zum Inhalt springen

Scale, Proportion and Quantity in Biology and Mathematics (Education)

Moderner Biologieunterricht stellt angehende Lehrkräfte vor die Herausforderung über die eigenen Fächergrenzen hinaus zu blicken. Im Rahmen der „Next Generation Science Standards“ (NGSS Lead States 2013) werden fächerübergreifende Konzepte („crosscutting concepts“) identifiziert, denen eine besondere Bedeutung im mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterricht zukommt. Eine entsprechende Problematisierung in der Lehramtsausbildung fehlt bisher jedoch weitgehend. In einem Lehrprojekt sollen die Studierenden des Biologielehramts daher am Beispiel des Konzepts der Größendimension lernen, worauf geachtet werden muss, wenn Unterrichtsinhalte aus einer fächerübergreifenden Perspektive beleuchtet werden sollen. Das Konzept der Größendimension wurde ausgewählt, weil im naturwissenschaftlichen Unterricht und Biologieunterricht makroskopische Phänomene (z. B. das Verwelken einer Blüte) häufig nur durch einen Wechsel auf die Mikroebene erklärt werden können (z. B. Deplasmolyse). Der Wechsel der Systemebenen (Makro-/Mikroebene) erfolgt jedoch meist abrupt und entzieht sich – verborgen unter mathematischer „Sprache“ (z. B. Vergrößerungsstufen) unserer Vorstellungskraft. Unter Anleitung von Mathematik- und Biologiedidaktikern und der Nutzung eines Digitalmikroskops entwickeln und beforschen Studierende Lernangebote für Schüler/-innen und berücksichtigen dabei mathematische Beschreibungen zur horizontalen Vernetzung der Fächer Biologie und Mathematik. Dabei erwerben sie Fähigkeiten, die zur Gestaltung fächerübergreifenden Unterrichts benötigt werden, insbesondere wird es ihnen möglich, den realen Bezug während der Anwendung mathematischer Verfahren zu erfassen. Darüber hinaus lernen Sie die Bedeutung einer vertikalen Vernetzung unterschiedlicher Systemebenen innerhalb des Faches kennen, die dafür sorgt, dass z. B. Vorgänge auf der Mikroebene (z. B. Deplasmolyse) zur Erklärung makroskopischer Phänomene (z. B. Verwelken) erfolgreich genutzt werden können.