Der Schutz der Biodiversität braucht Artenkenntnis

„Ältere Herren mit leicht verrutschtem beigem Tropenhut auf lichtem Haar. Die Taschen ihrer Allzweckweste sind ausgebeult von Taschenmesser, Kompass, Lupe und Bestimmungsbuch. […] Quer über die Brust tragen sie von Lederriemen gehaltene Zylinder. Sachte auf und ab hüpfen diese blechernen Trommeln bei jedem Schritt. Es sind: Botanisiertrommeln.“

 

So stellt sich die ZEIT ONLINE vom 6. August 2015 die Arbeit von Botanikern vor. Tatsächlich ist die Taxonomie, also die Wissenschaft von der systematischen Artenkenntnis, ein aussterbender Beruf, was neben der Botanik ebenso für die Zoologie gilt. Erst in letzter Zeit werden angesichts von galoppierendem Artensterben und schwin­den­der Biodiversität zunehmend Rufe laut, hier entgegenzusteuern. Wie soll dem weltweiten Schwinden von Tier- und Pflanzenarten entgegengewirkt werden, wenn es keine Fachleute mehr gibt, die einzelne Arten überhaupt identifizieren können?

Auch in den Bildungsstandards wird daher auf das Ordnen und Bestimmen von Pflanzen als wichtigem Bestandteil des Biologieunterrichts hingewiesen. Doch wie kann das ganz praktisch aussehen – im Klassenzimmer und in der Natur? Von Astrid Wasmann ist dazu nun bei Klett-Kallmeyer ein wertvolles Buch erschienen: „Lebendige Wegränder. 100 häufige Pflanzen entdecken, bestimmen, kennenlernen“.

Das Buch enthält eine Zusammenstellung tatsächlich weitverbreiteter, leicht zu identifizierender, heimischer oder schon lange eingebürgerter Blütenpflanzen (ohne Gräser, Sträucher und Bäume). Die Einteilung folgt dabei dem für Laien gängigen System nach Blütenfarben und ist sicher auch für Schülerinnen und Schüler geeignet. Die übergeordnete Einteilung nach Wegrandtypen – von „sonnig humusarm“ über „schattig humusreich“ bis „häufig gemäht“ – ist dabei für eine schnelle Eingrenzung der in Frage kommenden Pflanzen hilfreich. Die einzelnen Wegrand-Kapitel sind allerdings innerhalb des Buches nicht auf Anhieb ansprechbar; der Rezensent hat sich mit „Eselsohren“ an den entsprechenden Kapitelanfängen beholfen.

Pflanzen auf dem Scanner

Sehr überzeugend ist die Idee der Autorin, Pflanzen auf einen Farbscanner zu legen. Dieses führt zu Abbildungen, die lebensnäher als jede Zeichnung, aber detailreicher als Fotos vom natürlichen Standort sind. Etwas gewöhnungsbedürftig ist die Art der Darstellung: Die ganzseitige Abbildung auf der linken Seite des aufgeschlagenen Buches zeigt eine andere Pflanze als die Beschreibung auf der rechten Seite, was dem Konzept geschuldet ist, die Buchseiten auch als heraustrennbare Karteikarten zu gestalten. Für die Arbeit in Natur und Unterricht ist dieses Karteikartenkonzept sicher hilfreich, auch wenn sich der Rezensent scheute, einzelne Seiten aus dem Buch herauszutrennen.

Digitales Herbarium

Überraschend wenig hervorgehoben in der Verlagswerbung sind die zum Download angebotenen Zusatzmaterialien: Insgesamt 28 fertig ausgearbeitete, direkt einsetzbare Arbeitsblätter von der Freilandarbeit („Bestimme mithilfe von Zeigerpflanzen die ökologischen Bedingungen an verschiedenen Wegrändern“) über Aufgabenstellungen für den Klassenraum („Lege ein Blütenbild. […] Klebe nun die richtigen Blütenteile auf die unten vorgegebenen Linien. Außen liegen die Kelchblätter, auf der nächste Linie folgen die Kronblätter, darunter die Staubblätter und schließlich der oder die Stempel“) bis zur Erstellung eines digitalen Herbariums („Das Layout des digitalen Herbariums wird gemeinsam festgelegt: Schriftart, Schriftgröße, Schriftfarbe, Gestaltung der Überschriften, Rahmen, Art der Beschriftung. […] Die Pflanze wird im frischen Zustand auf den Scanner gelegt und eingescannt“) bieten wertvolle, arbeitserleichternde Ergänzungen und Anregungen zur konkreten Unterrichtsgestaltung.

