Am 30. Mai 2025 veröffentlichten Forscher der Universität zu Köln eine wegweisende Studie zur Evolution und Evolutionsbiologie. Diese Untersuchung, geleitet von Professor Dr. Jörg Großschedl, Dr. Helena Aptyka und Dr. Daniela Fiedler, zielt darauf ab, wie Schüler*innen ein tiefgreifendes wissenschaftliches Verständnis der Evolution entwickeln können. Das Ergebnis zeigt, dass die Art der Vermittlung von unterstützendem Wissen entscheidend für das Lernen ist. Die Studie fand am Institut für Biologiedidaktik statt und trägt den Titel „Threshold Concepts and Concept Networks in Evolution Education: An Experimental Intervention Study“. Sie wurde in der renommierten Fachzeitschrift Science Education veröffentlicht.
In der Studie wurde untersucht, wie das Konzeptnetzwerk von 10. Klässlern im Biologieunterricht hinsichtlich des Themas Evolution strukturiert ist. Die Forscher fanden heraus, dass Schüler*innen, die mit sogenannten Schwellenkonzepten, z.B. den Themen Zufall und Wahrscheinlichkeit, unterrichtet werden, ein dichteres und besser strukturiertes Wissen über Biologie aufbauen. Dabei besteht das Konzeptnetzwerk aus Schlüssel-, Fehl- und Schwellenkonzepten.
Schlüssel-, Fehl- und Schwellenkonzepte
Zu den Schlüsselkonzepten gehören zentrale, wissenschaftlich fundierte Vorstellungen wie Variation, Vererbung und individuelle Fitness. Fehlkonzepte sind tief verankerte, fachlich unzutreffende Vorstellungen, wie etwa teleologisches Denken, das die Entwicklung eines falschen Verständnisses von Evolution begünstigen kann. Darüber hinaus sind Schwellenkonzepte anspruchsvolle Ideen, die es den Lernenden ermöglichen, kognitive Durchbrüche zu erzielen. Ein Beispiel hierfür ist das Verständnis von Zufall und Wahrscheinlichkeit in Bezug auf natürliche Selektion.
Die Thematisierung dieser Schwellenkonzepte kann die Komplexität und Kohärenz des Konzeptnetzwerks erheblich erhöhen. Um die Verknüpfung dieser Konzepte zu erleichtern, benötigen Schüler*innen gezielte didaktische Unterstützung. Ein weiterer Aspekt der Studie ist die geplante Interventionsstudie, die sich mit dem Schwellenkonzept der zeitlichen Skala beschäftigen wird, um das Verständnis von Mikro- und Makroevolution zu fördern.
Die Rolle von Schwellenkonzepten in der Bildung
Der Begriff „Schwellenkonzept“ wurde 2005 von Jan Meyer und Ray Land eingeführt und beschreibt zentrale Konzepte, die, sobald sie verstanden sind, die Wahrnehmung eines Themas oder Phänomens grundlegend verändern. Das Verständnis eines solchen Konzepts wirkt wie ein Portal, das neue Perspektiven eröffnet und die Art, wie Lernende über Themen nachdenken, stark verändert. Diese Konzepte sind oft transformativ und können irreversible Veränderungen im Denken nach sich ziehen.
In der Lehr-Lern-Forschung wird thematisiert, dass Lernende aller Bildungsstufen oft Schwierigkeiten mit abstrakten Konzepten wie Zufall und Wahrscheinlichkeit haben, insbesondere im Kontext der Evolutionsbiologie. Diese Konzepte sind häufig mit langen Zeiträumen und komplexen Systemebenen verbunden. Falsche Alltagsvorstellungen können hinderlich sein und das Verständnis dieser wichtigen Konzepte beeinträchtigen. Daher ist es entscheidend, didaktische Hilfestellungen zu entwickeln, um das Erlernen und Anwenden von Schwellenkonzepten im Evolutionsunterricht zu unterstützen.
Zusammenfassend zeigt die Untersuchung, wie bedeutend die Thematisierung von Schwellenkonzepten für die Entwicklung eines soliden wissenschaftlichen Verständnisses in der Biologie ist. Das Verständnis und die korrekte Vermittlung dieser Konzepte können entscheidend für die zukünftige Bildung im Fachgebiet Evolutionsbiologie sein. Die Ergebnisse der Studie eröffnen neue Perspektiven für den modernen Biologieunterricht.
