Didaktik der Biologie

Julia Schwanewedel

(Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik, Kiel)

Julia Schwanewedel Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Fak. V - Institut Biologie und Umweltwissenschaften
Arbeitsgruppe Didaktik der Biologie

Carl von Ossietzky Straße 9-11
26122 Oldenburg

Email: j.schwanewedel@uni-oldenburg.de


Dissertation erfolgreich abgeschlossen

Julia Schwanewedel: Biologie verstehen: Gene und Gesundheit. Didaktisches Zentrum der Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg, 2011, ISBN 978-3-8142-2217-2

„Das Gen ist an einem bestimmten Zeitpunkt groß und fertig und bricht dann aus.“
Vorstellungen zu Gesundheit und genetisch bedingter Krankheit


Hintergrund und Ziel der Untersuchung

Der Genetik wird heute eine Schlüsselrolle für die Diagnose und die auf Früherkennung basierende Prävention vieler Erkrankungen zuerkannt. Die naturwissenschaftlichen  Erkenntnisse haben dabei auch Einfluss auf die Gesellschaft und das Leben des Individuums (Lemke, 2006). Mit den Bildungsstandards wird gefordert, diese Erkenntnisse im Unterricht zu thematisieren und die Schüler zu befähigen die Sachverhalte und deren gesellschaftlich- soziale Bedeutung kritisch begründet zu hinterfragen. Ziel der Arbeit ist es deshalb Lernangebote zu entwickeln, in dem die mit Gesundheit, genetisch bedingter Krankheit und genetischer Diagnostik verbundenen Sachverhalte sachgerecht thematisiert und die ethischen Implikationen einer Reflexion zugänglich gemacht werden.


Theoretischer Rahmen

Einem moderat konstruktivistischen Verständnis (Duit, 1995) folgend, wird Lernen als aktiver, selbstgesteuerter und sozialer Konstruktionsprozess verstanden, der auf Vorwissen und lebensweltlichen Vorstellungen basiert und durch Einstellungen beeinflusst wird, sowie durch äußere Interventionen indirekt beeinflusst werden kann. Die lebensweltlichen Vorstellungen der Schüler werden dabei als entscheidende Faktoren im Lernprozess betrachtet. Änderungen dieser Vorstellungen werden innerhalb der Studie als Modifizierungen, Bereicherungen und Differenzierungen verstanden, wie es dem revidierten Ansatz des Conceptual Change (Posner & Strike, 1992) und dem Kontext- Ansatz (Caravita & Halldén, 1994) entspricht. Weiter wird davon ausgegangen, dass jene Vorstellungen, die den Kern unseres kognitiven Systems bilden, sich aus lebensweltlichen Erfahrungen heraus entwickeln (Lakoff & Johnson, 1990; Gropengießer, 2003). Ausgehend von dieser Annahme wird für die Interpretation der Vorstellungen im Rahmen dieser Untersuchung dem Ansatz von Gropengießer (2003) gefolgt. Zusätzlich sollen die Vorstellungen der Wissenschaftler und Lernenden unter epistemologischen Aspekten betrachtet werden. Es soll dabei insbesondere der Unterschied zwischen einem gegenständlich-realem (reifizierenden) und einem gedanklich konstruierten (reflektiertem) Verständnis herausgearbeitet werden (Jelemenská 2006). Eine Reifizierung bedeutet im Rahmen dieser Arbeit, dass z.B. die Gene als reale Einheiten wahrgenommen werden. Werden hingegen die Begrenztheiten und Voraussetzungen der reifizierenden Perspektive erkannt, wird von einem reflektierten Verständnis gesprochen. Dies bedeutet z.B., dass der Konstruktcharakter unterschiedlicher Gen-Begriffe reflektiert wird.


Fragestellungen der Untersuchung

Im Zentrum der Untersuchung steht folgende Forschungsfrage: Über welche Vorstellungen von Gesundheit und Krankheit verfügen Lernende und Wissenschaftler im Kontext von Genetik und genetischer Diagnostik?
Diese übergeordnete Frage wird durch nachstehende Fragen differenzierter betrachtet: Wie beschreiben Lernende und Wissenschaftler Gesundheit und genetisch bedingte Krankheit und welche Ursachen nennen sie? Anhand welcher Kriterien wird ein Mensch als „gesund“ oder „krank“ charakterisiert? Welche Vorstellungen von der Bedeutung der Gene und genetischer Diagnostik werden geäußert?