Die Autorin Dr. Astrid Wasmann unterrichtet seit vielen Jahren selbst an einem Gymnasium, war Vertretungsprofessorin für Didaktik der Biologie an der Universität Vechta und ist als Studienleiterin für Pädagogik in der zweiten Phase der Lehrerausbildung tätig. Die Mischung aus Praxis, Didaktik und Pädagogik merkt man diesem schönen Buch an.

Dr. Dierk Suhr

Buchtipp

Lebendige Wegränder. 100 häufige Pflanzen entdecken, bestimmen, kennenlernen.
Astrid Wasmann

Seelze: Klett-Kallmeyer bei Friedrich, 2016
ISBN 978-3-7727-1012-4
233 S., kartoniert
durchgehend vierfarbig
mit Download-Material
24,95 Euro

Unterrichtseinheit: Schmutzwasser reinigen

Für das Experiment „Schmutzwasser reinigen“ des Virtual Labs der BASF wurde in Kooperation mit Klett MINT die Lehrerhandreichung „Experimentieren mit Wasser“ für den Sachkundeunterricht (3./4. Klasse) entwickelt. Hier geht es um die verschiedenen Schritte der Reinigung von verschmutztem Wasser. 

Die Nutzung des Wassers gehört zum naturwissenschaftlichen Lernen und stellt dabei ein bedeutsames Thema für die Grundschule dar. In der Auseinandersetzung mit der Schmutzwasserreinigung und den Forscheraufträgen erhalten die Schülerinnen und Schüler fächerübergreifende Kompetenzen, die in den Lehr- und Bildungsplänen aller Bundesländer verankert sind:

  • Medienkompetenz: Die Kinder führen ein interaktives Experiment im Virtual Lab durch, dabei erlernen sie den sach- und fachgerechten Umgang mit Computer und Internet.
  • Methodenkompetenz: Die Kinder recherchieren Informationen möglichst selbstständig. Sie nutzen verschiede Informationsquellen und stellen diese in einem Schaubild dar.
  • Fachkompetenz: Sie lernen die Filtration als naturwissenschaftliches Verfahren zur Trennung von Stoffen kennen. Dabei setzen sie verschiedene Filtermaterialien ein und erkennen den Zusammenhang zwischen Porengröße des Filters und Partikelgröße der Schmutzarten.
  • Mathematische Kompetenz: Sie beobachten, schätzen und messen den eigenen Wasserverbrauch. Die Ergebnisse halten sie strukturiert in Tabellen fest und vergleichen sie.
  • Sprachkompetenz: Die Kinder formulieren Arbeitsergebnisse (mündlich und schriftlich) und hören zu. Sie erweitern ihren Wortschatz um Fachbegriffe und üben sich im kreativen Schreiben.

Benötigte Zeit für die komplette Unterrichtseinheit: ca. 3 Unterrichtsstunden

Schmutzwasser reinigen

BASF VirtualLab Schmutzwasser reinigen

Unterrichtseinheit: Absender gesucht

Für das Experiment „Absender gesucht“ (Papierchromatografie) des Virtual Labs der BASF wurde in Kooperation mit Klett MINT die Lehrerhandreichung „Experimentieren mit Wasser“ für den Sachkundeunterricht (3./4. Klasse) entwickelt. Der Versuch stellt ein interaktives Experiment zur einfachen Chromatograie dar.

 

Die Chromatografie ist eine gängige Arbeitsmethode in vielen Bereichen der Wissenschaft. Ein Beispiel hierfür ist die Papierchromatografie. Sie lässt sich auf ein einfaches – für Grundschulkinder verständliches – didaktisches Niveau reduzieren. Jedes Schulkind verwendet in seinem Alltag Filzstifte zum Malen oder Schreiben. Nur wenige wissen, dass die benutzten Farben keine reinen Grundfarben sind, sondern eine Mischung darstellen. Beim Experimentieren und Bearbeiten der Forscheraufträge erhalten die Schülerinnen und Schüler fächerübergreifende Kompetenzen, die in den Lehr- und Bildungsplänen aller Bundesländer verankert sind:

  • Medienkompetenz: Die Kinder führen ein interaktives Experiment im Virtual Lab durch, dabei erlernen sie den sach- und fachgerechten Umgang mit Computer und Internet.
  • Fachkompetenz: Mit der Papierchromatografie lernen die Kinder eine naturwissenschaftliche Methode zur Auftrennung von Stoffgemischen kennen. Sie erhalten zudem Grundkenntnisse über die Kapillarkräfte der Pflanzen. Außerdem erkennen sie, dass viele ihrer alltäglich verwendeten Farbstifte aus verschiedenen Farbmischungen bestehen.
  • Methodenkompetenz: Die Kinder stellen Hypothesen auf und überprüfen diese, richten ihren Arbeitsplatz ein, arbeiten sorgfältig nach Anweisung und interpretieren sowie dokumentieren ihre Versuchsergebnisse.
  • Sprachkompetenz: Die Kinder formulieren Arbeitsergebnisse (mündlich und schriftlich) und hören zu. Sie erweitern ihren Wortschatz um Fachbegriffe und üben sich im kreativen Schreiben.

