Alltagstheorien zu den Ursachen und Folgen des globalen Klimawandels: Erhebung und Analyse von Schülervorstellungen aus geographiedidaktischer Perspektive
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Bochum
Geograph. Inst. der Ruhr-Univ.
2011
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| Schriftenreihe: | Bochumer geographische Arbeiten
78 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Klappentext |
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| adam_text | Titel: Alltagstheorien zu den Ursachen und Folgen des globalen Klimawandels
Autor: Schuler, Stephan
Jahr: 2011
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Vorwort................................................................................................................................................1
Inhaltsverzeichnis................................................................................................................................3
Abbildungsverzeichnis.........................................................................................................................8
Tabellenverzeichnis...........................................................................................................................10
Einleitung..........................................................................................................................................//
1 Problemstellung und Begründungszusammenhang...............................................................14
1.1 Alltagsvorstellungen von Schülern — eine fachdidaktische Forschungsaufgabe___...........14
1.1.1 Was sind Alltagsvorstellungen? — Klärung zentraler Begrifflichkeiten.....................................14
1.1.2 Alltagsvorstellungen und fachliches Lernen - epistemologische Grundlagen und
Forschungstraditionen................................................................................................................17
1.1.2.1 Konstruktivismus als epistemologischer Interpretationsrahmen.................................17
1.1.2.2 Entwicklungslinien und Forschungsfelder der Alltagsvorstellungsforschung............21
1.1.3 Welche Merkmale und Eigenschaften haben Alltagsvorstellungen? - Erkenntnisse aus der
Forschung zu Alltagsvorstellungen und Conceptual Change.....................................................23
1.1.3.1 Erkenntnisse aus der Alltagsvorstellungsforschung im Überblick..............................23
1.1.3.2 Zur Entstehung von Alltagsvorstellungen und Alltagstheorien...................................24
1.1.3.3 Struktureigenschaften von Alltagsvorstellungen und die Erklärung der
Abweichungen von wissenschaftlichen Theorien........................................................25
1.1.3.4 Weshalb sind Alltagstheorien so stabil und schwer veränderbar?...............................28
1.1.4 Welche Rolle spielen Alltagsvorstellungen bei der Planung von Unterricht? - Das Modell
der didaktischen Rekonstruktion................................................................................................29
1.2 Globale Umweltprobleme als Bildungsaufgabe.....................................................................32
1.2.1 Spezifische Merkmale globaler Umweltprobleme.....................................................................32
1.2.2 Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE).............................................................................37
1.2.3 Zur Rolle des Wissens in Umweltbildung und Bildung für nachhaltige Entwicklung...............46
1.3 Der globale Klimawandel: inhaltliche Strukturierung und fachliche Klärung..................49
1.3.1 Inhaltliche Strukturierung...........................................................................................................49
1.3.2 Fachwissenschaftliche Vorstellungen und Theorien zu Treibhauseffekt und Klimawandel......51
1.3.2.1 Atmosphärische Prozesse - der Treibhauseffekt.........................................................54
1.3.2.2 Ursachen von anthropogenem Treibhauseffekt und globalem Klimawandel..............57
1.3.2.3 Folgendes globalen Klimawandels.............................................................................65
1.3.3 Der globale Klimawandel als soziales Konstrukt in Gesellschaft und Medienöffentlichkeit.... 75
1.3.3.1 Die gesellschaftliche Interpretation des globalen Klimawandels................................75
1.3.3.2 Die Rolle der Medien..................................................................................................77
1.4 Stand der Forschung über Alltagsvorstellungen zum Thema globaler Klimawandel.......81
1.4.1 Fachdidaktische Forschung zu geowissenschaftlichen Alltagsvorstellungen............................81
Inhaltsverzeichnis
1.4.2 Ergebnisse zum Thema globaler Klimawandel..........................................................................82
