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Seit Jahrzehnten ist in der Biologiedidaktik und in der Umweltbildung bekannt, dass das Verständnis für das System Natur und dessen ineinandergreifenden Wechselwirkungen am besten im Freiland gefördert werden kann. Auch die Nähe zur Natur und das Bewusstsein für deren Schutzbedürftigkeit werden dadurch gestärkt. Schulgartenarbeit, Exkursionen und das Arbeiten an außerschulischen Lernorten können in der Bildungsarbeit einen wichtigen Beitrag zur Wertschätzung und zum Verständnis der Natur leisten. Einige Schulen, insbesondere die dort unterrichtenden Lehrkräfte, engagieren sich bereits in diesem Feld durch ganz unterschiedliche Aktivitäten.
Es stellt sich allerdings die Frage, wieso manche Lehrkräfte im Bereich Natur und Umwelt aktiv sind, während sich andere Lehrpersonen mit vergleichbaren schulischen Rahmenbedingungen und ähnlicher universitärer Ausbildung weniger in diesem Bereich engagieren.
Wird das Integrative Einflussschema umweltgerechten Alltagshandelns von Matthies (2005) verändert durch Blöbaum (2015) zurate gezogen, so zeigen sich drei Faktoren, die das menschliche Handeln beeinflussen: Kognition, Motivation und antizipatorische Evaluation. Verglichen mit dem Modell der professionellen Kompetenz von Lehrkräften nach Baumert & Kunter (2011a) werden Ähnlichkeiten deutlich. Professionelles Lehrer-handeln wird durch das Professionswissen (Kognition), die motivationale Orientierung (Motivation) und durch die selbstregulativen Fähigkeiten bedingt. Diese Dispositionen führen unter der Wahrnehmung der eigenen situationsbezogenen Fähigkeiten (antizipatorische Evaluation) zur Performanz.
Da es sich bei der Rekonstruktion der Performanzentstehung um einen komplexen Prozess handelt, wurde auf einen multimethodischen Feldzugang zurückgegriffen. Motive, Affektionen, antizipatorischen Gedanken und deren Entstehung wurden qualitativ anhand episodischer Interviews mit handlungsaktiven Lehrkräften erhoben.
Daneben wurden Persönlichkeitsmerkmale der Lehrkräfte anhand des psycho-metrischen Tests „NEO-FFI“ ermittelt und als Einflussfaktor auf das Umwelthandeln in Betracht gezogen. Die professionelle Handlungskompetenz im Bereich naturbezogener Bildung für nachhaltige Entwicklung wurde mit einem quantitativen Fragebogen von Jäkel et al. (2020a) erfasst und ebenfalls als Moderator für Umwelthandeln gewertet.
Durch den Mixed-Methods-Ansatz (n = 24) wurde eine starke Naturverbundenheit bei der Mehrheit der Lehrkräfte festgestellt. Entwickelt wurde diese hauptsächlich im Sozialisationsprozess der Kindheit mithilfe naturverbundener Bezugspersonen im familiären Umkreis. Diese führten regelmäßige landwirtschaftliche und gärtnerische Tätigkeiten mit den Lehrenden durch, ermöglichten freie Erkundungen und kindliches Spiel in der Natur.
Die stark naturverbundenen Lehrkräfte zeigten darüber hinaus empathische Gefühle zur Natur und eine hohe private sowie berufliche Verantwortungsattribution im Bereich Natur- und Umweltschutz. Aus der Naturverbundenheit und Verantwortungsattribution resultierte außerdem eine hohe Identifikation mit dem Unterrichtsgegenstand Natur. Auch die Wahrnehmung der eigenen Rolle als Wegbereiterin und Wegbereiter, Schülerinnen und Schüler für die Natur zu sensibilisieren sowie eigene Verbundenheit und Wertschätzung zur Natur bei ihnen zu initiieren, ließ sich daraus ableiten. Dabei war es den Lehrenden wichtig, die eigenen Überzeugungen authentisch und enthusiastisch darzubieten. Diese Ansicht rührte u.a. aus der eigenen familiären und der bildungs-biografischen Sozialisation und dem Wunsch, wie sie selbst als Schülerinnen und Schüler gerne gelernt hätten.
