Biologie-Lehrpläne für G8-Gymnasien

Roland Heynkes, 15.8.2014

Gliederung

	Definitionen der wichtigsten Lehrplan-Begriffe
	Einleitung
	Das schulinterne Curriculum der Jahrgangsstufe 5 eingeordnet in die Inhaltsfelder des Kernlehrplans
	Das schulinterne Curriculum der Jahrgangsstufe 6 eingeordnet in die Inhaltsfelder des Kernlehrplans
	Themen laut schulinternem Lehrplan - Jahrgangsstufe 7
	Das schulinterne Curriculum der Jahrgangsstufe 9 eingeordnet in die Inhaltsfelder des Kernlehrplans
	Themen laut schulinternem Lehrplan - Jahrgangsstufe EF
	Themen laut schulinternem Lehrplan - Jahrgangsstufe Q1
	Themen laut schulinternem Lehrplan - Jahrgangsstufe Q2
	Kernlehrplan Biologie für G8-Gymnasien - Vorbemerkung
	Kernlehrplan Biologie für G8-Gymnasien - Aufgaben und Ziele des Unterrichts
	Der Unterricht im Fach Biologie in der Sekundarstufe I des G8-Gymnasiums
	Kompetenzerwartungen für das Fach Biologie in der Sekundarstufe I
	Prozessbezogene Kompetenzen im Fach Biologie - Erkenntnisgewinnung
	Prozessbezogene Kompetenzen im Fach Biologie - Kommunikation
	Prozessbezogene Kompetenzen im Fach Biologie - Bewertung
	Basiskonzept Struktur und Funktion
	Basiskonzept Entwicklung
	Basiskonzept System
	Inhaltsfelder und fachliche Kontexte für die Jahrgangsstufen 5 und 6
	Inhaltsfelder und fachliche Kontexte für die Jahrgangsstufen 7 und 9
	Inhaltsfelder und fachliche Kontexte für die Einführungsphase
	Inhaltsfelder und fachliche Kontexte für die Qualifikationsphase

Kompetenzorientierte Kernlehrpläne sind wie die alten Lehrpläne immer noch verbindlich, denn sie formulieren landesweit verbindliche Ergebniserwartungen (standardorientiert) und keine Wahlmöglichkeiten. Aber sie beschränken sich auf die Formulierung der zu erreichenden Ergebnisse (ergebnisorientiert) und treffen keine Aussagen zu Wegen und Verfahren der Zielerreichung. Didaktisch-methodische Entscheidungen werden in den Schulen (u. a. bei der Erstellung des schulinternen Lehrplans) getroffen. Kompetenzorientiert sind die Kernlehrpläne, weil sie nicht nur das zu vermittelnde Wissen festlegen, sondern neben fachlich-inhaltlicher Kompetenz auch die Einübung von Erkenntnisgewinnungs-, Kommunikations- und Bewertungskompetenzen verlangen.

Inhaltsfelder wie Genetik, Neurobiologie, Ökologie oder Evolution sollen die Unterrichtsgegenstände systematisieren. Sie sind Oberthemen, unter denen meistens mehrere inhaltliche Schwerpunkte wie Proteinbiosynthese, Genregulation, Gentechnik und Bioethik zusammengefasst werden. Die Inhaltsfelder und ihre vom Kernlehrplan vorgegebenen inhaltlichen Schwerpunkte sind verbindlich und müssen alle im Unterricht erarbeitet werden.

Fachliche Kontexte heißen die unverbindlichen Vorschläge der Kernlehrpläne zu konkreten Unterrichtsinhalten, die durch Beschlüsse der Fachkonferenzen in den schulinternen Curricula besser an die Schulbücher, die Erfahrungen der Lernenden und an wissenschaftliche Fortschritte angepasst werden können.

Schulinterne Curricula konkretisieren die verbindlichen Vorgaben der Kernlehrpläne unter Berücksichtigung der Situation der Schule und der Lernenden. Ein Schulinternes Curriculum darf aber nicht so konkret sein, dass es den Lehrenden keinen pädagogischen Gestaltungsspielraum lässt.

Zwei PowerPoint-Präsentationen des Ministeriums für Schule und Weiterbildung NRW erklären die Konzepte und Fachbegriffe der neuen Biologie-Kernlehrpläne:

• PPT1 zur Erläuterung des Kernlehrplans (514 KB)
• PPT2 zur Erläuterung des Kernlehrplans (169 KB)

Der TIMMS/PISA-Schock hat Bildungspolitiker und professionelle Bildungsexperten über das Problem nachdenken lassen, dass unerwartet viele Schülerinnen und Schüler relativ wenig von dem wissen und noch weniger von dem anwenden oder übertragen können, was in der Schule unterrichtet wurde. Als vermeintliche Lösung beschloss die Kultusministerkonferenz im Mai 2002, in die Lehrpläne nicht mehr einfach die zu unterrichtenden Themen, sondern ganz genau hinein zu schreiben, was die Schülerinnen und Schüler wissen und können sollen. Bereits den gesamten Lernprozess begleitende Standards sollten Kerninhalte festgelegen, die als gesichertes Wissen zusammen mit Fertigkeiten und überfachlichen Kompetenzen am Ende eines bestimmten Bildungsabschnitts vorhanden sein müssen. Leider wissen und können Lernende aber nicht mehr, nur weil die erwünschten Ergebnisse im Lehrplan stehen. Deshalb wurden die Schulen verpflichtet, die Unterrichtsziele in schulinternen Lehrplänen so zu formulieren, dass sie überprüft werden können. Dadurch wird zwar das Wissen und Können nicht größer, aber Prüfungsergebnisse werden durchaus besser, wenn Lernende gezielt auf sie vorbereitet werden. Solch ein kleiner Selbstbetrug wäre an sich noch nicht schlimm und die Vorbereitung auf eine theoretische Führerscheinprüfung funktioniert nach diesem Prinzip ja nicht schlecht. Aber wer in Lehrpläne Kompetenzen als verpflichtende und zu bestimmten Zeitpunkten von allen Lernenden zu erreichende Lernziele schreiben lässt, erwartet selbstverständlich von den Lehrkräften, dass sie nun nicht nur das Wissen, sondern auch das Können der Lernenden überprüfen und benoten. Zusätzlich wurden damals landesweite Orientierungs- und Vergleichsarbeiten beschlossen.

Das Institut zur Qualitätsentwicklung im Bildungswesen (IQB) an der Humboldt-Universität zu Berlin beschreibt es im Kapitel: "Unterrichten nach Bildungsstandards" so: "Im kompetenzorientierten Unterricht richten sich Lehrkräfte nach den individuellen Voraussetzungen ihrer Schülerinnen und Schüler und gestalten Lernprozesse so, dass sich die Kompetenzen aller gezielt weiterentwickeln können. Dafür ist es erforderlich, dass Lehrkräfte in ihrem Unterricht kognitiv anregende, an verschiedene Ausgangsniveaus angepasste Lerngelegenheiten bereitstellen und regelmäßig überprüfen, welche Kompetenzen bereits erworben werden konnten. Die fortlaufende Gewinnung diagnostischer Informationen bildet eine zentrale Voraussetzung dafür, dass die Lehr-Lernziele des Unterrichts an die bereits erworbenen Fähigkeiten der Schülerinnen und Schüler angepasst werden können."

