Kann der Themenkomplex Boden im Biologieunterricht die Bildung für nachhaltige Entwicklung fördern

Kann der Themenkomplex Boden im Biologieunterricht der Sekundarstufe I die Bildung für nachhaltige Entwicklung fördern?
- Möglichkeiten und Grenzen eines handlungsorientierten Unterrichts -

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

1. Problemaufriss

2. Theorieteil
2.1 Begriffseinordnung
2.1.1 Ökologie
2.1.2 Ökosystem
2.1.3 Ökosystem Boden
2.1.3.1 Abiotische Komponenten
2.1.3.2 Biotische Komponenten
2.1.3.3 Interaktionen
2.1.3.4 Energie- und Stoffkreisläufe
2.1.4 Umweltbildung im Kontext einer Bildung für nachhaltige Entwicklung
2.1.4.1 Umweltbildung
2.1.4.2 Von der Agenda 21 zur Bildung für nachhaltige Entwicklung
2.1.4.3 Von der Umweltbildung zur Bildung für nachhaltige Entwicklung
2.1.4.4 Auswirkungen und Konsequenzen für die Unterrichtspraxis
2.1.5 Bildung für eine nachhaltige Entwicklung (BLK-Programm 21)
2.1.5.1 Hintergründe und Bedeutung des BLK-Programms 21
2.1.5.2 Programmziele des BLK-Programms 21
2.1.5.3 Programmergebnisse BLK-Programm 21
2.1.5.4 Transfer des BLK-Programms 21

3. Didaktische Relevanz
3.1 Didaktik, was ist das?
3.2 Didaktische Relevanz des „Themenkomplexes Boden"
3.2.1 Themenkomplex Boden und ökologische Grundbildung
3.2.2 Themenkomplex Boden und Bildung für nachhaltige Entwicklung

4. Methodischer Teil
4.1 Themenkomplex Boden im Unterricht und seine praktische Umsetzung
4.1.1 Inhaltliche Aspekte zum Themenkomplex Boden
4.2 Bodenheft
4.2.1 Brainstorming/Mind-Mapping
4.2.2 Wie man Boden ansprechen kann
4.3 Bodenentstehung
4.3.1 Wie entsteht Boden
4.4 Bestandteile des Bodens/Bodenkörper
4.4.1 Fingerprobe
4.4.1.1 Woraus besteht Boden
4.4.2 Die Schlämmprobe
4.4.2.1 Woraus besteht Boden
4.5 Bodeneigenschaften
4.5.1 Wasserkapazität und Filtervermögen von Böden
4.5.2 Boden kann Wasser speichern
4.6 Bodenorganismen
4.6.1 Streuzersetzung
4.6.2 Der Boden ist bewohnt
4.6.3 Vom Laubblatt zum Humus
4.7 Bodentiere
4.7.1 Bodentiere untersuchen
4.7.2 Bein-Uhr
4.8 Boden und Pflanzen
4.8.1 Pflanzenwachstum
4.9 Boden und Umwelt
4.9.1 Bodenversauerung
4.9.2 Bodenversauerung und ph-Wert

5. Richtlinien und Lehrpläne
5.1 Richtlinien und Lehrpläne Biologie/Naturwissenschaften
5.1.1 Gymnasium/Biologie/Sekundarstufe I
5.1.2 Realschule/Biologie/Sekundarstufe I
5.1.3 Hauptschule/Biologie/Sekundarstufe I
5.1.4 Gesamtschule/Naturwissenschaften/Sekundarstufe I

6. Schlussbetrachtung
6.1 Möglichkeiten
6.2 Grenzen
6.3 Ausblick

Literaturverzeichnis

Einleitung

"Boden ist nicht nur die lockere, oft nur wenige Zentimeter dicke Verwitterungsschicht der äußeren Erdkruste, sondern ein hochkomplexes Ökosystem. Als Standort für höhere Pflanzen bildet Boden den Ausgangspunkt für die Nahrungskette und ist damit Lebensgrundlage für alle Organismen. Gleichzeitig ist Boden Lebensraum für zahlreiche Tier- und Pflanzenarten, die dafür sorgen, dass im Boden komplexe Umwandlungsprozesse ablaufen, die den Boden zunehmend mit organischer Substanz anreichern und die Bodenfruchtbarkeit erhöhen. Darüber hinaus erfüllt Boden vielfältige Funktionen, die für menschliche Gesellschaften essenziell sind, z. B. bei der Trinkwasserversorgung, als Baustoff und Lieferant von Rohstoffen, als Lagerstätte fossiler Energieträger, als natur- und kulturhistorisches Archiv, aber auch als Symbol für Heimat. Bezeichnungen wie Mutterboden oder Mutter Erde verdeutlichen seine existenzielle Bedeutung" (NUA 1997, 5).

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Themenkomplex Boden, seiner Umsetzung im Biologieunterricht der Sekundarstufe I und ob das Thema die Bildung für nachhaltige Entwicklung fördern kann. Nach dem oben angeführten Zitat wird deutlich, dass der Themenkomplex Boden eine wichtige Rolle im Unterricht an allgemein bildenden Schulen spielen sollte, jedoch oft vernachlässigt wird, da das Thema mit anderen Themen der Biologie in den Richtlinien/Lehrplänen konkurriert oder erst gar nicht enthalten ist (vgl. Richtlinien und Lehrpläne NRW für die Sekundarstufe I - Biologie).
Besonders unter den Aspekten „Boden als Lebensgrundlage" und „Boden als Lebensraum" gewinnt der Themenkomplex Boden im Zusammenhang mit den bildungspolitischen Forderungen nach naturwissenschaftlicher Grundbildung und anschlussfähigem Orientierungswissen, problemorientierter Allgemeinbildung, Umweltbildung und Bildung für nachhaltige Entwicklung zunehmend an Bedeutung. Gleichzeitig ist der Boden Lebensraum für zahlreiche Tier- und Pflanzenarten, die den Boden durch Umwandlungsprozesse mit organischer Substanz anreichern und die seine Bodenfruchtbarkeit erhöhen. Er ist damit Lebensgrundlage für alle Lebewesen der Erde. Darüber hinaus erfüllt Boden der Gesellschaft vielfältige Funktionen, z. B. als Baustoff, bei der Trinkwasserversorgung, Lieferant von Rohstoffen, als Lagerstätte fossiler Energieträger, als Heimatsymbol etc. (vgl. Hellberg-Rode 1997, 71f.). Hierbei kommt dem Boden (Pedosphäre) als vermittelndem Element zwischen Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre eine besondere Bedeutung in den Wirkungspfaden der Schadstoffe zu. Jedoch auch andere Belastungen wie Erosion, Verdichtung und Bodenversiegelung nehmen zu und machen die Thematik Boden für Schülerinnen und Schüler auch in der Sekundarstufe I aktuell und überaus relevant im Themenbereich Umweltbildung. Aufgrund der besonderen Bedeutsamkeit dieser Problematik stellt sich also die Frage, wie man diese Lehrinhalte gestalten kann, welche Rolle sie im Unterricht der Sekundarstufe I spielen und wie sie von den Schülern erarbeitet werden könnten. Im Zentrum der Arbeit steht somit die Frage, „ob der Themenkomplex Boden im Biologieunterricht der Sekundarstufe I die Bildung für nachhaltige Entwicklung fördern kann?". Auf der Grundlage der Agenda 21 soll es nach der Studie "Nachhaltiges Deutschland" zu einer Ausgestaltung der Umweltbildung in Richtung einer Bildung für nachhaltige Entwicklung kommen (vgl. BMU o. J.; vgl. Kapitel 2.1.4.2). Durch das neu aufgelegte BLK-Programm 21 sollen sich schulische Bildungsprozesse an das Konzept der Nachhaltigkeit orientieren. Im Zentrum soll der Erwerb einer Gestaltungskompetenz stehen. Durch diese sollen die Schüler Fähigkeiten erwerben, in der sie die Zukunft aktiv im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung mitgestalten (vgl. BLK 1999, 59ff.). Um diese Forderungen, die „Bildung für nachhaltige Entwicklung" in die Schulbildung zu integrieren, setzt es eine gute Kenntnis ökologischer Systeme und eine gute ökologische Grundbildung voraus (vgl. Hellberg-Rode 2001, 1ff.). Diese als Lehrer den Schüler zu vermitteln ist daher mehr als nur eine Frage des Lehrplanes, sondern stellt eine besondere Herausforderung da. Gerade weil diese Wirkungszusammenhänge im komplexen System unserer Erde, durch die globale wirtschaftliche Entwicklung und die stetig steigende Weltbevölkerung, immer stärker gefährdet werden, ist es jetzt umso mehr an der Zeit auf die Missstände aufmerksam zu machen und eine ökologische Grundbildung zu schaffen.
Zusätzlich hierzu können didaktische Prinzipien, Schlüsselqualifikationen und Lernverfahren dazu beitragen, um eine Umweltbildung und „Bildung für nachhaltige Entwicklung" zu erreichen (vgl. ebd.).
Zu Beginn der Arbeit soll in einem ersten Kapitel ein Problemaufriss die oben genannte Fragestellung verdeutlichen.
Im dem zweiten Kapitel der Arbeit möchte ich die Begriffe Ökologie, Ökosystem und Boden als Ökosystem näher erläutern und die Begriffe Umweltbildung und „Bildung für eine nachhaltige Entwicklung" näher betrachten.

Anschließend interessiert in dem drittem Kapitel der Arbeit, wie und in welchem Umfang das Thema im biologischen Unterricht relevant sein könnte. Aufgrund einer didaktischen Relevanz möchte ich aufzeigen, inwiefern der Themenkomplex Boden für die Schülerinnen und Schüler eine wichtige Rolle spielen könnte.

In einem vierten Kapitel werde ich in einem methodischen Teil ein Bodenheft vorstellen, in dem Experimente für die Praxis entwickelt werden, die sich mit dem „Themenkomplex Boden" im Biologieunterricht der Sekundarstufe I befassen.

