Flora Incognita im Unterricht zur Förderung der Medienkompetenz und des artenkundlichen Interesses

Flora Incognita im Unterricht zur Förderung der Medienkompetenz und des artenkundlichen Interesses
Flora Incognita im Unterricht zur Förderung der Medienkompetenz und des artenkundlichen Interesses

Hallo! Meine Name ist Katrin Crespo. Ich bin Referendarin (Bio/Engl) in NRW und begeistert von der Flora Incognita App! Für meinen zweiten Unterrichtsbesuch in Biologie habe ich eine Stunde entworfen, in welcher ich mit den Schülerinnen und Schülern (SuS) der Klasse 6 die Flora Incognita App zur Förderung der Medienkompetenz und zur Förderung artenkundlichen Interesses und Wissens nutzen möchte. Gerne stelle ich mein Material auch für andere LehrerInnen zur Verfügung. Leider kann ich nicht berichten, wie die Stunde tatsächlich gelaufen ist. Aufgrund der Corona-Situation konnte ich sie noch nicht real umsetzten. Ich freue mich also über Feedback und Erfahrungsberichte. Einfach eine Mail an support@floraincognita.com mit dem Betreff „Katrin Crespo“. Die KollegeInnen vom Flora Incognita Team leiten die Mail an mich weiter.

Didaktische und unterrichtsmethodische Entscheidungen

Das Unterrichtsvorhaben legitimiert sich in erster Linie durch den für das Gymnasium in NRW in allen Fächern geltenden Medienkompetenzrahmen (MKR) [1], der ebenfalls im G9 Kernlehrplan des Gymnasiums – Sekundarstufe I in NRW im Fach Biologie [2] aufgegriffen wird. Danach ist die Thematik des vorliegenden Unterrichtsentwurfs für die Jahrgangsstufe 6 im vorgeschriebenen Inhaltsfeld 1: Vielfalt und Angepasstheit von Lebewesen sowie im Bereich 1. Bedienen und Anwenden, genauer 1.2 Digitale Werkzeuge, des MKR NRW zu verorten. Auf der biologisch fachlichen Ebene bezieht sich die Thematik auf den im KLP vorgegebenen inhaltlichen Schwerpunkt der Artenkenntnis und lässt sich dem Bereich der Erkenntnisgewinnung zuordnen. Fachlich soll die Stunde in diesem Bereich grundsätzlich die Kompetenz fördern, dass die SuS „einen Bestimmungsschlüssel (auch digital) zur Identifizierung einheimischer Samenpflanzen sachgerecht anwenden […]“[2]. Die geplante Unterrichtsstunde widmet sich jedoch schwerpunktmäßig der Förderung der Medienkompetenz, indem die SuS eine moderne digitale Pflanzenbestimmung mithilfe der App „Flora Incognita“ durchführen. Die SuS sollen diese App mit biologischer Zielsetzung im Sinne des entdeckenden Lernens selbstständig erkunden und sich dadurch die Bedienung und Anwendung erschließen. Sie lernen dadurch „Flora Incognita“ als digitales Werkzeug kennen und zielgerichtet einzusetzten [1]. Diese Schwerpunktsetzung passt ebenso zu der im schulinternen Curriculum angegebenen leitenden Fragestellung „Wie lässt sich die Vielfalt von Blütenpflanzen im Schulumfeld erkunden?“ innerhalb des Unterrichtsvorhabens 5.6 „Vielfalt der Blüten – Fortpflanzung von Blütenpflanzen“.

Die Entscheidung für die Schwerpunktsetzung und die ausgewiesenen Ziele liegen darin begründet, dass in der Kompetenz das Medium ‚Bestimmungs-App‘, hier am Beispiel „Flora Incognita“, bedienen und anwenden zu können, ein großes Potenzial zur Förderung artenkundlichen Interesses und Wissens bei den jungen SuS gesehen wird. Killermann fasst in seiner Fachdidaktik in Kapitel 10.3 ‚Arten- und Formenkenntnis‘ einige wichtige Argumente für die Bedeutung von Artenkenntnis zusammen3: Durch Artenkenntnis gelangen SuS zu einer Vorstellung von Biodiversität und entwickel einen wichtigen Zugang dazu, sodass sie die belebte Natur als Teil ihrer eigenen Lebenswelt begreifen und schließlich in der Lage sein werden Veränderungen in ihrer Umwelt wahrzunehmen. Dies legt eine wichtige Grundlage für nachhaltigen Schutz und Erhalt der Biodiversität.