Das Lehramtsstudium führte dazu, eigene Interessen an der Natur weiter auszubauen. Dies hat seinen Ursprung in den intrinsischen Berufswahlmotiven der Lehrkräfte, die das Studium überwiegend aus emotionalen Valenzüberzeugungen und fachlichen Interessen abschlossen. Im Studium durchgeführte Freilandarbeit und Exkursionen fungierten dabei als bildungsbiografisch wirksame Schlüsselelemente, die die eigene Naturverbundenheit förderten und das Vertrauen in die Wirksamkeit der Lehr-Lernform Outdoor Education ausbauten. Darüber hinaus trug das Studium zum Ausbau konstruktivistischer epistemologischer Überzeugungen bei, die durch das Lehren und Lernen draußen realisiert werden konnten.
Des Weiteren zeigte sich bei der Hälfte der befragten Lehrpersonen ein psychisch stabiles Persönlichkeitsprofil. Zwei Drittel der Lehrkräfte wiesen unterdurchschnittliche Neurotizismuswerte auf. Neurotizismus stand dabei mit Naturverbundenheit in einem signifikanten Zusammenhang. Das Naturerleben scheint hier mentale sowie psychische Kräfte zu stärken. Das Wohlbefinden der Lehrkräfte in der Natur könnte somit ein weiterer wichtiger Faktor in der Performanzentstehung darstellen.
Das Professionswissen der Lehrkräfte war als sehr hoch anzusehen und stand mit der empfundenen Naturverbundenheit in Verbindung. Das Maß der Naturverbundenheit wirkte sich in diesem Sample auf den Grad des Fachwissens aus. Naturverbundenheit stand zudem mit den allgemeinen Einstellungen zur Natur in einem kausalen signifikanten Zusammenhang. Auch die Kenntnisse in der Vermittlung von Bildung für nachhaltige Entwicklung konnten durch eine hohe Naturverbundenheit gesteigert werden.
Affektive/ motivationale Komponenten, die sich vor allem im Interesse an Natur, das Gefühl der Verbundenheit mit ihr und die Zuschreibung der Verantwortung für ihren Erhalt äußerten, erwiesen sich als Prädiktoren für die Performanz der untersuchten Lehrkräfte. Ihre Berufswahl, ihr berufliches Rollenverständnis, ihre unterrichtsbezogenen Überzeugungen und Wertbindungen wurden davon geprägt. Auch die positive Fähigkeitskognition und das persönliche Wohlergehen wurden für diese Lehrkräfte als Determinanten von umweltrelevantem Verhalten gewertet.
Es ist zu diskutieren, ob die durch Sozialisation erworbene Naturverbundenheit, die in dieser Studie ein erheblicher Einflussfaktor auf die Kognition, Motivation und antizipatorischer Evaluation der Lehrpersonen darstellt, durch Bildungsbemühungen im schulischen und universitären Bereich gestärkt werden kann. Zudem muss über die Gestaltung dieser Vermittlungsprozesse nachgedacht werden.
Das Interesse von Grundschulkindern an Naturphänomenen bietet eine große Chance, Schülerinnen und Schüler von klein auf an den naturwissenschaftlichen Unterricht heranzuführen. Mithilfe der Methode des forschend-entdeckenden Lernens gelingt es zudem, den Kompetenzaufbau hinsichtlich wissenschaftlicher Erkenntnismethoden (scientific inquiry) bei den Schülerinnen und Schülern zu ermöglichen und die Freude am naturwissenschaftlichen Unterricht bei den Kindern langfristig zu erhalten. Es gilt, über die Wissensebene hinaus vor allem die prozessbezogenen Kompetenzen der Kinder zu fördern. Oft werden im Unterricht der Grundschule jedoch deduktive Lernmethoden von den Lehrkräften bevorzugt. Ein Grund dafür ist eventuell der fehlenden Ausbildung der Lehrkräfte in diesem Bereich geschuldet. Lehrkräftefortbildungen zum Thema des forschend-entdeckenden Lernens könnten diesem Umstand begegnen und bereits tätige Lehrkräfte schulen.
