| Vorwort: Zur Bedeutung biologiedidaktischer Forschung für die Praxis | 5 |
| Inhaltsverzeichnis | 10 |
| Teil I Berücksichtigung kognitiv-affektiver Lernvoraussetzungen im Biologieunterricht | 12 |
| 1 Schülervorstellungen im Biologieunterricht | 13 |
| 1.1Warum werden Schülervorstellungen erhoben und untersucht? | 14 |
| 1.2Charakterisierung der Ausgangslage | 17 |
| 1.2.1Beschreibung von Schülervorstellungen zu zahlreichen biologischen Themen | 17 |
| 1.2.2Beschreibung von Lernschwierigkeiten und Verstehenshürden sowie deren Ursachen | 18 |
| 1.2.3Bezüge zu nahen Ansätzen: Konzeptwechsel und die Theorie des erfahrungsbasierten Verstehens als Beispiele für theoretische Fundierungen | 18 |
| 1.3Evidenzbasierte Empfehlungen | 21 |
| 1.3.1Schülervorstellungen erfassen mithilfe von Diagnoseaufgaben | 21 |
| 1.3.2Lernprozesse gestalten | 23 |
| 1.3.3Learning Progressions und Kompetenzstufen | 25 |
| 1.4Zusammenfassung | 26 |
| Literatur | 27 |
| 2 Bildung im Biologieunterricht: Intuitionen als Chance zur Transformation von Selbst-, Welt- und Menschenbildern | 31 |
| 2.1Intuitionen und biologische Bildung | 31 |
| 2.2Ursachen und theoretische Grundlagen | 32 |
| 2.2.1Zwei-Prozess-Modelle erklären intuitive Prozesse | 33 |
| 2.2.2Die Funktion von Intuitionen | 33 |
| 2.2.3Intuitionen in pädagogischen Kontexten | 35 |
| 2.2.4Die kulturelle Dimension der Intuition | 36 |
| 2.2.5Der pädagogisch-didaktische Ansatz der Alltagsphantasien | 37 |
| Einfluss auf Werthaltungen, Interessen und Verhaltensweisen | 38 |
| 2.3Empirische Untersuchungen | 39 |
| 2.4Empfehlungen für die Praxis | 42 |
| 2.5Zusammenfassung | 43 |
| Literatur | 44 |
| 3 Biologiedidaktische Interessenforschung: Empirische Befunde und Ansatzpunkte für die Praxis | 47 |
| 3.1Interessenabfall und Bedeutung von Interessen | 48 |
| 3.2Interessen und empirische Befunde zu Interessengegenständen | 50 |
| 3.2.1Bedeutung von Themen | 50 |
| 3.2.2Bedeutung von Kontexten | 53 |
| 3.2.3Bedeutung von Tätigkeiten | 53 |
| 3.2.4Interesse und Handlungsbereitschaft | 54 |
| 3.3Ansatzpunkte zur Interessenförderung | 55 |
| 3.3.1Interessenförderliche Lernumgebungen | 55 |
| 3.3.2Zu berücksichtigende Lernvoraussetzungen | 58 |
| 3.3.3Interessenförderung durch die Verknüpfung außerschulischer und schulischer Bildungsarbeit | 61 |
| 3.4Zusammenfassung | 62 |
| Literatur | 63 |
| Teil II Vermittlung von Fachwissen und Wissenschaftsverständnis im Biologieunterricht | 66 |
| 4 Lernstrategien für das Verstehen biologischer Phänomene: Die Rolle der verkörperten Schemata und Metaphern in der Vermittlung | 67 |
| 4.1Fachliche Prozesse wie die Fotosynthese werden häufig alltagsweltlich verstanden | 68 |
| 4.2Charakterisierung der Ausgangslage | 68 |
| 4.2.1Eine Verstehenstheorie erklärt und interpretiert Vorstellungen zur Fotosynthese | 68 |
| 4.2.2Verstehen wird in Vermittlungsprozessen analysiert | 72 |
| 4.3Ursachen und evidenzbasierte Empfehlungen | 74 |
| 4.3.1Schema beibehalten und erfahrungsbasiert modifizieren | 74 |
| 4.3.2Schema vorlegen und reflektieren | 76 |
| 4.3.3Schema erweitern | 77 |
| 4.3.4Schema verwerfen | 80 |
| 4.4Zusammenfassung | 82 |
| Literatur | 82 |
| 5 Organisationsebenen biologischer Systeme unterscheiden und vernetzen: Empirische Befunde und Empfehlungen für die Praxis | 85 |
| 5.1Einleitung: Wissensvernetzung durch kumulatives Lernen | 86 |
| 5.2Charakterisierung der Ausgangslage | 88 |
| 5.2.1Unterscheiden Lernende Organisationsebenen? | 88 |