Jedoch wird heutzutage ersichtlich, dass in der Gesellschaft einige Defizite in der Artenkenntnis bestehen. So sorgt sich der Bund Naturschutz bereits um „Naturschutz-Nachwuchs“ und erklärt, dass sich innerhalb der letzten 20 Jahre die Zahl der Menschen mit Artenkenntnis um 21% verringert hat4. Es gibt kaum ein aktuell dringlicheres Thema als den Umweltschutz und so wird die Wichtigkeit deutlich, mit der im zeitgemäßen Biologieunterricht Wert auf die Förderung der Artenkenntnis gelegt werden sollte.

Grundlage für solch eine Förderung, und im Prinzip für erfolgreiches Lernen generell, ist allerdings eine grundsätzliche Motivation auf Seiten der SuS. Killermann macht deutlich, dass genau darin das Problem besteht. Er nennt als „mögliche Ursachen für die formenkundlichen Defizite“ einerseits die „unzureichende Naturbegegnung im Alltag“ der SuS und deren „mangelndes Interesse am Kennenlernen von Pflanzen und Tieren“[3]. Andererseits, und dieser Punkt leistet einen erheblichen Anteil für die Schwerpunktsetzung der geplanten Unterrichtsstunde, nennt Killermann auch die „Didaktik des formenkundlichen Unterrichts“, welcher häufig noch in Form von Bestimmungsübungen, wie man sie aus dem Universitätsstudium kennt, umgesetzt wird [3]. Dies wirkt sicherlich nicht sonderlich motivierend auf SuS der Unterstufe.

Es muss also zunächst Arteninteresse und eine grundlegende Motivation bei den SuS generiert werden. Auch dazu macht Killermann in seiner Fachdidaktik Vorschläge, die im geplanten Unterricht eingebunden werden sollen. Das ist zum einen der „Unterrichts[gang] in das Schulgelände“ sowie die Einbettung der Stunde in einen „lebensweltlichen Kontext“[3]. Besonders förderlich für die Motivation der SuS und zur Entwicklung von Arteninteresse erscheint allerdings in unserem gegenwärtigen digitalen Zeitalter vor allem der Zugang über digitale Werkzeuge, wie der für diese Unterrichtsstunde exemplarisch ausgewählten App „Flora Incognita“. Über diesen Zugang besteht, über den im geplanten Einstieg gegebenen lebensweltlichen Kontext hinaus, ein zusätzlicher Gegenwarts- und Lebensweltbezug für die SuS. Man kann heutzutage von einer nahezu ständigen Verfügbarkeit von mobilen Endgeräten sprechen. Dies gilt für einen überwiegenden Teil auch schon für SuS der Unterstufe. Die App kann außerdem eine weitere methodische Anregung von Killermann umsetzten. Diese hat das Ziel, dass den SuS „die Beschäftigung mit Arten und Formen lohnenswert und wichtig erschein[t]“[3]. Die App erreicht das, indem sie den SuS ermöglicht „allgemein Wissenswertes und lebensweltlich Interessantes über [die Pflanzen zu] erkunden“ und so „etwas biologisch oder ökologisch-umweltlich oder lebensweltlich Bedeutsames in Erfahrung [zu] bringen“[3]. Natürlich lässt sich so etwas, und die reine Pflanzenbestimmung an sich, auch über Recherche in Bestimmungsliteratur und das Internet im Allgemeinen in Erfahrung bringen. Wie Wäldchen und Mäder allerdings feststellen „finden [viele Menschen] herkömmliche Bestimmungsliteratur zu komplex und aufgrund der Verwendung zahlreicher Fachtermini zu schwierig“[6]. Mit Blick auf das lebenslange Lernen und den lebensweltlichen Kontext ist zudem festzuhalten, dass die meisten Menschen z. B. beim Spaziergang oder einer Wanderung kein Bestimmungsbuch dabei haben werden [6]. Der große Vorteil der App, die „modernste Methoden des maschinellen Lernens“[6] nutzt, liegt darin, dass sie das Ganze treffsicher, bedienerfreundlich und schnell ermöglicht [5] und gleichzeitig deutlich motivationsfördernder auf die SuS wirkt.

