Projekt 39095/01

MINT goes BNE

Projektdurchführung

Universität zu Köln Institut für Mathematikdidaktik
Gronewaldstr. 2
50931 Köln

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Thema nachhaltige Entwicklung bzw. die von den Vereinten Nationen formulierten Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs) sind für den aktuellen schulischen und privaten Alltag wichtiger denn je. Erderwärmung bzw. Klimawandel bestimmen unser aktuelles und zukünftiges Leben. Im vom House of Lords in Auftrag gegebenen Klimabericht "In our hands: behavior change for climate and environmental goals" aus dem Jahr 2022 argumentieren renommierte Wissenschaftler:innen, dass nur ein Zusammenspiel von technologischen Innovationen und Verhaltensänderungen von Menschen die CO2-Emissionen nachhaltig reduzieren kann (ebd.). Die Vermittlung geeigneter fachlicher Inhalte und Fertigkeiten an die Schüler:innen im MINT-Unterricht, deren Reflexion und Transfer für die eigene Lebenswirklichkeit kann eine Grundlage für Verhaltensänderungen darstellen.
Das Projekt „MINT-goes-BNE“ zielt darauf ab, junge Menschen in einer beschleunigten und pluralisierten Gesellschaft zu befähigen, MINT-Zusammenhänge der aktuellen Klimaproblematik am Beispiel der SDGs 13 und 15 („Climate Action“ und "Life on land") zu reflektieren und zu nachhaltigem Handeln zu motivieren.
Hierzu werden in dem Projekt Material- bzw. Experimentierkisten für die experimentelle, eigenständige Behandlung von BNE-Inhalten im herkömmlichen Fachunterricht, in schulischen AGs (u. a. der Übermittagsbetreuung) und in außerschulischen Einrichtungen (z. B. in Jugendzentren oder Schülerlaboren) entwickelt und evaluiert. An der Evaluation einer Materialkiste nehmen Schulklassen aus verschiedenen sozialen Umfeldern, ein Jugendzentrum sowie Schulklassen in den Schülerlaboren der Universität teil. Weiterhin werden die Materialien von interessierten Lehrpersonen eigenständig evaluiert sowie in mindestens zwei Studienseminaren von den Ausbildner:innen mit den Lehramtsanwärter:innen diskutiert und womöglich auch in den eigenen Unterricht der Lehramtsanwärter:innen integriert.
Mittels dieser überarbeiteten Materialkisten sollen wiederum zwei Ziele verfolgt werden, die gleichsam indirekte Ziele dieses Projektes sind:
1. Die Schüler:innen und Jugendlichen erschließen sich die Umwelt im Kontext der nachhaltigen Entwicklung und denken über ihr zukünftiges Handeln nach
Das Ziel des Projektes besteht darin, Schüler:innen für das Thema nachhaltige Entwicklung zu sensibilisieren und zu begeistern bzw. sie zumindest über die Bedeutung des Themas aus einer wissenschaftlichen, mehrperspektivischen Sicht heraus zu informieren. Durch eine gezielte und aus der Perspektive verschiedener naturwissenschaftlicher Fächer unterstützte Behandlung von aktuell stark in den Medien diskutierten Themen, zielt das Projekt auch darauf ab, die Lernenden zum kritischen Denken anzuregen, um gesicherte Fakten von falschen Fakten unterscheiden zu können (s. aktuelle Diskussionen um „fake news“). In diesem Sinne ko?nnen die teilnehmenden Schüler:innen zu mündigen Bürger:innen werden, die ihre eigene Zukunft reflektiert selbst (mit-)gestalten können. Um Letzteres zu erreichen, werden in jedem Lernmodul insbesondere die Reflexion des eigenen Verhaltens und der Transfer auf weitere Bereiche ihres Lebens fokussiert.
2. Die Schüler:innen und Jugendlichen lernen fachliche Inhalte am Beispiel des Klimawandels
Klimawandel als Thema bietet sich an, um mit den Lernenden grundlegende Inhalte der MINT-Fächer zu thematisieren und sie für diese Fächer zu begeistern. Entsprechend stellt die Maßnahme auch einen Schritt dahingehend dar, dem Fachkräftemangel in vielen Bereichen der Industrie und Bildung zu begegnen.