In Kapitel 5 wird an dem „Themenkomplex Boden" geprüft, ob er mit den vorhandenen Richtlinien und Lehrpläne NRW - Biologie - an allgemein bildenden Schulen der Sekundarstufe I konform ist.

In der abschließenden Schlussbetrachtung (Kapitel 6) werden die Hauptgedanken und zentralen Erkenntnisse der einzelnen Kapitel zusammengefasst, kritisch reflektiert und die Möglichkeiten und Grenzen einer praktischen Umsetzung diskutiert.

1. Problemaufriss

Die Gefährdung und Verschmutzung der Umwelt wird in der Schule heute zwar thematisiert, doch werden hier vornehmlich die Themenkomplexe Luft und Wasser unterrichtet (vgl. Kapitel 5). Nach Otto (2001) wird der Themenkomplex Boden gar nicht oder nur randlich und zeitlich begrenzt aufgegriffen, selbst in den zentralen Umweltfächern wie Sachunterricht, Biologie, Chemie und Geographie (vgl. Otto 2001, 13f.).
Folgende Gründe sind nach Otto hierfür verantwortlich:
Das Thema „Boden" steht in Konkurrenz zu vielen anderen Themen in den Richtlinien und Lehrplänen für die geforderten Umweltthemen an allgemein bildenden Schulen (1). Boden hat keine Gestalt, er ist schwer fassbar und in der Fläche grenzenlos (2). Emotionale Eigenschaften wie etwa „Niedlichkeit" und „Schönheit" werden ihm abgesprochen. Eine gefühlsmäßige Beziehung wie zu Pflanzen und Tieren scheint daher nur schwer möglich (3).
Der Boden wird auch häufig gleichgesetzt mit (ab)-wertenden Begriffen wie Dreck oder Schmutz, was ihm negative Eigenschaften zuspricht. Bsp. „jemanden zu Boden hauen", „am Boden zerstört sein" oder „bodenlose Frechheit" (4). Boden scheint durch andere Nährlösungen und Substrate einfach ersetzbar zu sein (5). Boden entzieht sich oft unserer Wahrnehmbarkeit, da er durch Bebauung oft nicht zu sehen ist (6). Bodenbelastungen und - zerstörungen verlaufen meist nicht sichtbar und daher subjektiv weniger dramatisch. Sie vollziehen sich schleichend, lassen sich schwerer feststellen und beobachten als dies bei Belastungen von Wasser und Luft der Fall ist (7) (vgl. ebd. 13f.).
Um diese eben aufgeführten Hemmnisse zu entkräften, sollte der Themenkomplex Boden viel häufiger im Sachunterricht, aber auch im fächerübergreifenden Biologie-, Chemie- und Geographieunterricht thematisiert werden (vgl. ebd. 15). Das Pädagogische Zentrum Rheinland Pfalz spricht von einem vernetzten Denken. Dieser Vernetzung kann v.a. ein fachübergreifender Unterricht gerecht werden, der bei den Schülern über das entdeckende Lernen einen stärkeren Bezug zum Boden aufbaut und der dadurch auch das Verantwortungsbewusstsein der Schüler für Natur und Umwelt verstärkt oder auslöst (vgl. Pädagogisches Zentrum des Landes Rheinland-Pfalz 1990, PZ-Information 13/90, S 5ff). Der Lehrplanentwurf für das Realschulwahlpflichtfach Mathematik-Naturwissenschaften für den fachübergreifenden Unterricht bietet sechs Blöcke mit ökologisch bedeutsamen Themenbereichen an. Hierbei sollen über experimentelle Untersuchungen verbale und mathematische Abstraktionen und ökologische Handlungskompetenzen zum Themenkomplex Boden aufgebaut werden, mit der die Schüler über ein vernetztes Denken von Lerninhalten eine Umweltbildung erlangen (vgl. Pädagogisches Zentrum des Landes Rheinland-Pfalz 1998, PZ-2/98, S 4ff).

Nach Hellberg-Rode (1997) sollten im Biologieunterricht der Sekundarstufe I nicht mehr bodenkundliche Aspekte im Vordergrund stehen, die nur einen deskriptiven Ansatz verfolgen, sondern bodenökologische Aspekte. Diese können dann mit anderen Kollegen fächerübergreifend aus biologischer, ökologischer und umweltpädagogischer Perspektive unterrichtet werden. Den Aspekten „Boden als Ökosystem", „Boden als Lebensraum", „Boden als Standort für Pflanzen" und „Boden als Lebensgrundlage", sollten dabei besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden (vgl. Hellberg-Rode 1997, 73).
Unter den Leitlinien von Erfahrungs-, Situations-, Problem- und Handlungsorientierung sollten nach Hellberg-Rode (1997) möglichst viele Inhaltsaspekte zum Thema Bodenökologie integriert und von den Schülern verstärkt selbstständig erarbeitet werden, um über ein vernetztes Denken, den Boden als Ökosystem zu erfahren und eine ökologische Grundbildung zu schaffen (vgl. ebd., 75). Nach Gärtner/Hellberg-Rode (2001) hat sich im umwelt- und bildungspolitischen Handlungsprogamm, der Agenda 21, und ihrem Leitbild der nachhaltigen Entwicklung ein neues zentrales Ziel schulischer Bildungsprozesse etabliert. Hierbei steht nicht mehr die Erziehung zu umweltgerechtem Verhalten im Vordergrund, sondern die Entwicklung von ökologischen Problembewusstsein und individueller Gestaltungskompetenz.
So wird in der aktuellen Literatur immer öfter von „Bildung für (eine) nachhaltige Entwicklung" gesprochen, und seltener von Umwelterziehung und Umweltbildung (vgl. Gärtner/Hellberg-Rode 2001, 1-30, vgl. Becker 2001, 261ff.).

2. Theorieteil

2.1 Begriffsklärungen

Hier werde ich die Begriffe Ökologie, Ökosystem und Boden als Ökosystem erklären, um im Kontext dann auf die Themen Umweltbildung und Bildung für eine nachhaltige Entwicklung einzugehen.

2.1.1 Ökologie

Die Frage was Ökologie ist und was es für die Lernenden und Lehrenden bedeutet, lässt sich aufgrund der großen Vielzahl von Definitions- und Erklärungsansätzen verschiedener Autoren nur schwer zu einer Definition zusammenfassen. Was alle Definitionen jedoch gleich aussagen ist, dass es sich bei der Ökologie um die Wissenschaft der Wechselbeziehungen zwischen den Organismen und ihrer Umwelt handelt. Nach Nentwig et al. (2004), umfasst eine moderne Definition von Ökologie drei zentrale Bereiche (vgl. ebd. 1f.).
Interaktionen zwischen Organismen (Individuen, Populationen, Lebensgemeinschaften) (1), in ihrer abiotischen und biotischen Umwelt (2) und mit Beziehungen im Energie-, Stoff- und Informationsfluss (3).
So ist nach Nentwig et al. (2004) die heute am weitesten verbreitete Unterteilung der Ökologie vierteilig (vgl. ebd. 1f.). Sie umfasst die Autökologie (die Ökologie der Organismen), die Synökologie (die ökologischen Prozesse in Ökosystemen), die Populationsökologie (die Ökologie der einzelnen Populationen und ihrer Beziehungen zueinander) und die Landschaftsökologie (die Beziehung zwischen Geographie und Ökologie) (vgl. ebd., 1). Für die Verständlichkeit meiner Arbeit reicht diese offene Definition aus. Für den weiteren Verlauf der Arbeit ist wichtig, dass die Ökologie aufgrund ihrer multidisziplinären Natur eine Herausforderung in der Biologie einnimmt. Viele ökologische Fragen verschmelzen dabei mit anderen biologischen Gebieten und sind eng verknüpft mit anderen Disziplinen, wie Chemie, Physik und Geologie (vgl. Campbell 2000, 1157f.). Nach Nentwig et al. (2004) will die Ökologie ein verbessertes ökologisches Verständnis und ökologisches Grundwissen schaffen. Dieses Wissen soll den Menschen helfen ihre Umwelt nachhaltiger zu nutzen, damit sie auch in Zukunft nutzbar bleibt (vgl. ebd., 2).

2.1.2 Ökosystem

Ein Ökosystem umfasst die Lebensgemeinschaften von den Organismen (Biozönose) und die Lebensstätte der Lebensgemeinschaften (Biotop). In wechselseitiger Abhängigkeit der Biozönose und dem Biotop ergibt sich das Ökosystem (vgl. Nentwig et al. 2004, 229f).
„Unter einem Ökosystem versteht man ein ganzheitliches Wirkungsgefüge von Lebewesen und deren anorganischer Umwelt, das zwar offen, aber bis zu einem gewissen Grad zur Selbstregulation befähigt ist" (Ellenberg 1973). Die untenstehende Abbildung zeigt, dass das Ökosystem in abiotische und biotische Kompartimente unterteilt ist. Die biotische Kompartimente ist dabei in Produzenten (Primärproduzenten), Konsumenten (Tiere, Bakterien, Pilze) und Destruenten (Reduzenten) unterteilt. In der abiotischen Kompartimente kommt es zum Zu- und Abgang von Stoffen und Energieflüssen (vgl. dtv-Atlas Biologie 2002, 259; vgl. Abbildung 1).