Während also das IQB den schönen und an sich ja richtigen Traum der von individuellen, an verschiedene Ausgangsniveaus angepassten Förderung träumt, zwingen weiterhin Klausuren allen Lernenden einer Klasse immer wieder das selbe Lerntempo auf und am Ende jeder Jahrgangsstufe sollen alle Schüler die gleichen Lernziele erreicht haben. Das passt nicht zusammen und kann deshalb nicht funktionieren. Wenn sich die Kompetenzen aller Schülerinnen und Schüler ihren individuellen Voraussetzungen entsprechend weiterentwickeln und trotzdem viele Lernziele von allen Lernenden erreicht werden sollen, dann werden diese Lernziele von den besten Lernenden sehr viel früher erreicht als von den schwächsten. Also kann das System nur funktionieren, wenn die Lernenden ihre Lernfortschritte nicht mehr alle gleichzeitig in einer Klausur, sondern wie bei den Führerscheinprüfungen genau dann nachweisen dürfen, wenn sie sich einen Stoff erarbeitet haben. Solange die geforderte Umstellung auf einen kompetenzorientierten Unterricht nicht gleichzeitig verbunden wird mit einer Reform des Prüfens, bleibt von der gutgemeinten Reform am Ende nichts anderes übrig als eine weitere Steigerung des alten Kontrollwahns. Das flexibles Prüfen möglich wäre, zeigen beispielsweise unsere staatlichen Führerscheinprüfungen sowie Sprachzertifikate wie DELF und die Cambridge Certificates. Bereits seit über 100 Jahren zeigen Montessori-Schulen, dass Schülerinnen und Schüler auch ganz ohne Noten erfolgreich lernen. Und sogar noch viel länger haben die Universitäten nachgewiesen, dass ein System mit sehr unterschiedlich schnell studierenden Studenten hervorragend funktioniert.

Die neue Ergebnisorientierung könnte sogar den gegenteiligen Effekt haben. Weil es nämlich nach den neuen Lehrplänen nur noch auf das Ergebnis ankommen soll, dürfen eigentlich Fleiß und individuelle Fortschritte bei den Noten nicht mehr zählen, wenn die verlangten Ziele in der für alle gleichen Zeit noch nicht erreicht sind. Auch wenn das wohl nicht beabsichtigt war, würde die stärkere Zielorientierung bei konsequenter Umsetzung zu einer noch stärkeren Diskriminierung von Inklusionsschülern sowie Kindern und Jugendlichen führen, für die Deutsch nicht die Muttersprache ist oder die aufgrund suboptimaler familiärer Bedingungen mehr Zeit bräuchten. Es bringt aber auch Hochbegabten nichts, wenn sie die Lernziele nicht schneller als andere erreichen und sich attestieren lassen dürfen.

Das IQB schreibt schon im 4. Abschnitt seiner Publikation: "Kompetenzstufenmodelle zu den Bildungsstandards im Fach Biologie für den Mittleren Schulabschluss - Stand: 29. Oktober 2013": "Kompetenzen sind hypothetische Konstrukte (latente Merkmale) und können daher nicht unmittelbar beobachtet werden. Erst mit Hilfe von Messinstrumenten - im Falle der Überprüfung des Erreichens der Bildungsstandards durch einen schriftlichen Test - können sie der Beobachtung zugänglich gemacht werden (Operationalisierung)." Kommunikationskompetenzen und andere in den Kernlehrplänen geforderte Kompetenzen lassen sich aber auch mit schriftlichen Prüfungen nicht nachweisen.

An den neuen Lehrplänen stört mich außerdem die viel zu große Zahl von Lernzielen, die gleichzeitig gefördert und bewertet werden sollen. Das hat zu absurd langen Listen von Bewertungskriterien für Referate, Heftführung, und mündliche Leistungen geführt. Würde man diese tatsächlich alle anwenden, dann würde das Benoten zur Hauptbeschäftigung der Lehrkräfte. Das menschliche Arbeitsgedächtnis kann aber gar nicht soviele Aspekte gleichzeitig beachten. Für mich reduziere ich deshalb die Lehrpläne wieder auf ein für menschliche Gehirne handhabbares Maß. Und das sind wie früher die Inhalte, die ich zu vermitteln versuche. (Wer die vollständigen Lehrpläne sehen möchte, mag meinen Links folgen.) Die verlangten Kompetenzen sollen sich einfach durch Abwechslung bei den Unterrichtsformen und auch dadurch entwickeln, dass die Lernenden sich den Stoff so selbständig erarbeiten, wie das in einer Klasse möglich ist. So habe ich es schon immer mit meinen Arbeitsblättern gemacht und genau das fordert auch das IQB:

Für mich in dem Ausmaß unerwartet und schockierend war beim Lesen der Kompetenzerwartungen im Fach Biologie in der Sekundarstufe I im Kernlehrplan Biologie für das G8 die Fülle der gravierenden Fehler in der Beschreibung der Basiskonzepte (Kapitel 3.2). Wenn ein Ministerium zum Zwecke der Standardisierung Kompetenzen an sich zieht, dann übernimmt es damit auch eine größere Verantwortung. Wenn es den Lehrern die Vermittlung bestimmter Inhaltsfelder verbindlich vorschreibt, dann muss es auch sicherstellen, dass es selbst oder eine nachgeordnete Stelle über die personellen und finanziellen Mittel verfügt, um regelmäßig wichtige neue Inhaltsfelder aufzunehmen und veraltete zu streichen. Und wenn ein Ministerium allen Lehrern Basiskonzepte erklärt, dann darf es sich dabei eigentlich keine fachlichen Fehler leisten.

Ich weiß nicht, ob das Schuministerium die Einrichtung eines Qualitätssicherungsmechanismusses vergessen hat oder ob die NRW-Biologielehrer beim Lesen von Kernlehrplänen unfähig oder nicht interessiert sind, offensichtliche Fehler zu entdecken und rückzumelden. Vielleicht müssen Lehrer und Ministerium noch lernen, sich aktiv gemeinsam um die inhaltliche Korrektheit von Lehrplänen und Biologiebüchern zu kümmern. Immerhin gibt es seit Dezember 2013 die "Qualitäts- und UnterstützungsAgentur - Landesinstitut für Schule", in der man sich für meine Fehlermeldungen sehr offen zeigte und dafür auch die Kompetenz besitzt. Leider darf dieses Landesinstitut Fehler nicht einfach selbst korrigieren, sondern muss sie an zuständige Gremien weiterleiten. So dauert es natürlich länger, bis Fehler ausgemerzt werden.

Der schulinterne Lehrplan (Curriculum) vom 20.5.2011 sieht für das Fach Biologie in der Jahrgangsstufe EF folgende Themen vor:

• Zelle - Gewebe - Organismus
  • lichtmikroskopisches Bild der Zelle (Zellkern, Zellzyklus, Mitose-Stadien)
  • funktionsbezogene Zell- und Gewebedifferenzierung mit ökologischen oder evolutionsbiologischen Bezügen
• Holz - ein vielseitiger Rohstoff
  • Schwerpunktvorhaben
• Molekulare Grundlagen, Kompartimentierung, Transport
  • Struktur- und Eigenschaftsbeziehungen von Bau und Inhaltsstoffen der Zelle
  • elektronenmikroskopisches Bild der Zelle: Kompartimentierung/Zellorganellen
  • Bau und Funktion von Biomembranen (Diffusion, Osmose)
  • Transportvorgänge an Membranen
• Biokatalyse
  • molekularer Bau und Wirkungsweise von Enzymen
  • Abhängigkeit der Enzymaktivität von Umgebungsfaktoren (Temperatur, pH-Wert, Substratkonzentration)
  • Regulation der Enzymaktivität
  • Anwendungsbezüge: z.B. Enzyme in Alltagsprodukten (Waschmittel, Kosmetika), in der Biotechnologie oder medizinischen Diagnostik, Wirkungsweise von Arzneimitteln
• Betriebsstoffwechsel und Energieumsatz
  • anaerober Abbau von Glucose, Gärung
  • Zellatmung
  • Zusammenhang Atmung - Kreislauf - Bewegung
  • Aspekte der Gesundheitsvorsorge
  • Anwendungsbezüge: z.B. Gärprodukte von Bakterien (Sauermilchprodukte, Silofutter), Mikroorganismen in der Abwasserreinigung und Bodensanierung
• Sport - biologisch betrachtet
  • Schwerpunktvorhaben
• ggf. Einführung in Nutzung der Lichtenergie zum Stoffumbau
  • Fotosynthesefaktoren
  • Reaktionsorte und Ablauf der Fotosynthese
  • Anwendungsbezüge: z.B. Bedeutung einzelner Kulturpflanzen für Ernährung, Landwirtschaft und Umwelt, Nutzung von Mais als Hochleistungspflanze

