Schüler sind im täglichen Leben vielen Eindrücken ausgesetzt. So entwickeln sie „Vorunterrichtliche Vorstellungen“ zu Begriffen, Phänomenen, Situationen, Ereignissen, Dingen, Themen etc. Sie kommen mit diesen Vorstellungen auch in die Schule. Das kann zum einen den Wissenserwerb im Unterricht fördern oder zum anderen behindern, wenn z.B. diese Vorstellungen tief verankert sind und sich wissenschaftlichen Theorien gegenüber als resistent erweisen. Sie beeinflussen folglich den Unterricht und sind daher bei der Planung und Durchführung von Unterricht zu beachten.
Seit ca. Ende der 70er Jahre veröffentlichen H. Pfund und R. Duit in ihrer Bibliographie „Students' and Teachers' Conceptions and Science Education“ internationale Publikationen zu „Vorunterrichtlichen Vorstellungen“ von Schülern mit dem Ziel, diese im Unterricht zu berücksichtigen. Dabei galten die meisten Untersuchungen in den naturwissenschaftlichen Fächern bisher Themen des Physikunterrichts, wenig hingegen Themen des Biologieunterrichts. Bis heute zählt die Bibliographie ca. 6000 Einträge (http://www.ipn-uni-kiel.de/aktuell/stcse/stcse.html , (gelesen am 12.10.2003)). Im Vergleich: 1991 waren es ca. 2500 Titel (Duit 1992, 48).
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den „Vorunterrichtlichen Vorstellungen von Grundschülern zu Pflanzen“ und soll hiermit einen weiteren Beitrag für die Biologiedidaktik leisten. Die Arbeit ist wie folgt aufgebaut: Der erste Teil (Kapitel 1, 2, 3) umfasst die Einleitung mit Fragestellung und Zielsetzung der Arbeit sowie die Darstellung des Begriffes „Vorunterrichtliche Vorstellungen“. Der zweite Teil (Kapitel 4, 5) widmet sich der Sachanalyse zum Thema Pflanzen, in der anhand von Fachliteratur die Bereiche Systematik, Lebensräume, Aufbau der Gefäßpflanzen, Funktionen der Pflanzenorgane der Gefäßpflanzen, Ernährung der Pflanzen (Fotosynthese) und Fortpflanzung der Pflanzen besprochen werden. Die Sachanalyse soll verdeutlichen, unter welchem biologischen Aspekt die Untersuchung betrachtet wird und dazu dienen, bei der Auswertung der Vorstellungen der Schüler einen möglichen Bezug zu der Wissenschaft herzustellen. Daran anschließend folgt die Erhebung der „Vorunterrichtlichen Vorstellungen von Grundschülern“ mit einem einleitenden Forschungsstand zum Thema sowie der Vorstellung des „Modells der Didaktischen Rekonstruktion“ (nach Gropengießer 1997), das zum Teil als Modellgrundlage für die Erhebung dient.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Fragestellung und Zielsetzung der Arbeit
3. Zum Begriff „Vorunterrichtliche Vorstellungen“
4. Sachanalyse
4.1 Systematik der Pflanzen
4.2 Pflanzen in ihren Lebensräumen
4.3 Aufbau der Gefäßpflanzen (Kormophyten)
4.4 Funktionen der Grundorgane der Gefäßpflanzen
4.5 Ernährung der Pflanzen
4.6 Fortpflanzung der Pflanzen
5. „Vorunterrichtliche Vorstellungen von Grundschülern zu Pflanzen“
5.1 Forschungsstand
5.2 Das Modell der Didaktischen Rekonstruktion
5.3 Methode zur Erfassung der „Vorunterrichtlichen Vorstellungen von Grundschülern zu Pflanzen“
5.3.1 Wahl und Begründung der Methode
5.3.2 Auswahl der Schüler
5.4 Durchführung der Interviews
5.4.1 Interviewleitfaden
5.4.2 Kriterien der Auswertung der Interviews
5.5 Interview 1: Jörg
5.5.1 Transkript Interview 1: Jörg (siehe Anhang)