Forschungsdesign und Methodik

Das Modell der Didaktischen Rekonstruktion (Kattmann et al., 1997) dient als Forschungsrahmen der Untersuchung. Einem qualitativen, iterativen Vorgehen folgend werden die Vorstellungen von Schülern aus 10. Klassen von Haupt- und Realschulen in problemzentrierten, leitfadenstrukturierten Einzelinterviews erhoben. Zudem werden Interviews mit Schülern der 12. Klasse eines Biologie- Leistungskurses reanalysiert, um eine größere Vielfalt von Vorstellungen zu erhalten. Die Daten werden mithilfe des Computerprogramms MAXqda2™ inhaltsanalytisch ausgewertet und als Konzepte formuliert. Die Vorstellungen von Wissenschaftlern werden ebenfalls nach der Qualitativen Inhaltsanalyse (modifiziert nach Gropengießer, 2005) aus Texten erschlossen und als Konzepte formuliert. Da mit der Untersuchung der Anspruch verbunden ist, neben deskriptiven auch normative Vorstellungen zu Gesundheit und Krankheit zu ermitteln, sollen innerhalb der Fachlichen Klärung neben Quellen aus Naturwissenschaften und Medizin auch Arbeiten untersucht werden, die den Einfluss psychischer und sozialer Faktoren auf Krankheit in den Blick nehmen. Abschließend sollen in der Didaktischen Strukturierung auf der Basis eines Vergleichs der Schülervorstellungen mit den wissenschaftlichen Vorstellungen Unterrichtsleitlinien aufgestellt, konkrete Lernangebote entwickelt und mit Biologielehrkräften aus der Praxis diskutiert werden.


Ergebnisse

In den Interviews zeigt sich, dass Schüler über ein mehrperspektivisches Bild von Gesundheit und Krankheit verfügen und zur Charakterisierung eines Menschen als ‚gesund’ oder ‚krank’ sowohl objektivierbare biologische Kriterien, als auch subjektive und gesellschaftlich- soziale Kriterien heranziehen. Ausgeprägt ist, dass genetisch bedingte Krankheiten als Normabweichung, d. h. als „Abweichung“ von medizinischen oder gesellschaftlich-sozialen Maßstäben, interpretiert werden. So wird eine genetisch bedingte Krankheit als Abweichung sowohl von einer genetischen Norm (Gennorm), als auch von verhaltensbezogenen und sozialen Normen  beschrieben.  Besonders bedeutsam scheint dabei – im Hinblick auf Unterricht, dass die unterschiedlichen Kriterien sich in den Vorstellungen der einzelnen Schüler nicht ausschließen, sondern gleichzeitig existieren. Auf der biologisch fachlichen Ebene dominiert die Vorstellung von „kranken Genen“, die Krankheiten auslösen. Die Probanden übertragen in ihren Vorstellungen phänotypisch sichtbare Eigenschaften (z.B. „krank sein“) auf die Ebene des Genotyps. Dabei stellen sich die Schüler die Gene als autonome Einheiten vor, die mit dem menschlichen Körper wachsen, Krankheiten transportieren oder sich durch mechanische Einwirkung von außen verändern. Vielfach werden bei der Erklärung der Entstehung genetisch bedingter Krankheiten Begriffe aus dem Themenbereich „Infektionskrankheiten (z.B. Anstecken, Übertragen) verwendet. Dies ist wahrscheinlich auf die unterrichtliche Vermittlung der Thematik (Infektion, Aids) in der 8. und 9. Klasse zurückzuführen. Da die molekulargenetische Ebene (die Gene) für die Schüler nicht direkt erfahrbar ist, greifen sie vermehrt auf Erfahrungen aus der eigenen Lebenswelt zurück. Die Beobachtung, dass mechanische Einwirkung (wie gegen etwas zu treten) eine Veränderung des jeweiligen Gegenstandes bewirkt, wird z.B. von Heinz (15 Jahre) in den molekularen Zielbereich „Gene“ übertragen: „Das Gen hat sich durch einen Unfall verändert. Wenn jetzt hier z. B. ein Kreis ist und man tritt dagegen, wird der oval und ovaler. Wenn man lange genug rumformt, ist es irgendwann ein Rechteck.“  