| 5.2.2Vernetzen Lernende Organisationsebenen? | 89 |
| 5.3Ursachen und evidenzorientierte Empfehlungen | 92 |
| 5.3.1Organisationsebenen im Unterricht | 92 |
| 5.3.2Lehr- und Lernstrategien zur Vernetzung von Organisationsebenen | 93 |
| 5.3.3Auswahl und Sequenzierung von Inhalten zur besseren Vernetzung von Organisationsebenen | 95 |
| 5.4Zusammenfassung | 96 |
| Literatur | 97 |
| 6 Das Wesen der Biologie verstehen: Impulse für den wissenschaftspropädeutischen Biologieunterricht | 100 |
| 6.1Bildungsziel Wissenschaftsverständnis | 101 |
| 6.1.1Von der Wissenschaftspropädeutik zur Scientific Literacy: Befähigung zur Wissenschaftsreflexion ist ein Bildungsanspruch | 101 |
| 6.1.2Nature of Science: Der internationale Diskurs über Wissenschaftsreflexion im naturwissenschaftlichen Unterricht | 102 |
| 6.1.3Nature of Bioscience: Das Wesen der Lebenswissenschaft Biologie verstehen | 105 |
| Welche Erklärungsmuster werden in der Biologie verwendet? | 106 |
| Gibt es biologische Naturgesetze, und was unterscheidet sie von den Gesetzen der Physik? | 107 |
| 6.2Defizite im Biologieunterricht und in der Biologielehrerbildung | 108 |
| 6.2.1Kritik an einer vorwiegenden Abbilddidaktik und einer Stoffüberfrachtung des Biologieunterrichts | 109 |
| 6.2.2Ahistorischer Biologieunterricht | 109 |
| 6.2.3Wissenschaftsphilosophie in der Biologielehrerbildung? | 110 |
| 6.3Methodische Zugänge zur Wissenschaftsreflexion im Unterricht | 111 |
| 6.3.1Argumentieren lernen, Diskussionskultur praktizieren | 111 |
| 6.3.2Narrative Zugänge: Schülerinnen und Schüler schreiben über biologische Phänomene und arbeiten an historischen Fallbeispielen | 112 |
| 6.4Zusammenfassung | 114 |
| Literatur | 114 |
| Teil III Kompetenzförderung im Biologieunterricht | 118 |
| 7 Kompetenzförderung beim Experimentieren | 119 |
| 7.1Experimentieren und Forschendes Lernen | 121 |
| 7.1.1Experimentieren als naturwissenschaftliche Arbeitsweise | 121 |
| 7.1.2Kompetenzerwerb beim Forschenden Lernen | 122 |
| 7.2Charakterisierung der Ausgangslage | 123 |
| 7.2.1Anforderungen an die Lernenden beim forschenden Experimentieren | 123 |
| 7.2.2Schülerfähigkeiten beim Experimentieren | 126 |
| 7.3Ursachen und evidenzbasierte Empfehlungen | 127 |
| 7.3.1Wirksamkeit des Forschenden Lernens | 127 |
| 7.3.2Öffnungsgrad | 127 |
| 7.3.3Lernunterstützung | 128 |
| 7.3.4Papierbasierte und reale Experimente | 129 |
| 7.4Zusammenfassung | 130 |
| Literatur | 131 |
| 8 Modelle als methodische Werkzeuge begreifen und nutzen: Empirische Befunde und Empfehlungen für die Praxis | 135 |
| 8.1Einleitung | 136 |
| 8.1.1Modell von und für etwas, Modell als Medium und Modell als Methode | 136 |
| 8.1.2Zum Modellbegriff | 137 |
| 8.2Charakterisierung der Ausgangslage | 138 |
| 8.2.1Beobachtungsstudien belegen Förderbedarf | 138 |
| 8.2.2Strukturierung und Graduierung von Aspekten beim Umgang mit Modellen | 140 |
| 8.2.3Empirische Untersuchung von Strukturierungen als Grundlage für Förderung | 141 |
| 8.3Evidenzbasierte Empfehlungen für die Praxis | 143 |
| 8.3.1Ursachen für gering ausgeprägte Modellkompetenz | 143 |
| 8.3.2Interventionsstudien lassen Implikationen für die Praxis zu | 144 |
| 8.3.3Implikationen | 146 |
| Implikationen zur Erweiterung von Perspektiven auf Modelle | 146 |
| Implikationen für Handlungsoptionen für Lehrkräfte | 147 |
| 8.4Zusammenfassung | 149 |
| Literatur | 149 |
| 9 Kompetenzen beim Umgang mit Abbildungen und Diagrammen | 153 |
