Inhaltsverzeichnis

INHALTSVERZEICHNIS   

1.  Einleitung  3

1.1.  Gegenstand und Erkenntnisinteresse dieser Arbeit  3

1.2.  Die Unterrichtsmethode „WebQuest“  4

2.  Ziele der Arbeit  6

3.  Entwicklung des Unterrichtskonzeptes zum Thema  

„Chancen  und Risiken der Gentechnologie“  

f  ür die Sekundarstufe II  6

3.1.  Lehr- und Lernvoraussetzungen  7

3.2.  Sachanalyse und didaktische Analyse  8

3.3.  Lernziele für die gesamte Unterrichtseinheit  9

3.4.  Planung des Verlaufs der Unterrichtseinheit  10

4.  Dokumentation des Verlaufs der Unterrichtseinheit  13

4.1.  Chronologischer Verlauf  13

Tag  1 - Erstellung von Mindmaps über den Begriff Gentechnologie“  13

Tag  2 - Erarbeitung des DNS-Aufbaus, (Einführung in) die Nutzung des  

WebQuests   15

Tage  3 und 4 - Durchführung des WebQuests  16

Tag  5 - PowerPoint-Präsentationen  16

Tag  6 - Durchführung der Pro und Kontra-Debatte, „Evaluation“  17

4.2.  Darstellung einzelner Komponenten der Unterrichtseinheit  17

4.2.1.  Die Mindmaps  17

4.2.2.  Das WebQuest  18

4.2.3.  Die PowerPoint-Präsentationen  21

4.2.4.  Die Pro und Kontra-Debatte  22

5.  „Evaluation“ der Unterrichtseinheit  25

6.  Auswertung und Entwicklungsmöglichkeiten des  

Unterrichtskonzeptes   29

Inhaltsverzeichnis

7.  Die Lehrerfunktionen „Unterrichten“, „Organisieren“ und  

„Innovieren“  in Hinblick auf die Entwicklung und  

Durchf  ührung des Unterrichtskonzeptes  33

8.  Zusammenfassung  34

9.  Verzeichnis verwendeter Literatur und weiterer Quellen  36

9.1.  Verwendete Literatur  36

9.2.  Zitierte Internetseiten  37

10.  Danksagung  37

11.  Anhang  37

11.1.  Verzeichnis der Materialien im Anhang  37

11.2.  Materialien A  

11.2.1.  Mindmaps der Schüler/-innen über die Bedeutung des Begriffs  

„Gentechnologie“  A  

11.2.2.  Startbild des WebQuests C  

11.2.3.  Im WebQuest verwendete Links (Hyperlinks ) D  

11.2.4.  Arbeitsblatt „Richtig oder Falsch?“ F  

11.2.5.  Protokoll der Pro und Kontra-Debatte G  

11.2.6.  „Evaluation“ der Unterrichtseinheit J  

Hinweis  :  

Die  Querverweise zu Kapiteln, Seitenzahlen, Abbildungen und Tabellen sind in der  

elektronischen  Fassung dieses Dokumentes Hyperlinks. Durch Drücken der linken  

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Einleitung 3

1. Einleitung

1.1. Gegenstand und Erkenntnisinteresse dieser Arbeit

In den Richtlinien für den Biologieunterricht in der Sekundarstufe II (Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe II, Gymnasium/Gesamtschule, in Nordrhein-Westfalen: Biologie) ist hervorgehoben, dass der Auftrag des Unterrichts und der Erziehung in der gymnasialen Oberstufe sowohl in der

wissenschaftspropädeutischen Ausbildung als auch in der „Hilfe zur persönlichen Entfaltung in sozialer Verantwortlichkeit“ bestehe (Seite XI). Die Schülerinnen und Schüler - im Folgenden „Schüler/-innen“ genannt - sollten „in der aktiven Mitwirkung am Leben in einem demokratisch verfassten Gemeinwesen unterstützt werden“ (Seite XIV). Im Lehrplan derselben Schrift heißt es: „Die Erkenntnisfortschritte in den Biowissenschaften und der Medizin [...] erfordern [...] eine Diskussion der [...] Maßstäbe des Umgangs und des Bewertens dieser neuen Technologien. Eine derartige Auseinandersetzung mit ethischen Fragen ist daher im Biologieunterricht unabdingbar (Seite 6).“ Im Biologieunterricht in der Sekundarstufe II sollen also neue Technologien der Biowissenschaften sowohl fachlich thematisiert als auch kritisch hinterfragt werden. Dieser Anspruch spiegelt sich im Lehrplan für die Jahrgangsstufe 12 der gymnasialen Oberstufe wieder, in welchem im Bereich „Angewandte Genetik“ die „Darstellung kontroverser Positionen zur Gentechnologie“ als obligatorisch angegeben wird.