Der schulinterne Lehrplan (Curriculum) vom 22.10.2012 sieht für das Fach Biologie in der Jahrgangsstufe Q1 folgende Themen vor:

• Genetische und entwicklungsbiologische Grundlagen von Lebensprozessen
  • Molekulare Grundlagen der Vererbung und Entwicklungssteuerung
    • DNA als Träger der Erbinformation
    • Replikation
    • Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten, genetischer Code
    • Mutagene und Mutationen
    • Regulation der Genaktivität am Beispiel der Prokaryoten (Operonmodell im Zusammenhang mit Stoffwechselaktivitäten bei Bakterien)
  • Aspekte der Cytogenetik mit humanbiologischem Bezug
    • Chromosomen
    • Meiose, crossing over, Rekombination
    • Stammbaumanalyse und Erbgänge in der humangenetischen Beratung
  • Angewandte Genetik
    • Werkzeuge und Verfahrensschritte der Gentechnik am Beispiel der PCR und des genetischen Fingerabdrucks
    • Methoden der Bakteriengenetik: Herstellung und Isolierung von genetisch veränderten Bakterien; Stempeltechnik, Verdünnungsreihen (nur LK)
• Ökologische Verflechtung und nachhaltige Nutzung
  • Umweltfaktoren, ökologische Nische - Untersuchungen in einem Lebensraum (terrestrisches System)
    • Erfassung ausgewählter abiotischer Faktoren und Organismengruppen
    • Einfache Beziehungen zwischen Organismengruppen und abiotischen Habitatfaktoren
    • ökologische Nische
    • Schichtung und Aufbau
    • Einfluss von Standortfaktoren und Bewirtschaftung
    • Erstellen von Vegetationsaufnahmen
    • Charakterisierung von Waldgesellschaften
    • Standortbeurteilung mit Zeigerwerten, Erfassen physikalischer und chemischer Faktoren (Licht, Temperatur, pH-Wert) (nur LK)
  • Einfache Beziehungen zwischen Organismengruppen und abiotischen Habitatfaktoren
    • Angepasstheiten an Temperatur und Feuchtigkeit bei Tieren und Pflanzen
    • Toleranzbereich, physiologisches und ökologisches Optimum
  • Wechselbeziehungen, Populationsdynamik
    • Beziehungen zwischen Populationen: LOTKA-VOLTERRA-Regeln, Konkurrenz, Koexistenz Verflechtung in Lebensgemeinschaften
  • Verflechtung in Lebensgemeinschaften
    • Biomassenproduktion, Trophieebenen, Energiefluss
    • Biochemischer Kreislauf am Beispiel des Stickstoffkreislaufs
  • Nachhaltige Nutzung und Erhaltung von Ökosystemen
    • nachhaltige Bewirtschaftung (chemische Schädlingsbekämpfung, biologischer Pflanzenschutz)

Der schulinterne Lehrplan (Curriculum) vom 22.19.2012 sieht für das Fach Biologie in der Jahrgangsstufe Q2 folgende Themen vor:

• Evolution der Vielfalt des Lebens in Struktur und Verhalten
  • Grundlagen evolutiver Veränderung
    • genotypische Variabilität von Populationen (keine Modellberechnungen)
    • phänotypische Variationen
    • Selektion und Anpassungsprozesse
  • Verhalten, Fitness, Angepasstheit (nur LK)
    • Fortpflanzungsstrategien
    • Partnerwahl & Paarungssysteme
  • Art und Artbildung
    • Separation, Rassenbildung, Isolationsmechanismen
    • adaptive Radiation
  • Evolutionshinweise und Evolutionstheorien
    • Rezente und paläontologische Hinweise (Homologie der Wirbeltiergliedmaßen)
    • Systematik und phylogenetischer Stammbaum (Grundlegende Zusammenhänge innerhalb des Wirbeltierstammbaums, vertiefend: phylogenetische Stellung der Primaten)
    • Vergleich und Beurteilung der Ergebnisse unterschiedlicher Analysemethoden; bei der Analyse bzw. Erstellung eines Stammbaumes sind Übereinstimmungen in der DNA- und Aminosäure-Sequenz von Proteinen einzubeziehen
    • Präzipitintest (nur LK 2013)
    • Synthetische Evolutionstheorie
    • Datierungsmethoden (nur LK 2014)
  • Transspezifische Evolution der Primaten
    • Einordnung von fossilen und rezenten Hinweisen zur Evolution des Menschen
• Steuerungs- und Regulationsmechanismen im Organismus
  • Molekulare und cytologische Grundlagen
    • Bau und Funktion des Neurons
    • Erregungsentstehung und -leitung
    • Synapsenvorgänge einschließlich molekularer Grundlagen
    • synaptische Verschaltung und Verrechnung

Das Bildungsportal des Landes Nordrhein-Westfalen bietet einen Online-Zugang zum Kernlehrplan Biologie für G8-Gymnasien Dort können interessierte Lehrende und Lernende sowie deren Eltern nachlesen, was der Biologie-Unterricht alles leisten soll. Um diesen Ansprüchen in meinem Unterricht möglichst gerecht zu werden, fasse ich für mich, meine Schülerinnen und Schüler sowie deren Eltern zusammen, wie ich die Lehrpläne der Landesregierung und der Schule verstehe. Ganz bewußt mache ich damit auch transparent und gegebenenfalls leicht korrigierbar, falls ich mich irre oder etwas übersehe. Denn als Diplombiologe habe ich weder Pädagogik noch Didaktik studiert und muss mir die wohl eher für Lehrer geschriebenen Texte mühsam in allgemein verständliches Deutsch übersetzen.

Sinn der neuen kompetenzorientierten Kernlehrpläne als neue Form der Unterrichtsvorgaben ist eine Standardisierung des Unterrichts. Sie sollen also bewirken, dass möglichst wenige Lehrer zum Schaden ihrer Schüler bummeln oder sich zu lange mit nicht zum Pflichtprogramm gehörenden Inhalten beschäftigen. Zu diesem Zweck legen sie verbindlich fest, was alle Lernenden am Ende ihrer Jahrgangsstufen wissen (konzeptbezogene Kompetenzen) und können (prozessbezogene Kompetenzen) sollen. Eine Kehrseite der Medaille ist natürlich, dass dadurch allen Lernenden im Grunde das selbe Lerntempo aufgezwungen und unser Schulsystem noch unfreier und noch unflexibler wird. Für die Mittelmäßigen ist das gut, aber für die besten und die schwächsten Lernenden sowie für die Inklusion ist das problematisch.

Die Autoren der kompetenzorientierten Kernlehrpläne meinen, sich auf wesentliche und für den weiteren Bildungsweg unverzichtbare Inhalte und Themen sowie darauf bezogene Kenntnisse und Fähigkeiten zu beschränken. Verteilt man jedoch die vorgegebenen Themen auf die zur Verfügung stehenden Unterrichtsstunden, dann bleibt tatsächlich sehr wenig Zeit für Schüler-Experimente, die Vorstellung eigener Recherche-Ergebnisse, Exkursionen, Freilandarbeit und die eigentlich unverzichtbare Wiederholung. Die vom Ministerium behaupteten Freiräume zur Vertiefung und Erweiterung der behandelten Unterrichtsinhalte sehe ich kaum, auch wenn wohl die Schulbücher und vor allem die schulinternen Lehrpläne in dieser Hinsicht das größere Problem darstellen.

Außerdem berücksichtigt dieser zentralistische Ansatz nicht die Tatsache, dass das Schulministerium und die Schulbuchautoren nicht wirklich immer beurteilen können, welche älteren Inhalte noch aktuell sind, welche aktuellen Forschungsergebnisse im Unterricht berücksichtigt werden sollten und und welches vermeintlich gesicherte Schulbuchwissen in Wirklichkeit längst widerlegt wurde. Gerade in Biologie und Medizin ist der wissenschaftliche Fortschritt gerart groß, dass die Lehrpläne und vor allem die Schulbücher wenigstens halbjährlich angepasst werden müssten. Laut NRW-Schulministerium rechtsverbindlich für die gymnasiale Sekundarstufe I im G8 ist aber die offizielle Druckausgabe des Ritterbach-Verlages mit dem Erscheinungsdatum 30.08.2008 und viele im Gebrauch befindliche Biologiebücher sind sogar noch älter! Lese ich als erfahrener Wissenschaftler die neuesten Ausgaben deutscher Biologie-Schulbücher, dann muss ich nie lange nach gravierenden Fehlern suchen.

