Das Thema Hydrologie, also die Wissenschaft, welche sich mit dem Wasser in der Biosphäre der Erde befasst (Wikipedia 2021), ist zwar kein zentraler Bestandteil des dritten Zyklus des Lehrplans 21. Trotzdem wird die Thematik in unterschiedlichsten Formen und Fächern (bspw. auch im Natur & Technik) aufgegriffen und thematisiert. So ist der globale Wasserkreislauf ein Bestandteil des Zyklus 2 (D-EDK 2016a), wobei dieser natürlich zentral für das Thema Hydrologie ist und dem auf diesem GeoConcept-Blog ein eigener Beitrag gewidmet ist.
Vulkane gehören zu den Naturereignissen dieser Erde und lassen sich im Lehrplan 21 als Teil der Grundlagen der Erde verorten (EDK, 2016). «Schüler:innen lernen Naturereignisse zu beschreiben und deren Entstehung als Folge endogener und exogener Prozesse zu erklären» (EDK, 2016). Zudem sollten «Schüler:innen in der Lage sein, sich über aktuelle Naturereignisse zu informieren und deren Ursachen zu erklären sowie die Auswirkungen dessen auf das Leben der Menschen und die Natur zu benennen und einzuschätzen» (EDK, 2016). Damit die vom Lehrplan 21 geforderten Kompetenzen aufgebaut werden könne, sollten sich Lehrpersonen über die Präkonzepte der Schüler:innen zum Thema Vulkanismus bewusst sein. Die drei im folgenden Blog-Post vorgestellten Studien widmen sich dieser Frage. Zuerst werden jeweils die Forschungsmethode sowie die Ergebnisse der einzelnen Studien vorgestellt. Anschliessend werden die Ergebnisse diskutiert und Schlussfolgerungen für den Unterricht gezogen.
Das Thema «Vulkanismus» im Geografieunterricht zu behandeln ist wichtig, da Vulkane ein Teil unserer Erde sind. Ausserdem sind sie für unser Ökosystem von hoher Bedeutung, andererseits können Vulkanausbrüche ganze Landschaften zerstören und Menschen töten.
Die beiden ausgewählten Studien untersuchen einerseits, ob die SuS an den Klimawandel glauben und ob sie der Meinung sind, etwas daran ändern zu können. Andererseits welche Präkonzepte zum Klimawandel vorherrschen und welche didaktischen Strukturen zur erfolgreichen Vermittlung der zentralen Aspekte des Klimawandels vorteilhaft sind.
Nachhaltigkeit ist ein viel besprochenes Wort, das sowohl in der Politik, wie auch im Lehrplan 21 bei mehreren Fächern eine tiefe Verankerung hat (D-EDK: 2015). Unter der Leitidee nachhaltiger Entwicklung wurden die folgenden sieben fächerübergreifende Themen in den Lehrplan 21 aufgenommen.
Im pädagogischen Zusammenhang beschreibt der Begriff «Konzept», «dass gedanklich Erfasste in Form von Entwürfen bzw. vorläufigen Theorien» (Koch, 2018). Schüler:innen verwenden Konzepte um «Wahrnehmungen zu ordnen, zu interpretieren und diese in einen Zusammenhang zu stellen» (ebd.). Präkonzepte sind bei den Schüler:innen zu vielen Themen bereits vorhanden und sind somit vorunterrichtliche Vorstellungen der Schüler:innen. Präkonzepte sind für Lehrpersonen als Hilfsmittel zur Gestaltung des Unterrichts als wichtig zu erachten, da diese Lernschwierigkeiten verursachen und das Erlenen angemessener Konzepte erschweren können. Ziel ist es, dass Lehrpersonen die vorhandenen Präkonzepte als «Ankerpunkte für die Weiterentwicklung und das Weiterlernen» (ebd.) nutzen. Im Rahmen des Masterstudiengangs des Fachs Geographie an der PH FHNW in Windisch haben wir uns mit Präkonzepten zum Thema Erdbeben befasst. Bei dem Gedanken an ein Erdbeben denken die Schüler:innen immer zuerst an das Beben der Erde sowie die Zerstörung und nicht an die geophysischen Prozesse dahinter. (Koch, 2018)
Der Lehrplan 21 verlangt die Kompetenz: «Die Schülerinnen und Schüler können sich über aktuelle Naturereignisse informieren und deren Ursache erklären» (BKS, 2018, S. 353). Zu diesen Naturereignissen gehört auch der Vulkanismus. Da jeder Schüler und jede Schülerin vor der Behandlung des Themas eine gewisse Vorstellung von Vulkanen hat, ist es sinnvoll, diese Vorstellungen der Schüler*innen zu kennen und in den Unterricht miteinzubeziehen.