Diese „Darstellung kontroverser Positionen zur Gentechnologie“ bildete den Ausgangspunkt des in dieser Arbeit vorgestellten Unterrichtskonzeptes. In Rahmen meiner bisherigen beruflichen Tätigkeit habe ich gentechnisch veränderte Pflanzen hergestellt und mich mit Aspekten der sog. Technikfolgenabschätzung beschäftigt. Immer wieder habe ich es dabei erlebt, wie Meinungen „für oder gegen Gentechnologie“ geäußert wurden, ohne dass diese auf bestimmte „Gen-Technologien“ bezogen worden wären und damit differenziert hätten begründen werden können. Deshalb ist es mir ein Anliegen, den Schüler/-innen eine begründete Pro- oder Kontra-Positionierung hinsichtlich der Frage zu ermöglichen, ob einzelne Gentechnologien vor dem Hintergrund ihrer möglicherweise existierenden Chancen und ihrer möglicherweise existierenden Risiken aus ihrer Sicht erstrebenswert sind oder nicht.

Derartige Fragen sind seit langem Gegenstand öffentlicher Debatten und nach wie vor aktuell und knüpfen damit an die Lebenswirklichkeit der Schüler/-innen an.

Einleitung 4

Die bloße Darstellung kontroverser Positionen, wie sie im Lehrplan gefordert ist, würde für eine Positionsfindung allerdings nicht genügen. Diese erfordert die eigenständige Beschäftigung mit der Thematik auf der Basis fundierter Fachkenntnisse. Die Vermittlung des erforderlichen Fachwissens durch den Lehrer könnte die Schüler/-innen vor die Frage stellen, inwieweit die Informationen einseitig ausgewählt sein und damit beeinflussend wirken könnten - insbesondere, wenn der Lehrer - wie in meinem Fall - vorher selbst gentechnisch gearbeitet hat. Die Auswahl der Informationen durch die Schüler/-innen selbst könnte allerdings ebenfalls zu Einseitigkeit führen - sei es als Folge der Komplexität des Themas oder weil bewusst oder unbewusst eine bestehende Position bestätigt werden soll. Dies war die Herausforderung für das in dieser Arbeit vorgestellte Unterrichtskonzept: Die Gratwanderung zwischen eigenständiger Erarbeitung der Fachinhalte und der Pro-oder Kontra-Positionierung der Schüler/-innen einerseits, und erforderlicher Hilfestellung durch den Lehrer andererseits. Die Schüler/-innen sollten eigenständig und konstruktiv lernen können, ohne mit einer unüberschaubaren Fülle an Informationen „allein gelassen“ zu sein und ohne in ihrer Positionsfindung beeinflusst zu werden. Diese Gratwanderung sollte mittels eines Unterrichtskonzeptes ermöglicht werden, das u.a. auf der Unterrichtsmethode „WebQuest“ (1.2) basiert.

1.2. Die Unterrichtsmethode „WebQuest“

PISA, TIMMS, Sinus-Transfer & Co unterstreichen die Notwendigkeit der Förderung der Selbstregulation des Lernens für die Erlangung der Studierfähigkeit. Baumert und Klieme (2000) und Klieme et al. (2001) schreiben hierzu: „Unter den Gesichtspunkten von Studierfähigkeit und Wissenschaftspropädeutik steht die Förderung der Selbstregulation des Lernens, das heißt der Bereitschaft und Fähigkeit, Verantwortung für das eigene Lernen zu übernehmen [...] [und] dieses [...] selbstständig zu steuern [...], im Mittelpunkt des Auftrags der gymnasialen Oberstufe [...]. Selbstreguliertes Lernen lässt sich als zielorientierter Prozess des aktiven und konstruktiven Wissenserwerbs beschreiben [...].“ Der Aspekt der Selbstregulation des Lernens ist indes nicht neu. Er findet sich in dem Ausspruch der Montessori-Pädagogik „Hilf mir, es selbst zu tun“. Neurobiologische Untersuchungen belegen die Thesen der kognitiven Lerntheorie und der konstruktivistischen Didaktik, nach welchen Lernen ein aktiver Aneignungsprozess ist (Scheunpflug, 2005).

Einleitung 5

Im Unterricht kann dieser aktive Lernprozess durch eine problem- und handlungsorientierte Herangehensweise (Price 2003) und durch kooperative Lernformen ermöglicht werden, welche den Schüler/-innen Verantwortung für den eigenen Lernprozess einräumen (Brüning & Saum, 2006).