Vorläufige Schlussfolgerungen für den Biologieunterricht

Ein Blick in Schulbücher und Materialien zum Thema „genetisch bedingte Krankheiten des Menschen“ ergibt, dass das Thema vor allem auf einer naturwissenschaftlich- biologischen Ebene, vielmehr rein genetischen Ebene betrachtet wird. Auf die Thematisierung äußerer Einflüsse (Umwelteinflüsse) wird vielfach völlig verzichtet und subjektive oder gesellschaftlich- soziale Betrachtungen, die innerhalb einer ganzheitlichen Gesundheitsbildung (z.B. im Bereich der Suchtprävention) bereits selbstverständlich geworden sind, sind beim Thema „genetisch bedingte Krankheiten“ selten zu finden.
Die mehrperspektivischen Vorstellungen der Schüler können im Unterricht fruchtbar genutzt werden, um die verschiedenen Perspektiven auf Gesundheit und Krankheit zu beleuchten. Die in den Interviews geäußerten Normen können Anlass zu einer genaueren Betrachtung und kritischen Reflexion bieten. Dabei könnte es in erster Linie um die Bewusstmachung dieser Normen und die Unterscheidung von naturwissenschaftlichen (z.B. Normen innerhalb des medizinischen Alltags) und sozialen Normen gehen. Eine konkrete Möglichkeit für die unterrichtliche Praxis wäre z.B. die Arbeit mit Fallgeschichten, die verschiedene Perspektiven auf das Thema Krankheit beinhalten (z.B. Betroffener, Arzt, Außenstehende) und damit die Komplexität und auch die Widersprüchlichkeiten der Realität widerspiegeln.
In Bezug auf die biologisch-fachlichen Inhalte, vor allem den Aspekt „Gene“, könnte die Betrachtung des Wandels des Genkonzepts (vom Gen als autonomer Einheit zum systemischen Genkonzept) den Schülern helfen ihre eigenen Vorstellungen zu erkennen und im Sinne des Lernens als Conceptual Change zu  modifizieren.



English Abstract

Students' understanding of socio-scientific issues –
Conceptions of health and genetic disease

Facing the expansion of scientific knowledge in human genetics, our understanding of the human genome and the genetic basis of disease, questions about the impact on the
individual and on society have risen. Owing to the increasing number of available genetic tests the discrimination between „healthy“ and „ill“ is not longer definite and has to be redefined (Stöckel, 2004).
The role of school and particularly biology education is to bring up these societal relevant changes in the classroom in order to enable students to assess consolidated findings in modern biology. Students have to be qualified to take part in the social communication and to deal responsibly with the chances and problems arising from the development of genetic technologies.
Students’ conceptions are investigated empirically within the frame of the Model of Educational Reconstruction and systematically related to scientific conceptions. The research aims at developing guidelines and teaching elements that point out ways for an improved biology education considering scientific as well as social development and leading to a deeper understanding of the conditions of health and disease.



Vita

1998 Abitur
1998-2003 Studium der Fächer Anglistik und Biologie für das Lehramt an Grund-, Haupt- und Realschulen mit dem Schwerpunkt Haupt- und Realschule an der Carl- von Ossietzky Universität Oldenburg
2002 1. Staatsexamensarbeit zum Thema: Schülervorstellungen und fachliche Vorstellungen zum evolutionären Wandel (bei Prof. Dr. Ulrich Kattmann)
Juli 2003 1. Staatsexamen
2003-2005 Vorbereitungsdienst am Studienseminar Cuxhaven / an der Haupt- und Realschule Schiffdorf
April 2005 2. Staatsexamen
Seit Mai 2005 Stipendiatin im Promotionsprogramm ProDid (Didaktische Rekonstruktion – Fachdidaktische Lehr-Lernforschung) an der Universität Oldenburg; Didaktik der Biologie bei Prof. Dr. Corinna Hößle



Publikationen

Publikationen zur Dissertation

Schwanewedel, J. & C. Hößle (2006). Vorstellungen zu Gesundheit und Krankheit im Kontext von Genetik und genetischen Technologien. In: Lemmermöhle, D./ Bögeholz, S. & Hasselhorn, M. (Hrsg.): Professionell Lehren- Erfolgreich Lernen. ZeUS, Göttingen

Schwanewedel, J. & C. Hößle (2006). Conceptions of health and disease in the context of genetics and genetic technologies In: VIth conference of ERIDOB, Institute of Education, London

Schwanewedel, J. (2006): Vorstellungen zu Gesundheit und Krankheit im Kontext von Genetik und genetischer Diagnostik. In: Vogt, H.,  Krüger, D. & Marsch, S. (Hrsg.): Erkenntnisweg Biologiedidaktik 5, Kassel, Berlin, 15 Seiten

Schwanewedel, J., Hößle, C. & Kattmann, U. (2007). Students' understanding of socio-scientific issues – Conceptions of health and genetic disease. In: ESERA Conference 2007, Malmö University, Malmö, 10 Seiten

Schwanewedel, J. & C. Hößle (2007). „Das Gen ist an einem bestimmten Zeitpunkt groß und fertig und bricht dann aus“ - Konzepte zu Gesundheit und genetisch bedingter Krankheit. In: Tagungsband zur Internationalen Tagung der Fachgruppe Biologiedidaktik im Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin Deutschland e.V. (VBIO)


Biologiedidaktische und unterrichtspraktische Publikationen

Mittelsten Scheid, N. & J.  Schwanewedel (2006). Intersexualität – ein Leben zwischen den Geschlechtern. In: Unterricht Biologie 319, 16-21