Abbildung 1 (nicht abgedruckt)

2.1.3 Ökosystem Boden

Man kann das Thema Ökosystem Boden aus verschiedenen Perspektiven praktisch und theoretisch bearbeiten. So wird in der Bodenkunde (Pedologie) der Boden als Teil eines Ökosystems untersucht. Hierbei werden seine Eigenschaften, seine Klassifizierung (Bodentyp) und Ökologie (Bodenbiologie) behandelt. Die angewandte Bodenbiologie untersucht dabei den Boden als Standort für Pflanzen mit dem Ziel, die Bodenfruchtbarkeit zu erhalten und/oder zu steigern bzw. den Boden zu schützen (vgl. Schröder 2003, 9). Nach Schröder (2003) ist die Bodenkunde eine naturwissenschaftliche Disziplin bei der sich die Bereiche Physik, Chemie, Biowissenschaften, Geowissenschaften und Agrarwissenschaften überschneiden (vgl. ebd., 9).
Ich möchte in meiner Arbeit den Boden aber nicht nur als Teilökosystem betrachten, sondern primär als komplettes Ökosystem. Ich werde in diesem Kapitel bewusst einige bodenkundliche Perspektiven weglassen und diese erst in meinem methodischen Teil (Kapitel 4) aufgreifen. In diesem Kapitel steht der Boden als Ökosystem im Vordergrund.
Nach einem Zitat Davis (1992) wird der Boden nur selten als System betrachtet, in dem „Maulwürfe, Minerale, Moleküle, Mikroben (und Mesofauna) mit der Vegetation interagieren, beeinflusst vom Klima und dem Menschen" (Davis 1992, in Koehler 1999, 11).
So ist der belebte, fruchtbare Boden nur eine dünne Grenzschicht zwischen Erde und Atmosphäre. In seinem dreidimensionalen Raum, der Pedosphäre, stehen die Bodenorganismen mit den unbelebten Bestandteilen (mineralisch oder organisch) in Wechselwirkung und durchdringen den Boden in festen, flüssigen und gasförmigen Zuständen (vgl. Koehler 1999, 11f.). Durch die Komplexität von Böden ist es daher notwendig diese über den ökosystemaren Ansatz zu betrachten. Ökologische Grundkenntnisse sowie ein außerordentliches Maß an Interdisziplinarität sind notwendig um die Wirkungszusammenhänge zu verstehen (vgl. ebd. 12f.). Die folgende Abbildung zeigt den Boden im Ökosystem. Als eigenständiges Ökosystem steht die Pedosphäre einerseits mit der Atmosphäre nach oben und andererseits mit der Lithosphäre nach unten in Kontakt. Hierbei kommt es zum wechselseitigen Ein- und Austrag mit den umliegenden Sphären (vgl. Bochter 1995, 18; vgl. Abbildung 2).

Abbildung 2 (nicht abgedruckt)

So sind nach Reichel (1999) vier Attribute für den Fortbestand des Ökosystems notwendig: Autothrophe Energiebasis (grüne Pflanzen) (1), Stoffkreisläufe (2), Regulation der Stoffkreisläufe (3) und eine Energie- und Stoffspeicher/Stoffreserve (4) (vgl. Köhler 1999, 13).
Die unten abgebildete Skizze zeigt die abiotischen und biotischen Elemente im Ökosystem Boden. Es ist zu erkennen, dass der Boden in seiner Entstehung, Entwicklung und Erhaltung von der Mitwirkung seiner Bodenorganismen abhängig ist (vgl. ebd.).

Abbildung 3 (nicht abgedruckt)

2.1.3.1 Abiotische Komponenten

Der abiotische Bereich des Bodens umfasst, organische Bestandteile, Minerale, Bodenlösung, Bodenluft und Bodenklima (vgl. Koehler 1999, 14). Durch die Kraft von Pflanzenwurzeln und Frost entstehen aus Festgestein Blöcke, die wiederum durch mechanische Einflüsse, wie Wind, Wasser, Eis zu sandigen Lockergesteinen zerkleinert werden. Durch weitere Verwitterungen werden die Lockergesteine zu Ton- und Schluffpartikel zersetzt. Zu den physikalischen Verwitterungsprozessen kommen chemische Verwitterungsprozesse, bei denen durch das Lösungsmittel Wasser und dessen Säurewirkung (hauptsächlich CO2) das Gestein zersetzt wird. Bodenorganismen beeinflussen sowohl chemische als auch physikalische Verwitterungsprozesse (vgl. ebd., 15).
Die organische Substanz ist von biogenem Ursprung. Sie wird sowohl innerhalb des Bodens, aber auch außerhalb produziert und durch physikalisch-chemische, aber vor allem durch biotische Prozesse zersetzt, zerkleinert und mit der oberen Bodenschicht vermischt. Die festen Bestandteile des Bodens machen nur bis zu 50 % eines unverdichtet Bodens aus, egal ob Lehm oder Sand. Der Rest besteht aus Hohlräumen, dem Porenraum, je nach Wassergehalt besteht er zu unterschiedlichen Teilen aus Bodenluft oder Bodenlösung (vgl. ebd., 15f.).

Abbildung 4 (nicht abgedruckt)

2.1.3.2 Biotische Bestandteile

Der biotische Bereich des Bodens beinhaltet Pflanzenwurzeln, Bakterien, Pilze und Tiere. Die luft- und wassergefüllten Bereiche des Porenraums sind Lebensraum von Bodenorganismen. Dieser Porenraum ist in Feinporen, Mittelporen und Grobporen unterteilt. Die mittleren und großen Poren werden von vielfältigen Lebensgemeinschaften besiedelt (vgl. Koehler 1999, 16). Die Bodenorganismen können nach unterschiedlichen Gesichtspunkten eingeteilt werden, z. B. in die grobe Einteilung in Vegetation (Wurzeln), Fauna, Mikroflora, systematischtaxonomisch (z. B. Pilze, Algen, Bakterien) oder nach Größe, Biologie und Funktion. Die Bodentiere werden in Mikro-, Meso- und Makrofauna unterteilt, wobei der Körperdurchmesser und -größe als Maß genommen werden (vgl. ebd., 16; vgl. Abbildung 5).

Abbildung 5 (nicht abgedruckt)

2.1.3.3 Interaktionen

Aus der Interaktion von abiotischen und biotischen Parametern des Bodens erzeugt das Ökosystem Boden seine besonderen Eigenschaften, wie Bodenfruchtbarkeit und Sukzession (zeitliche Aufeinanderfolge der an einem Standort einander ablösenden Pflanzen- u./od. Tiergesellschaften) (vgl. Abb. 5; vgl. Koehler 1999, 20). Im Boden finden wesentliche Teile der Stoffkreisläufe statt, hier wird tote organische Substanz und Bestandsabfall der Pflanzen durch Zersetzung abgebaut, huminisiert und mineralisiert. Wie in Abbildung 3 dargestellt, stehen im Ökosystem Boden viele Organismen in Interaktion zueinander:

- zwischen Pflanzen (Konkurrenz um Licht, Wasser, Raum und Nährstoffe),
- zwischen Pflanzen und Tieren (lebende und tote Pflanzen dienen den Tieren als Nahrung),
- zwischen Tieren (Räuber-Beute-Beziehung),
- zwischen Pflanzen und Mikroorganismen (in der Rhizosphäre, z. B. Symbiose mit Mykorrhiza),
- zwischen Tieren und Mikroorganismen (es kommt zu Mineralisierungs- und Humifizierungsprozessen)
- Zwischen Mikroorganismen (Bakterien und Pilze).
(vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/0/06/11.htm.)

2.1.3.4 Energie- und Stoffkreisläufe

Für den Aufbau von organischer Substanz sind die lebensnotwendigen chemischen Elemente nur in begrenzter Menge vorhanden. Daher müssen essentielle Elemente auf der Erde wiederverwertet werden. Durch fortlaufende Auf- und Abbauprozesse kommt es zur Zirkulation der Elemente in den Organismen, Ökosystemen und der Biosphäre. Man spricht hier auch vom Stoffkreislauf. So ist die treibende Kraft der Stoffkreisläufe ein Zusammenwirken von biologischen, geologischen und chemischen Prozessen unter der Beteiligung abiotischer und biotischer Komponenten der (Öko)-Systeme. Diese werden auch als biogeochemische Stoffkreisläufe bezeichnet (vgl. http://hypersoil.unimuenster. de/0/05/14.htm). So tauschen Lebewesen durch Atmung, Nahrungsaufnahme und Stoffwechsel ständig chemische Bestandteile mit der Umwelt aus. Über die Nahrungskette bzw. der Nahrungsquellen lassen sich verschiedene Trophiestufen (Nahrungsstufen) zuordnen: Produzenten, Konsumente und Reduzenten bzw. Destruenten. Durch die gesamte Wechselwirkung und Nahrungsb ziehung der verschiedenen Bodenbewohner kommt es zur Bodenentwicklung und Bodenfruchtbarkeit. Über die Nahrungskette von Produzenten, Konsumenten und Reduzenten, werden organische Substanzen aufgenommen, umgewandelt und letztendlich zersetzt, huminisiert und mineralisiert (vgl. Koehler 1999, 20f.; vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/0/05/14.htm). Die Nahrungsgrundlage spielen hierbei die Produzenten. Dazu gehören grüne Pflanzen, einige Bakterien und Algen. Sie sind in der Lage, anorganische Verbindungen in organische Verbindungen umzuwandeln. Um Energie und lebenswichtige Substanzen für ihren Stoffwechsel zu gewinnen, müssen die Konsumenten und Destruenten jedoch organische Substanzen aufnehmen. Durch die im Nahrungsnetz weitergegebenen organischen Substanzen gelangen die gebundenen Substanzen, durch den Abbau der Destruenten, wieder in pflanzenverwertbarer Form zurück in die abiotische Umwelt (Atmosphäre, Boden, Wasser). Hier stehen sie den Primärproduzenten (Pflanzen) wieder für den Aufbau von organischer Substanz und schließlich dem Stoffkreislauf zur Verfügung (vgl. ebd.).

In der folgenden Abbildung 6 ist ein vereinfachter Stoffkreislauf im Boden dargestellt.

Abbildung 6 (nicht abgedruckt)

2.1.4 Umweltbildung im Kontext einer Bildung für nachhaltige Entwicklung

In Kapitel 2.3 wird die Umweltbildung im Kontext einer Bildung für nachhaltige Entwicklung betrachtet und im Anschluss die Konsequenz für die Unterrichtspraxis beschrieben.