Mit dem Schwerpunkt in der geplanten Stunde soll zusammenfassend also dem digitalen Zeitalter angemessen ein Grundstein für die Entwicklung von Artenkenntnis gelegt werden, indem die SuS lernen, die App „Flora Incognita“ zu bedienen und anzuwenden. Dadurch soll ihr Arteninteresse geweckt bzw. weiter angeregt werden, sodass sie die App möglicherweise auch häufiger in ihrem Alltag nutzen werden und dadurch langfristig ihre Artenkenntnis schulen und somit einen Beitrag zum Erhalt der Biodiversität leisten können.

Bei der XX handelt es sich wie bei den allermeisten Klassen um eine heterogene Lerngruppe. Die Klasse ist grundsätzlich als durchschnittlich stark einzuschätzen. Für zwei SuS ist Deutsch ihre Zweitsprache, wobei eine Schülerin bereits über eine größere Sprachkompetenz im Deutschen als der andere Schüler verfügt. Sie sind beide gut in die Klasse integriert. In der geplanten Unterrichtsstunde stellen die Formulierungshilfen zur Dokumentation besonders für diese beiden SuS eine sprachliche Unterstützung dar. Daneben sind keine komplexeren Texte im Unterrichtsverlauf vorgesehen. Die App sollte auch mit dem Sprachstand dieser beiden SuS erkundbar sein. Sollten sie dennoch zusätzliche Unterstützung benötigen kann diese einerseits durch die Teamarbeit mit dem Sitznachbarn (jeweils ein Peer mit Deutsch als Muttersprache und gut entwickelter sozialer Kompetenz) und andererseits durch die Möglichkeit, die Lehrkraft zu fragen gesichert werden. Außerdem zu erwähnen ist ein Schüler, der an einer Vorform des Tourettesyndroms leidet. Unkontrollierbare Laute erschweren ihm teilweise die Konzentration. Die Unruhe, die dadurch von ihm ausgeht, wird, wie im Klassenkollektiv vereinbart, von LehrerInnen und MitschülerInnen ignoriert und unkommentiert gelassen. Dadurch, dass die geplante Stunde einen großen Anteil für die SuS sehr aktiver Unterrichtszeit vorsieht, ist jedoch nicht davon auszugehen, dass die von diesem Schüler ausgehende Unruhe signifikant die gewohnte Lernatmosphäre und Konzentrationsfähigkeit der Klasse beeinträchtigt.

Hinsichtlich der Lernvoraussetzungen der SuS ist davon auszugehen, dass sie ihre Kompetenzen innerhalb des inhaltlichen Schwerpunktes „Vielfalt und Angepasstheit von Samenpflanzen“ besonders in den Bereichen Umgang mit Fachwissen und Erkenntnisgewinnung im Laufe des bereits erteilten BdU entwickelt haben. Inhaltlich ist von den für die geplante Unterrichtsstunde vor allem grundlegenden Kenntnissen zum Grundbauplan von Samenpflanzen und zum Einsatz von Bestimmungsschlüsseln zur Identifizierung einheimischer Samenpflanzen auszugehen. An dieses bestehende Vorwissen wird in der geplanten Stunde, speziell im Einstieg auf dem Level des Anforderungsbereichs (AFB) I, angeknüpft. Die bereits in Grundzügen vorhandene Medienkompetenz der SuS betreffend, kann des Weiteren angenommen werden, dass sie sich bei der Mehrheit der SuS weitgehend auf das Bedienen und Anwenden von Apps lediglich im Rahmen sozialer Medien und Spiele beschränkt.