Die Naturwissenschaften prägen unser westliches Verständnis von der Welt und sind Grundlagen unseres technischen, medizinischen und kulturellen Fortschritts. Deshalb, aber auch als Grundlage vieler Berufsausbildungen und ethisch/politischer Entscheidungen (z.B.: genetischer Fingerabdruck, Stammzellforschung, Embryonenschutz, Hirntod und unserer biologischen Lebensgrundlagen) gehört naturwissenschaftliches Wissen und Denken in modernen Gesellschaften zur Allgemeinbildung. Naturwissenschaftlich geprägtes Denken verbindet auch über nationale Grenzen hinweg alle aufgeklärten Menschen. Zumindest das Prinzip der naturwissenschaftlichen Methode der Erkenntnisgewinnung und deren Grenzen sollte jeder gebildete Mensch kennen, schon um nicht auf jedes pseudowissenschaftliche Scheinargument hereinzufallen, mit dem uns Politik, Lobbyisten und Werbung das Geld aus den Taschen zu ziehen versuchen. Und vergessen wir auch nicht die unzähligen naturwissenschaftlichen Fragen, mit denen kleine Kinder ihre Eltern konfrontieren. Naturwissenschaftlich gebildete Eltern können solche Fragen beantworten und schenken ihren Kindern Zeit, anstatt sie abzuwimmeln. So wird die Neugier der Kinder mit Aufmerksamkeit und Zuwendung der Eltern belohnt und Lernen wird zu einer bevorzugten Tätigkeit der Kinder. Im Sinne einer frühkindlichen Förderung ist das viel wirksamer als alle professionellen Frühförderkurse.

Noch vor wenigen Jahrhunderten kamen die führenden Nationen mit relativ wenigen Berufen aus und es gab Universalgelehrte, die das gesamte Wissen mehrerer Wissenschaften in sich vereinigten. Inzwischen haben aber Naturwissenschaften und Technik derart viel Wissen und Fähigkeiten entwickelt, dass man Zigtausende Menschen braucht, damit auf jedem Fachgebiet wenigstens einige Spezialisten über das nötigste Fachwissen verfügen und die grundlegenden Techniken beherrschen. Ist eine Gesellschaft zu klein oder ihr naturwissenschaftlicher Unterricht nicht gut genug, dann droht sie im weltweiten Konkurrenzkampf Marktanteile und Wohlstand zu verlieren, weil sie alleine nicht mehr in der Lage ist, konkurrenzfähige Produkte größerer Komplexität zu entwickeln. Solchen Gesellschaften droht dann auch noch die Abwanderung ihrer fähigsten Köpfe in Länder mit besseren Arbeitsbedingungen und Karrierechancen für Forscher und Entwickler. Deshalb ist intensiver naturwissenschaftlicher Unterricht für Deutschland kein Luxus, sondern unverzichtbar.

Eine besondere Bedeutung des Biologie-Unterrichtes ist auch dadurch begründet, dass medizinisches Grundwissen wichtig für eine gesunde Lebensführung ist und im Krankheitsfall lebensrettend sein kann. Zahlreiche Skandale in Lebensmittelindustrie und Medizin haben gezeigt, dass man sich nicht zu sehr auf Politik, Industrie, Expertenaussagen und den zunehmend profitorientierten Medizinbetrieb verlassen sollte, wenn es um die eigene Gesundheit geht. Zumindest sollte man über seinen Körper und dessen Probleme so sprechen können, dass man von seinen Ärzten als mündiger Patient ernst genommen wird. Dabei macht der rasante medizinische Fortschritt lebenslanges Lernen notwendig. Um aber medizinische Fernsehsendungen, Wikipedia-Artikel oder gar Fachartikel verstehen und sich selbständig weiterbilden zu können, braucht man eine solide biologische Schulbildung.

Biologische Systeme unterscheiden sich von den Gegenständen physikalischer, chemischer oder geologischer Forschung durch extreme Komplexität auf so unterschiedlichen und dennoch mit einander verbundenen Ebenen wie der Faltung eines Proteins, dem Zusammenspiel der Organellen einer Zelle, den Zellen eines Gewebes, den Geweben eines Organs, den Organen eines Organismus, den Individuen einer Spezies, den Sepzies eines Ökosystems, den Ökosystemen der Biosphäre und den Generationen im Verlauf der Evolution. Will man biologische Systeme verstehen, dann kann man nicht nach Art der Physiker vereinfachen und scheinbar unwesentliche Faktoren ignorieren. Vielmehr muss man sich auf die Komplexität einlassen und Systeme aus verschiedenen Perspektiven wie denen einer Beute, deren Jäger und ihrer gemeinsamen Evolution betrachten. Deshalb kann guter Biologie-Unterricht in besonderem Maße multiperspektivisches und systemisches Denken trainieren und das Bewußtsein für die Bedeutung der Vielfalt innerhalb einer Spezies oder eines Ökosystems entwickeln. Biologie-Unterricht fördert auch in besonderem Maße das interdisziplinäre Denken, weil in ihm häufig mathematisches, physikalisches und chemisches Wissen benötigt wird.

Ich glaube nicht, dass der Biologie-Unterricht einen wesentlichen Beitrag hinsichtlich der unmittelbaren Begegnung mit Lebewesen und der Natur oder der Weckung ästhetischen Empfindens leistet. Er kann aber durch vertiefte Einblicke in die erstaunlichen Fähigkeiten und Leistungen vermeintlich einfacher Lebewesen wie Bakterien, Bärtierchen oder Pflanzen den Respekt vor anderen Spezies und die Bereitschaft zu deren Schutz fördern.

Lernen braucht Zeit, aber die Umstellung auf das G8 führte zu einer Verkürzung der Sekundarstufe I und der zur Verfügung stehenden Unterrichtszeit. Das Fach Biologie soll in NRW in der Sekundarstufe 1 in einem Umfang von mindestens 6 Jahreswochenstunden unterrichtet werden. Üblich sind je 2 Wochenstunden in den Jahrgangsstufen 5, 6, 7 und 9. Zwar soll es hauptsächlich um Verstehen und Anwenden von Wissen und Basiskonzepten gehen, aber in Wirklichkeit müssen die Lernenden gerade im Biologie-Unterricht sehr viele Fakten (Fachwissen) und Fachbegriffe (Fachsprache) auswendig lernen (konzeptbezogene Kompetenzen, Wissen), bevor sie irgend etwas verstehen oder gar anwenden können. Wichtige Ziele des Biologie-Unterrichts sind auch Gesundheitserziehung, Medienbildung sowie die Förderung der deutschen Sprache. Nach Möglichkeit sollen die Fähigkeit zur Erkenntnisgewinnung, Bewertung, Kommunikations- und Teamfähigkeit sowie Fähigkeiten zu selbst bestimmtem Lernen und zur Reflexion der eigenen Tätigkeit (prozessbezogene Kompetenzen, Können) durch geeignete Unterrichtsformen trainiert werden. Neben dem Einpauken eines übervollen Themenkataloges soll also noch Zeit genug bleiben, durch systematisches und reflektiertes Experimentieren, durch Nutzung biologischer Untersuchungsmethoden und Theorien, durch Auswerten und Bewerten und nicht zuletzt durch Präsentieren und Kommunizieren der Ergebnisse prozessbezogene Kompetenzen zu entwickeln. Und zu allem Überfluss soll als Beitrag zur Berufsorientierung außerdem vermittelt werden, in welchen Berufsfeldern man biologische Kenntnisse braucht, wo biologisches Wissen technisch umgesetzt wird und wie dabei Biologen mit Vertretern anderer Disziplinen zusammen arbeiten. Zusätzlich vermittle ich gerne auch noch, wie unterschiedlich Physiker, Biologen und Mediziner denken und arbeiten.