2.1.4.1 Umweltbildung

Um den steigenden Umweltproblemen zu begegnen und eine menschenwürdige Zukunft zu sichern, wurde 1972 ein internationales Programm der Vereinten Nationen zur weltweiten Entwicklung von Umweltbildung und ihrer Verankerung in den nationalen Bildungssystemen beschlossen (vgl. Gärtner/Hellberg-Rode 2001, V).
Nach der Kultusministerkonferenz vom 17.10.1980 wurde der Begriff Umwelterziehung offiziell zur neuen schulischen Aufgabe erklärt. Die Umwelterziehung wurde auf immer mehr Bildungsbereiche ausgedehnt und ist in der Literatur unter immer neuen Begriffen zu finden:
Naturschutzerziehung, Umweltschutzerziehung, Umwelterziehung, Ökologisches Lernen, Ökopädagogik, Ökologische Bildung, Umweltlernen, Naturbezogene Pädagogik, Mitweltpädagogik, Umweltbildung etc. (vgl. Becker 2001, 9). Jedoch wurden in den letzten Jahren nur sporadisch umweltbildungsrelevante Inhalte in der Schulbildung vermittelt. Meist wurden nur einzelne Fächer mit Umwelt- und Naturthemen unterrichtet (vgl. Bolscho/Sexbold 1996, 112 ff.). Nach Gärtner/Hellberg-Rode (2001) reicht es nicht aus, Umweltbildung nur in einzelnen naturwissenschaftlichen Fächern zu unterrichten (vgl. Gärtner/Hellberg-Rode 2001, 7f.). Die Umweltbildung müsse die Umweltprobleme als Ganzes sehen (vgl. ebd.).
„...als eine Erziehung in der Auseinandersetzungen mit der natürlichen, sozialen und gebauten Umwelt mit dem Ziel, die Bereitschaft und Kompetenzen zum Handeln unter ökologischen Gesetzmäßigkeiten zu entwickeln" (Eulefeld 1979, S.36).
Da diese Ansprüche weder bildungs- und umweltpolitisch intensiviert und verankert wurden und in der Schule keine curriculare Verankerung gefunden haben, wird seit der UNKonferenz für Umwelt und Entwicklung 1992 in Rio de Janeiro der Diskurs um eine notwendige Modernisierung und Intensivierung der Umweltbildung zunehmend von der Leitidee der nachhaltigen Entwicklung geprägt (vgl. Gärtner/Hellberg-Rode 2001, 8).

2.1.4.2 Von der Agenda 21 zur Bildung für nachhaltige Entwicklung

Bei der UNCED-Konferenz 1992 in Rio de Janeiro (auch bekannt als Weltklimagipfel) wurde von 179 Staaten die Agenda 21 ins Leben gerufen. Durch sie wurde der Begriff „Nachhaltige Entwicklung" (Sustainable Development) zu einem weltweiten Schlüsselbegriff, der für die Umweltbildung eine grundlegende Neubildung darstellte (vgl. Becker 2001, 9f.). Agenda 21 bezeichnet das Abschussdokument der UNCED-Konferenz zum Thema Umwelt und Entwicklung. Das Dokument ist erstens ein entwicklungspolitisches Dokument, welches sich mit der Frage beschäftigt, wie es zu einem gerechten Ausgleich zwischen den reichen Ländern im Norden und den Entwicklungsländern im Süden kommen kann. Zweitens ist es ein umweltpolitisches Dokument, welches die Diskussion um die Naturzerstörung, der Endlichkeit der Ressourcen und das Bevölkerungswachstum zum Thema hat (vgl. Harrenberg 2001, 103). In der folgenden Abbildung 7 sind die vier Programmbereiche der Agenda 21 dargestellt (vgl. Hellberg-Rode 2001, 4).

Abbildung 7 (nicht abgedruckt)

Nachfolgend ist in einer Definition die Wichtigkeit der „Nachhaltigen Entwicklung" beschrieben (BLK 1999) und im Anschluss daran die von der Agenda 21 favorisierte Leitidee der „Nachhaltigen Entwicklung" dargestellt (vgl. Hellberg-Rode 2001, 3).

„Nachhaltige Entwicklung stellt ein gesellschaftliches Leitbild für die Zukunft dar, welches die Verbesserung der ökonomischen und sozialen Lebensbedingung der Menschen mit Sicherung der natürlichen Lebensgrundlage in Einklang bringt" (BLK 1999, 16).

Abbildung 8 (nicht abgedruckt)

Ohne Korrekturen im Bildungsbereich ist „Nachhaltige Entwicklung" jedoch nicht zu erreichen. Daher wird in der Agenda 21 (vgl. Abbildung 7, Teil 4 Kapitel 36) unmissverständlich klar, dass das Konzept einer nachhaltigen Entwicklung auf der Basis einer zukunftsfähigen Bildung zu sehen ist, die weit mehr darstellt als eine Fortschreitung der Umweltbildung (vgl. BLK 1999, 14 - 22; vgl. BMU o. J., 280).
„Neuausrichtung der Bildung auf eine nachhaltige Entwicklung"... „...unerlässliche Voraussetzung für die Förderung einer nachhaltigen Entwicklung und die Verbesserung der Fähigkeit der Menschen, sich mit Umwelt- und Entwicklungsfragen auseinanderzusetzen"... „Um wirksam zu sein, soll sich eine umwelt- und entwicklungsorientierte Bildung/Erziehung sowohl mit der Dynamik der physikalischen/biologischen und sozioökonomischen Umwelt als auch mit der menschlichen Entwicklung befassen, in alle Fachdisziplinen eingebunden werden und formale und nonformale Methoden und wirksame Kommunikationsmittel anwenden" (BMU o. J., S. 281).

2.1.4.3 Von der Umweltbildung zur Bildung für nachhaltige Entwicklung

Wurde in der Umweltbildung in einer grünen Orientierung noch über die Bedrohung einzelner Umweltprobleme gesprochen, mit dem Ziel eine Verhaltensmodifikation zu schaffen, so wird in der Bildung für nachhaltige Entwicklung von einer neuen kulturellen Orientierung gesprochen, in der über Modernisierungsszenarien und dem Lösungsziel der Gestaltungskompetenz die Probleme gelöst werden sollen (vgl. Abbildung 9).

Abbildung 9 (nicht abgedruckt)

In der Studie „Nachhaltiges Deutschland" (1998) wird eine Ausgestaltung der Umweltbildung zu einer nachhaltigen Entwicklung gefordert, in der ein „ökologisches Problembewusstsein entwickelt werden soll, das der Vernetzung ökologischer Probleme und Prozesse mit ökonomischen und sozialen Fragen gerecht wird" (UBA 1998, 316). In dem BLK-Programm 21 (Bildung für eine nachhaltige Entwicklung) sollen sich schulische Bildungsprozesse am Konzept der Nachhaltigkeit orientieren (vgl. BLK 1999, 59-61; vgl. Kapitel 2.4). Hierbei soll über eine Gestaltungskompetenz (z. B. vorausschauendes Planen, eigenständige Informationsaneignung und -bewertung sowie neue Anforderungen in Bezug auf Kommunikation und Kooperation) die Fähigkeit erlangt werden, die Zukunft der Gemeinschaft in der man lebt, aktiv zu modellieren und mitzugestalten und zwar im Sinne der nachhaltigen Entwicklung (vgl. Gärtner/Hellberg-Rode 2001, 11; vgl. BLK 1999, 62). Die Gestaltungskompetenz wird in 3 Module unterteilt, die die grundlegende Unterrichts- und Organisationsprinzipien darstellen und in die schulische Regelpraxis integriert werden sollen (vgl. ebd.). Hierbei ist das Lernziel die Gestaltungskompetenz. Hierbei sollen über die Unterrichts- und Organisationsprinzipien, interdisziplinäres Wissen, partizipatives Lernen und innovative Strukturen, verschiedene Aspekte angesprochen werden, die für ein Grundkonzept „Bildung für nachhaltige Entwicklung", von entscheidender Bedeutung sind (vgl. Abbildung 10).

Abbildung 10 (nicht abgedruckt)

2.1.4.4 Auswirkungen und Konsequenzen für die Unterrichtspraxis

Nach der in Kapitel 2.1.4.2 und 2.1.4.3 beschriebenen Veränderungen im Bildungssystem auf Grundlage der Agenda 21 und ihrer Leitidee der „Nachhaltigen Entwicklung", kann Umweltbildung so wie bisher nicht vermittelt werden (vgl. Gärtner/Hellberg-Rode 2001, 11). So muss nach Gärtner/Hellberg Rode (2001) und den Defiziten die in Kapitel 2.1.4.1 beschrieben worden sind, ein Wandel in der bisherigen Unterrichtspraxis vollzogen werden. Kompetenz zu vernetztem Denken und interdisziplinäres Wissen werden als Grundvoraussetzung für Bildungsprozesse im Kontext eines Leitbildes für „Nachhaltige Entwicklung" gefordert (vgl. ebd., 12). So plädiert Schleicher (1997) für eine mehrperspektivische Erschließung und Bearbeitung von komplexen, unabgeschossenen und eigendynamischen Umweltproblemen, um zwischen wissenschaftlichen Erkenntnissen, gesellschaftlichen Kontexten, individuellen Alltagserfahrungen und -anforderungen eine „Nachhaltige Entwicklung" zu vermitteln (vgl. Schleicher 1997, 7). Gärtner/Hellberg-Rode (2001) haben umweltbildungsrelevante Themenfelder am Beispiel Boden zusammengestellt. Aus diesen gegenstandsbezogenen Verknüpfungen heraus können Umweltprobleme, - situationen und -phänomene im Hinblick auf interdisziplinäres Wissen und vernetztem Denken erschlossen werden (vgl. ebd., 13). Die folgende Abbildung 11 zeigt, dass das Thema Boden nicht nur bodenkundlich behandelt werden sollte, sondern will man Umweltbildung nachhaltig implizieren, so muss hier aus mehrperspektivischer und interdisziplinärer Perspektive unterrichtet werden (vgl. Abbildung 10; vgl. Kapitel 2.3.3).

Abbildung 11 (nicht abgedruckt)

Geht es darum komplexe Umweltprobleme im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung zu verstehen, so bedarf es nicht nur ökologischem Wissen, sondern auch des Verstehens des Retinitätsprinzip (vgl. Abbildung 8). Nach Gärtner/Hellberg-Rode (2001) ist nachhaltige Umweltbildung, aber auch „Bildung für nachhaltige Entwicklung", zunächst einmal grundsätzlich auf ökologisches Lernen hin orientiert. Daraus ergeben sich dann über die allgemeinen Forderungen nach interdisziplinärem Wissen und Mehrpersektivität hinaus konkrete Anforderungen an die Inhaltsebenen des Unterrichtsprozesses, die je nach Themenfeld unterschiedlich zu gewichten, aber prinzipiell über verschiedene Aspekte zu vernetzen sind (vgl. ebd., 14ff.; vgl. Abbildung 12).