Nachfolgend werden zwei Studien vorgestellt, die sich mit Präkonzepten von Schüler*innen und Student*innen zum Thema Vulkanismus befassen. Dabei werden die Studien jeweils mit ihren Methoden und Ergebnissen kurz vorgestellt sowie Schlussfolgerungen für den Unterricht gezogen. Der Fokus der Ergebnisse liegt auf den räumlichen Einflüssen, also der Nähe zu einem Vulkangebiet und dem Aufbau eines Vulkans. Auf Ergebnisse zum Verständnis von Vulkanausbrüchen, die aus der zweiten Studie von Parham et al. (2010) stammen, wird hier nicht weiter eingegangen.
Im pädagogischen Lernprozess sind Vorstellungen und Vorurteile ein wichtiger Faktor. Die Lernenden interpretieren neues Wissen normalerweise auf der Grundlage ihrer eigenen Vorstellungen, die das Ergebnis verschiedener Erfahrungen sind, die sie zuvor gemacht haben. Die Untersuchung von Schülervorstellungen ist daher eine wichtige Aufgabe der Bildungsforschung. Im Rahmen des Masterstudiengangs für das Fach Geographie an der PH FHNW in Brugg befassen sich Studierende mit Präkonzepten zu einem spezifischen Themengebiet. Unsere Forschungsgruppe (Giger & Gilgen) setzt sich mit wissenschaftlichen Studien über Schülervorstellungen zum Thema Wüste und Desertifikation auseinander. Häufig werden Sand, Hitze, Trockenheit und Kamele mit «Wüste» assoziiert; so ähnlich wie auf der Abbildung 1, die einen Salztransport durch Kamele in Äthiopien zeigt.
Laut dem Lehrplan 21 ist der Treibhauseffekt ein verbindlicher Inhalt, wenn es um die Auseinandersetzung mit dem Klimawandel geht (Departement Bildung Kultur und Sport (BKS), 2018). Falsche Präkonzepte über den Treibhauseffekt sind dabei gemäss Reinfried, Rottermann, Aeschbacher & Huber (2010) und Aeschbacher, Caló, & Wehrli (2006) weit verbreitet und fest verankert. Das Erreichen eines Conceptual Changes ist von grosser Bedeutung, da Reinfried u. a. (2010, S. 251) der Meinung sind: «Das korrekte Verstehen des Treibhauseffektes ist eine wichtige Voraussetzung, um politische Massnahmen zur Reduktion des Treibhausgases CO2 zu unterstützen.»
In diesem Blogpost werden zwei weitverbreiteten Präkonzepten zum Treibhauseffekt vorgestellt: das Glashausmodell und das Ozonlochmodell. Allerdings handelt die Studien von Aeschbacher u. a. (2006) nur vom Ozonlochmodell, weshalb sich unsere Schlussfolgerungen im Wesentlichen auf den Umgang mit diesem Präkonzept beziehen.
Der Lehrplan 21 schreibt vor, dass Schülerinnen und Schüler die Auswirkungen der Nutzung natürlicher Systeme auf das Landschaftsbild und den Verbrauch natürlicher Ressourcen ableiten können (Kompetenz LP21, RZG 3.1). Dazu gehört die Desertifikation. Viele durch den Menschen beeinflusste Entwicklungen führen dazu, dass Desertifikation auftritt.
Um in das Thema einzusteigen, macht es Sinn, sich mit Präkonzepten von Schülerinnen und Schülern zum Thema Wüste zu beschäftigen. Nachfolgend werden drei Studien vorgestellt, welche sich mit genau diesen Präkonzepten befassen. Dabei wird jeweils das Forschungsverfahren und die Ergebnisse vorgestellt. Danach werden die Schlussfolgerungen für den Unterricht aus den einzelnen Studien abgeleitet.