Für die Umsetzung des Unterrichtsvorhabens ist es weiterhin eine Voraussetzung, dass allen SuS oder zumindest jedem Team ein mobiles digitales Endgerät zur Verfügung steht. Bezüglich des Medieneinsatzes im Unterricht würde daher zeitig im Voraus eine Umfrage durchgeführt werden, um dies sicherstellen zu können. Aufgrund der bisherigen Erfahrungen mit der Klasse lässt sich vermuten, dass eine ausreichende Ausstattung bereits vorhanden ist. Sicherheitshalber wäre allerdings noch diese Umfrage durchgeführt worden. Für ein möglichst erfolgreiches Zeitmanagement in der Stunde erhalten die SuS außerdem den Auftrag, sich die App „Flora Incognita“ bereits vor der Stunde herunterzuladen. Es wurde unter anderem gerade diese App ausgewählt, da sie kostenlos und für das iOS sowie für das Android Betriebssystem erhältlich ist. Im Voraus wurden Testberichte zur App geprüft und mit denen ähnlicher Apps vergleichen[5]. Die App „iFlora“ z. B. bedient sich nicht wie „Flora Incognita“ einer künstlichen Intelligenz, sondern funktioniert mit einem Multikriterien-Schlüssel, wodurch bei ihrem Einsatz im Unterricht ein Fokus auf den Weg der Bestimmung über Merkmale und genaues Betrachten gelegt werden könnte. Sie ist allerdings auch deutlich zeitaufwendiger, erfordert mehr fachliches Vorwissen, ist weniger bedienerfreundlich und eher für Menschen mit mehr Erfahrung in der Pflanzenbestimmung geeignet. Aus diesen Gründen und der abweichenden Schwerpunktsetzung dieser Stunde wurde sich also z. B. gegen „iFlora“ entschieden. Selbstverständlich wurde die App „Flora Incognita“ bereits häufiger, auch auf dem Schulgelände, selbst getestet, und es wurde sich ausgiebig über Funktion und Anwendung informiert. Diese Schritte führten somit zu der Entscheidung die „Flora Incognita“ App einzusetzen. Ebenso wurde daraufhin die Verwendung der App-Icons, Bilder und Logos für Präsentation und Unterrichtsmaterial rechtlich bei der Teilprojektleiterin abgesichert.

Auch in dieser grundsätzlich durchschnittlich stark einzuschätzenden Lerngruppe gibt es selbstverständlich ein paar leistungsschwächere und ein paar leistungsstärkere SuS. In der Planung des Projektes wurden daher Maßnahmen zur Differenzierung vorgenommen. Die Formulierungshilfen zur Dokumentation können die SuS besonders sprachlich bei der kleinschrittigen schriftlichen Dokumentation der Bedienung der App bei der Pflanzenbestimmung unterstützten. Des Weiteren gibt es bei Bedarf einen Tipp zum Lösungsansatz des Aufgabenteils d) Dokumentation der zusätzlichen herausgefunden Informationen, der einen Hinweis darauf gibt, wo die SuS in der App nachschauen können. Da sich die SuS in der Erarbeitungsphase in Teams auf dem Schulgelände aufhalten und nicht im Fachraum, ist es nicht, wie häufig üblich, praktikabel die Unterstützungsmaßnahmen an bestimmten Stellen im Raum zur Verfügung zu stellen. Im Sinne des effektiven Zeitmanagements werden sie den SuS daher direkt mit den verschriftlichen Arbeitsaufträgen mitgegeben. Dabei ist der Tipp zu Aufgabenteil d) auf dem Kopf abgedruckt, damit es für die SuS eine kleine „Hürde“ darstellt und sie ihn auch wirklich nur nutzen, wenn sie es für nötig halten. Die Formulierungshilfen sind normal abgedruckt, da ihre Nutzung dadurch wo nötig, aber vielleicht nicht direkt bewusst, am ehesten begünstigt werden soll. Die leistungsstärkeren SuS werden sie nicht benötigen und dann höchstens zur Kenntnis nehmen. Des Weiteren werden leistungsstärkere SuS dadurch gefordert, mehr Pflanzen zu bestimmen und die App auch unabhängig von der reinen Bestimmung zu erkunden. Die Arbeit im Team ermöglicht eine gegenseitige Unterstützung der SuS, wobei dadurch auch eine gegenseitige Kontrolle stattfinden kann, dass nicht lediglich schnell sondern dabei auch noch sorgfältig und ordentlich gearbeitet wird.