„E-Learning“ mit digitalen Medien kann zu derartigen Unterrichtsformen beitragen, wenn das Arbeiten am Computer nicht Selbstzweck, sondern in ein entsprechendes didaktisches Konzept eingebettet ist (Kron & Sofos, 2003; Tulodziecki & Herzig, 2004; Kerres, 2007).

Die Tatsache, dass im Jahr 2005 etwa 70 Prozent der deutschen Bevölkerung über einen Computer verfügten (Online im Internet: http://www.destatis.de/download/ jahrbuch/5_informationsgesellschaft.pdf; 26.5.2007) und die „Neuen Medien“ somit inzwischen eher „alte“ Medien sind, steht nach Moser (2000) und Staiger (2001) in einem Missverhältnis zu der Anzahl entsprechender didaktischer Konzepte im deutschsprachigen Raum.

Ein didaktisches Konzept für die sinnvolle Nutzung des Internets im Schulunterricht wurde im Jahre 1995 von B. Dodge an der San Diego State University, USA, entwickelt und „WebQuest“ genannt (Online im Internet: http://webquest.sdsu.edu/ about_webquests.html; 26.5.2007). Die Wortkomponente „Web“ leitet sich vom „Word Wide Web“ ab, das aus dem Englischen stammende „Quest“ bezeichnete ursprünglich eine anforderungsreiche Suche.

Nach der Definition von Dodge ist ein „WebQuest“ eine entdeckungsorientierte Aktivität, bei der einige oder alle der Informationen, mit denen sich der Lernende auseinandersetzt, von Quellen aus dem Internet stammen: “A WebQuest is an inquiry-oriented activity in which some or all of the information that learners interact with comes from resources on the internet [...]. (Online im Internet: http://webquest.sdsu.edu/about_webquests.html; 26.5.2007).

Nach einer Definition von Nolte (2006) sind WebQuests „computergestützte Lernumgebungen, die Lernenden die Möglichkeit bieten, eigenständig und handlungsorientiert [...] selbst Wissen zu konstruieren [...]“. Allen WebQuests ist eines gemeinsam: Zu klar umrissenen Themen werden Informationen u.a. im Internet recherchiert und für eine abschließende Präsentation aufbereitet. Die Art der Lernumgebung, der Recherche und der Präsentation variieren. In amerikanischen WebQuests sind die Informationsquellen typischerweise in Form von Internetlinks vorgegeben, während diese in europäischen WebQuest oftmals von den Lernenden selbst gesucht, genutzt und dokumentiert werden und damit das WebQuest durch die Lernenden selbst entsteht (Moser, 2000).

Einleitung / Ziele 6

Nach Nolte (2006) sind WebQuests mehr oder weniger einheitlich strukturiert: Einführung, Aufgabenstellung, Prozess, Ressourcen, Präsentation und Bewertung folgen aufeinander. Die Einführung beginnt nach Nolte (2006) mit einer „möglichst authentischen Problemfrage“. Die Aufgabenstellung hinge in ihrer Komplexität und ihrem Niveau vom Thema und von der Zielgruppe ab. Im „Prozess“ würden Hilfen und Tipps sowie Handlungsanweisungen gegeben. Außer geeigneten Internetlinks würden weitere Materialien verwendet werden können. Bei der „Bewertung“ würde es sich um die Evaluation des vorangegangenen Lernprozesses handeln (Nolte, 2006). Aus der Beschreibung von Nolte (2006) ist ersichtlich, dass die Struktur eines Web-Quests zu einer Problem- und Handlungsorientierung führt. Die bloße Internetrecherche - mit oder ohne vorgegebenen Links - ohne Präsentation und ohne Fragestellung ist somit noch kein WebQuest.

Mittlerweile gibt es diverse WebQuest-Foren im Internet, die WebQuests zu unterschiedlichen Themen zur Verfügung stellen (Online im Internet: http://www.webquest. org; http://www.webquests.ch/webquests; 26.5.2007) sowie kostenlos zugängliche WebQuest-Generatoren für die Erzeugung von WebQuests (Online im Internet: http://www.aula21.net/Wqfacil/webeng.htm; http://www.zebis.ch/ tools/easywebquest; 26.5.2007)

2. Ziele der Arbeit

Ziel des hier vorgestellten Projektes war die Entwicklung, Durchführung und „Evaluation“ eines Unterrichtskonzeptes, welches Schüler/-innen eines Biologie-Leistungskurses der Jahrgangsstufe 12 eine fachlich fundierte und begründete Pro-oder Kontra-Positionierung hinsichtlich der Frage ermöglicht, ob einzelne Gentechnologien vor dem Hintergrund ihrer möglicherweise existierenden Chancen und ihrer möglicherweise existierenden Risiken aus ihrer Sicht erstrebenswert sind oder nicht.

