichnungen zum Aufbau des Bodens kann nach intensiver Bearbeitung des Themas „Boden“ ein Vergleich zum tatsächlichen Aufbau gezogen werden.

• Umdeuten: der direkte kognitive Konflikt wird umgangen. Diese Vorgehensweise soll vor allem unsichere Schülerinnen und Schüler unterstützen. Beispielsweise werden in Gruppenarbeit bildliche Darstellungen verschiedener Bodenschichten in eine begründete Reihenfolge gebracht und anschliessend im Unterricht mit vermitteltem Wissen abgeglichen und eventuell umgedeutet.

Reinfried erläutert das Modell der didaktischen Rekonstruktion, in welchem sich Schülervorstellungen, Fachwissen und didaktische Strukturierung wechselseitig beeinflussen. Denn in diesem Zusammenspiel werden vorhandene Vorstellungen und Fachwissen effektiv aufeinander bezogen und so kann eine tiefgreifende Veränderung der Schülervorstellung bewirkt werden

Quellen

Drieling, K. (2015), Schülervorstellungen über Boden und Bodengefährdung – ein Beitrag zur geographiedidaktischen Rekonstruktion, Verlagshaus Monsenstein und Vannerdat OHG Münster

• Happs, J.C. (1982). Some aspects of student understanding of soil. The Australian Science Teachers Journal, 28/3, S. 25‐31.

• Reinfried, S. (2007), Alltagsvorstellungen und Lernen im Fach Geographie, PH Zentralschweiz Luzern

Klimawandel

Dieser Beitrag wurde ursprünglich im HS 2017/2018 auf der alten Wiki-Seite des GeoConcept Projektes veröffentlicht (Benutzer: Ramona G. & Daria Czak). Die Quellen wurden hier am Ende hinzugefügt statt wie im Original per Link. 

zitieren als: Ramona G. & Daria Czak (2017/2018): Klimawandel. original: http://geoconcepts.geographyteachereducator.com/geoconceptwiki/de/index.php?title=Klimawandel, republished under http://blogs.fhnw.ch/GeoConcepts, 2019.

Schuler 2009

Die Studie von Schuler (2009) befasst sich mit Alltagstheorien zu den Ursachen und Folgen des globalen Klimawandels. Untersucht wurden dazu 129 Schülerinnen und Schüler der 12. Klasse aus sieben verschiedenen Gymnasien Baden-Württembergs. Zusätzlich wurde mit 25 Schülerinnen und Schülern aus dieser Stichprobe von 129 ein Interview durchgeführt. In den Interviews sollten durch Mappingverfahren die Alltagstheorien aufgedeckt werden und in Concept Maps miteinander in Verbindung gebracht werden. Für die Interviews wurden die Probanden anhand der Differenziertheit der Antworten aus der schriftlichen Befragung ausgewählt, je ein Drittel verfügte über differenzierte, wenig differenzierte oder undifferenzierte Alltagstheorien über die Ursachen und Folgen des globalen Klimawandels. Die interviewten Probanden waren zwischen 18-19 Jahren, 14 junge Männer und 11 junge Frauen.

Ziel der Studie ist es, Alltagsvorstellungen am Ende der Schullaufbahn zu erheben, wie sie dann auch beim Denken, Bewerten und Handeln im Alltag zum Einsatz kommen. Das Thema Bedrohung und Verwundbarkeit wurde zuvor im Unterricht noch nicht thematisiert. Die Befragten bewerten die Betroffenheit der Menschen in Afrika als stark, die Betroffenheit der Menschen in Deutschland dagegen wird nur mittelstark eingestuft. Die eigene Betroffenheit erachten sie als mittelstark bis gering.


Vorkommende Schülervorstellungen:

Am häufigsten wird von den Schülerinnen und Schülern in der schriftlichen Befragung das Ozonlochmodell genannt: Aggressive Schadstoffe steigen in der Atmosphäre auf und greifen die Ozonschicht an, wodurch mehr und stärkere Sonneneinstrahlung zur Erde gelangt, wodurch es dann zur Erderwärmung kommt.