Benötigte Zeit für die komplette Unterrichtseinheit: ca. 4 Unterrichtsstunden

Absender gesucht

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Mit dem Klassenzimmer auf Weltreise gehen

Das Klimahaus Bremerhaven 8° Ost zählt zu den beliebten außerschulischen Lernorten in Deutschland. Ausgezeichnet vom UNESCO-Weltaktionsprogramm Bildung für nachhaltige Entwicklung als Lernort der höchsten Kategorie, macht das Klimahaus die Themen Klima und Klimawandel für Schülerinnen und Schüler aller Klassen begreifbar. Mit welchen Erwartungen und Fragestellungen können Schulklassen nach Bremerhaven kommen?Continue reading

Sind intelligente Lernplattformen bereits praxistauglich?

Intelligente Lernplattformen wollen das individuelle Lehren und Lernen fördern, indem sie sich an die Lernpräferenzen ihrer Lerner anpassen, Empfehlungen bei „Wissenslücken“ geben oder Übungsaufgaben automatisch korrigieren. Sie streben an, Lehrkräfte zu entlasten, um ihnen mehr Freiraum zur individuellen Lernförderung zu geben. Am Beispiel der in Entwicklung befindlichen MINT-Lernplattform von SupraTix werden diese Herausforderungen hier betrachtet.

So könnte die Unterrichtsvorbereitung der Zukunft aussehen: Es ist 20.00 Uhr. Die Planung für den morgigen Chemie-Unterricht in der 8. Klasse steht an. Bevor Sie starten, schauen Sie auf der Lernplattform nach, ob alle Schülerinnen und Schüler ihre Hausaufgabe zum virtuellen Experimentieren erledigt haben. Schnell können Sie sehen, ob sie den Lehrinhalt verstanden haben. Mit dem Ergebnis sind Sie unzufrieden? Dann planen Sie über die Lernplattform per Drag-and-drop Ihren morgigen Unterricht neu. Dabei setzen Sie kostenfreie OER-Inhalte (Open Educational Resources) ein, die Sie noch etwas an Ihre Anforderungen anpassen. Zusätzlich werden Sie mit der Klasse virtuelle Experimente durchführen. Nach dem Unterricht teilen Ihnen einige Schülerinnen und Schüler dann mit, dass ihnen diese Wiederholung geholfen hat und sie sich auf die nächste Stunde freuen. Sie bemerken: Seitdem Sie eine intelligente Lernplattform für Ihre Unterrichtsplanung, für die Erstellung Ihrer Lehrinhalte und die Binnendifferenzierung einsetzen, ist Ihre Vorbereitung kürzer und Sie werden noch mehr zu einem Lernberater, der das individuelle Lernen seiner Schülerinnen und Schüler stärkt.

Was müssen Lernplattformen können?

Damit dieses Szenario in naher Zukunft eintreten kann, stehen die Lernplattformen vor großen Herausforderungen. So müssen sie sich der Frage stellen, wie z. B. die Lehrzieltaxonomien von Bloom zu integrieren sind und müssen die unterschiedlichen Tempi zwischen technologischer und pädagogischer sowie sozialer Entwicklung abstimmen. Dieser Spagat kann nur geleistet werden, wenn der einzelne Lernende im Fokus der Entwicklung steht. Dies erfordert eine enge Zusam­men­arbeit mit Medienpädagogen und Fach­didaktikern, um Lösungen für das aktive, selbstgesteuerte Lernen zu finden.

Vier Merkmale des E-Learning

Damit das individuelle Lernen gefördert werden kann, muss jede Lernplattform folgende vier zentrale Merkmale des E-Lear­ning erfüllen:

  • Multimedialität (Einbinden verschiedener Medien)
  • Multimodalität (Ansprechen verschiedener Sinnesorgane)
  • Multicodalität (Einbinden verschiedener Informationscodierungen)
  • Interaktivität (Verfügbarkeit diverser Steu­erungs- und Eingriffsmöglichkeiten)

Diese vier Merkmale beeinflussen aber nicht zuletzt auch den wirtschaftlichen Aspekt der Projekte, denn Lernplattformen mit ihren digitalen Inhalten benötigen Personal, Technologien, Know-how und Kapital. Damit ein nachhaltiger Wandel sowie die alltägliche Nutzung der digitalen Bildung möglich sind, werden also tragfähige Geschäftsmodelle benötigt. Bekanntlich steht z. B. Schulen für die digitale Bildung kaum Budget zur Verfügung. Dennoch profitieren sie von Lernplattformen, da kostenfreie OER-Inhalte deren Einsatz im Schulalltag ermöglichen.