Das Einnehmen der Position sollte dabei vom Lehrer möglichst unbeeinflusst in Zusammenarbeit mit MitSchüler/-innen und letztlich eigenständig erfolgen. Selbstgesteuertes Lernen und soziale Kompetenzen besonders im kooperativen Bereich sollten durch das Konzept gefördert werden.

Ziele dieser Arbeit sind die Vorstellung des Projektes in Form der Begründung des Konzeptes (1), der Dokumentation der Durchführung (4) und der „Evaluation“ (5) der Unterrichtseinheit. Schließlich sollen Entwicklungsmöglichkeiten des Konzeptes aufgezeigt werden (1).

Entwicklung des Unterrichtskonzeptes 7

3. Entwicklung des Unterrichtskonzeptes zum Thema „Chancen und Risiken der Gentechnologie“ für die Sekundarstufe II

3.1. Lehr- und Lernvoraussetzungen

Das Unterrichtskonzept sollte für einen Biologie-Leistungskurs der Jahrgangsstufe 12 entwickelt werden. Die Lerngruppe bestand aus 7 Schülerinnen und 9 Schülern des Städtischen Gymnasiums Gütersloh, Nordrhein-Westfalen, Deutschland. Die

Schüler/-innen hatten bis zum Beginn der Durchführung der hier vorgestellten Unterrichtseinheit Inhalte der „klassischen“ Genetik behandelt und noch keine molekulargenetischen Vorkenntnisse. Es wäre für die Durchführung einer Unterrichtsreihe über Chancen und Risiken der Gentechnologie (im folgenden kurz „Unterrichtseinheit“ genannt) nützlich, wenn zuvor zumindest grundlegende Kenntnisse über molekularbiologische Methoden und Zusammenhänge vorhanden wären. Es läge damit nahe, die Unterrichtseinheit an das Ende einer Unterrichtsreihe über Molekulargenetik zu stellen.

Dies war aus organisatorischen Gründen jedoch nicht möglich. Die Unterrichtseinheit konnte lediglich nach der Unterrichtsreihe über klassische Genetik und vor einer Unterrichtsreihe über Molekulargenetik stattfinden. Zudem stand ein Zeitrahmen von lediglich zwei Wochen bzw. zehn Unterrichtsstunden á 45 Minuten zur Verfügung. Die Dichte der Lerninhalte pro Zeiteinheit in Zeiten des Zentralabiturs war die Ursache hierfür. Diese beiden Lernvoraussetzungen - keine molekularbiologischen Vorkenntnisse und ein auf zehn Unterrichtsstunden begrenzter Zeitrahmenbedingten die Lehrvoraussetzungen und beeinflussten die Konzeption der Unterrichtseinheit (3.4). Dies sollte der Unterrichtseinheit jedoch nicht zum Nachteil gereichen - im Gegenteil: die Lehr- und Lernvoraussetzungen förderten die Konzeption einer Unterrichtseinheit, die unabhängig von den molekularbiologischen Vorkenntnissen der Schüler/-innen, für sich allein stehend, den Zugang zu und die Auseinandersetzung mit Aspekten der Gentechnologie ermöglicht - und dies eben auch in Zeiten des Zentralabiturs. Die Unterrichtseinheit kann damit flexibel in den Unterricht der Jahrgangsstufe 12 integriert werden. Im hier vorgestellten Fall erfüllte sie die Funktion eines an die Lebenswirklichkeit der Schüler/-innen anknüpfenden motivierenden Einstiegs in die Molekularbiologie.