Die vorliegende Fallstudie untersucht, wie Lehrkräftefortbildungen aufgebaut sein sollten, um die Kompetenzentwicklung teilnehmender Lehrkräfte für die Gestaltung forschend-entdeckenden Unterrichts zu verbessern. Sie ist längsschnittlich angelegt und ihr liegt eine Datentriangulation zugrunde, die auf Beobachtungen und Videoaufzeichnungen sowie den Selbsteinschätzungen der Teilnehmenden basiert. Konkret wird die Entwicklung von Planungskompetenzen forschend-entdeckender Unterrichtssequenzen einer Gruppe von Grundschullehrkräften während einer mehrtägigen Lehrkräftefortbildung zum Thema des forschend-entdeckenden Lernens am Beispiel der Erneuerbaren Energie beobachtet und mithilfe der inhaltlich-strukturierenden qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring (2015) beziehungsweise Kuckartz (2016) ausgewertet. Das dafür entwickelte Kategoriensystem basiert auf der Synthese eines eigenen Phasenmodells des forschend-entdeckenden Lernens für den naturwissenschaftlichen Grundschulunterricht.
Kaum eine andere Tierart wurde mit Verhaltensbiologie so sehr verknüpft wie die Graugans. (Wild-)gänse eignen sich hervorragend für Beobachtungen an freilebenden Tieren, weil sie an urbane Räume angepasst sein können und dadurch recht kurze Distanzen zum Menschen zulassen. Die Erstellung eines Ethogramms geht auf Konrad Lorenz und Nikolaas Tinbergen zurück und stellt einen Katalog von artspezifischen Verhaltensweisen einer Tierart dar, die das typische Verhaltensrepertoire der Art wiedergibt. Ein solches Ethogramm erstellen in dieser Studie hochbegabte Kinder im Alter von sieben bis zwölf Jahren. Hochbegabte eignen sich besonders für diese Aufgabe, da sie eine große Aufgabenverpflichtung, vielseitige überdurchschnittliche Fähigkeiten und Kreativität aufweisen (Renzulli 1988; Mönks 1992).
Außerdem stellt diese Lebensphase entwicklungsbiologisch eine Zeit dar, in der für Kinder Lebendiges interessant wird. Eine derartige Naturerfahrung weckt in diesem Alter daher, gerade bei Hochbegabten, die Neugierde, da es sich dabei vorwiegend um eine deskriptiv-morphologische Tätigkeit handelt.
Die Ethogramme wurden in Bezug auf Formen naturbezogener Intelligenz nach Gardner (1999) untersucht. Hierbei wurden verschiedene Wahrnehmungsstufen der Kinder identifiziert, die Kategorienbildung betrachtet und die Aufgabenzuwendung beobachtet und bewertet.
Das Werkzeug des Ethogramms stellt somit eine qualitative Methode dar, naturbezogene Intelligenz zu analysieren und könnte daher als Diagnoseinstrument dienen, um Entwicklungsschritte in Bezug auf Naturwahrnehmung zu untersuchen.