1.4.2.1 Boyes Stanisstreet (1993): Eine umfassende Untersuchung von
Alltagsvorstellungen zum anthropogenen Treibhauseffekt.........................................83
1.4.2.2 Koulaidis Christidou ( 1999): Modelle zur Erklärung des anthropogenen
Treibhauseffektes.........................................................................................................86
1.4.2.3 Rye, Rubba Wiesenmayer (1997): Vermengung von Vorstellungen zu
Treibhauseffekt und Ozonloch....................................................................................87
1.4.2.4 Andersson Wallin (2000): Erklärung des Phänomens „Treibhauseffekt ...............87
1.4.2.5 Aeschbacher, Caló Wehrli (2001): Interventionsstudie zu der Vorstellung, die
Ursache des Treibhauseffektes sei ein Loch in der Atmosphäre.................................88
1.4.2.6 Österlind (2005): Eine Lernprozess-Studie zu den Themen anthropogener
Treibhauseffekt und Ozonschichtzerstörung...............................................................89
1.4.2.7 Dove (1996): Vorstellungen von Lehramtsstudierenden zu Treibhauseffekt und
Ozonloch......................................................................................................................90
1.4.2.8 Kempton (1991): Modellvorstellungen zum globalen Klimawandel bei
Erwachsenen................................................................................................................90
1.4.2.9 Böhm Mader (1998): Wissensstrukturen zu globalen Umweltproblemen..............91
1.4.2.10 Gräsel (2002): Differenziertheit des Wissens und ökologisches Handeln...................93
1.4.3 Zusammenfassung des Forschungsstandes.................................................................................94
1.5 Zusammenfassung von Problemstellung und Begründungszusammenhang für diese
Untersuchung............................................................................................................................97
Alltagstheorien - Theoretische Konzeption und methodologische Grundlagen.................102
2.1 Alltagstheorien als subjektive Theorien...............................................................................102
2.1.1 Das Forschungsprogramm Subjektive Theorien (FST)............................................................102
2.1.2 Besonderheiten des Themas „globaler Klimawandel als Gegenstand einer subjektiven
Theorie......................................................................................................................................105
2.1.3 Interviewtechniken und Explizierungshilfen............................................................................106
2.1.4 Struktur-Lege-Techniken als Strukturierungsverfahren...........................................................107
2.2 Alltagstheorien als multiple mentale Repräsentation.........................................................109
2.2.1 Kognitive Schemata - hierarchisch organisierte Wissenseinheiten.........................................109
2.2.2 Propositionale Repräsentation — sprachlich-symbolische Netzwerke aus elementaren
Bedeutungselementen...............................................................................................................111
2.2.3 Mentale Modelle - ganzheitlich-analoge Repräsentation von Wissen.....................................112
2.2.4 Das Zusammenspiel verschiedener Repräsentationsformen beim Wissenserwerb..................113
2.3 Alltagstheorien aus Mappings und Basismodellen - eine theoretische Konzeption als
Basis der Untersuchung.........................................................................................................116
Fragestellungen, Untersuchungsdesign und Methodik.......................................................121
3.1 Ziele und Fragestellungen der Untersuchung......................................................................121
3.2 Grundlagen der Forschungsmethodik..................................................................................123
3.2.1 Qualitativer Forschungsansatz..................................................................................................123
3.2.2 Grundlagen und Prinzipien der ausgewählten Forschungsmethoden.......................................124
3.2.3 Mapping-Verfahren zur graphischen Darstellung von Wissensstrukturen...............................127
Inhaltsverzeichnis 5
3.3 Untersuchungsdesign.............................................................................................................128
3.3.1 Das Untersuchungsdesign im Überblick..................................................................................128
3.3.2 Stichprobenauswahl..................................................................................................................130
3.3.3 Die Differenziertheit der Alltagstheorien als Samplingkriterium............................................133