Ganz praktisch und aus der Schülerperspektive betrachtet muss natürlich der Biologie-Unterricht der Sekundarstufe 1 in erster Linie fit machen für die Anforderungen der gymnasialen Oberstufe. Das aus Sicht der meisten Lernenden und Eltern wichtigste Wissen ist daher das, welches in der Oberstufe wieder aufgegriffen und vertieft wird. Biologielehrer müssen bei der Planung ihres Unterrichts in der Sekundarstufe 1 aber auch noch aus einem anderen Grund immer im Gedächtnis behalten, was die Lernenden in der Oberstufe erwartet. Der Oberstufen-Unterricht soll nämlich nur vorbereitet, aber nicht vorweggenommen werden. Sonst kommt man in der Sekundarstufe 1 nicht mit der Zeit aus und überfordert vielleicht auch die Lernenden.

An eine nennenswert Wissensbestände strukturierende und neue Erfahrungen mit schon erworbenen Kenntnissen verbindende Wirkung der im Kernlehrplan genannten Basiskonzepte glaube ich nicht. Ich halte es sogar für einen ausgemachten Blödsinn, Begriffe wie System, Energie oder Entwicklung als Basiskonzepte zu bezeichnen. Die häufige Erwähnung der sogenannten Basiskonzepte ergibt sich aber von selbst und natürlich erkennen interessierte Lernende mit der Zeit, dass bestimmte Prinzipien in der Biologie immer wieder auftauchen. Falls es aber bei nur 2 Wochenstunden, häufig sogar nur maximal einer Doppelstunde pro Woche überhaupt zu einem kontinuierlichen Aufbau von fachlichen Kompetenzen im Sinne kumulativen Lernens kommt, dann dürfte das eher an begeisternden Lehrern, beeindruckendem Unterrichtsmaterial oder sich den Lernstoff aktiv selber erarbeitenden Lernenden als an irgendwelchen Basiskonzepten liegen. Aber bei den meisten Abiturienten kann von einem vielseitig verknüpften biologischen Wissensnetzes keine Rede sein. Der unschöne Begriff Bulemielernen beschreibt die Realität wohl realistischer, denn selten ist in so großen Abständen erteilter Unterricht wirklich nachhaltig.

Handlungsorientiertierung macht das Lernen nicht immer und nicht für jeden wirklich nachhaltiger und lernprozessorientiertes Lehren kann meines Erachtens kein Unterrichten sein. Man kann beim Unterrichten einer Klasse auch kaum Vorwissen, Alltagserfahrungen und Vorstellungen der Lernenden nutzen, weil diese viel zu unterschiedlich sind. Soll das Lernen wirklich effektiv und nachhaltig sein, dann dürfen die Schüler nicht passiv unterrichtet werden, sondern sie müssen sich den Stoff möglichst selbständig selber erarbeiten. Außerdem müsste jeder seinem Lerntyp entsprechend lernen dürfen. Und der Lernprozeß dürfte nicht nach 45 oder 90 Minuten durch ein Umschalten auf ein anderes Fach unterbrochen werden. Wirklich effektiv und nachhaltig wird das Lernen erst, wenn sich Lernende tagelang intensiv mit verschiedenen Aspekten einer Sache beschäftigen, das Gelernte selber strukturieren, sich gegenseitig erklären und schließlich die Ergebnisse ihrer Arbeit einem breiteren Publikum vorstellen. Die intensivere und konzentriertere Beschäftigung mit einem Gegenstand verhindert nämlich, dass Gelerntes vergessen wird, bevor es durch Wiederholung und Verknüpfung zu größeren Zusammenhängen gefestigt werden kann. Nur dann ist auch die theoretisch sinnvolle Forderung des Kernlehrplanes umsetzbar, erworbenes Wissen zu festigen, indem man es immer wieder in größeren Zusammenhängen wie den Basiskonzepten aufgreift. Denn man kann nur wieder aufgreifen, was noch nicht vergessen ist. Und Menschen vergessen nunmal schon binnen einer Woche einen Großteil dessen, womit sie sich nur kurz im Rahmen einer Doppelstunde beschäftigt haben. Deshalb darf nicht zuviel Zeit vergehen zwischen dem ersten Erarbeiten einer Information und ihrer Verknüpfung mit anderen Information zum einem sinnvollen Gesamtzusammenhang. Effizientes Lernen braucht einfach mehr zusammenhängende Zeit und mehr rechtzeitige Wiederholung, wobei die noch funktionierenden Wiederholungsintervalle bei verschiedenen Lernenden und Inhalten sehr unterschiedlich sein können.

Laut Kernlehrplan soll im Biologie-Unterricht die in Wirklichkeit leider nicht bei allen Schülern vorhandene Freude am Entdecken und Lernen genutzt und weiter gefördert werden. Bei Kindern aus bildungsfernen Elternhäusern ist diese Lernfreude eher selten und im Klassenverband schwer zu fördern. Aber wenn überhaupt, dann lässt sich Freude am Entdecken und Lernen wohl am besten dadurch entwickeln, dass Kinder möglichst früh und oft erleben, dass sie schwierig erscheinde Aufgaben erfolgreich lösen können. Weil dazu die Aufgaben weder zu leicht noch zu schwer sein dürfen und ohne fremde Hilfe gelöst werden müssen, kann keine Aufgabe für alle Lernenden einer Klasse passend sein und konventioneller Unterricht kann keinem Schüler genügend Zeit für die Lösung einer ausreichend anspruchsvollen Aufgabe einräumen, während der Rest der Klasse wartet. Die einzig denkbare Lösung des Problems wäre eine Individualisierung des Lernens durch Freigabe der Lerntempi oder durch unterschiedliche Lernpensen.

Die im Kernlehrplan vorgeschlagene Nutzung außerschulischer Lernorte zur vielschichtigen und konkreten Auseinandersetzung mit wissenschaftlichen Fragestellungen ist eine nette Idee, solange man sie isoliert aus Sicht des Biologieunterrichts betrachtet. Den Besuch von Zooschulen, botanischen Gärten, Schülerlaboren oder Museen halte ich aber für eine außerordentliche blöde Idee, wenn man den damit verbundenen Unterrichtsausfall in anderen Fächern berücksichtigt. Denn die Begeisterung für solche Aktivitäten nimmt bei Schülern üblicherweise schlagartig ab, wenn sie außerhalb der normalen Unterrichtszeit stattfinden sollen. Unterrichtsgänge sind für viele Schüler nichts anderes als unterrichtsfreie Zeit, in welcher sie auch in medizinischen oder kirchlichen Einrichtungen niemand zwingen kann, sich vertieft mit ethischen oder rein biologischen Fragen zu beschäftigen.

Sehr nützlich und mit keinerlei Zeitverlust verbunden ist die ebenfalls im Kernlehrplan verlangte Möglichkeit, im Biologie-Unterricht die Lesekompetenz und sprachliche Ausdrucksfähigkeit, die Fähigkeit zur Informationsbeschaffung und den Umgang mit neuen Medien, Kommunikations- und Teamfähigkeit sowie Fähigkeiten zu selbst bestimmtem Lernen und zur Reflexion der eigenen Tätigkeit.zu üben. Man sollte dabei nur nicht auf Referate hereinfallen, die als fertige Powerpoint-Präsentationen aus dem Internet kopiert werden. Schade nur, dass das Ministerium immer noch nicht das neue Medium Tablet-Computer als Update-fähigen Ersatz für Schulbücher nutzt.

Nach Wunschdenken klingt die Forderung des Kernlehrplans, Schülerinnen und Schüler sollten im Unterricht insbesondere Verantwortung für das eigene Lernen übernehmen, bewusst Lernstrategien einsetzen und gemeinsam mit anderen biologische Phänomene erkunden und Konzepte erarbeiten. Das wäre dann kein Unterricht mehr, sondern freies Lernen. Das würde nicht nur die Entwicklung personaler und sozialer Kompetenzen sowie lebenslanges Lernen und gesellschaftliche Mitgestaltung unterstützen, sondern wäre einfach eine sehr gute Lernform. Wirklich sinnvoll umsetzbar ist diese Lernform aber nicht in einer Doppelstunde pro Woche. Und die Noten würden dadurch eher noch ungerechter. Selbstbestimmt lernende Schülerinnen und Schüler passen nicht zum konventionellen Unterrichtsmodell, in welchem Klausuren, Tests und vergleichende Noten allen Lernenden das selbe Lerntempo aufzwingen.