Abbildung 12 (nicht abgedruckt)

Die in Abbildung 12 gezeigten Anforderungsebenen zeigen die ökologische Elementarbildung, die reale Umwelterschießung und die Reflexion zukunftsfähiger Entwicklung.

Nach Gärtner/Hellberg-Rode (2001) ist die grundlegende Umweltbildung als Basisqualifikation für eine mündige Beteiligung am Gestaltungsprozess einer nachhaltigen Entwicklung erforderlich. Um dabei den kompetenten, problemlösungsorientierten Umgang mit komplexen Umweltphänomenen und ein inhaltliches Unterrichtskonzept auf drei Ebenen zu erfassen (vgl. ebd., 25f.).

- Ökologische Elementarbildung: Eine Bewahrung der natürlichen Lebensgrundlage für nachhaltige Entwicklung setzt fundierte Kenntnisse ökologischer Systeme, Prinzipien und Strategien voraus. Dazu gehört eine theoretisch fundierte Auseinandersetzung der Ökologie, verschiedenen Ökosystemmodellen und ökologischen Grundprinzipien (Energieumwandlung, Energiefluss, Stoffkreislauf, Vernetzung, Gleichgewicht, Stabilität etc.) (vgl. Kapitel 2.1.3), dabei soll vernetztes Denken gefördert werden. Wird die ökologische Elementarbildung mit didaktischen Prinzipien, Schlüsselqualifikationen und Lernverfahren kombiniert, kann die nachhaltige Umweltbildung und Bildung für nachhaltige Entwicklung langfristig zu eigener Urteilsbildung und Entwicklung entsprechender Problemlösungs- und Handlungskompetenz führen (vgl. Gärtner/Hellberg-Rode 2001, 15ff.).

- Reale Umwelterschließung: Hier soll in der unmittelbaren Auseinandersetzung mit Umweltproblemen und -situationen vor Ort, die auf den Umgang mit partizipativen Lernprozessen und Komplexität gerichtet ist, problemlösungsorientierte Handlungskompetenzen vermittelt werden und Gestaltungskompetenzen für den Prozess nachhaltiger Entwicklung gefördert werden (vgl. ebd., 26).

- Reflexion zukunftsfähiger Entwicklung: Durch die ökologische Elementarbildung und reale Umwelterschließung sind wesentliche Unterrichtsprinzipien im Prozess des ökologischen Lernens erworben, das dann eine Reflexion auf neue Situationen und zukünftige Entwicklungen erlaubt. Gefragt sind die Fähigkeit antizipatorisch zu denken und der kreativ vernetzende Umgang mit ökologisch fundiertem Wissen. Über die zentralen Schlüsselqualifikationen Partizipation, Reflexion und Antizipation kann im Sinne der Agenda 21 die globale und intergenerationelle Gerechtigkeit vermittelt werden (vgl. ebd., 22ff.).

2.1.5 Bildung für eine nachhaltige Entwicklung (BLK-Programm 21)

In Kapitel 2.1.4.1 - 2.1.4.3 wurde aufgezeigt, dass nach Gärtner/Hellberg-Rode (2001) die Umweltbildung als Basisqualifikation für die Bildung für nachhaltige Entwicklung zu sehen ist und wie die Auswirkungen und Konsequenzen für die Unterrichtspraxis aussehen sollen (vgl. Kapitel 2.1.4.4). In Kapitel 2.1.5, zeige ich jetzt im Anschluss Hintergründe, Ziele, Ergebnisse und den Transfer des BLK-Programms 21 auf, um in Kapitel 6 (Schlussbetrachtung), einen möglichen Ausblick (Kapitel 6.3) auf die Fragestellung meiner Examensarbeit (Kann der Themenkomplex Boden im Biologieunterricht der Sekundarstufe I die Bildung für nachhaltige Entwicklung fördern) geben zu können.
An dem BLK-Programm 21, dass nach fünf Jahren Laufzeit am 31 Juli 2004 endete, beteiligten sich in 15 Bundesländern fast 200 Schulen, primär der Sekundarstufe I und II des allgemein bildenden Schulsystems, an einem breiten Spektrum von Aktivitäten mit vielen zukunftsweisenden Ergebnissen. Jede Schule war in der Regel mit drei bis fünf Lehrkräften beteiligt, aber auch außerschulische Programmträger (Verwaltungen, Umweltzentren, Universitäten, Vereine und Firmen) waren mit in die Programmaktivität einbezogen. Träger des Programms war die freie Universität Berlin unter der Projektleitung von Prof. Dr. Gerhard de Haan (vgl. BLK 2005, 3).

2.1.5.1 Hintergründe und Bedeutung des BLK-Programms 21

Zwei zentrale Entwicklungen mit hoher Bildungsrelevanz nimmt das BLK-Programm auf:
Erstens die Agenda 21, die auf der Konferenz von Rio de Janeiro 1992 von 179 Staaten unterzeichnet wurde und zweitens das Konzept der Kompetenzen (Gestaltungskompetenz) als Lernziel (vgl. Kapitel 2.1.4.3; vgl. BLK 2005, 6). In der Agenda 21 heißt es: „Die Agenda 21 ist Ausdruck eines globalen Konsenses und einer politischen Verpflichtung auf höchster Ebene zur Zusammenarbeit im Bereich Entwicklung und Umwelt" (BLK o. J., 4).

2.1.5.2 Programmziele des BLK-Programms 21

Das BLK-Programm 21 wurde daher als Modernisierungsprogramm konzipiert, das sich nicht
allein auf Veränderungen im Bereich von entwicklungs- und umweltbezogener Bildung beschränkt, sondern auch die zukunftsweisenden Gesichtspunkte Schulentwicklung und Unterrichtsqualität ins Auge nimmt. Zwei zentrale Programmziele sind hier definiert worden:
Erstens eine Verankerung der Bildung für nachhaltige Entwicklung in die Schulpraxis, was die Veränderung von Organisation, Ergänzungen und Neuformulierungen von Lehr- und Rahmenplänen sowie eine Umformulierung und Gewichtung von Bildungszielen und Unterrichtsinhalten zur Folge hat. Und zweitens eine Vermittlung von Gestaltungskompetenz an Schülerinnen und Schüler. „Mit Gestaltungskompetenz wird das nach vorne weisende Vermögen bezeichnet, die Zukunft von Sozietäten, in denen man lebt, in aktiver Teilhabe im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung modifizieren und modellieren können" (BLK 2005, 7). Es wurde versucht die zwei zentralen Programmziele über drei 3 Module zu realisieren:
Modul 1 „Interdisziplinäres Wissen": Dieses Modul zielt auf den Erwerb von Problemlösungskompetenzen und die Fähigkeit, sich veränderten Problemlagen zu stellen und erworbene Wissensbestände gezielt zu erweitern und auf die veränderten Problemlagen anzuwenden. Modul 2 „Partizipatives Lernen": Umfasst Elemente der Öffnung von Schule zum Umfeld durch Beteiligung an der Stadt- oder Regionalentwicklung, an lokalen Agenda Prozessen und an der Entwicklung von Nachhaltigkeitsindikatoren. Es sollen Kompetenzen wie Vernetzung, Planung, Kooperation, Kommunikation, Risikowahrnehmung und - abschätzung geschult werden. Zur Förderung dieser Kompetenzen gehören angemessene Unterrichtsformen und -methoden. Gegenstand dieses Moduls war die Erprobung solchen Unterrichts. Modul 3 „Innovative Strukturen": Beschäftigte sich mit der Umgestaltung und Öffnung von Schule und der Entwicklung von Schulprogrammen und -profilen und der Kooperation mit außerschulischen Partnern (u. a. Schülerfirmen, Umweltvereinen und - verbänden) und en wickelten auf diese Weise modellhafte Lehr- und Lernarrangements (vgl. ebd., 8f.; vgl. Abbildung 13).

Abbildung 13 (nicht abgedruckt)

2.1.5.3 Programmergebnisse BLK-Programm 21

Mit den Leitzielen der Bildung für eine nachhaltige Entwicklung wurden Bildungsanforderungen beschrieben, durch die im Programmverlauf erarbeiteten Organisationsmodelle, Unterrichtskonzepte und Beteiligungsformen einlösbar geworden sind.
Das Programm lebt von der Öffnung der Schule und der Verknüpfung schulischer Aktivitäten und außerschulischer Aktivitäten, wie in den Kommunen und im Kontext der lokalen Agenda (LA 21) oder in Form von nachhaltigen Schülerfirmen (vgl. BLK 2005, 32ff.). Mit Abschluss des BLK-Programms 21 werden folgende Ziele und Ergebnisse erreicht bzw. nicht erreicht:

Erreichte Ziele: Schülern die Aneignung von Gestaltungskompetenz zu ermöglichen. Modernen Unterrichtsformen, die klar über den traditionellen Unterricht hinausgehen, haben dazu einen entscheidenden Beitrag geleistet (1). Durchführung und Planung von Unterricht und Gestaltung der Schule werden nicht mehr fast ausschließlich in die Hände der Schulleitung und des Lehrkörpers gelegt. Den Schülern wurden umfangreiche Möglichkeiten der aktiven Teilhabe und verschiedene Handlungsfelder in der Schule geboten (2). Bildung für eine nachhaltige Entwicklung (BNE) an den beteiligten Programmschulen konnte dauerhaft verankert werden. Es sind personelle und institutionelle Strukturen entstanden, die BNE auch über längere Zeit weiterentwickeln und absichern können (3). Es wurde ein umfangreicher Pool an Kompetenzen bei Lehrkräften geschafft, der wie die anderen erfolgreichen Aspekte des Programms geeignet ist, den Transfer in den kommenden Jahren zu stützen (4) (vgl. BLK 2005, 46f.).