3.3.4 Gütekriterien und Strategien zur Geltungs- und Qualitätssicherung........................................134
3.3.5 Durchfuhrung der Untersuchung..............................................................................................137
3.4 Methodik der explorativen Vorstudie (schriftliche Befragung).........................................139
3.4.1 Erhebungsmethodik: Aufbau des Fragebogens........................................................................139
3.4.2 Auswertungsmethodik..............................................................................................................140
3.5 Methodik der Hauptuntersuchung (Interviewstudie).........................................................142
3.5.1 Erhebungsmethodik: Der Interviewleitfaden und die Methode der simultanen
Strukturvisualisierung..............................................................................................................142
3.5.1.1 Problemzentrierte Interviews und theoretische Vorstrukturierung............................143
3.5.1.2 Aufbau des Interviewleitfadens.................................................................................144
3.5.1.3 Die Methode der simultanen Strukturvisualisierung zur Erhebung von
Alltagstheorien und die Syntax der Mapping-Darstellungen.....................................148
3.5.2 Aufbereitung der Interviewdaten: Texte - Mappings - Modal-Mappings...............................151
3.5.2.1 Erstellung einer Textdatenbank in MAXqda.............................................................152
3.5.2.2 Erstellung von Mappings zu den einzelnen Alltagstheorien.....................................153
3.5.2.3 Erstellung von Modal-Mappings als Aggregation der Einzeltheorien......................155
3.5.3 Auswertungsmethodik zur Identifikation der Basismodelle.....................................................158
4 Untersuchungsergebnisse......................................................................................................161
4.1 Methodischer Gang der Auswertung....................................................................................161
4.2 Alltagsvorstellungen über den globalen Klimawandel im Überblick — Ergebnisse der
explorativen Vorstudie...........................................................................................................162
4.2.1 Vorstellungen zur Bedeutung des Klimawandels als globales Problem..................................163
4.2.1.1 Wahrnehmung als globales Problem und Bewertung seiner Bedrohlichkeit.............163
4.2.1.2 Vorstellungen zu den Zusammenhängen zwischen verschiedenen globalen
Problemen und Entwicklungstrends..........................................................................166
4.2.2 Vorstellungen über Ursachen und Folgen des anthropogenen Treibhauseffektes....................167
4.2.3 Vorstellungen über die Handlungsmöglichkeiten des Einzelnen.............................................171
4.2.4 Interessen, Informationsquellen und die Bedeutung der Schulfächer......................................173
4.2.4.1 Interessen...................................................................................................................174
4.2.4.2 Informationsquellen und die Rolle verschiedener Schulfächer.................................175
4.2.4.3 Die Behandlung des Themas in verschiedenen Schulfächern und Projekten............177
4.3 Alltagstheorien als Mapping - zwei exemplarische Einzelfallbeschreibungen.................178
4.3.1 Beispiel für eine undifferenzierte Theorie: Irene (TRIO).........................................................179
4.3.2 Beispiel für eine differenzierte Theorie: Bernd (HK9)............................................................181
4.4 Atmosphärische Prozesse: der anthropogene Treibhauseffekt..........................................184
4.4.1 Basismodelle über den anthropogenen Treibhauseffekt...........................................................185
Inhaltsverzeichnis
4.4.1.1 Glashaus-Modell........................................................................................................185
4.4.1.2 Ozonloch-Modell.......................................................................................................189
4.4.1.3 Übersicht über die Verbreitung von Glashaus- und Ozonloch-Modell.....................191
4.4.2 Vergleich von Alltagstheorien und wissenschaftlichen Vorstellungen zu den
atmosphärischen Prozessen......................................................................................................193
4.5 Ursachen des globalen Klimawandels..................................................................................195
4.5.1 Modal-Mapping zu den Ursachen............................................................................................195
4.5.1.1 Ursachenstränge und Ursachenfelder........................................................................197