Im Folgenden wird die methodische Gestaltung der geplanten Unterrichtsstunde erläutert. Die Stunde soll hauptsächlich in Partnerarbeit stattfinden, einerseits da dadurch wie beschrieben eine gegenseitige Unterstützung der Schüler ermöglicht wird, andererseits aber auch, weil dadurch ein hoher Grad echter Schüleraktivität erreicht werden kann. So wird jedem Schüler und jeder Schülerin ermöglicht selbst mit dem Smartphone in der Hand die App zu erkunden und die Bestimmung durchzuführen. In größeren Gruppen würde dies aus zeitlicher Knappheit nicht gewährleistet werden können, zumal sich die „wartenden“ SuS dann auch irgendwann langweilen würden. In Partnerarbeit ist der/die jeweils andere Schüler/in gleichzeitig mit in den Prozess der schriftlichen Dokumentation eingebunden.

Im Sinne des entdeckenden Lernens soll das Medium „Flora Incognita“-App aktiv als Werkzeug beim Erkunden vor Ort und beim Arbeiten mit Realobjekten eingesetzt werden. Dies fördert besonders die Motivation und das Interesse der SuS und die mit der Erkundung auf dem Schulgelände verbundene körperliche Bewegung und Aktivität der SuS kann darüber hinaus gerade in diesem Alter z. B. einen konzentrationsfördernden Effekt haben. Zu bestimmende Pflanzen z. B. aus Gründen des Zeitmanagements mit in den Fachraum zu bringen, würde dem in der Sequenz vermittelten Grundsatz entgegenstehen, dass Pflanzen nicht ohne triftigen Grund ihrem Standort entnommen werden sollten. Außerdem sollten die Möglichkeiten die die Rahmenbedingungen des Schulgeländes und der Jahreszeit bieten für die Realbegegnung ausgeschöpft werden.

Im Einstieg soll im Sinne eines effektiven Zeitmanagements ein weitgehend gelenktes Unterrichtsgespräch geführt werden, in dem Vorwissen aktiviert, transparent über die lebensweltliche Handlungssituation (Kaninchen Futter mitbringen/Mutter Blumenstrauß zusammenstellen) an die vorige Stunde angeknüpft und den SuS durch die App ein alternativer Handlungsraum eröffnet wird. Auch die Sicherung soll in einem Unterrichtsgespräch umgesetzt werden. Dieses soll allerdings hauptsächlich schülerorientiert ablaufen, indem die SuS die Lehrkraft bei der Bestimmung einer Beispielpflanze (Topfpflanze, die nicht ihrem Standort entnommen wurde) kleinschrittig mithilfe ihrer Dokumentationen aus der Erarbeitung (= Schüler-Lernprodukte) anleiten und die Lehrkraft nur bei Bedarf lenkend eingreift. Gleichzeitig wird mit einem zufälligen Aufrufen der SuS für jeden nächsten Schritt auf eine möglichst hohe Schüleraktivierung gezielt. Die SuS sind dadurch motiviert aktiv zuzuhören, die Schritte mithilfe ihrer Dokumentationen ebenfalls mit nachzuvollziehen, gegebenenfalls etwas zu ergänzen und so abwechselnd etwas dem Prozess beizutragen. Inhaltlich wird sich aufgrund der didaktischen Schwerpunksetzung in der Sicherung zunächst auf die Medienkompetenz beschränkt. Dadurch, dass die SuS die Lehrkraft mithilfe ihrer Dokumentationen bei der Pflanzenbestimmung anleiten können, zeigen sie, dass sie ihre Medienkompetenz am Beispiel dieser App weiterentwickelt haben und nun wissen wie solch eine digitale Bestimmung durchzuführen ist.

Schließlich wird die Methode der so genannten „Ausgangs-Karten“ genutzt um die SuS dazu zu bringen ihren Lernzuwachs wirklich schriftlich möglichst auf den Punkt gebracht zu formulieren. Diese Reflektion ist effektiver und individueller als das mündliche Formulieren. Sollte das Zeitmanagement der geplanten Unterrichtsstunde nicht ideal aufgehen, wird diese Verschriftlichung daher noch in die Hausaufgabe gegeben werden statt auszufallen.