Entwicklung des Unterrichtskonzeptes 8

3.2. Sachanalyse und didaktische Analyse

Die Auseinandersetzung mit möglichen Chancen und möglichen Risiken der Gentechnologie setzt voraus, sich über den Begriff der Gentechnologie und dessen Definition und Abgrenzung zu ähnlich verwendeten Begriffen klar zu werden. Nach Ibelgaufts (1993) würden bei der Gentechnologie molekularbiologische Strategien und Methoden eingesetzt, mit denen Gene isoliert und neue (artübergreifende) Kombinationen von Genen oder DNA-Abschnitten hergestellt werden, die zum Teil in dieser Form in ursprünglichen Organismen nicht vorkommen. Der Begriff der Molekularbiologie wiederum entstand in den 1930er Jahren, als versucht wurde, die Struktur der Erbsubstanz mittels biophysikalischer und biochemischer Verfahren aufzuklären. Des Weiteren gibt es den Begriff der Molekulargenetik, mit dem der Zweig der Molekularbiologie beschrieben wird, der sich explizit mit der Struktur und der Funktion derjenigen Moleküle befasst, die an der Vererbung beteiligt sind (Brown, 1999). Die beiden Begriffe Molekularbiologie und Molekulargenetik werden synonym gebraucht. Bei der Gentechnologie werden Gene neu (und damit möglicherweise auch: re-) kombiniert. Gentechnologie wird deshalb auch rekombinante DNA-Technologie genannt. Vor etwa 8000 Jahren kreuzten die Einwohner Amerikas zwei Mutanten der Teosinte-Pflanze und bewirkten damit eine Genduplikation auf dem Chromosom 2 - es entstand die Mais-Pflanze (Online im Internet: http://www.biokurs.de/skripten/13/bs13-10.htm; 26.5.2007). Eine solche Neukombination von Genen allein genügt für die Definition der „Gentechnologie“ jedoch nicht. Das Entscheidende ist, dass bestimmte DNA-Abschnitte gezielt verwendet werden. Man weiß in diesem Sinne, was man tut. Deshalb wird auch von „Genetic Engineering“ gesprochen.

Genetic Engineering kann zu veränderten und erwünschten Eigenschaften eines Organismus führen. Gentechnologie ist somit eine „Biotechnologie“. Gentechnologie wird auch „Gentechnik“ genannt.

Die Herstellung veränderter Organismen kann über klassische Züchtung oder gentechnisch erfolgen (Heß, 1992; Odenbach, 1997). Die somatische Gentherapie oder die Keimbahntherapie erfordert die Verwendung von Gentechnologien (Weber, 2002). Therapeutisches Klonen mittels Stammzellen hingegen kann gänzlich ohne Gentechnologie erfolgen (Weber, 2002; online im Internet: http://www.quarks.de /gentherapie/ 0601.htm; 26.5.2007).

Die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten der Gentechnologie auf der einen Seite und der begrenzte Zeitrahmen von zwei Wochen auf der anderen Seite erforderte die Auswahl einzelner Themen für die Unterrichtseinheit.

Entwicklung des Unterrichtskonzeptes 9

Therapeutisches Klonen mittels Stammzellen wurde angesichts einer politischen Debatte im Bundestag vor Beginn der Unterrichtseinheit wiederholt von der Tagespresse aufgegriffen und hatte dadurch Gegenwartsbedeutung. Beim therapeutischen Klonen brauchen jedoch keine gentechnologischen Verfahren eingesetzt zu werden (siehe oben), und im Internet ist bereits ein WebQuest über Stammzellentherapie vorhanden (Online im Internet: http://www.free.pages.at/rw_rpi/Schule/Webquest%20 Klonen% 20E5a/klonen _index.htm; 26.05.07). Die Herstellung gentechnisch veränderter Organismen und die Gentherapie waren somit mögliche thematische Schwerpunkte der Unterrichtseinheit.

Die Thematisierung der Herstellung gentechnisch veränderter Organismen ermöglicht den Vergleich der sog. „roten“ und „grünen“ Gentechnologien mit deren jeweiligen Zielsetzungen, Verfahrensweisen und möglichen Auswirkungen. Die vergleichende Beurteilung erfordert einen differenzierten Blick und fördert vernetztes Denken. Sie kann zu der Erkenntnis führen, dass es „die Gentechnologie“ im Sinne „einer“ Gentechnologie nicht gibt, sondern dass es sich um Techniken handelt, die zu unterschiedlichen Zwecken eingesetzt werden können.

Zudem würden Fragen aufgeworfen, die unmittelbar an die Lebenswirklichkeit der Schüler/-innen anknüpfen („Will ich genetisch veränderte Pflanzen essen?“). Dies gilt gleichermaßen für die Auseinandersetzung mit gentherapeutischen Verfahren („Werden `unheilbare´ Erbkrankheiten heilbar?“). Beide Aspekte sind für die Schüler/innen möglicherweise gleichermaßen interessant. Die Auswahl des Themas durch die Schüler/-innen selbst bietet sich deshalb an und könnte die intrinsische Motivation fördern helfen.

3.3. Lernziele für die gesamte Unterrichtseinheit

Die Schüler/-innen sollten...

Kognitive Ziele:

• bestimmte Gentechnologien beschreiben und erklären können,

• die Verwendungsmöglichkeiten der Gentechnologien nennen und erklären können,

• tatsächlich und/oder möglicherweise existierende Chancen und Risiken der Verwendung bestimmter Gentechnologien gegenüberstellen und begründen können,