Das Experiment ist zweifelsohne die Methode des naturwissenschaftlichen Unterrichts. In den Fächern Physik und Chemie ist der Stellenwert des Experiments verhältnismäßig hoch, wohingegen es im Fach Biologie im täglichen Unterrichtsgeschehen immer noch zu wenig Beachtung findet. Die Oberstufe und insbesondere der Leistungskurs sollen auf das spätere Hochschulstudium vorbereiten, daher ist es unumgänglich, die Schüler von Anfang an mit den Methoden der Wissenschaft vertraut zu machen. Die Oberstufe soll jedoch nicht ausschließlich in fachwissenschaftlicher Hinsicht auf das Universitätsstudium vorbereiten, sondern die Schüler zu selbstständigem Denken und Handeln erziehen.
Durch die Einführung von Bildungsstandards und einheitlichen Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung in Hessen nimmt die Forderung nach Methodenkompetenz und Selbstständigkeit der Schüler stetig zu. Im Gegensatz zum Grundkurs sollen die Schüler eines Leistungskurses die biologischen Sachverhalte verstärkt anhand von Experimenten oder anderen praktischen Übungen erlernen und die Aufgaben möglichst selbstständig bearbeiten.
Kaum ein anderes Themengebiet eignet sich besser, die Schüler zu selbstständig denkenden Persönlichkeiten zu erziehen als die Genetik. Dank der extremen Medienpräsenz und der intensiven politischen Diskussion über molekulargenetische Arbeitsmethoden werden die Schüler immer wieder mit dem Thema Gentechnik konfrontiert. Eine Stellungnahme zu Themen wie die Entschlüsselung des menschlichen Genoms oder DNA-Fingerprinting in der Kriminalistik ist jedoch kaum möglich ohne ein fundiertes Basiswissen, zu welchem zweifelsohne auch Kenntnisse über die entscheidenden Methoden der Molekulargenetik zählen. Viele der gentechnischen Methoden lassen sich nur unter hohem finanziellen, zeitlichen und technischen Aufwand durchführen, so dass in der Schule nur sehr selten entsprechende Experimente durchgeführt werden. Es existieren dennoch einige einfache Modellversuche, welche den Schülern in relativ wenigen Schulstunden die Methoden und Grundlagen der Gentechnik vermitteln können.
Die zugrunde liegende Frage ist, ob die entsprechenden biologischen Sachinhalte und Methoden der Gentechnik durch Experimente von den Schülern besser verstanden werden als dies durch den rein theoretischen Unterricht möglich wäre.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 2. Sachanalyse
- 2.1. Definition und Möglichkeiten von Gentechnik.
- 2.2. Theorie zu Versuch 1
- 2.2.1. Aufbau der DNA....
- 2.2.2. Replikation von DNA.
- 2.2.3. Isolation von DNA aus eukaryontischen Zellen…………………..\n
- 2.3. Theorie zu Versuch 2
- 2.3.1. Das Bakterium Escherichia coli..\n
- 2.3.2. Proteinbiosynthese...\n
- 2.3.3. Das Operon-Modell.….………………………..\n
- 2.3.4. Regulation des Lactoseabbaus bei Escherichia coli...\n
- 2.4. Theorie zu Versuch 3
- 2.4.1. Enzymatik.…..\n
- 2.4.2. Restriktionsendonucleasen..\n
- 2.4.3. Gelelektrophoretische Auftrennung der DNA..\n
- 2.4.4. Der Bakteriophage Lambda.…………….…………..\n
- 2.4.5. Restriktion und Gelelektrophorese von Phagen-DNA..\n
- 3. Didaktische Analyse
- 3.1. Funktion und Lehrziele von (gentechnischen)\nExperimenten im Biologieunterricht...........
- 3.2. Die Begriffe „Interesse“ und „Motivation“.
- 3.3. Charakterisierung der Lerngruppe…………...\n
- 3.4. Bezug zum hessischen Lehrplan…………………….\n
- 3.5. Einordnung in die aktuelle Unterrichtsreihe...\n
- 3.6. Referenzkriterien......\n
- 3.7. Tabellarische Übersicht des geplanten Unterrichtsverlaufes..\n
- 4. Methodische Analyse
- 4.1. Ziel der Evaluation..\n
- 4.2. Verfahren der Datenerhebung..\n
- 4.2.1. Testgütekriterien………………..\n
- 4.2.2. Fragebogen und Stichprobe…………………….\n
- 4.3. Auswertungsmethoden.………………..\n
- 4.3.1. Quantitative Auswertung der geschlossenen Items..\n
- 4.3.2. Qualitative Auswertung der offenen Items..\n
- 4.3.3. Auswertung der vor- und fachwissenbezogenen Items.........\n
- 5. Ergebnisse
- 5.1. Ergebnisse der quantitativen Items…\n
- 5.2. Ergebnisse der qualitativen Items....\n
- 5.3. Ergebnisse der vor- und fachwissenbezogenen Items..........\n
- 6. Diskussion und Reflexion
- 6.1. Interpretation und Diskussion der Ergebnisse der Untersuchung..\n
- 6.2. Reflexion der Experimente....\n
- 7. Zusammenfassung...\n
- Die Bedeutung und Funktion von Experimenten im Biologieunterricht
- Die Rolle von Gentechnik im Biologieunterricht
- Die Bedeutung von Selbsteinschätzung und Lernzuwachs
- Die Analyse und Auswertung von Daten aus Fragebögen
- Die Reflexion und Diskussion der Ergebnisse im Kontext des Biologieunterrichts
- Kapitel 1: Einleitung
Dieses Kapitel führt in das Thema der Arbeit ein, beschreibt die Relevanz des Experiments im Biologieunterricht, insbesondere im Kontext des Leistungskurses.