| 9.1Einleitung | 156 |
| 9.1.1Klärung zentraler Begriffe: Familienstammbäume und Achsendiagramme | 156 |
| 9.1.2Kognitive Verarbeitung von biologietypischen Bildern und Diagrammen | 157 |
| 9.2Charakterisierung der Ausgangslage zum Lernen mit biologietypischen Abbildungen und Diagrammen | 158 |
| 9.3Ursachen und evidenzorientierte Empfehlungen für die Praxis | 160 |
| 9.3.1Aufgabenmerkmale | 160 |
| 9.3.2Unterstützungsmaßnahmen für die Interpretation, Konstruktion und Integration multipler externer Repräsentationen im Biologieunterricht | 161 |
| Unterstützung durch die Gestaltung des biologischen Lernmaterials | 161 |
| Effektive Lernstrategien beim Lernen mit multiplen externen Repräsentationen | 163 |
| Weitere Trainingsmaßnahmen für den Unterricht | 166 |
| 9.4Zusammenfassung | 167 |
| Literatur | 168 |
| 10 Argumentieren als naturwissenschaftliche Praktik | 172 |
| 10.1Einführung | 173 |
| 10.1.1Bedeutung des Argumentierens für den Biologieunterricht | 173 |
| 10.1.2Begriffsbestimmungen und Qualitätsmerkmale von Argumentationen | 175 |
| 10.2Charakterisierung der Ausgangslage | 177 |
| 10.2.1Domänenspezifität naturwissenschaftlichen Argumentierens | 177 |
| 10.2.2Bedeutung von Fachwissen und Wissen über die Natur der Naturwissenschaften beim Argumentieren | 177 |
| 10.2.3Argumentationsfähigkeiten von Schülerinnen und Schülern | 178 |
| 10.3Ursachen und evidenzorientierte Empfehlungen für die Praxis | 180 |
| 10.3.1Rahmenbedingungen für argumentationsförderlichen Unterricht | 180 |
| 10.3.2Explizite Erarbeitung und Reflexion von Argumentationsstrukturen | 181 |
| 10.3.3Unterrichtsmethodische Anregungen zur Förderung von Argumentation: Strukturierungshilfen, verbale Impulse und schriftliches Argumentieren | 184 |
| 10.4Zusammenfassung | 186 |
| Literatur | 187 |
| 11 Kompetenzbereich Bewertung – Reflektieren für begründetes Entscheiden und gesellschaftliche Partizipation | 191 |
| 11.1Warum Ethik im Biologieunterricht? | 192 |
| 11.1.1Bewertungskompetenz als Bildungsaufgabe und als biologiedidaktischer Forschungsbereich | 192 |
| 11.1.2Befähigung zur gesellschaftlichen Teilhabe und Persönlichkeitsentwicklung | 194 |
| 11.1.3Bewertungskompetenz in der Biologielehrerbildung | 195 |
| 11.2Biologiedidaktische Konzepte zur Förderung von Bewertungskompetenz | 197 |
| 11.2.1Bewertungskompetenz für Entscheidungen bei Fragen zur Gestaltung Nachhaltiger Entwicklung | 198 |
| 11.2.2Bewertungskompetenz für Entscheidungen bei bio- und medizinethischen Fragen | 199 |
| 11.2.3Aneignung von Bewertungskompetenz im ethischen Diskurs | 200 |
| 11.3Empirische Befunde zur Förderung von Bewertungskompetenz | 202 |
| 11.3.1Göttinger Modell der Bewertungskompetenz für Fragen Nachhaltiger Entwicklung | 203 |
| 11.3.2Oldenburger Modell der Bewertungskompetenz für bio- und medizinethischer Fragen | 207 |
| 11.3.3Die explizite Reflexion intuitiver Vorstellungen | 208 |
| 11.4Zusammenfassung | 208 |
| Literatur | 209 |
| 12 Die Wirkung von Biologieunterricht auf verantwortungsbewusstes Verhalten zu umweltgerechter Nachhaltigkeit (Environmental Literacy) | 213 |
| 12.1Das empirische Environmental-Literacy-Modell | 214 |
| 12.1.1Wie misst man veränderte Umwelteinstellungen? | 214 |
| 12.1.2Die kognitiven Wissensvariablen | 215 |
| 12.1.3Das Einstellungsmodell 2-MEV | 216 |
| 12.1.4Das General-Ecological-Behaviour-Modell (GEB) | 217 |
| 12.1.5Das Gesamtmodell zur Environmental Literacy | 218 |