Die beiden Ziele sollen verdeutlichen, dass Lernprozesse entlang nachhaltiger Entwicklung und bezogen auf fachliche Interessen in diesem Projekt stets zusammengedacht werden. Fu?r beide Ziele wird die grundsätzlich anzunehmende hohe Motivation der Kinder und Jugendlichen im Bereich „Klimawandel“ ausgenutzt, die sich beispielsweise in den weit verbreiteten Bewegungen wie „Fridays for future“ bzw. deren Aktivitäten zeigt.
Im Sinne einer ernsthaften Bildungsgerechtigkeit sollen die zu entwickelnden Lernmaterialien verschiedene Anforderungsniveaus adressieren, auf klar verständlichen und didaktisch ergiebigen Experimenten beruhen, analoge und digitale Anteile enthalten, das selbstständige Lernen von Schüler:innen fördern und sofort umsetzbare Umwelthandlungsmöglichkeiten beinhalten und bereitstellen. Primär handelt es sich um professionell gestaltete und prägnante Lerneinheiten die sowohl im außerschulischen Bereich (z. B. in AGs in der Übermittagsbetreuung von Schulen und Jugendzentren) als auch im schulischen Kontext von Grundschule bis zu Sekundarstufe II angewendet werden können.




Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn diesem Projekt sollen die Schüler:innen anhand von sechs ausgewa?hlten BNE-Themen (experimentelle und digitale) Möglichkeiten erhalten, diese fachlich fundiert zu beantworten. Diese Themen der Kisten sind:
1. Was ist CO2?
2. Die Auswirkungen von CO2 auf das Klima
3. Einfluss von Pflanzen auf das Klima
4. Plastikmu?ll und Recycling
5. CO2 im Alltag (Verkehr, Kleidung, ...)
6. Soziales
Insofern die Akzeptanz der Materialien durch die Lernenden in den verschiedenen Altersgruppen und Zusammenstellungen nicht automatisch gegeben ist, bedarf es der Evaluation der Materialien. Dabei folgt das Projekt dem partizipativen Ansatz der Design-Based-Research (Prediger & Zwetzschler, 2013; Hußmann et al., 2013):
(i) In einem ersten Schritt „Spezifizierung und Strukturierung der Lerninhalte“ werden die fu?r die Lernenden relevanten BNE-Themen mittels Fragebögen erhoben.
(ii) Im Zuge des „(Re-) Developing the design“ werden die erhobenen Themen identifiziert und ausgearbeitet: Lernumgebungen werden konzipiert, Materialien besorgt, Experimente testweise durchgefu?hrt und Erkla?rvideos zum Umgang mit den Experimenten fu?r die Schu?ler:innen und Lehrkra?fte erstellt.
(iii) „Durchfu?hrung und Analyse von Design-Experimenten“: Die Material- und Experimentierkisten werden in den bestehenden Partnereinrichtungen (Schulen, Jugendzentren, Lehr-/Lernlabore) eingesetzt.
Der Einsatz der Materialien wird mit geeigneten Forschungsmethoden (u. a. Fragebögen, teilnehmende Beobachtung und Interviews) begleitet, um die Vorgehensweisen analysieren und reflektieren zu können. Basierend auf den Ergebnissen erfolgt in einem vierten Schritt die Überarbeitung der Experimentierkisten sowie der zugehörigen Materialien (u. a. Erklärvideos). Anschließend werden die u?berarbeiteten Materialkisten über die bestehenden und auch weitergehend entwickelten Kanäle verbreitet.



Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Erste Ergebnisse des Projektes werden bereits aktuell in verschiedenen Workshops und Vorträgen präsentiert. Hierzu zählt der Workshop „BNE in Mathe – Mathe in BNE“ und der Hauptvortrag auf der diesjährigen NRW-Landestagung der MNU (Mathematisch-Naturwissenschaftlicher Unterricht).