Nicht erreichte Ziele: Die mangelnde Verankerung der Bildung für eine nachhaltige Entwicklung in die Lehrerausbildung (1). Die geringe Zahl von Schulen, die im Programmverlauf neu für eine Mitarbeit gewonnen werden konnten (2). Die nach wie vor problematische Einbindung der Eltern in die Schule (3) (vgl. ebd., 47.).

Fazit: Die wichtigsten Ziele des BLK-Programms 21 wurden erreicht. Es konnte seine Wirkungen darüber hinaus so entfalten, dass diese deutlich über den Kernauftrag hinausgehen: Modernisierung des Unterrichts, Kompetenzentwicklung und breite Partizipation sind auch für andere Themen- und Unterrichtsfelder wegweisend (vgl. ebd., 47).

2.1.5.4 Transfer des BLK-Programms 21

Die Erfolge des Programmergebnisses des BLK-Programms 21 machen den Bedarf für einen Transfer deutlich. Der Leitgedanke für den Transfer-21 besteht darin, dass keine zusätzlichen Strukturen geschaffen werden. Stattdessen sollen vorrangig in den Ländern vorhandene Unterstützungs-, Kooperations- und Beratungssysteme genutzt und entsprechend ihrer Aufgaben ergänzt. Die Laufzeit des Transfer-21 beträgt 4 Jahre (1.8.2004-31.7.2008). Folgende Ziele werden für den Transfer vorgeschlagen (vgl. http://www.blkbonn.de/modellversuche/transfer-21.htm): Ausweitung auf 4500 Schulen bzw. 10 % der Schulen der beteiligten Länder (Grundschulen, Schulen der Sekundarstufe I und II) innerhalb von 4 Jahren (1). Ausbau von dauerhaften Beratungs- und Unterstützungsstrukturen (Umweltbildungsbeauftragte, Agendabeauftragte u. ä. Personenkreise in den Bundesländern) (2). Umfängliche Fortbildungen von Multiplikatoren und Multiplikatorinnen mit dem Ziel 100 Personen fortzubilden, so dass in jedem Bundesland ein Personenkreis mit hoher Exp rtise verfügbar ist, der wiederum Fortbilder/innen qualifizieren kann. Als Multiplikatoren kommen in erster Linie aus Qualifizierungs-, Fortbildungs- und Unterstützungseinrichtungen in Frage. Das sind Einrichtungen wie Umweltbildungszentren, Landesinstitute, Eine-Welt- Häuser, Lokale Agenda Büros, Umweltlehrkräfte (3). Ausweitung auf Grundschulen und Ganztagsschulen. Das BLK-Programm hat sich primär auf die Sek. I und II konzentriert. Aber es ist sinnvoll aus didaktisch und entwicklungspsychologischen Aspekten, möglichst früh mit der Bildung für nachhaltige Entwicklung zu beginnen (4). Transfer leisten durch Integration in die Lehrerbildung. Durch Zusammenarbeit mit Universitäten, Studienseminaren und Landesinstituten kann der Transfer genutzt werden. Das ist insofern notwendig, weil Bildung für nachhaltige Entwicklung als fächerübergreifendes Themenfeld mit seinen Inhalten, Zielen und Methoden noch nicht hinreichend in die fachliche Ausbildung und Fortbildung integriert ist (5) (vgl. ebd.).

3. Didaktische Relevanz

In Kapitel 3 werde ich erklären, warum der „Themenkomplex Boden" eine wichtige Rolle für den Menschen bzw. die Schüler darstellt und wieso er für die Unterrichtspraxis relevant ist.
Unter den Aspekten „Boden als Lebensraum" und „Boden als Lebensgrundlage" gewinnt der Themenkomplex Boden im Zusammenhang mit bildungspolitischen Forderungen zunehmend an Bedeutung. Über ihn soll eine ökologische Grundbildung (naturwissenschaftliche Grundbildung), anschlussfähiges Orientierungswissen, problemorientierte Allgemeinbildung, Umweltbildung und Bildung für nachhaltige Entwicklung geschaffen werden (vgl. http://h ypersoil.uni-muenster.de/2/02.htm).

3.1 Didaktik, was ist das?

Jank/Meyer (1991) definieren Didaktik als „Theorie und Praxis des Lehrens und Lernens" und bestimmen den Gegenstandsbereich der Didaktik wie folgt: Didaktik beschäftigt sich mit der Frage wer, was, wann, mit wem, wo, wie, womit, warum und wozu lernen soll.
Dementsprechend integriert Didaktik Inhalts- und Vermittlungsfragen (vgl. Jank/Meyer 1991, 16).

3.2 Didaktische Relevanz des „Themenkomplexes Boden"

Es ist nicht nur die Schwerkraft, die uns mit dem Boden unter unseren Füßen verbindet. Ohne Boden ist die Realisation des Phänomens Leben in seinen vielfältigen Formen auf dem Land nicht möglich. Pflanzenwachstum und Nahrungsmittelproduktion sind nur durch fruchtbaren Boden möglich und sind daher Grundlage für die menschliche Existenz (vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/2/02.htm). Unter dem Aspekt „Boden als Lebensraum" gewinnt der Boden im Zusammenhang nach biologischer Allgemeinbildung, ökologischer Grundbildung und Umwelterziehung zunehmend an Bedeutung (vgl. Hellberg-Rode 1997, 72). Denn Boden ist fast überall in ausreichender Menge vorhanden und kann für praktische Untersuchungen einfacher als andere Ökosysteme vor Ort genutzt und studiert werden (vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/2/02.htm). Auch können am Ökosystem Boden nicht nur allgemeine biologische und ökologische Prinzipien untersucht werden und exemplarisch erarbeitet werden, sondern auch modellhaft die Auswirkungen menschlicher Eingriffe und die Wechselwirkungen zwischen belebter und unbelebter Natur (vgl. Hellberg-Rode 1997, 72).
Die Erkenntnisse und Einsichten, die bei der Auseinandersetzung mit dem Themenkomplex Boden gewonnen werden, können dazu beitragen, dass die Schüler lernen, vernetzt zu denken.
Die Schüler können aus umweltpädagogischer Perspektive ihre Grundhaltung in Richtung „Achtung vor der Mitwelt" und „Verantwortung für die Lebensgrundlagen" positiv verändern (vgl. http://hyp ersoil.uni-muenster.de/2/02.htm). Die nachfolgende Tabelle zeigt unterschiedliche fachliche Inhalte und Perspektiven des Themenkomplex Boden (vgl. Tab. 1).

Tab. 1: Unterschiedliche fachliche Inhalte und Perspektiven des „Themenkomplex Boden"

TABELLE 1 (nicht abgedruckt)

3.2.1 Themenkomplex Boden und ökologische Grundbildung

Vor dem Erkenntnishintergrund, „....dass eine langfristige und dauerhafte Verbesserung der Lebensverhältnisse für eine wachsende Weltbevölkerung nur möglich ist, wenn sie die Bewahrung der natürlichen Lebensgrundlagen mit einschließt" (BMU 1997, S.9), ist das Leitbild einer Bildung für nachhaltige Entwicklung primär ökologisch fundiert (vgl. Kapitel 2.3.4; vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/2/02/01.htm). Um die natürlichen Lebensgrundlagen als Grundoption für nachhaltige Entwicklung zu wahren, setzt es fundierte Kenntnisse ökologischer Systeme, Strategien und Prinzipien voraus. Nach Hellberge-Rode (o. J.) ist dieses ökologische Grundwissen trotz zunehmender gesellschaftlicher Akzeptanz der Ökologie in fast allen Bereichen gering ausgeprägt (vgl. http://hypersoil.unimuenster. de/2/02/01.htm). Ohne Einsicht und Wissen in grundlegende ökologische Prinzipien und Wirkungszusammenhänge des Lebenssystem Erde können veränderte Leitbilder, Lebensstile, Handlungsmodelle und Wirkungsmuster für notwendige Veränderungsprozesse im Rahmen einer nachhaltigen Entwicklung nicht verändert werden (vgl. ebd.). Nach Michelsen/Siebert (1985) sind „ökologisch Lernen" und „ökologisches Denken" für den kultivierten Menschen im Kontext einer nachhaltigen Entwicklung so elementar wie Lesen, Schreiben und Rechnen lernen (vgl. Michelsen/Siebert 1985; vgl. Siebert 1998, 84-93; vgl. http://hyp ersoil.uni-muenster.de/2/02/01.htm). Nach Gärtner/Hellberg-Rode (2001) orientiert sich eine ökologische Grundbildung an ökologischen Grundprinzipien und Lebensräumen, wobei die methodischen Ansätze sehr unterschiedlich sein können. Die ökologische Grundbildung erfordert prinzipiell eine mehrperspektivische Problemerschließung auf der Grundlage interdisziplinärer Wissensbestände und eine Förderung vernetzten Denkens. Jedoch gehören dazu aber auch theoretisch fundierte Auseinandersetzungen mit dem Ökosystemkonzept, verschiedenen Ökosystemmodellen und elementaren ökologischen Grundprinzipien wie z. B. Gleichgewicht und Stabilität, Stoffkreislauf, Vernetzung, Energieumwandlung und Energiefluss (vgl. Gärtner/Hellberg-Rode 2001, 7-29). Die Entwicklung eines umweltorientierten Problembewusstseins, Kenntnis ökologischer Prinzipien und Wissen um ökologische Zusammenhänge sind verbunden mit didaktischen Prinzipien, Lernverfahren und Schlüsselqualifikationen, die im Prinzip für den gesamten Bereich der Umweltbildung und Bildung für nachhaltige Entwicklung gefordert werden (vgl. Bolscho/Seybold 1996, 112ff.; Gärtner/Hellberg-Rode 2001, 7-29; vgl. http://h ypersoil.unimuenster. de/2/02/01.htm). Nach Hellberg-Rode (o. J.) kann ein wesentlicher Beitrag zur Umsetzung der ökologischen Grundbildung im Unterricht, durch die Beschäftigung mit dem Themenkomplex Boden geleitstet werden. Hierbei spielen u. a. folgende Themen eine zentrale Rolle: Boden als Lebensgrundlage für Lebewesen auf der Erde, Boden als Standort für höhere Pflanzen und damit als Grundlage für die Nahrungsmittelproduktion, Boden als Lebensraum mit spezifischer Lebensraumqualitäten und einer daran angepassten Gem inschaft von unterschiedlichen Lebewesen und Boden als Ökosystem, an dem exemplarisch verschiedene Grundprinzipien und Zusammenhänge erarbeitet werden können (vgl. http://hyp ersoil.uni-muenster.de/2/02/01.htm).