Im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung (Experimentelle und andere Untersuchungsmethoden sowie Modelle nutzen) sollen Lernende bis zum Ende der Jahrgangsstufe 9 folgendes können:

• Sie beobachten und beschreiben biologische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung.
• Sie erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe biologischer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind.
• Sie analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen, u.a. bzgl. Anatomie und Morphologie von Organismen.
• Sie führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese.
• Sie mikroskopieren und stellen Präparate in einer Zeichnung dar.
• Sie ermitteln mit Hilfe geeigneter Bestimmungsliteratur im Ökosystem häufig vorkommende Arten.
• Sie recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus.
• Sie wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen aus, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht.
• Sie stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus.
• Sie interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen.
• Sie stellen Zusammenhänge zwischen biologischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab.
• Sie nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Analyse von Wechselwirkungen, Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung biologischer Fragestellungen und Zusammenhänge.
• Sie beschreiben, veranschaulichen oder erklären biologische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen und Darstellungen, u. a. die Speicherung und Weitergabe genetischer Information, Struktur-Funktionsbeziehungen und dynamische Prozesse im Ökosystem.

Im Kompetenzbereich Kommunikation (Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen) sollen Lernende bis zum Ende der Jahrgangsstufe 9 folgendes können:

• Sie tauschen sich über biologische Erkenntnisse und deren gesellschafts- oder alltagsrelevanten Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus.
• Sie kommunizieren ihre Standpunkte fachlich korrekt und vertreten sie begründet adressatengerecht.
• Sie planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team.
• Sie beschreiben und erklären mit Zeichnungen, Modellen oder anderen Hilfsmitteln originale Objekte oder Abbildungen verschiedener Komplexitätsstufen.
• Sie dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen.
• Sie veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen und bildlichen Gestaltungsmitteln.
• Sie beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien.

Im Kompetenzbereich Bewertung (Fachliche Sachverhalte in verschiedenen Kontexten erkennen, beurteilen und bewerten) sollen Lernende bis zum Ende der Jahrgangsstufe 9 folgendes können:

• Sie beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Daten und Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten, u. a. die Haltung von Heim- und Nutztieren.
• Sie unterscheiden auf der Grundlage normativer und ethischer Maßstäbe zwischen beschreibenden Aussagen und Bewertungen.
• Sie stellen aktuelle Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen biologische Kenntnisse bedeutsam sind.
• Sie nutzen biologisches Wissen zum Bewerten von Chancen und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien und zum Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten im Alltag.
• Sie beurteilen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung.
• Sie benennen und beurteilen Auswirkungen der Anwendung biologischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen.
• Sie binden biologische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an.
• Sie beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells.
• Sie beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt.
• Sie bewerten an ausgewählten Beispielen die Beeinflussung globaler Kreisläufe und Stoffströme unter dem Aspekt der nachhaltigen Entwicklung.
• Sie erörtern an ausgewählten Beispielen Handlungsoptionen im Sinne der Nachhaltigkeit.

Löffel und Schere eigenen sich für unterschiedliche Aufgaben (Funktionen), weil sie unterschiedlich geformt (strukturiert) sind. Genauso hat sich bei den Lebewesen für jede Funktion eine passende Struktur entwickelt. Daher gehören auch in der Biologie Struktur und Funktion immer zusammen und das Eine ist nicht ohne das Andere zu verstehen. Das Schulministerium NRW beschreibt ausführlich, welche Unterrichtsinhalte im Fach Biologie dem Basiskonzept Struktur und Funktion zugeordnet werden sollen. Eigentlich hätte man sich das auch sparen können, weil man fast jedes biologische Thema diesem Basiskonzept zuordnen kann. Aber ich zähle die vom Ministerium genannten Themenbereiche trotzdem auf, weil sie im Unterricht bearbeitet werden sollen.

1. Stoff- und Energieumwandlung (Im Gegensatz zur Behauptung des Schulministeriums hängt keineswegs alles Leben von Lichtenergie und weitgehend vom Prozess der Fotosynthese ab, sondern viele Lebewesen nutzen ausschließlich Energie aus dem Inneren der Erde, die auch nicht indirekt von der Sonne stammt. Aber alle Lebewesen müssen in ihren aktiven Lebensphasen aus ihrer Umwelt Energie und Stoffe aufnehmen und umwandeln. Falsch ist auch die Verallgemeinerung des Kernlehrplans, alle biologischen Funktionen würden von der Zellatmung ermöglicht. Aber jedes Lebewesen muss in seinen aktiven Lebensphasen ständig Energie aufnehmen, um seine Biomoleküle aufzubauen und seine energieverbauchenden Prozesse zu betreiben, weil bei jeder Energieumwandlung nicht mehr nutzbare Wärme entsteht. Korrekt gemeint ist immerhin, dass die Kenntnis der Zusammenhänge zwischen Produzenten, Konsumenten und Destruenten das Verständnis des Stofftransports und des Energieflusses innerhalb eines Ökosystems ermöglicht. Ich frage mich nur, was das alles mit dem engen Zusammenhang von Struktur und Funktion zu tun haben soll.
2. Steuerung und Regelung (Homöostase, Rückkopplung, Regulation von Populationsdichten beispielsweise durch Räuber-Beute-Beziehungen, Eingriffe des Menschen in natürliche Regelkreise)
3. Information und Kommunikation (Es geschieht zwar keineswegs alles auf allen Ebenen biologischer Systeme, aber Lebewesen haben die Fähigkeit, Informationen (im weitesten Sinne) aufzunehmen, innerhalb des Organismus weiterzuleiten, zu speichern, zu bearbeiten, an andere Organismen weiterzugeben und zu nutzen. Lebewesen kommunizieren untereinander, oft auch über Speziesgrenzen hinweg, aber auch in innerhalb ihrer Zellen. Es geht jedoch zu weit,von einer Kommunikation zwischen Molekülen, zwischen Ökosystemen oder zwischen Lebewesen und ihren unbelebten Umwelten zu sprechen. Offenbar hat man wieder nicht an die Einzeller gedacht, als man in den Kernlehrplan schrieb: "Organismen nehmen Information aus der Umwelt über Sinneszellen und Sinnesorgane auf, leiten sie weiter und verarbeiten sie mit Hilfe von Nervenzellen.". Aber die Sinneszellen und Sinnesorgane verschiedener vielzelliger Lebewesen ermöglichen tatsächlich die Aufnahme unterschiedlicher Reizqualitäten.
4. Reproduktion und Vererbung (Fortpflanzung asexuell oder sexuell, also durch Neukombination von Erbanlagen, natürlich oder durch Züchtung oder durch Gentechnik), (Die DNA enthält allerdings NICHT! die gesamte Information für den Bau und die Funktionen eines Lebewesens. Ebenfalls wirksam sind Gradienten in Eizellen, Hormone und Stressfaktoren von der Mutter während der Schwangerschaft und auch epigenetische oder situationsbedingte hormonelle Effekte nach der Geburt.)
5. Variabilität und Angepasstheit (Mutation und Selektion, natürlich oder durch Zucht, Survival of the fittest und sexuelle Selektion)