| 12.2Relevanz und Ertrag für die Praxis vor Ort | 219 |
| 12.3Zusammenfassung | 226 |
| Literatur | 227 |
| Teil IV Lernen an außerschulischen Lernorten | 231 |
| 13 Schülerlabore und Lehr-Lern-Labore | 232 |
| 13.1Begriffliche Klärung | 233 |
| 13.2Klassifizierung von Schülerlaboren | 235 |
| 13.3Ziele von Schülerlaboren | 236 |
| 13.3.1Ausgangslage | 236 |
| 13.3.2Zielebenen der Schülerlabore | 237 |
| 13.4Evidenzen für die Wirksamkeit von Schülerlaboren | 237 |
| 13.4.1Interesseförderung im Schülerlabor | 237 |
| 13.4.2Erwerb von Fachwissen und Methodenkenntnis durch experimentelles Handeln im Schülerlabor | 239 |
| 13.4.3Nature-of-Science-Aspekte im Schülerlabor | 244 |
| 13.4.4Auseinandersetzung mit kontrovers diskutierten Themen | 245 |
| 13.5Lehr-Lern-Labore | 246 |
| 13.6Zusammenfassung | 247 |
| Literatur | 247 |
| 14 Non-formales Biologielernen mit Schulbezug | 253 |
| 14.1Im Spannungsfeld zwischen Lernen, Erlebnis und Konsum | 254 |
| 14.2Charakterisierung der Ausgangslage | 255 |
| 14.2.1Ausgangslage auf der Theorieebene | 255 |
| 14.2.2Ausgangslage auf der Empirieebene | 256 |
| Chancen außerschulischen Biologielernens | 256 |
| Trennung von Vermittlungsobjekt und Information | 257 |
| Vernachlässigung von Besuchervorstellungen | 257 |
| Touristische Attraktion im Vordergrund | 257 |
| Museum als Schule | 258 |
| Novelty-Effekt | 258 |
| Fazit zur Theorie- und Empirieebene | 258 |
| 14.3Ursachen und evidenzorientierte Empfehlungen | 259 |
| 14.3.1Die Wissenschaft vom Lebendigen braucht Authentizität: Biologielernen im Garten | 259 |
| 14.3.2Vom Garden-Based Learning zur wohltuenden Naturerfahrung | 260 |
| 14.3.3Außerschulisches Biologielernen: Förderung von Interesse | 261 |
| 14.3.4Nonformales Biologielernen: Motivation und Wissenserwerb schließen sich nicht aus! | 263 |
| 14.3.5Unterrichtliche Vorbereitung und nonformales Biologielernen – der Königsweg? | 264 |
| 14.4Zusammenfassung | 264 |
| Literatur | 265 |
| 15 Naturwahrnehmung von Kindern und Jugendlichen | 271 |
| 15.1Naturerfahrung: Charakterisierung der Ausgangslage | 272 |
| 15.1.1Naturerfahrung und Umweltbewusstsein | 272 |
| 15.1.2Natur, Gesundheit und Wohlbefinden | 273 |
| 15.1.3Naturerfahrungen, Naturverbundenheit und Wohlbefinden bei Kindern und Jugendlichen | 275 |
| 15.1.4Ästhetische Bewertung natürlicher Landschaften durch Kinder und Jugendliche | 276 |
| 15.1.5Negative Gefühle in der Natur | 279 |
| 15.1.6Rätselhaftigkeit in der Natur | 280 |
| 15.2Ursachen und evidenzbasierte Empfehlungen für die Praxis | 281 |
| 15.3Zusammenfassung | 283 |
| Literatur | 284 |
| Teil V Aus- und Weiterbildung von Biologielehrkräften | 288 |
| 16 Forschendes Lernen – Weshalb es wichtig ist und wie es sich in der Lehramtsaus- und -fortbildung umsetzen lässt | 289 |
| 16.1Einleitung | 290 |
| 16.1.1Was ist Forschendes Lernen? | 290 |
| 16.1.2Wer fordert die Umsetzung von Forschendem Lernen? | 292 |
| 16.1.3Welche Vorteile bringt Forschendes Lernen? | 293 |
| 16.2Charakterisierung der Ausgangslage | 293 |
| 16.2.1Wie häufig und in welcher Form wird Forschendes Lernen in der Praxis realisiert? | 293 |
| 16.3Ursachen und evidenzorientierte Empfehlungen | 296 |
| 16.3.1Was sind die Gründe für die geringe Umsetzung von Forschendem Lernen? | 296 |
| 16.3.2Wie kann die Lehrerbildung Lehrpersonen in die Lage versetzen, Forschendes Lernen effektiv zu unterrichten? | 298 |
| 16.4Zusammenfassung | 304 |
| Literatur | 304 |
| Stichwortverzeichnis | 307 |