4.5.1.2 Die Rolle der einzelnen Verursacher.........................................................................202
4.5.1.3 Inhaltliche Unterschiede nach der Differenziertheit der Alltagstheorien..................203
4.5.2 Basismodelle zu den Ursachen.................................................................................................207
4.5.2.1 CO2-Fossilenergie-Modell.........................................................................................207
4.5.2.2 Luftverschmutzungs-Modell......................................................................................210
4.5.2.3 Umweltverschmutzungs-Modell................................................................................214
4.5.2.4 Luftreinigungs-Photosynthese-Modell......................................................................218
4.5.2.5 Das Kohlenstoffspeicher-Modell als wissenschaftlich korrekte Alternative zum
Luftreinigungs-Photosynthese-Modell......................................................................223
4.5.2.6 Ursachenfelder ohne spezifische Basismodelle: FCKW-Quellen und Methan-
Quellen.......................................................................................................................223
4.5.2.7 Übersicht über die Verbreitung der Basismodelle zu den Ursachen.........................224
4.5.3 Skepsis über den Einfluss des Menschen auf den globalen Klimawandel...............................225
4.5.4 Vergleich von Alltagstheorien und wissenschaftlichen Vorstellungen zu den Ursachen........228
4.5.4.1 Übereinstimmende Vorstellungen bei den Ursachen.................................................228
4.5.4.2 Abweichende Vorstellungen bei den Ursachen.........................................................229
4.6 Folgen des globalen Klimawandels.......................................................................................232
4.6.1 Modal-Mapping zu den Folgen................................................................................................232
4.6.1.1 Folgenstränge und Problemfelder..............................................................................232
4.6.1.2 Folgenstränge zu den Umweltveränderungen............................................................235
4.6.1.3 Problemfelder (Auswirkungen auf Mensch und Natur)............................................237
4.6.1.4 Inhaltliche Unterschiede nach der Differenziertheit der Alltagstheorien..................240
4.6.2 Basismodelle zu den Folgen.....................................................................................................243
4.6.2.1 Aufheizungs-Modell - globaler Anstieg der Temperaturen......................................244
4.6.2.2 Katastrophen-Modell - Klimawandel als Ansammlung von Naturkatastrophen
und Klimaveränderungen mit diffusen Ursachen......................................................249
4.6.2.3 System-Modell - Klimawandel als Störung bzw. Veränderung des Klimasystems.. 252
4.6.2.4 Klimazonen-Modell - die Verlagerung von Klimazonen als zentrale Folge............257
4.6.2.5 UV-Strahlungs-Modell - verstärkte Strahlung durch die Zerstörung der
Ozonschicht...............................................................................................................259
4.6.2.6 Übersicht über die Verbreitung der Basismodelle zu den Folgen.............................263
4.6.3 Vergleich von Alltagstheorien und wissenschaftlichen Vorstellungen zu den Folgen............264
4.6.3.1 Übereinstimmende Vorstellungen bei den Folgen.....................................................264
4.6.3.2 Abweichende Vorstellungen bei den Folgen.............................................................265
Zusammenfassung, Diskussion, didaktische Konsequenzen...............................................271
5.1 Übersicht über Konzeption und Auswertung der Untersuchung......................................271
5.2 Vorstellungen über die Bedeutung des globalen Klimawandels als globales
Umweltproblem......................................................................................................................272
Inhaltsverzeichnis
5.3 Alltagstheorien über atmosphärische Prozesse beim anthropogenen Treibhauseffekt... 273
5.3.1 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse..................................................................273
5.3.2 Erklärungsansätze zur Entstehung und Verbreitung des Ozonloch-Modells...........................276
5.3.3 Didaktische Konsequenzen......................................................................................................281
5.4 Alltagstheorien über die Ursachen des globalen Klimawandels........................................283
5.4.1 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse..................................................................283