Auf wohl all ihren Systemebenen verändern sich biologische Systeme mit der Zeit, wenn auch nicht unbedingt jederzeit. Eingetrocknete Flechten und Bärtierchen oder menschliche Embryonen in flüssigem Stickstoff sind zwar Lebewesen, verändern sich aber über lange Zeiträume praktisch gar nicht. Bei in Salzstöcken eingeschlossenen Bakterien können diese Zeiträume ohne Veränderungen Millionen Jahre andauern, aber vorher und oft auch nach einer Phase ohne aktive Lebensprozesse gab bzw. gibt es auch in diesen Lebewesen Veränderungen. Die Begriffe Entwicklung und Alterung sind allerdings bei Bakterien und anderen Einzellern meistens eher unangebracht. Sie wachsen, aber Entwicklung findet bei ihnen nicht auf der Ebene des Individuums zwischen den Zellteilungen statt, die aus einem Individuum zwei machen. Obwohl zumindest bei bakteriellen Zellteilungen eine der beiden Tochterzellen Anzeichen von Alterung aufweisen kann, leben alle heute existierenden Bakterien nach unzähligen Zellteilungen seit rund 3,5 Milliarden Jahren ohne Anzeichen von Alterung. Und da sie sich dabei auch immer wieder vermehrt haben, muss oft genug entweder die Zellteilung zwei nicht gealterte Tochterzellen hervorgebracht haben oder gealterte Tochterzelle müssen sich durch asymetrische Zellteilungen auch wieder verjüngen können. Auch der Begriff Wachstum passt nicht zu allen Lebewesen, wenn man aus guten Gründen die Viren zu den Lebewesen zählt. Aber auch in dieser Hinsicht sind Viren gar nicht so einzigartig, wie man meinen könnte. Schließlich sind Sporen und Pollen Lebewesen, obwohl sie eigentlich nicht wachsen, sondern ganz ähnlich wie Viren zusammengebaut werden und dann so bleiben.

Von den meisten unbelebten System unterscheiden sich die Veränderungen lebender Systeme dadurch, dass sie nicht nur rein zufällig oder in Richtung zunehmender Entropie erfolgen. Die für Lebewesen typischen Veränderungen werden von den Lebewesen selbst gesteuert. Nach dieser persönlichen Stellungnahme zählen die folgenden Abschnitte auf, welche Inhaltsfelder laut Kernlehrplan dem Basiskonzept Entwicklung zugeordnet werden sollen.

Aus befruchteten Eizellen entwickeln sich vollständige Organismen mit spezialisierten Zelltypen. Die Kontinuität des Lebens besteht in der Generationenfolge, wobei verschiedene Reproduktionsformen genutzt werden. Aber es gibt auch Lebewesen wie das Maultier, die sich grundsätzlich nicht reproduzieren können.

Nicht Organismen der gleichen Art, sondern Spezies verändern sich durch Neukombination der Gene und Mutationen über lange Zeiträume. Neue Arten entstehen auch nicht einfach durch Selektionsprozesse, sondern nur wenn zuvor eine Art durch irgend eine Barriere in zwei getrennte Populationen aufgespalten wurde. In ihrer heutigen Vielfalt sind die Spezies das Ergebnis eines langen Evolutionsprozesses, dem auch der Mensch unterliegt.

Ich halte es für praktisch ausgeschlossen, dass die individuelle Entwicklung und die damit verbundenen Veränderungen der für Kinder sichtbaren Organismen den Kindern schon sehr früh bewusst werden, weil kleine Kinder erstens noch gar nicht lange genug leben und zweitens noch nicht über die dafür erforderlichen Gedächtnisse verfügen, um die meistens sehr langsamen Individualentwicklungen ihrer Mitmenschen oder anderer Lebewesen wahrnehmen zu können. Selbst die schon relativ alten Grundschulkinder erleben zwar das eigene Älter- und damit Größerwerden, aber nur ein kleiner Teil der Kinder beobachtet heute noch das Aufwachsen von Katzen oder Hunden und das Keimen, Wachsen, Blühen und ggf. Absterben von Pflanzen dürfte den wenigsten auffallen. Deshalb kann und sollte man das zwar in den ersten Jahrgangsstufen des Biologieunterrichts an gut oder gerne auch an weniger bekannten Arten thematisieren, aber man sollte nicht einfach davon ausgehen, dabei auf Alltagserfahrungen der Kinder aufbauen zu können.

Mit rein klassischer Genetik kann erklärt werden, warum sich von Generation zu Generation einige Merkmale verändern und andere nicht. Auch zyklischen Veränderungen von Organismen (z.B. im Verlauf der Jahreszeiten) sollen das Basiskonzept Entwicklung verdeutlichen.

In den höheren Jahrgangsstufen soll das Entwicklungskonzept auf die zelluläre und die ökosystemare Ebene bis hin zur Entwicklung der Biosphäre ausgeweitet werden. So sind zeitliche Veränderungen bzw. auch Rhythmen für viele physiologische Parameter des Menschen bekannt und können innerhalb der Humanbiologie unter dieser Perspektive behandelt werden. Zentral für das Basiskonzept Entwicklung ist zum Ende des Biologieunterrichtes der Mittelstufe die Erklärung der evolutionären Entwicklung des Menschen und der großen Vielfalt anderer Lebewesen als Ergebnis von Fortpflanzung, Variabilität, Angepasstheit und Selektion. Die Betrachtung der Evolution des Menschen liefert grundsätzliche Kenntnisse in Bezug auf den naturwissenschaftlich geprägten Anteil unseres Menschenbildes und Selbstverständnisses.

Die Betrachtung biologischer Phänomene unter dem Aspekt ihrer zeitlichen Entwicklung und Veränderung ermöglicht es Lernenden, die "Geschichte des Lebens" auf der Erde als ein Kontinuum zu verstehen. Der Entwicklungsgedanke ermöglicht eine zusammenhängende Sicht auf die vielen Einzelphänomene der Biologie innerhalb unterschiedlicher Zeitraster.

Im Kapitel über das Basiskonzept System erwähnt der Kernlehrplan zwei wichtige und dennoch in Biologieschulbüchern fehlende Eigenschaften aller Lebewesen. Alle Lebewesen (biologische Systeme) sind nämlich offene Systeme und grenzen sich gegenüber ihren Umgebungen ab. Dass Lebewesen von ihrer Umwelt beeinflusst werden, ist hingegen trivial, denn dass trifft auf alle Materie im Universum zu. Eine Wechselbeziehung ist das aber oft nur in einem sehr weiten Sinne, denn umherfliegende Pollen oder Sporen und in flüssigem Stickstoff ruhende Embryonen wirken eigentlich nicht nennenswert auf ihre Umwelt ein. Bei den erwähnten Beispielen von Lebewesen in inaktiven Lebensphasen findet auch kein Energie-, Stoff- oder Informationsaustausch über die Systemgrenzen hinweg statt. Es stimmt, dass biologische Systeme aus einzelnen Elementen bestehen, zwischen denen es Beziehungen gibt. Aber echte Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Elementen im biologischen Sinne gehen zumindest in den meisten Fällen verloren, wenn ein Lebewesen in eine inaktive Lebensphase übergeht. Anscheinend war den Autoren des Kernlehrplans Biologie gar nicht bewußt, dass es auch Lebewesen in inaktiven Lebensphasen gibt und das man dies bei der Beschreibung allgemeiner Eigenschaften biologischer Systeme berücksichtigen muss. Ganz allgemein wäre Autoren von Texten über biologische Phänomene zu raten, Pauschalisierungen und Superlative zu vermeiden, weil sich fast immer Gegenbeispiele finden lassen, aber kein Einzelner alle publizierten Fakten der Biologie kennen kann.

Man kann an biologischen Systemen sehr gut die Eigenschaft aller Systeme verdeutlichen, über Eigenschaften zu verfügen, die über die Eigenschaften ihrer einzelnen Komponenten hinausgehen. Biologische Systeme sind besonders komplex, weil sich in der Biologie immer mehrere Strukturebenen wie Molekül, Zelle, Organismus und Ökosystem gegenseitig beeinflussen und auf jeder höheren Systemebene neue Eigenschaften hinzu kommen. Daher ist der Biologie-Unterricht besonders geeignet, mit dem Eindenken in biologische Systeme das gedankliche Wechseln zwischen den Systemebenen sowie vernetztes Denken zu üben. Die Fähigkeit des Denkens in Systemen könnte auch der Politik nicht schaden. Gleichzeitig macht gerade der Biologie-Unterricht unmittelbar erfahrbar, dass die Kenntnis vieler Fakten über einzelne Elemente eine zwar nicht hinreichende, aber doch notwendige Voraussetzung für das Verständnis übergeordneter Systemebenen und deren Entwicklung ist.

