Wie lassen sich digitale Medien fachspezifisch einsetzen, um die Unterrichtsqualität zu erhöhen?

Biologieunterricht zielt auf eine naturwissenschaftliche Grundbildung, was bedeutet, dass Schülerinnen und Schüler nicht nur biologisches Faktenwissen erwerben, sondern auch ein grundlegendes, naturwissenschaftliches Wissenschaftsverständnis aufbauen sollen (Kattmann, 2018). Im Vordergrund stehen dabei besonders die Begegnung mit dem originalen Naturphänomen sowie das Erkennen, Erkunden und Verstehen von naturwissenschaftlichen Prozessen anhand von (Denk-)Modellen und eigenständig durchgeführten Experimenten (Forschendes Lernen & Entdeckendes Lernen).

In diesem Zusammenhang wird auch von einer „naturwissenschaftliche[n] Lesefähigkeit“ („Scientific Literacy“; Kattmann, 2018) gesprochen, also die Forderung danach, dass Schülerinnen und Schüler die unterschiedlichen Facetten von fachbiologischem Wissen (u.a. funktional, konzeptuell, prozedural) erkennen, verstehen und im jeweiligen Unterrichtskontext anwenden können. Darüber hinaus sollen die Schülerinnen und Schüler die eigenen Vorstellungen von den biologischen Gegebenheiten und Prozessen reflektieren. Dies schließt auch die Forderung nach einem Perspektivenwechsel ein, beispielsweise durch das „Schlüpfen in die Rolle eines biologischen Forschers“ (Forschendes Lernen) oder durch die Wahrnehmung und Reflexion unterschiedlicher Standpunkte in einem naturwissenschaftlichen Diskurs (z. B. zum Thema Gentechnik). Hinzu kommt, dass die Planung und Gestaltung von Biologieunterricht durch einen stetigen Wechsel zwischen den Lernorten „draußen in der Natur“ und „drinnen im Klassenzimmer“ bzw. von dem Einbringen von realen Lebewesen (z. B. Kleintiere) geprägt ist (Kattmann, 2018).

Lehrerinnen und Lehrer stehen somit vor der Herausforderung, einen Biologierunterricht zu gestalten, in dem nicht nur die Vorstellungen bzw. das Vorwissen der Schülerinnen und Schüler, sondern auch die Forderungen aus dem Bildungsplan sowie eine gezielte fachdidaktische Aufbereitung der Lerninhalte einbezogen werden müssen (siehe "Didaktische Rekonstruktion", Gropengießer & Kattmann, 2018). Der Einsatz digitaler Medien kann hierbei auf vielfältige Weise beim Erwerb von biologischem Faktenwissen und Prozessen sowie der Förderung von naturwissenschaftlichem Denken unterstützen (z. B. nicht-sichtbare Prozesse durch Simulation beobachtbar machen).

Um nun zu einer Antwort auf die eingangs gestellte Frage danach, wie digitale Medien fachspezifisch eingesetzt werden können und wie dadurch die Unterrichtsqualität erhöht werden kann, zu gelangen, werden wir die beiden Basisdimensionen Kognitive Aktivierung und Instruktionale Unterstützung im Kontext der Gestaltung und Planung eines mediengestützten Biologieunterrichts und anhand von Beispielen genauer beleuchten. Da die Basisdimension Klassenführung weniger durch die Nutzung digitaler Medien gestützt werden kann, werden wir diese in den kommenden Abschnitten nicht berücksichtigen.