Sechs zentrale Modelle, die in den Interviews genannt wurden:

– „Anstieg des Meeresspiegels“ (Schuler 2009, S. 5) ( (24/25 der Nennungen)

– „Zunahme von Trockenheit und Dürrephasen“ (Schuler 2009, S. 5) (ca. 2/3 der Nennungen)

– „Zunahme von Regen und Überschwemmungen an Flüssen“ (Schuler 2009, S. 5) (ca. 2/3 der Nennungen)

– „mehr Temperaturextreme und veränderte Jahreszeiten“ (Schuler 2009, S. 5) (ca. 2/3 der Nennungen)

– „Zunahme von Stürmen und Unwetter“ (Schuler 2009, S. 5) (ca. ½ der Nennungen)

– „verstärkte UV-Strahlung“ (Schuler 2009, S. 5) (ca. 1/3 der Nennungen)


Folgenkonzepte, die in den Interviews genannt wurden: – „Verlust von Lebensraum“ (Schuler 2009, S. 5) (fast alle der Nennungen)

– „Probleme für die Landwirtschaft“ (Schuler 2009, S. 5) (fast alle der Nennungen)

– „verschiedene Probleme für Tiere und Pflanzen“ (Schuler 2009, S. 5) (fast alle der Nennungen)

– „Hungersnöte und Probleme für die Nahrungsversorgung“ (Schuler 2009, S. 5) (ca. ½ der Nennungen)

– „Gesundheitsprobleme“ (Schuler 2009, S. 5) (etwas weniger als ½ der Nennungen)

– „Sachschaden und Todesopfer sowie an Soziale Probleme“ (Schuler 2009, S. 5) (je ca. 1/3 der Nennungen)


vorliegende Basismodelle, die in den Interviews erkannt wurden:

– „Aufheizungs-Modell“ (Schuler 2009, S. 6)

– „Katastrophen-Modell“ (Schuler 2009, S. 6)

– „System-Modell“ (Schuler 2009, S. 6)

– „Klimazonen-Modell“ (Schuler 2009, S. 6)

– „UV-Strahlungs-Modell“ (Schuler 2009, S. 6)

Mauthner 2010

An der Studie von Mauthner (2010) nahmen insgesamt 28 Schülerinnen und Schüler im Alter von 14 Jahren teil. Dabei handelte es sich um 10 Schüler und 18 Schülerinnen des Bundesrealgymnasiums der 4 Klasse in Wien. Es wurden zwei unterschiedliche Methoden gewählt, welche die Schwächen der jeweils anderen Methode ausgleichen sollten. So wurde qualitativ mit einem Schülerbrief und quantitativ mit einem geschlossenen Fragebogen (15 Fragen) gearbeitet. Dabei sollten die Schülervorstellungen zum Thema „Klimawandel“ eruiert werden. Die Autorin benutzte diese Informationen für die Entwicklung einer Basis eines Schülerorientierten Chemieunterrichts. Beim Schülerbrief wurden die Nennungen welche im Zusammenhang mit dem Klimawandel stehen gezählt, wobei Mehrfachnennungen nicht gewertet wurden.

– „CO2: 12

– „Abgase“: 4

– Sonne: 4

– Atmosphäre: 4

– Ozonschicht: 2

– Sonnenstrahlen: 2

– Reflexion: 2

– Treibhausgase: 1

– Treibhauseffekt: 1″ (S. 82)


Auffallend ist, dass abgesehen von 2 Schülerinnen und Schülern, alle den Klimawandel als Menschengemacht sehen. Aus den Briefen und dem Fragebogen konnte zudem eruiert werden, dass mehr als die Hälfte der SuS die Termini Klima und Wetter als Synonyme verwenden. Daneben versuchen sieben der SuS eine wissenschaftliche Erklärung für den Klimawandel zu finden, die andere verstehen unter dem Klimawandel dass es entweder kälter oder wärmer wird oder dass es immer wärmer wird.

Mit Hilfe des Fragebogens sollten die SuS primäre (direkte Verursacher) und sekundäre Ursachen (leisten Beitrag dazu) für Treibhausgase angeben.


