Warum Modelle in der naturwissenschaftlichen Bildung wichtig sind

Modelle und das Modellieren stehen im Zentrum der naturwissenschaftlichen Forschung. Dementsprechend stellt Modellierkompetenz eine Schlüsselkompetenz in der naturwissenschaftlichen Bildung dar. Die Next Generation Science Standards (NGSS, 2013) definieren Modellieren als eine Praxis, bei der Modelle konstruiert, bewertet, überarbeitet und zur Erklärung und Vorhersage von Phänomenen verwendet werden. Auch Bildungsstandards in europäischen Ländern, wie beispielsweise die Weiterentwickelten Bildungsstandards in den Naturwissenschaften für das Fach Biologie (MSA) in Deutschland, betonen die Bedeutung des Modellierens und der Verwendung von Modellen im naturwissenschaftlichen Unterricht.

Was ist modellbasiertes Lernen?

Modellbasiertes Lernen (MbL) ermöglicht es Lernenden, durch die Konstruktion, Verwendung und Weiterentwicklung von Modellen Vorstellungen und Erklärungen zu naturwissenschaftlichen Phänomenen zu entwickeln. MbL fördert sowohl Fachwissen als auch weitere Kompetenzen im Bereich der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung (insb. Modellierkompetenz), indem naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen vermittelt werden. Trotz dieser Vorteile wird MbL in der Praxis selten eingesetzt, da Lehrkräfte hierfür sinnvolle und thematisch abgestimmte Materialien, Unterrichtspläne und Fortbildungsangebote benötigen.

Über das EMPOWER-Projekt

Das EMPOWER-Projekt zielt darauf ab, MbL in ganz Europa zu fördern, indem es Informationen über MbL, Selbstlernmodule für Lehrkräfte und Unterrichtsmaterialien für verschiedene Schultypen, Klassenstufen und Fächer bereitstellt.

Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren (September 2025 bis August 2028).

Unsere wichtigsten Aktivitäten

Auf der Grundlage einer Analyse der aktuellen Anforderungen an MbL in den Lehrplänen verschiedener Länder, der einschlägigen wissenschaftlichen Literatur sowie Befragungen von Lehrkräften und weiterer Vertreter*innen aus der Bildungslandschaft, werden wir zunächst einen theoretisch fundierten Rahmen für MbL entwickeln. In Zusammenarbeit mit Lehrkräften werden dann Selbstlernmodule entwickelt, die sich auf einzelne Aspekte von MbL konzentrieren und die Lehrkräfte dabei unterstützen sollen, sich selbstständig beruflich weiter- und fortzubilden. Die Module werden in mehreren Sprachen verfügbar sein.

Weiterhin werden Unterrichtsmaterialien für verschiedene Schultypen, Klassenstufen und Fächer entwickelt. Darüber hinaus werden Workshops angeboten, in denen die Module und Materialien vorgestellt, getestet und weiterentwickelt werden und die den Lehrkräften gleichzeitig die Möglichkeit bieten, sich untereinander zu vernetzen.

Zu den wichtigsten Aktivitäten des Projekts gehören:

• Entwicklung eines theoretisch fundierten Rahmens für MbL, der aktuelle Fortschritte wie digitales Modellieren und künstliche Intelligenz einbezieht.

• Bereitstellung modularer Online-Selbstlernkurse für Lehrkräfte zum Aufbau von Kompetenzen in der Umsetzung von MbL und der Nutzung digitaler Tools.

• Gemeinsame Erstellung von alters- und themenspezifischen MbL-Lerneinheiten für verschiedene Klassenstufen, Fächer und Schultypen unter Einbeziehung digitaler Tools.

• Organisation von Webinaren, hybriden Schulungsformaten und einem transnationalen Netzwerk zur Förderung des Austauschs und der Verwendung virtuellen Lernumgebungen.

Engagement für Inklusion und Vielfalt

Ein starker Fokus liegt auf Inklusion und Vielfalt: Die Materialien sind mehrsprachig (Englisch, Deutsch, Spanisch, Niederländisch und Griechisch), anpassungsfähig und berücksichtigen unterschiedliche Lernbedürfnisse, Hintergründe und Fähigkeiten. Durch partizipative Entwicklung werden inklusive und kulturell sensible Lehrmethoden verankert. Ziel ist es, Lehrkräfte zu befähigen, MbL effektiv umzusetzen und damit die naturwissenschaftlichen Kompetenzen von Schüler*innen in ganz Europa zu verbessern.

 

Die Forschungsergebnisse unseres Projekts finden Sie hier.