5.5.2 Redigierte Aussagen Interview 1: Jörg
5.5.3 Explikation Interview 1: Jörg
5.5.4 Einzelstrukturierung: Konzepte zu Pflanzen Interview 1: Jörg
5.6 Interview 2: Ralf
5.6.1 Transkript Interview 2: Ralf (siehe Anhang)
5.6.2 Redigierte Aussagen Interview 2: Ralf
5.6.3 Explikation Interview 2: Ralf
5.6.4 Einzelstrukturierung: Konzepte zu Pflanzen Interview 2: Ralf
5.7 Interview 3: Sonja
5.7.1 Transkript Interview 3: Sonja (siehe Anhang)
5.7.2 Redigierte Aussagen Interview 3: Sonja
5.7.3 Explikation Interview 3: Sonja
5.7.4 Einzelstrukturierung: Konzepte zu Pflanzen Interview 3: Sonja
6. Auswertung der Untersuchung
6.1 Zusammenstellung der Ergebnisse
6.2 Diskussion der Ergebnisse
6.3 Leitlinien für die Schulpraxis
7. Schlussbetrachtung
8. Literaturverzeichnis
Zielsetzung und Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die vorunterrichtlichen Vorstellungen von Grundschülern der 4. Klasse zum Thema Pflanzen, um ein tieferes Verständnis für deren individuelle Denkstrukturen zu gewinnen und daraus didaktische Leitlinien für den Biologieunterricht abzuleiten. Die zentrale Forschungsfrage fokussiert auf bestehende Konzepte der Schüler hinsichtlich Aufbau, Ernährung, Fortpflanzung und Lebensraum von Pflanzen.
- Identifikation individueller Schülervorstellungen durch qualitative Einzelinterviews.
- Analyse der Konzepte zu Pflanzenaufbau und Pflanzenorganen.
- Untersuchung der Vorstellungen zur Ernährung und Fortpflanzung bei Pflanzen.
- Erforschung der Konzepte zu Lebensräumen und Bedingungen für Pflanzenwachstum.
- Ableitung didaktischer Konsequenzen für eine konstruktivistische Unterrichtsgestaltung.
Auszug aus dem Buch
Die Wurzel
„Wurzeln sind zylindrische, sich an der Spitze verjüngende Organe“ (a. a. O., 363). Sie haben keine Blätter und können sich durch Ausbildung von Seitenwurzeln mehrfach verzweigen. Im Boden bilden die Wurzeln ein Wurzelsystem, welches meist eine größere Gesamtlänge als das oberirdische Sprosssystem hat und sich vorwiegend in den oberen Bodenschichten ausbreitet, die gut mit Wasser und Nährstoffen angereichert sind. In einigen Fällen reichen die Wurzeln aber auch weit in die Tiefe.
Bevor eine junge Wurzel durch Ausbildung neuen Gewebes an Dicke zunimmt, („sekundäres Dickenwachstum“) zeigt sich ihr primärer Aufbau. An der Spitze ist die „Wurzelhaube“ (Kalyptra), ein Gewebe, das als schützende Kappe das „Bildungszentrum“ („Vegetationspunkt“) der Wurzel umschließt (a. a. O., 363ff). Der Vegetationspunkt sorgt für das „Spitzenwachstum“ der Wurzel, indem er immer wieder neue Zellen erzeugt. Dem Vegetationspunkt basalwärts folgt die „Streckungszone“ und dieser wiederum die „Wurzelhaarzone“ (a. a. O., 366f). Hier vollzieht sich die Wasser- und Nährsalzaufnahme. Die Wurzelhaarzone zeigt im Querschnitt zunächst eine äußere Zellschicht, das sogenannte „Abschlussgewebe“ (Rhizodermi). Durch die Dünnwandigkeit der Rhizodermiszellen und der Wurzelhaare, das Fehlen einer „Cuticula“ (eine Art Wachshäutchen) und die starke Oberflächenvergrößerung eignet sich die Wurzelhaarzone besonders für die Stoffaufnahme.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Darstellung der Relevanz vorunterrichtlicher Schülervorstellungen und Zielsetzung der Untersuchung im Kontext der Biologiedidaktik.