Es werden die drei Experimente vorgestellt und die Forschungsfrage, die sich auf den Vergleich von theoretischem Unterricht und experimentellem Lernen bezieht, formuliert.
Weiterhin werden die Methoden der Datenerhebung und -auswertung sowie die Ziele der Arbeit erläutert.
- Kapitel 2: Sachanalyse
Dieses Kapitel befasst sich mit den theoretischen Grundlagen der drei Experimente.
Es werden die wichtigsten Begriffe und Konzepte der Gentechnik, die für die Durchführung und das Verständnis der Versuche relevant sind, erläutert.
Es werden außerdem die einzelnen Experimente detailliert beschrieben und das erwartete Ergebnis dargestellt.
- Kapitel 3: Didaktische Analyse
Dieses Kapitel erörtert den Stellenwert von gentechnischen Experimenten im Biologieunterricht.
Es wird die Bedeutung des Experiments im Hinblick auf die Lehrziele des Biologieunterrichts sowie die Förderung von Interessen und Motivation der Schülerinnen und Schüler diskutiert.
Es wird die Lerngruppe charakterisiert, der Bezug zum hessischen Lehrplan hergestellt und die Einordnung der Experimente in die aktuelle Unterrichtsreihe beschrieben.
Weiterhin werden die Experimente hinsichtlich ihrer Fach-, Schüler- und Gesellschaftsrelevanz betrachtet und die Lehrziele definiert.
Das Kapitel schließt mit der Strukturierung der einzelnen Stunden und einer tabellarischen Übersicht über den geplanten Unterrichtsverlauf ab.
- Kapitel 4: Methodische Analyse
Dieses Kapitel beschreibt die Methoden der Evaluation, die in der Arbeit eingesetzt werden.
Es wird das Ziel der Evaluation erläutert und die Verfahren der Datenerhebung sowie die relevanten Testgütekriterien vorgestellt.
Es wird der Fragebogen beschrieben, die Stichprobe vorgestellt und die Auswertungsmethoden, sowohl quantitativ als auch qualitativ, erläutert.
- Kapitel 5: Ergebnisse
Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der quantitativen und qualitativen Auswertung der Daten.
Es werden die Ergebnisse der einzelnen Items des Fragebogens dargestellt und interpretiert.
- Kapitel 6: Diskussion und Reflexion
Dieses Kapitel interpretiert und diskutiert die Ergebnisse der Untersuchung.
Es werden die Ergebnisse hinsichtlich der Forschungsfrage und der Themenschwerpunkte der Arbeit analysiert.
Es werden die Grenzen und Schwächen der Untersuchung reflektiert und mögliche Verbesserungsmöglichkeiten aufgezeigt.
Es werden die Erkenntnisse der Arbeit im Kontext des Biologieunterrichts diskutiert und Schlussfolgerungen gezogen.
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit untersucht die Effektivität von drei gentechnischen Experimenten im Hinblick auf den Lernzuwachs von Schülerinnen und Schülern eines Biologie-Leistungskurses der Jahrgangsstufe 12. Im Mittelpunkt steht die Frage, ob die Experimente dazu beitragen, das Verständnis für die zugrunde liegenden biologischen Sachverhalte und Methoden der Gentechnik zu verbessern. Die Arbeit analysiert die Selbsteinschätzung der Lernenden sowie ihren tatsächlichen Wissenszuwachs im Vorher-Nachher-Vergleich.Die Arbeit beinhaltet folgende zentrale Themenschwerpunkte:
Zusammenfassung der Kapitel
Schlüsselwörter
Die Arbeit befasst sich mit dem Thema Experimente im Gentechnikunterricht der Sekundarstufe II. Im Fokus stehen die Effektivität von Experimenten für den Lernzuwachs von Schülerinnen und Schülern sowie die Selbsteinschätzung des Lernprozesses. Wichtige Schlüsselbegriffe sind: Gentechnik, Experimente, Lernzuwachs, Selbsteinschätzung, Biologieunterricht, Sekundarstufe II, Leistungskurs, Datenerhebung, Fragebogen, quantitative und qualitative Auswertung, Interpretation und Reflexion.- Arbeit zitieren
- Katrin Zielina (Autor:in), 2005, Experimente zur Gentechnik im Biologieunterricht. Evaluation der Selbsteinschätzung und des reellen Lernzuwachses der Schüler, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/48787