Aufgaben spielen eine bedeutende Rolle im Hinblick auf den Kompetenzaufbau und die Kompetenzentwicklung. Damit ein entsprechender Kompetenzaufbau nachhaltig initiiert und strukturiert werden kann, treten Sets von aufeinander aufbauenden Aufgaben in den Fokus. Ziel des Dissertationsvorhabens ist es, der Fachdidaktik, der Lehrpersonenbildung sowie der Bildungsforschung ein empirisch validiertes und erprobtes Messinstrument zur Verfügung zu stellen, mit dem die Aufgabenqualität analysiert und anschließend zentralen Aufgabentypen im Lernprozess (Konfrontation, Erarbeitung, Übung, Synthese und Transfer) zugeordnet werden können. Die neun Merkmale des Aufgaben-Analyse-Instruments (AAI) sind: Kompetenzabbild, Lebensweltbezug, Lernendenvorstellung, Wissensart, Wissensaktivität, Repräsentationsform, Offenheit, Lernunterstützung und Lernweg. Das operationalisierte AAI ist aus bestehenden und teilweise erprobten Kategoriensystemen entwickelt und unter Berücksichtigung unterschiedlicher Testgütekriterien mehrfach validiert worden. Die zur Validierung verwendeten Aufgaben (N = 146) stammen aus dem „MINT unterwegs“-Projekt (Teilstudie I). Das AAI wurde in der Folge in drei Anwendungsstudien erprobt (Teilstudien II bis IV). In der ersten Anwendung werden MINT-Aufgaben gemäß den Autor:innen den entsprechenden Aufgabentypen zugewiesen (z.B. nKonfrontationsaufgaben = 25) und mit dem AAI von geschulten Rater:innen beurteilt. Anschließend werden die Aufgabenbeurteilungen einem theoretischen Expert:innenvorschlag gegenübergestellt. Die Ergebnisse dieser Teilstudie lassen den Schluss zu, dass Qualitätsmerkmale in Form von Aufgabenprofilen mit dem AAI gemessen und in Bezug zu einer theoretischen Norm gestellt werden können. Die ausgewiesenen Abweichungen der Analyse und des Expert:innenvorschlags in Bezug auf die Qualitätsmerkmale, aufbereitet in Form eines Ampelsystems, können dazu genutzt werden, Aufgaben gezielt zu überarbeiten. In der zweiten Anwendungsstudie werden mit dem AAI erfasste MINT-Aufgaben (n = 58) aufgrund ihrer beurteilten Qualitätsmerkmale mittels einer Clusteranalyse gruppiert. Die Befunde dieser Studie zeigen, dass eine Zuordnung möglich ist, sich die Aufgabengruppen jedoch nicht in allen Merkmalen signifikant unterscheiden. Die gewonnenen Erkenntnisse können dazu dienen, Aufgaben bei der Entwicklung von Lernarrangements den verschiedenen Lernphasen zuzuordnen. Die dritte AAI-Anwendung untersucht, wie Lernende (N = 805) in ausgewählten MINT-Aufgaben (N = 16) den Lebensweltbezug, ein Merkmal des AAI, wahrnehmen und wie sich diese Beurteilungen von der Setzung der Lehrmittelautor:innen unterscheiden. Die Ergebnisse dieser Teilstudie verdeutlichen, dass die Lehrmittelautor:innen die Authentizität in den Aufgaben generell höher beurteilen als die Lernenden. Um diesem Problem entgegenzuwirken, wäre ein iterativer Aufgabenentwicklungsprozess zusammen mit der Praxis, wie sie der Design-Based-Research-Ansatz in der Forschung verfolgt, in Betracht zu ziehen. Insgesamt zeigen die Befunde dieses Dissertationsvorhabens, dass das entwickelte und validierte AAI MINT-Aufgaben in neun Qualitätsmerkmalen messen kann. Die Resultate können in weiteren Analysen dazu genutzt werden, Aufgaben den verschiedenen Typen nach dem Lernprozessmodell zuzuordnen und gemäß einer theoretischen Norm zu überarbeiten. Somit lassen sich einerseits Schlüsse zur Aufgabenanalyse ziehen und andererseits Folgerungen für zukünftige Aufgabenentwicklungsprojekte diskutieren.