Darüber hinaus kann das Studium biologischer Systeme ein vertieftes Verständnis der Mechanismen und Bedeutungen von Fließgleichgewichten (temporären dynamischen Gleichgewichtszuständen) in vielen biologischen und nichtbiologischen Systemen vermitteln. Je mächtiger unsere menschlichen Einflüsse auf die irdischen Ökosysteme werden, umso wichtiger ist ein fundiertes Verständnis der Reaktionsweisen biologischer Systeme auf Störfaktoren. Sehr wichtig für die eigene Gesundheit ist es aber auch, den eigenen Körper als komplexes biologisches System mit unzähligen störanfälligen Fließgleichgewichten zu begreifen, deren Steuerung man im eigenen Interesse verstehen sollte.

Leider ist das Denken in komplexen System eine unter Menschen wenig verbreitete Fähigkeit, die Schritt für Schritt trainiert werden muss. Deshalb soll der Biologie-Unterricht von Jahrgangsstufe zu Jahrgangsstufe immer komplexere biologische Systeme in den Blick nehmen. Beginnen kann man mit den Eigenschaften und Bedürfnissen von Haustieren sowie bekannter Spezies heimischer Tiere und Pflanzen. Die Kinder sollen verstehen lernen, wie deren Organe zusammenwirken und wie die Individuen untereinander und mit ihren unbelebten Umwelten wechselwirken. Reichlich abgehoben erscheint mir allerdings die Forderung des Kernlehrplanes, schon in der Jahrgangsstufe 5 die Zelle als Grundstruktur aller Organismen auf lichtmikroskopischer Ebene systemisch zu betrachten. Ich finde es in diesem Alter völlig ausreichend, mit der Zelle als Black Box das Zusammenspiel der Systemebenen Zelle, Organ und Organismus zu erarbeiten. Mir ist auch unverständlich, warum das Systemkonzept erst später auf weitere Organismengruppen wie Einzeller bezogen werden soll. Ich lasse meine Schülerinnen und Schüler schon beim ersten Mikroskopieren Bakterien und eukaryotische Einzeller entdecken, damit sie das falsche, aber leider von vielen Biologieschulbüchern geförderte, auf Tiere und Pflanzen verengte Verständnis von Lebewesen möglichst gar nicht erst entwickeln.

In der Jahrgangsstufe 7 soll das Verständnis biologischer Systeme um die Ebenen des Ökosystems und der Biosphäre erweitert werden. Die Lernenden sollen abiotische Umweltfaktoren und charakteristische Spezies heimischer Ökosysteme und deren Bedeutung für das jeweilige biologische System kennenlern, aber auch bedenkliche menschliche Einflüsse. Insbesondere auf den komplexen Ebenen Ökosystem und Biosphäre bildet die Erklärung von Stoffkreisläufen und Energieflüssen einen Schwerpunkt.

Die folgenden Inhalte habe ich einfach unkommentiert vom seit dem 1.8.2014 gültigen Kernlehrplan Biologie für die Sekundarstufe II Gymnasium / Gesamtschule in Nordrhein-Westfalen vom September 2013 übernommen, um schon in der Sekundarstufe I meinen Unterricht optimal auf die Erfordernisse in der Sekundarstufe II einstellen zu können.

Die Zelle als Grundbaustein des Lebens besitzt Strukturen, die ein eigenständiges und selbsterhaltendes System ermöglichen. Im Inhaltsfeld "Biologie der Zelle" sind deshalb naturwissenschaftliche Fragestellungen und experimentelle Daten zur Struktur und Funktion von Zellorganellen, aber auch zu zellulären Vorgängen im Plasma und an Biomembranen Schwerpunkte. Ein Verständnis dieser Zusammenhänge bildet die Grundlage für biomedizinische und biotechnische Anwendungen.

Alle Zellen benötigen Energie, um ihre spezifischen Aufgaben zu erfüllen. Das Inhaltsfeld "Energiestoffwechsel" bezieht sich auf die Energieumwandlung im Bereich der Dissimilation. Mithilfe enzymatischer Reaktionen laufen Energie liefernde Prozesse ab, die die Grundlage physiologischer Vorgänge und Untersuchungen, u.a. im Sport, bilden. Kenntnisse zur Enzymatik werden auch für biotechnische und biomedizinische Prozesse genutzt.

Die folgenden Inhalte habe ich einfach unkommentiert vom seit dem 1.8.2014 gültigen Kernlehrplan Biologie für die Sekundarstufe II Gymnasium / Gesamtschule in Nordrhein-Westfalen vom September 2013 übernommen, um schon in der Sekundarstufe I meinen Unterricht optimal auf die Erfordernisse in der Sekundarstufe II einstellen zu können.

Im Inhaltsfeld Genetik werden die Steuerung biochemischer Stoffwechselprozesse in Zellen, die Regulation und Veränderung von Genen sowie die Weitergabe genetischer Strukturen behandelt. Entwicklungs- und Differenzierungsvorgänge im lebenden Organismus lassen sich somit als Resultat zellulärer Ursache-Wirkungsbeziehungen zwischen Strukturen beschreiben. Genetisch bedingte Krankheiten können mit Kenntnissen über Fehlsteuerungen von Stoffwechselprozessen erklärt werden. Auf der Grundlage molekulargenetischer Forschungsexperimente lassen sich moderne und zukunftsorientierte Methoden zur Behandlung von Krankheiten entwickeln und verstehen. Die gesellschaftlich- ethische Bedeutung genetischer Forschungsergebnisse, Verfahren und Techniken wird für die Schülerinnen und Schüler nachvollziehbar und beurteilbar.

Im Inhaltsfeld Neurobiologie geht es um den Aufbau, die Funktion und Verschaltung von Neuronen und Sinneszellen. Ein Spezialgebiet ist die Hirnforschung. Anatomische und physiologische Untersuchungen des Gehirns mit Hilfe moderner bildgebender Verfahren führen zu neuen Erkenntnissen bei Wahrnehmungs- und Lernvorgängen. Für das Verständnis der Steuerung physiologischer Prozesse im Organismus sind Kenntnisse zum Aufbau und der Funktion bestimmter neuronaler Bereiche und Hormone erforderlich. Die Neurobiologie entwickelt weiterhin moderne Untersuchungs- und Behandlungsmethoden, die für den einzelnen Menschen, aber auch für die Gesellschaft von Bedeutung sind.

Das Inhaltsfeld Ökologie beschäftigt sich ausgehend von der fotosynthetischen Assimilation mit dem Energiehaushalt von Ökosystemen und untersucht die Wirkung biotischer und abiotischer Faktoren auf Individuen. Populationsdynamische Prozesse und Lebenszyklusstrategien lassen sich auf der Grundlage dieser Erkenntnisse verdeutlichen. Die Einschätzung und die Beurteilung von Faktoren, die eine Biözonose ausmachen, schaffen Erkenntnisse über die Komplexität von Systemzusammenhängen. Dies ist die Grundlage für die Bewertung anthropogener Eingriffe in Ökosysteme und deren mögliche Konsequenzen für die Dynamik und vorübergehende Stabilität von Ökosystemen sowie für Biodiversität und Klima. Die Basis für ein zukunftsfähiges ökologisches Verhalten unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit kann damit gelegt werden.

Im Inhaltsfeld Evolution geht es um die Darstellung der Evolution als dynamischen Prozess, der zu ständigen Veränderungen von Arten und Zusammensetzungen von Genpools und Populationen führt. Die Veränderungen werden in der modernen Evolutionsforschung mit Hilfe von phänomenologischen und molekularbiologischen Forschungsmethoden untersucht. Mithilfe der Ergebnisse, insbesondere molekulargenetischer Erkenntnisse, lassen sich phylogenetische Zusammenhänge und Stammbäume, auch im Bereich der Humanevolution, präziser erklären. Die Evolutionstheorie beeinflusst unser Selbstverständnis und unser Weltbild nachhaltig.

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