Primäre Ursachen:

„Auto 13

Fabrik 10

Flugzeug 2

Unsachgerechte Müllentsorgung 2

Stromverbrauch, Haushalt 2

Atomkraftwerke 1

Waffen (z.B. Atombomben) 1

Feuerwerk 1″ (S. 87)


Sekundäre Ursachen:

Viele Jugendliche geben aber den Menschen allgemein, egal welcher Nation und Herkunft, die Schuld:

Auswirkungen auf Mensch und Umwelt 43

„Artensterben / Gefahr für Tiere 14

Überschwemmungen (Küste und Flüsse) 5

Verlust an Lebensraum 4

Mehr Tornados und Tsunamis 5

Luftverschmutzung 4

Krankheiten und Gesundheitsprobleme 3

Naturkatastrophen allgemein 3

Mehr Vulkanausbrüche 2

Mehr Erdbeben 2

Landwirtschaftliche Schäden 1

Umweltveränderungen 37

Schmelzen der Polkappen 12

Rückgang der Schneemengen und -häufigkeit 8

Meeresspiegelanstieg 6

Verändertes Regionalklima (Jahreszeiten, Niederschläge) 4

Verschiebung von Klimazonen 3

Gletscherschmelze 3

Allgemeine Zerstörung 1

Mittelbare Folgen 2

Soziale und ökonomische Folgeprobleme 1

Migration und Flucht 1″ (S. 89)


Viele SuS schreiben entweder direkt oder indirekt, dass sie das Thmea Klimawandel persönlich nicht betrifft, die Gesellschaft aber schon.

Was die Verantwortung betrifft, scheinen die Jugendlichen von sich selbst auf andere zu schieben. Es ist auffallend, dass viele der SuS den Autoverkehr als Hauptursache des Klimawandels sehen. Da sie erst 14 Jahre alt sind und keinen Führerschein besitzen, sind sie auch der Meinung nichts Falsches zu tun und ebenso wenig etwas dagegen unternehmen zu können. Vorschläge auf die Gesellschaft bezogen, bringen die SuS vor allem im Zusammenhang mit der Automobilindustrie. Es wird empfohlen mit dem Fahrrad zu fahren, zu Fuss zu gehen oder Fahrgemeinschaften zu bilden. Zwei Schüler nennen das Elektro- bzw. Hybridauto als Lösung.

Ein weiteres zentrales Thema in den Schülerbriefen ist die Frage nach den Verantwortlichen, besser gesagt nach denjenigen, die etwas gegen den Klimawandel unternehmen können. Dabei wird sehr oft die Politik durch die SuS genannt.


Zusammenfassend können folgende Punkte festgehalten werden:

– Die SuS wissen aus fachwissenschaftlicher Sicht wenig über den Klimawandel

– Eine Minderheit von sieben SuS bemüht sich, eine fachwissenschaftliche Erklärung anzuführen, dabei handelt es sich aber um naive und diffuse Vorstellungen.

– Die SuS sind sich dessen bewusst, dass der Mensch viel zum Klimawandel beiträgt.

– Anthropogene Ursachen: Verkehr und Industrie

– Am meisten wird die Gefahr für die Tiere (Eisbären) und das Schmelzen der Polarkappen genannt.

– Die persönliche Betroffenheit und das Verantwortungsbewusstsein halten sich im Allgemeinen in Grenzen

– Die Gesellschaft sowie die Politik wird Verantwortlich gemacht

– Vorschläge zur Senkung der Treibhausemissionen werden auf gesellschaftlicher und nicht persönlicher Ebene gemacht.

Konsequenzen für den Unterricht

– Ist-Zustand des Wissens der SuS vor dem Unterricht wenn möglich erheben (Schülervorstellungen) und darauf den Unterricht aufbauen.

– Fremd- und Fachwörter ALLE klären! Auch wenn man oft davon ausgeht, dass die SuS diese Begriffe bereits gehört und behandelt haben.

– Zusammenhänge aufzeigen, auch wenn sie vermeintlich offensichtlich sind.

– Nach dem Unterricht neues Wissen der SuS sichern, nachfragen, wie sich ihre Sicht verändert hat.

– Auswirkungen des Klimawandels in der eigenen Region und dem eigenen Land vermehrt einbeziehen und aufzeigen (Alltagsbezug).

– Nicht nur die Auswirkungen, die sich in Naturphänomenen (Klimaänderungen, Wetterextreme, Überschwemmungen etc.) zeigen, behandeln, sondern auch Folgen für sozioökonomische Systeme und die Menschen an sich, da diese nur durch Nachfragen erkannt wurden.

Quellen

Mauthner, Christine (2010): Schülervorstellungen zum Klimawandel als Basis für einen schülerorientierten Chemieunterricht. Diplomarbeit, Universität Wien. Fakultät für Chemie

Schuler, Stephan (2009): Schülervorstellungen zu Bedrohung und Verwundbarkeit durch den globalen Klimawandel. In: Geographie und Ihre Didaktik 1/2009, S. 1-28.