Lehr- und Lernforschung in der Biologiedidaktik. Группа авторов
and practice of PCR and agarose gel electrophoresis to analyze the bitter taste perception. To facilitate the implementation of biotechnological topics and methods, besides the teacher training additional didactics material is provided. The teacher training is organized regionally and free of charge. The courses are executed in the schools to demonstrate the implementation under teachers’ everyday conditions. Ideally, two teachers per school should register that they can support themselves during the implementation in their biology classes. The quality of the teacher training and the planned integration of biotechnology in biology classes were examined using a questionnaire. The five scales for self-assessment of instruction quality, material quality/benefit for biology class, biotechnological/didactic and practical expertise as well as motivation to deepen biotechnology and intended implementation show good reliabilities The positive evaluation of the instruction quality as well as the material quality/benefit for biology class indicates high acceptance and satisfaction for the teacher training. In common with the self-assessment of biological/didactic expertise, they are suitable for predicting the intended implementation. Subsequent to the teacher training the extensive loan of equipment for the biology classes further emphasizes the intended implementation.
1 Biotechnologie im Unterricht
Biotechnologische Forschung bietet Chancen, z.B. für die Verbesserung von medizinischer Diagnostik und Therapie sowie für die Ernährung einer stetig wachsenden Weltbevölkerung. Gleichwohl bergen Eingriffe in das Erbgut von pflanzlichen und tierischen Organismen Risiken. Entsprechend ist die Haltung und Akzeptanz verschiedener Stakeholder zu diesen Forschungsbereichen in der politischen und gesellschaftlichen Debatte ambivalent. Um die fachwissenschaftliche Basis einer faktenorientierten Beurteilung biotechnologischer Themen und Methoden zu gewährleisten, sind die Bereiche Genetik und Gentechnik Bestandteil des Kompetenzbereichs Bewertung (KMK, 2005) sowie der Biologielehrpläne (z.B. ISB 2015). Ziel ist es, bereits in der Schule biotechnologische Techniken und deren Einsatzgebiete kennenzulernen. Obwohl diese Themen und Methoden eine große Bedeutung haben, kann ihre Behandlung im Biologieunterricht häufig nur theoretisch erfolgen. Gründe sind fehlende Ausstattung für die praktische Arbeit sowie geringe Gelder an Schulen, um die kostspieligen Geräte und Reagenzien anzuschaffen. Darüber hinaus sind Arbeiten mit gentechnisch veränderten Organismen, z.B. bei rekombinanter DNA-Klonierung und in Bereichen der Proteinbiochemie, in Schulen nicht erlaubt. Obwohl universitäre und privatwirtschaftliche Forschungsinstitute Lehrerfortbildungen gestalten und diese Arbeitsweisen zumeist in einem professionellen Forschungslabor erproben lassen (z.B. Universität Bayreuth1, EMBL Heidelberg2 oder BASF3), sind solche Angebote in der Biotechnologie, die ebendieses praktisches Arbeiten mit seiner schulischen Umsetzbarkeit verbinden, sehr selten anzutreffen. Damit werden zeitgemäße Laborfähigkeiten sowie biotechnologische Methoden und Forschungsschwerpunkte nicht im Biologieunterricht an Schüler*innen vermittelt, sondern ebenfalls häufig an außerschulischen Lernorten (Scharfenberg und Bogner, 2014; Glowinski, 2007). Ziel des biotechnologischen Lehrerfortbildungsprogramms an der Technischen Universität München ist daher die Förderung professionsbezogener Kompetenzen bei Lehrkräften. Die gewonnene Expertise soll diese befähigen, innovativen Biologieunterricht zu gestalten, der Interesse, anwendbare Kenntnisse und praktische Fähigkeiten in den modernen Arbeitsweisen der Biotechnologie bei Schüler*innen fördert. Damit einher gehen idealerweise auch Perspektiven für den wissenschaftlichen und berufsbezogenen Nachwuchs.
2 Theoretischer Hintergrund
2.1 Entwicklung professioneller Handlungskompetenzen in der Lehrerfortbildung
Lehrkräfte werden als zentrale Akteure im Bildungswesen gesehen, ihre Qualifizierung ist entscheidend für das Gelingen von schulischen Bildungsprozessen (Baumert und Kunter, 2011). Als Wirkungskette wird angenommen, dass das Professionswissen von Lehrkräften vermittelt durch die Unterrichtsqualität einen Einfluss auf die Lernleistung von Schüler*innen hat (Schmelzing, 2010; Helmke, 2015). Seine fachspezifischen Bereiche Fachwissen und fachdidaktisches Wissen gelten als erklärungsmächtigste Faktoren von Expertenleistung (u.a. Shulman, 1987). Weil Fachwissen und fachdidaktisches Wissen stark korrelieren, wird angenommen, dass Fachwissen eine Bedingung für fachdidaktisches Wissen ist, jedoch das fachdidaktische Wissen einen wesentlichen Einfluss auf Unterrichtsgestaltung und Lernleistung der Schüler*innen hat (Baumert et al., 2010). Lehrkräfte sind daher herausgefordert, ihre berufsspezifischen Kompetenzen kontinuierlich zu entwickeln, um fachlichen und didaktischen Innovationen im Schulsystem sowie den Anforderungen eines zeitgemäßen Biologieunterrichts gerecht zu werden. Gleichzeitig stehen sie in der Kritik, nicht hinreichend über diese Handlungskompetenzen zu verfügen. Fortbildungsmaßnahmen sollten daher regelmäßig durchgeführt werden (Blömeke, 2005), allein weil das Studium zur Erlangung von Professionalität im Lehrberuf nicht ausreicht und ihr Erwerb als lebenslanger Prozess verstanden werden muss (Reusser und Tremp, 2008).