Für den doch recht unwahrscheinlichen Fall, dass die Stunde schneller voranschreiten sollte als gedacht, wurde eine Eventualphase eingeplant, dessen Inhalt andernfalls in der darauf folgenden Stunde als Anschlusspunkt dienen würde. Auch die Eventualphase soll in einem Unterrichtsgespräch umgesetzt werden. Dieses wäre allerdings aus zwei Gründen wieder lehrergelenkter. Einmal aus Zeitgründen und außerdem, da voraussichtlich nicht alle SuS in der Erarbeitungsphase dazu gekommen sein werden auch weiterführende Funktionen der App neben der reinen Pflanzenbestimmung zu erkunden. Angeknüpft werden soll dennoch im Sinne der Schülerorientierung an den Produkten der Schüler zu Aufgabenteil d), d. h. aus ihren Dokumentationen dazu, was sie über die bestimmten Pflanzen durch die App herausfinden konnten. Dieser Aufgabenteil stellt zunächst sicher, dass den SuS der biologische und lebensweltliche Bezug neben dem genauen Befassen mit der Bedienung des Mediums im Blick bleibt und bietet dann einen guten Anknüpfungspunkt zur Erkenntnis des erweiterten Funktionsumfangs der App („Aha, die App kann sogar mehr als das reine Bestimmen von Pflanzen“).

Die Progression der Stunde besteht in der Hinführung von der Kenntnis von Anwendung und Nutzen von Bestimmungsschlüsseln allgemein, über die Erkenntnis, dass diese bekannte Art der Pflanzenbestimmung über Bestimmungsbücher im Alltag problematisch sein kann, hin zur Erkundung der App „Flora Incognita“ als Alternative und schließlich der erfolgreichen zielgerichteten Nutzung dieser zur Durchführung einer Pflanzenbestimmung. In der Eventualphase oder andernfalls in der folgenden Stunde würde die Progression weiterführen zu der Erkenntnis des vollen Funktionsumfangs der App auch über die reine Pflanzenbestimmung hinaus.

Die geplante Unterrichtsstunde intendiert zusammenfassend durch ein möglichst hohes Maß an Schüleraktivierung und selbstentdeckendem Lernen die Medienkompetenz der SuS an der zielgerichteten Bedienung und Anwendung des digitalen Beispielwerkzeugs „Flora Incognita“ zu entwickeln. Im Großen und Ganzen gesehen wird sich von dieser Förderung der Medienkompetenz schlussendlich erhofft, bei den SuS grundlegendes Arteninteresse anzuregen, wodurch es zukünftig hoffentlich häufiger zur Nutzung der App, damit zum stetigen Aufbau von Artenkenntnis und letztlich zum Leisten eines Beitrags zum Erhalt der Biodiversität kommen sollte.

Literatur

[1] Medienberatung NRW (Hrsg.) (2020). Medienkompetenzrahmen NRW, Düsseldorf: LVR Zentrum für Medien und Bildung.

[2] Ministerium für Schule und Weiterbildung des Landes Nordrhein-Westfalen (Hrsg.) (2019). Kernlehrplan für die Sekundarstufe I Gymnasium in Nordrhein-Westfalen Biologie, Frechen: Ritterbach Verlag.

[3] Killermann, W., Hiering, P. & Starosta, B. (2017). Biologieunterricht heute: Eine moderneFachdidaktik (17., aktualisierte Auflage). Augsburg: Auer Verlag.

[4] Bund Naturschutz. Erosion der Artenkenner – BN sorgt sich um Naturschutz-Nachwuchs. https://www.bund-naturschutz.de/artenschutz-in-bayern/erosion-der-artenkenner.html. Zugegriffen: 21. Mai 2020.

[5] Fakultät der Biologie Didaktik der Biologie LMU. Testbericht – Flora Incognita. https://www.bisa100.de/beobachten-erkennen/bestimmungsapps. Zugegriffen: 21. Mai 2020.

[6] Wäldchen, J., Mäder, P. (2019): Flora Incognita – wie künstliche Intelligenz die Pflanzenbestimmung revolutioniert. Biologie in unserer Zeit, 2/2019, 99 – 101.

Achtung: Meine Fachleiterin hat mich noch darauf aufmerksam gemacht für die tatsächliche Durchführung dieser geplanten Unterrichtsstunde die Vorgaben der RiSU zu beachten (Richtlinien für den Umgang mit Biostoffen; ungerichtete Handlungen). Ähnlich wie bei Experimenten müsste eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt werden. Es könnte z.B. SuS mit Allergien geben, es könnten sich giftige Pflanzen auf dem Schulgelände befinden, etc..

Materialien

Unterrichtsmaterial

Präsentation für den Unterricht

Didaktisch-methodische Überlegungen