Gad, G., Mittelsten Scheid, N., Schwanewedel, J. (2007): Brutgeschäft in der Bromelie – Krabben erobern das Festland und neue Lebensräume auf der Insel Jamaika. In: Praxis der Naturwissenschaften Biologie 7 (56), 27-35

Reitschert, K. & J. Schwanewedel (2008). Aggression bei Mensch und Tier. In: Unterricht Biologie (eingereicht)

Schwanewedel. J. (2008). „Gen-Fit GmbH“ - Ein Planspiel zum Thema Gentechnik und Lebensmittel. Eine Unterrichtseinheit für die Sekundarstufe I.  In: „HannoverGEN“ - Landwirtschafts- und Kultusministerium Niedersachsen (in Vorbereitung)


Schulbücher und Lehrerhandreichungen

Mitautorin der Lehrwerkreihe: Natur und Technik – Biologie (Cornelsen Verlag)

Schwanewedel, J. (2007). Aus dem Leben der Blütenpflanzen. In: Hößle, C. (Hrsg.).Natur und Technik Biologie 5/6 Hauptschule N: Cornelsen Verlag, Berlin, S. 98-103, 114-123

Schwanewedel, J. (2007). Tiere in ihren Lebensräumen. In: Hößle, C. (Hrsg.).Natur und Technik Biologie 5/6 Hauptschule N: Cornelsen Verlag, Berlin, S. 124-125, 140-145, 150-151, 158-161

Schwanewedel, J. (2008). Handreichungen für den Unterricht mit Kopiervorlagen. Natur und Technik Biologie  5/6 Hauptschule N: Cornelsen Verlag, Berlin (erscheint April 2008)


Präsentationen,Vorträge und Referententätigkeiten

März 2006 Postervortrag auf der Achten Frühjahrsschule der Sektion Biologiedidaktik im Verband Deutscher Biologen vom 24.-26. März 2006, Freie Universität Berlin
September 2006 Vortrag auf der 3. Göttinger Fachtagung des ZeUS vom 04. –06. September 2006, Georg-August-Universität Göttingen
September 2006 Postervortrag VIth Conference of Eridob (European researchers in didactics of biology), 11.-15. September 2006, Institute of   Education, London (GB)
März 2007 Vortrag auf der Neunten Frühjahrsschule der Sektion Biologiedidaktik im Verband Deutscher Biologen vom 23.-25. März 2007,  Universität Bielefeld (Gut Bustedt/ Hiddenhausen)
Juni 2007 Referentin für das NiLS (Niedersächsisches Landesamt für Lehrerbildung und Schulentwicklung) im Rahmen des Fortbildungskurses: Implementation von Kerncurricula im Gymnasium, Biologie
August 2007 Vortrag im Symposium 'Educational Reconstruction' Conference of ESERA (European Science Education Research Association), 21.-   25. August 2007, Malmö University (Sweden)
September 2007 Vortrag auf der Internationalen Tagung der Fachgruppe Biologiedidaktik im Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin Deutschland e.V. (VBIO) in Zusammenhang mit der Tagung der Gesellschaft für Fachdidaktik e.V. (GFD), 16.- 20. September, Universität Essen
Oktober 2007 Poster auf der Tagung „Essen und Trinken in Kitas und Grundschulen – Bündnisse schließen – Kooperationen starten“ der Deutschen Gesellschaft für Ernährung e.V. und der Landesvereinigung für Gesundheit, 11.10.2007, PFL Oldenburg
November 2007 Vortrag im Rahmen der Vortragsreihe "Didaktische Forschung und Praxis im Dialog" – Was kann die Oldenburger Lehr- Lernforschung in der Praxis bewirken?"
Januar 2008 Postervortrag auf dem Internationalen Workshop des Promotionsprogramms Didaktische Rekonstruktion, 07.- 10. Januar 2008, Universität Oldenburg (Seminarhotel Kunze-Hof Seefeld)
Februar 2008 Vorlesungen zum Thema "Unsere Sinne" – Kinderuni Cloppenburg (Kardinal-von-Galen Haus, Stapelfeld)



Lehrtätigkeiten

WiSe 05/06 Seminar „Bioethik“
SoSe 06 Seminar „Gesundheitsbildung“
WiSe 06/07 Seminar „Aktuelle Themen der Gesundheitsbildung im Biologieunterricht“
SoSe 07 Seminar „Evolution als Thema im Biologieunterricht“
SoSe 07 +
WiSe 07/08 
„Biologie kommunizieren“ (Seminar + Übung zum Teilbereich Biologiedidaktik)
WiSe 07/08 Blockseminar „Aktuelle Themen des Biologieunterrichts: Verhaltensbiologie“