Die MINT-Lernplattform von SupraTix

Die im Oktober 2016 startende MINT-Lernplattform von SupraTix ist gekennzeichnet durch ihren Fokus auf die Fächer Chemie, Mathematik, Biologie, Informatik und Physik sowie durch eine Vielzahl an weiteren Funktionen (z. B. „Intelligenz“, „Factory“, „Teaching“). Sie unterstützt den Einzelnen beim Lernen und virtuellen Experimentieren in Echtzeit mittels Cloud-Simulator. Zudem werden auf der Lernplattform Konzepte der Gamifizierung realisiert. Sie motivieren durch High­scores und gewonnene Awards zum selbstständigen Lernen.

Spezielle Funktionen auf der Lernplattform wie z. B. „Intelligenz“ (Lernpräferenz, Qualifikationsprofil und Wissenslücke), stehen den Lernenden zur Seite. Die „Lernpräferenz“ wird automatisch aus dem Lernverhalten des Nutzers und seiner Ergebnisse bei den Überprüfungen ermittelt. Im Hintergrund passt sich die Lernplattform so an die Lernpräferenz an, sodass die Lernmotivation steigen kann. Mittels „Qualifikationsprofil“ wird dem Lerner sein Potenzial aufgezeigt. Hieraus leitet sich dann die „Wissenslücke“ ab. Sie bietet jedem einzelnen Lerner individuelle Lernempfehlungen an.

Forschendes Lernen im virtuellen Labor

Lernplattformen können exploratives Lernen fördern. Dafür bietet – nach Schulmeister – der Einsatz digitaler Medien zur Information, Kommunikation und Reflexion eine bestmögliche, individuelle Unterstützung an. Auf der MINT-Lernplattform realisiert bzw. unterstützt dies ein Labor, das virtuelles Experimentieren in Echtzeit ermöglicht. Dieses virtuelle Experimentieren (z. B. zum Thema chemische Reaktion) basiert auf einem mathematischen Modell. Besonders sind die Parameter (z. B. Druck, Temperatur), über die virtuell der Reaktionsverlauf beeinflusst werden kann.

Vielfalt der MINT Inhalte auf der Lernplattform

Grundsätzlich bezieht sich Lehr- und Lerninhalt auf der Lernplattform von SupraTix auf eine konkrete Frage wie „Was sind Eigenschaften von Sauerstoff?“ Dadurch erhöht sich der Merkeffekt beim Lernenden. Folgende Arten von Inhalten stehen zur Verfügung: multimediale Inhalte, interaktive Grafiken und Mini-Spiele. Diese stehen als OER- und überprüfte Open Access- sowie Premium-Inhalte zur Verfügung. Die Inhalte sind fachdidaktisch überprüft. Parallel können Lehrende über die Lernplattform auch eigene Inhalte intuitiv erstellen und an Dritte unter einer CC- oder kommerziellen Lizenz anbieten.

MINT-Lernplattform SupraTix

Lernen im virtuellen Labor

Ausblick

Erste Erfahrungsberichte zeigen sowohl für den Bereich des forschenden Lernens als auch für die Lernplattform selbst eine große Akzeptanz. Alle Beteiligten, sowohl die Schülerinnen und Schüler als auch die Lehrkräfte beginnen beim Lernen mit der Lernplattform gemeinsam von vorne. So werden die Lehrerinnen und Lehrer selbst wieder zu Lernenden, wobei ihnen zusätzlich Funktionen den Alltag vereinfachen. In der Praxis verwenden Lehrende Schul­bücher unterschiedlicher Verlage, um ihren Unterricht durchzuführen. In naher Zukunft möchte die Lernplattform durch die Funktion „Teaching“ Lehrkräften ermöglichen, aus einem Fundus von Lehr­inhalten den Unterricht zu planen und durchzuführen. Zusätzlich können sie eigene OER-Inhalte erstellen und der Community zur Verfügung stellen. Dafür werden keine Programmierkenntnisse benötigt. Ob in der Schule oder in Unternehmen, letztendlich soll Lernen Spaß machen und nachhaltig sein. Intelligente Lernplattformen sind auf dem Weg dahin, ihren Beitrag dafür zu leisten. Sie können Lehrende entlasten, damit diese sich noch mehr ihren pädagogischen Aufgaben widmen können.

Ralph Scholze