5.4.2 Erklärungsansätze und didaktische Konsequenzen..................................................................288
5.4.2.1 Luftverschmutzungs-Modell......................................................................................289
5.4.2.2 Luftreinigungs-Photosynthese-Modell......................................................................292
5.4.2.3 Umweltverschmutzungs-Modell und weitere Vorstellungen zu den Ursachen.........295
5.5 Alltagstheorien über die Folgen des globalen Klimawandels.............................................297
5.5.1 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse..................................................................297
5.5.2 Erklärungsansätze und didaktische Konsequenzen..................................................................304
5.5.2.1 Das Aufheizungs-Modell und die daraus abgeleiteten Folgen „Polschmelze ,
„Meeresspiegelanstieg und „Trockenheit / Dürre ..................................................305
5.5.2.2 Das Katastrophen- und das Klimazonen-Modell und das Problem, komplexe
Klimafolgen zu erklären............................................................................................307
5.5.2.3 Das System-Modell und Defizite bei klimatologischen Grundkenntnissen und
Systemdenken in den Alltagstheorien.......................................................................311
5.5.2.4 Das UV-Strahlungs-Modell und die Auswirkungen des Ozonloch-Modells auf die
Folgen-Theorien........................................................................................................314
5.5.2.5 Theorielücken bei entwicklungsbezogenen, sozialen und sozioökonomischen
Folgeproblemen.........................................................................................................315
5.6 Didaktische Konsequenzen aus Sicht von Conceptual-Change-Forschung und
Bildung für nachhaltige Entwicklung...................................................................................319
5.6.1 Übergreifende didaktische Leitlinien aus Sicht der Conceptual-Change-Forschung...............319
5.6.2 Didaktische Konsequenzen aus Sicht der Bildung für nachhaltige Entwicklung.....................326
5.7 Fazit und Ausblick..................................................................................................................331
6 Literatur..................................................................................................................................336
Anhang.............................................................................................................................................350
A Fragebogen der explorativen Vorstudie (schriftliche Befragung)...........................................351
B Interviewleitfaden der Hauptstudie............................................................................................356
C Einzel-Mappings der 25 Alltagstheorien....................................................................................363
D Modal-Mappings der weniger differenzierten Alltagstheorien................................................388
E Kategoriensysteme explorative Vorstudie (schriftliche Befragung)........................................389
F Kategoriensysteme Hauptstudie (Leitfadeninterviews)............................................................394
Welche Vorstellungen haben Schülerinnen und Schüler von den Ursachen und Folgen des glo¬
balen Klimawandels? Wie konstruieren sie auf der Basis von Medieninformationen, Unterricht
und verschiedenen Alltagsvorstellungen ihre eigene Alltagstheorie über dieses komplexe
Mensch-Umwelt-Problem? Welche typischen Lernprobleme können sich daraus ergeben und
welche didaktischen Konsequenzen lassen sich für die Unterrichtsgestaltung ableiten?
Der vorliegende Band widmet sich diesen Fragen aus der Perspektive der Geographiedidaktik und
der Bildung für nachhaltige Entwicklung in einer umfassenden empirischen Untersuchung, bei
der sowohl die naturwissenschaftlichen als auch die sozioökonomischen Dimensionen des glo¬
balen Klimawandels betrachtet werden.
Die Alltagstheorien der Schüler werden dabei als
Concept
Maps erfasst
und analysiert. Auf diese
Weise können typische Konzepte und Denkfiguren zu den Ursachen und Folgen des globalen
Klimawandels herausgearbeitet werden, die im Unterricht z.T. zu erheblichen Lernproblemen
führen können. Es wird deutlich,
dass
eine Überwindung dieser Lernprobleme nur möglich ist,
wenn auch wissenschaftsferne Schülervorstellungen als wertvolle Lernressource aufgefasst
und im Unterricht entsprechend berücksichtigt werden. Dazu werden auf der Basis der lern¬
psychologischen Conceptual-Change-Forschung konkrete didaktische Leitlinien formuliert, die
bei der Gestaltung von Unterricht zum Themenfeld anthropogener Treibhauseffekt und globaler
Klimawandel beachtet werden sollten.
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