Die Wirksamkeit von Lehrerfortbildungen wird durch vier aufeinander aufbauende Ebenen bestimmt (Kirkpatrick und Kirkpatrick, 2006; Lipowsky, 2010). Auf der Ebene 1 lassen sich Reaktionen und Einschätzungen der teilnehmenden Lehrkräfte anhand ihrer Zufriedenheit und Akzeptanz identifizieren. Letztere sind dann hoch, wenn die Professionalisierungsmaßnahme relevante Thematiken des Unterrichts aufgreift, z.B. durch expliziten Lehrplanbezug. Je stärker die Akzeptanz, je nützlicher und realisierbarer die Inhalte erscheinen, desto eher werden die Neuerungen umgesetzt (Blumenfeld et al., 2000). Auf Ebene 2 folgen kognitive Veränderungen, z.B. Erweiterung der Expertise. Lehrkräfte tendieren aus didaktischen Erwägungen oder Selbstschutz häufig zur Überschätzung ihrer Fähigkeiten (Desimone, 2009), während sich Lehrkräfte mit geringer Berufserfahrung eher unterschätzen (Kunter und Klusmann, 2010) oder aber ihre Kompetenzen weniger kritisch und daher milder beurteilen (Rauin und Maier, 2007). Auf Ebene 3 werden Veränderungen im unterrichtspraktischen Handeln beschrieben, auf Ebene 4 werden die Veränderungen bei Schüler*innen hinsichtlich eines höheren Lernerfolgs, einer günstigeren Motivationsentwicklung oder einem veränderten Lernverhalten sichtbar.
2.2 Implementation von Innovationen im Biologieunterricht
Implementationsforschung fokussiert Fragestellungen zu Gelingens- und Verstetigungsbedingungen einer Innovation im Zusammenspiel mit relevanten Akteuren und Strukturen, die bei ihrer Umsetzung beteiligt sind (Jäger, 2004; Gräsel, 2010). Unter Implementation wird die Verbreitung einer Neuerung in einer ersten Phase verstanden. Bei fachlichen und fachdidaktischen Innovationen stellt sich die Frage, inwieweit Lehrerfortbildungen die Implementation einer Innovation fördern können. Um einen Implementationserfolg zu gewährleisten, sollten Lehrkräfte in Bezug auf die inhaltliche Gestaltung der Innovation Vorteile gegenüber der bestehenden Praxis wahrnehmen, ferner sollte sie im Einklang mit ihren subjektiven Überzeugungen, Einstellungen und Werten stehen. Innovationen werden zügiger umgesetzt, wenn sie eine geringe Komplexität aufweisen und die üblichen Handlungsroutinen durch sie nicht beeinträchtigt werden (Gräsel, 2010). Positive Effekte der Innovation sollten nach Möglichkeit schnell sichtbar sein. Entscheidend ist weiterhin, ob Lehrkräfte über die nötige Motivation sowie die erforderlichen Kompetenzen verfügen, um die Innovationen in ihrem Unterricht umzusetzen (Gräsel & Parchmann, 2004). Veränderungen setzen i.d.R. eine Kommunikation der Fachschaft darüber voraus, wie die Neuerungen umgesetzt und an bestehende Bedingungen vor Ort angepasst werden können (Gräsel, 2010). Idealerweise können weitere Akteure bei der Implementation in sog. Learning Communities zusammenarbeiten (Bayrhuber et al., 2007; Ostermeier et al., 2004; Parchmann et al., 2006). Ein Kennzeichen dieses Ansatzes ist, dass Lehrkräfte den Erfolg und die Wirksamkeit prozessbegleitend durch Rückmeldungen z.B. einer wissenschaftlichen formativen Evaluation schnell beurteilen und von diesen Erkenntnissen profitieren können (Gräsel & Parchmann, 2004; Gräsel, 2010).
3 Ziele und Fragestellung
Ziel der Evaluation des Lehrerfortbildungsangebots war neben der Qualitätssicherung konkrete Hinweise für die Weiterentwicklung der angebotenen Unterstützungsmaßnahmen (Materialausleihe,