3.2.2 Themenkomplex Boden und Bildung für nachhaltige Entwicklung

Das Kapitel 10 der Agenda 21 (vgl. Kapitel 2.1.4.2), „Integrierter Ansatz für die Planung und Bewirtschaftung der Bodenressourcen", befasst sich mit dem Erhalt und Schutz der Bodenressourcen. Dabei wird darauf hingewiesen, dass Ökosysteme des Bodens eine „...Vielzahl an Leistungen liefern, die wesentlich für die Bewahrung der Unversehrtheit lebenserhaltender Systeme und für die Produktivität der Umwelt sind" (BMU, o. J., 75, vgl. http://h ypersoil.uni-muenster.de/2/02/02.htm). Nach Hellberg-Rode (o. J.) werden durch die Begrenzung von Bodenressourcen und aufgrund ihrer zunehmenden wirtschaftlichen Nutzung, Vernichtung und Belastung besondere Bodenschutzmaßnahmen und nachhaltige schonende Nutzungsformen gefordert (vgl. http://h ypersoil.uni-muenster.de/2/02/02.htm). Um unter den zu ergreifenden Maßnahmen die Bewusstseinsbildung der Bevölkerung als anzustrebendes Ziel hervorzuheben. Im Rahmen von Aus- und Fortbildung soll dieses durch „Bevorzugung fachübergreifender und integrierter Ansätze in den Lehrplänen der Schulen und in der technischen, fachbezogenen und universitären Ausbildung und Unterweisung aller betroffenen Sektoren im integrierten und „nachhaltigen Umgang mit den Bodenressourcen" geschehen (BMU o. J., 78; vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/2/02/02.htm). Nach Harenberg (1998) sollte hinsichtlich der Anforderung, die „Bildung für nachhaltige Entwicklung" in die Schulbildung zu integrieren, der Unterrichtsinhalt eine Relevanz für die Vermittlung des Leitbildes der nachhaltigen Entwicklung haben (vgl. Harenberg 1998, 110f.). Im Orientierungsrahmen zum Forschungsvorhaben, „Erschließung von Unterrichtsinhalten und -methoden zum Thema nachhaltige Entwicklung in der schulischen Bildung", werden die folgenden allgemeinen Kriterien genannt: Situationsorientierung hinsichtlich der Relevanz des Themas für die konkrete Erfahrungswelt und Lebenssituation der Schüler (vgl. Kapitel 3.2; vgl. Kapitel 3.2.2), ökologische Relevanz (vgl. Kapitel 3.2.1), curriculare Relevanz (vgl. Kapitel 5).

4. Methodischer Teil

Im methodischen Teil möchte ich eine Unterrichtssequenz zum Themenkomplex Boden vorstellen. In dem von mir entwickelten Bodenheft wird eine Unterrichtssequenz für das 7/8 Schuljahr (vgl. Kapitel 5 Richtlinien und Lehrpläne) entwickelt, bei dem der Boden nicht nur bodenkundlich, sondern unter vielen Aspekten und Inhalten auch bodenökologisch betrachtet wird. Dabei habe ich Abbildungen und Materialen von Otto, Hellberg-Rode, NUA, Hessisches Institut für Lehrerfortbildung, Pädagogisches Zentrum des Landes Rheinland- Pfalz Bad Kreuznach, Oettinger/Klein, Slaby und http://www.hy persoil.uni-muenster.de verwendet (vgl. Otto 2001; vgl. Hellberg-Rode 1997; vgl. Myrau-Stapel 1987; vgl. NUA 1997; vgl. PZ: Pädagogisches Zentrum des Landes Rheinland-Pfalz (Hrsg.) 1998; vgl. Oettinger/Klein 2002; vgl. Slaby 1993; vgl. http://www.hy persoil.uni-muenster.de). In meinem Bodenbuch werden einzelne Aspekte zum Themenkomplex Boden exemplarisch erarbeitet, über sie soll der Boden als Ökosystem erfahren und eine ökologische Grundbildung geschaffen werden. Es ist daher sinnvoll praktische Themenbereiche vor oder nach dem Unterricht theoretisch zu thematisieren. Des Weiteren ist das Buch in Arbeitsblätter und Informationsblätter unterteilt. Die Schüler sollen mit den Arbeitsblättern und Informationsblättern, betreut durch die Lehrkraft, eigenständig und praktisch arbeiten. Am Ende der Unterrichtseinheit müssen die Schüler die Arbeitsblätter nur noch zusammenheften.
Der Unterricht empfiehlt sich in den Frühjahrs- und Sommermonaten, weil es zu dieser Jahreszeit draußen viel zu beobachten und entdecken gibt (vgl. Otto 2001; vgl. Hellberg-Rode 1997.).

4.1 Themenkomplex Boden im Unterricht und seine praktische Umsetzung

Je nach Alter der Schüler, ihren Vorkenntnissen und den Möglichkeiten, den Themenkomplex „Ökosystem Boden" mit anderen Kollegen und Kolleginnen fächerübergreifend zu unterrichten, ergeben sich unterschiedliche Ansätze zur inhaltlichen Strukturierung des Themenbereiches (vgl. Hellberg-Rode 1997, 73). Aus Sicht der Umweltbildung sollte die Behandlung des Themenkomplexes Boden grundsätzlich darauf abzielen, den Schülern und Schülerinnen bewusst zu machen, dass Böden erstens existenzielle Bedeutung besitzen, zweitens eine endliche Ressource darstellen und drittens Gefährdungen und Schädigungen ausgesetzt sind (vgl. Otto 2001, 16). Hier sollte jedoch auf keinen Fall nur in theoretischer Form unterrichtet werden, sondern möglichst viele praktische Untersuchungen sowohl in der Schule als auch im Gelände geschehen. Die Schüler sollen mit „Kopf, Herz und Hand" den Boden erleben (vgl. Abbildung 14). Neben dem Bestreben nach großer Eigentätigkeit der Schüler soll auch das Bemühen eines vernetzen Denkens stehen. Nach Hellberg-Rode (1997) sollte das Thema Boden im Biologieunterricht der Sekundarstufe I auch nicht bodenkundlich, sondern bodenökologisch unterrichtet werden. Dabei soll unter möglichst großer Eigenaktivität und vernetztem Denken, der Boden als Ökosystem erfahren werden (vgl. Hellberg-Rode 1997, 71ff.; vgl. Abbildung 14).

Abbildung 14 (nicht abgedruckt)

4.1.1 Inhaltliche Aspekte zum Themenkomplex Boden

Unter den Leitlinien von Handlungs-, Problem-, Situations-, und Erfahrungsorientierung ist ein Konzept sinnvoll, dass möglichst viele Inhaltsaspekte integriert und auf die selbstständige Bearbeitung durch die Schüler setzt. Durch eine geschickte Auswahl von Bodenaspekten und eine inhaltlich-methodische Vorbereitung kann der gesamte inhaltliche Themenkomplex von den Schülern eigenständig durch Versuche erarbeitet werden. Eine Unterrichtseinheit bietet sich daher in Gruppen- und Freiarbeit im Biologieunterricht an, aber auch als Thema in einer Projektwoche (vgl. Hellberg-Rode 1997, 71 ff.).
Das in Kapitel 4.2 folgende Bodenbuch ist für Schüler ohne Vorkenntnisse geeignet. Die Schüler sollen in Einzel- und Gruppenarbeit die Arbeitsblätter erarbeiten. Zum Anfang oder Ende der Unterrichtseinheit werden die Ergebnisse und Aufgaben mit der ganzen Klasse verglichen und besprochen.

Tab. 2: Inhaltliche Aspekte einer Unterrichtseinheit

TABELLE 2 (nicht abgedruckt)

In dem nachfolgenden Bodenheft (Kapitel 4.2) werden die verschiedenen Unterrichtseinheiten (UE) zum Themenkomplex Boden vorgestellt. Zu Beginn einer UE wird jedes Thema einführend erklärt und ist für die Lehrenden gedacht (vgl. Tab. 1). Die Lehrkräfte können die Einführung zur Wiederholungen, Information, aber auch zur Unterrichtsvorbereitung nutzen. Im Anschluss daran folgen in den UE „Informationsblatt(er)" und ein „Arbeitsblatt", sie sind hauptsächlich für die Lernenden gedacht. Zur besseren Veranschaulichung und Transparenz sind alle Informationsblätter noch einmal gekennzeichnet. Je nach Unterrichtseinheit kann das „Informationsblatt zum Arbeitsblatt" vor, zum oder nach dem Bearbeiten des „Arbeitsblatts" ausgeteilt werden und soll den Schülern und Lehrkräften zur Vereinfachung der Arbeitsblätter dienen. Da die Reihenfolge jedoch nicht bei allen „Informationsblättern" und „Arbeitsblättern" gleich verlaufen muss, überlasse ich die Reihenfolge der Bearbeitung bewusst der jeweiligen Lehrkraft.

4.2 Bodenheft

Abbildung 15 (nicht abgedruckt)

4.2.1 Brainstorming/Mind-Mapping

Informationsblatt für den Lehrer:

Tipp:

Bei ungeübten Klassen empfiehlt es sich, das Mind-Mapping zunächst einmal mit der ganzen Lerngruppe in Form eines Tafelbildes zu üben.