2. Fragestellung und Zielsetzung der Arbeit: Definition der zentralen Forschungsfrage und der ausdifferenzierten Unterfragen zur Untersuchung von Schülervorstellungen.
3. Zum Begriff „Vorunterrichtliche Vorstellungen“: Theoretische Einordnung der verschiedenen Termini und Konzepte rund um Schülervorstellungen und konstruktivistisches Lernen.
4. Sachanalyse: Wissenschaftliche Darstellung der biologischen Grundlagen zu Systematik, Aufbau, Funktionen, Ernährung und Fortpflanzung von Pflanzen.
5. „Vorunterrichtliche Vorstellungen von Grundschülern zu Pflanzen“: Zusammenfassung des Forschungsstandes, Erläuterung der methodischen Vorgehensweise und Durchführung der Einzelinterviews mit den Schülern.
6. Auswertung der Untersuchung: Darstellung der empirischen Ergebnisse, Diskussion im Kontext der Fachliteratur und Formulierung von praktischen Leitlinien für den Unterricht.
7. Schlussbetrachtung: Reflektion über die Erreichung der Untersuchungsziele und Ausblick auf weiterführende Fragestellungen.
8. Literaturverzeichnis: Auflistung der verwendeten Fachliteratur und Quellen für die Untersuchung.
Schlüsselwörter
Vorunterrichtliche Vorstellungen, Schülervorstellungen, Didaktische Rekonstruktion, Pflanzenbiologie, Ernährung der Pflanzen, Fotosynthese, Fortpflanzung, Wurzel, Sprossachse, Blätter, Konstruktivismus, Fehlkonzepte, Sachanalyse, Biologiedidaktik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Erhebung und Analyse der individuellen, vorunterrichtlichen Vorstellungen von Grundschülern der 4. Klasse zum Thema Pflanzen, um zu verstehen, welche Konzepte Kinder bereits mitbringen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die Themenfelder umfassen das Kennen von Pflanzen, den Aufbau, die Funktionen der Pflanzenorgane, die Ernährung der Pflanzen sowie deren Fortpflanzung.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Hauptziel besteht darin, die Denkstrukturen der Schüler zu erforschen und diese Erkenntnisse zu nutzen, um fundierte Leitlinien für die Planung eines biologischen Unterrichts zu formulieren.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es werden problemzentrierte Einzelinterviews als qualitative Erhebungsmethode genutzt, die videographisch aufgezeichnet und in fünf aufeinanderfolgenden Schritten ausgewertet werden.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine fachwissenschaftliche Sachanalyse der Botanik und die empirische Untersuchung mit drei Fallbeispielen von Schülern, deren individuelle Konzepte detailliert expliziert werden.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Vorunterrichtliche Vorstellungen, Didaktische Rekonstruktion, Fotosynthese, Konstruktivismus und Biologiedidaktik.
Wie unterscheiden sich die Konzepte der befragten Schüler zum Thema Fortpflanzung?
Allen Schülern ist der biologische Prozess unklar; sie verbinden den Begriff oft fälschlicherweise ausschließlich mit der Samenverbreitung durch Wind oder Insekten und können nicht zwischen Bestäubung und Befruchtung unterscheiden.
Welche Bedeutung schreiben die Schüler den Pflanzenorganen wie den Blättern zu?
Die Schüler assoziieren Blätter meist mit „Solardächern“ oder Funktionen wie Sauerstoffabgabe, jedoch ohne den wissenschaftlichen Prozess der Fotosynthese und die Rolle des Lichts dabei korrekt erfassen zu können.
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- Nicole Richter (Author), 2003, Vorunterrichtliche Vorstellungen von Grundschülern zu Pflanzen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/26002