Variation:

Das Mind-Mapping-Verfahren kann natürlich auch in spätere Unterrichtsphasen (wieder) eingesetzt und auf andere Begriffe oder Aussagen ausgeweitet werden, z.B. „Lebensraum Boden" oder „Bodenzerstörung", um eine erste Orientierung für den Einstieg in neue Themenfelder zu erzeugen (vgl. Abbildung 16) (vgl. Oettinger/Klein 2001, 55; vgl. Otto 2001, 22ff.; vgl. NUA 1997, 35f.).

Abbildung 16 (nicht abgedruckt)

4.2.2 Wie man Boden ansprechen kann

Arbeitsblatt 1

Material:
- Plakatkarton, Tonpapier (DIN A3) oder Tapetenrolle
- dicke Bunt- oder Filzstifte
Arbeitsanleitung:

1. Jede Gruppe (etwa vier Lernende) erhält einen Plakatkarton, einen Bogen Tonpapier oder ein Stück Tapete (ca. 1m) und dicke Bunt- oder Filzstifte.

2. Auf die Mitte des Papiers wird das Wort Boden oder der Satz „Das bedeutet Boden für mich" in ein Viereck geschrieben.

3. Überlegt, was ihr persönlich mit dem Wort (Satz) verbindet und zeichnet Äste an den Kreis.

4. Die Äste werden mit entsprechenden Begriffen beschriftet. Von den Ästen können wie beim Baum weitere Astgabel abgehen. An jedem Ast zu dem euch weitere Gedanken einfallen, wird ein kleinerer Ast hinzugefügt und mit euren neuen Gedanken beschriftet.

5. Dieses Schema kann solange fortgeführt werden, bis alle Einfälle gesammelt sind. Es entsteht ein Gedankenbaum.

6. Im Anschluss daran werden die Gedankenbäume in den Gruppen vorgestellt und besprochen. (vgl. NUA 1997, 35f.).

4.3 Bodenentstehung

Böden entstehen aus Gesteinen. Die Bodenentwicklung und seine weitere Entwicklung (Pedogenese) erstreckt sich über einen relativ langen Zeitraum unter dem Einfluss verschiedener Faktoren wie z.B. Vegetation, Klima, Grundwasser, Oberflächenrelief, Bodenorganismen und menschliche Einwirkung (vgl. NUA 1997, 57). Die Prozesse die bei der Bodenentwicklung entscheidend sind wie chemische, physikalische und biogene Verwitterung des Ausgangsgestein und Mineralneubildung, führen zur Bildung des Bodenkörpers (vgl. Kapitel 4.4). Parallel dazu gewinnen Zersetzungsprozesse an der organischen Substanz wie Mineralisierung (Abbau) und Humifizierung (Neubildung) an Bedeutung. Aus den sich im Laufe der Zeit verändernden organischen und mineralischen Substanzen, die durchmischt und verlagert werden, entsteht ein organisierter Bodenkörper mit charakteristischem Gefüge (vgl. Kapitel 4.4). Die Bodenentwicklung beginnt in der Regel an der Oberfläche des Gesteins und schreitet im Laufe der Zeit in der Tiefe fort. Erst wird das feste Gestein durch physikalische und chemische Prozesse gelockert. Es entstehen Spalten und Klüfte, in denen sich Mikroorganismen, Flechten, Moose, aber auch erste Bodentiere ansiedeln können (vgl. NUA, 57). Durch Einwehungen und Absterben entwickelt sich allmählich eine dünne Humusschicht auf der sich jetzt Kräuter und Gräser entwickeln können (vgl. Kapitel 2.1.3.1; vgl. Abbildung 4). Durch permanente Verwitterungsprozesse und die Einwirkung von Tieren und Pflanzen zerfällt das Gestein immer weiter und wird mit den organischen Substanzen zu lockerer Erde gemischt, in der bei ausreichender Nährstoff- und Wasserversorgung schließlich auch Sträucher und Bäume wurzeln. Diese tragen durch die Kraft der Wurzeln und das Freisetzen von Säuren zum weiteren Zerfall des Gesteins bei (vgl. NUA, 57). Die entstehende Vegetationsdecke schützt den Boden vor Erosion durch Wind und Regen, aber auch vor Trockenheit und Kälte. Aber vor allem liefern die Pflanzen organisches Material, dass durch Humifizierung und Zersetzung zu Humus umgebildet wird. Es entsteht Boden durch ein Wirkungsgefüge aus Ausgangsgestein, Klima, Wasser, Relief, pflanzlichen und tierischen Organismen und Menschen (vgl. ebd.). In den nachfolgenden Abbildungen 17 und 18 ist die Bodenentwicklung und Pedogenese dargestellt.

Abbildung 17 (nicht abgedruckt)

Abbildung 18 (nicht abgedruckt)

4.3.1 Wie entsteht Boden

Arbeitsblatt 2:

Arbeitsanleitung:

1. Lies zunächst die nachfolgenden 8 Texte durch!
2. Schau dir nun die auf der nächsten Seite dargestellten Bilder genau an!
3. Schneide die 8 Bilder aus und klebe sie in die richtige Reihenfolge untereinander!
3. Nummeriere jetzt die Texte von 1 - 8 der Reihenfolge nach!
4. Schneide jetzt die einzelnen Texte aus und klebe sie an die entsprechenden Bilder
(vgl. Abbildung 19)

( ) Irgendwann wird ein Samenkorn angeweht, aus dem eine erste Pflanze keimt und wächst. Zumeist sind es Flechten und Moose, die als Erste einen solchen neuen Lebensraum erobern.

--------------------------------------------------------------------
( ) Die abgestorbenen Pflanzen und Tiere bleiben aber nicht für immer an Ort und Stelle liegen, sondern werden immerfort von einer Vielzahl verschiedener Kleinlebewesen (etwa Regenwürmer, vor allem aber auch Bakterien und Pilzen) zu Humus abgebaut. Dieser vermischt sich mit den Steinchen und dem Sand. Der Boden bekommt dadurch eine dunkle, oft braune Farbe.

--------------------------------------------------------------------
( ) Durch Hitze und Frost zerspringen und zerbrechen die Felsen und Steine an der Oberfläche und werden so allmählich zerkleinert. Man sagt, die Felsen und Steine verwittern.

--------------------------------------------------------------------
( ) Zuerst sind nur Felsen und Steine da.

--------------------------------------------------------------------
( ) Durch die Pflanzenwurzeln und die im Boden lebenden Tiere werden die Steine ebenfalls zerkleinert und immer wieder umgedreht. Immer mehr Zweige, Blätter und andere tote Pflanzen- und Tierteile fallen auf den Boden und bilden eine zunehmend dickere Auflageschicht.

--------------------------------------------------------------------
( ) Ganz allmählich breiten sich immer mehr Pflanzen aus und schließlich kommen auch Tiere hinzu.

--------------------------------------------------------------------
( ) Staub, Sand und auch Reste von toten Pflanzen und Tieren werden angeweht und in die Felsritzen und Fugen zwischen den verwitterten Steinen abgelagert.

--------------------------------------------------------------------
( ) Viele tausend Jahre muss sich dies wiederholen, damit die Schicht aus Steinchen, Sand und Humus dicker und dicker wird und schließlich ein tiefreichender Boden entsteht: Ein Boden, der neben Steinchen, Sand, Wasser, Luft und Humus auch lebende Pflanzen und Tiere enthält.

--------------------------------------------------------------------
(vgl. Otto 2001, 40)

Abbildung 19 (nicht abgedruckt)

4.4 Bestandteile des Bodens/Bodenkörper

Die oberste Schicht der festen Erdkruste ist die Pedosphäre. Nach unten wird sie durch mehr oder weniger festes Ausgangsgestein (Lithosphäre) begrenzt, nach oben durch die Pflanzendecken und die Atmosphäre. Die Lithosphäre besteht aus mineralischer Substanz, die bei der Verwitterung des Ausgangsgesteins entsteht, aus organischer Substanz die durch Humifizierung entsteht, Wasser und Luft (siehe Abbildung 20).

Abbildung 20 (nicht abgedruckt)

Die festen Bodenpartikel bilden einen strukturierten Bodenkörper mit charakteristischem Gefüge. Zwischen den Partikeln befinden sich Hohlräume (Poren), die mit Wasser und Luft gefüllt sind. In diesen Hohlräumen leben zahlreiche Bodenorganismen (Algen, Pilze, Bodentiere und Mikroorganismen). Die räumliche Anordnung der festen Bodensubstanz (mineralisch und organisch) nennt man Bodengefüge. Es beeinflusst u. a. den Wasser-, Luft-, Nährstoff- und Wärmehaushalt des Bodens, seine Besiedelung mit Lebewesen, Durchwuzelbarkeit und die Aufteilung des Bodenvolumens in Substanz und Porenvolumen
(vgl. NUA 1997, 55ff.; vgl. Abbildung 21).

Abbildung 21 (nicht abgedruckt)

4.4.1 Fingerprobe

Information zu Arbeitsblatt 3 (für die Schüler):
Jeder Boden ist letztendlich das Verwitterungsprodukt des Gesteins, vermengt und bedeckt von angeschwemmtem oder angewehtem Material und durchsetzt von einem kleinen Prozentsatz organischer Materie. Es ist offensichtlich, dass die Korngröße der mineralischen Bestandteile des Bodens die physikalischen Eigenschaften (Wasserhaltevermögen, Durchlüftung usw.) maßgeblich beeinflusst. Da jeder Boden anhand unterschiedlichen Gehalts größerer oder kleinerer Partikel charakterisiert werden kann, schlagen die Autoren als erste Schülerübung eine Bestimmungsübung verschiedener Bodenproben vor (vgl. Slaby 1993, A1).
Die Bestimmungsübung lehrt die Schüler, Boden zu begreifen und den Terminus Dreck zu relativieren.
Tone sind definiert als 65-100% Tonteilchen (Korndurchmesser weniger als 0,002 mm) vermischt mit 0,35% Sand und/oder 0-35% Schluff. Lehme (je nachdem, ob sandig-tonig, schluffig oder anders charakterisiert) enthalten 30- 82,5% Ton, 0-67,5% Sand und 15-45% Schluff (vgl. ebd.).

Abbildung 22 (nicht abgedruckt)

4.4.1.1 Woraus besteht Boden

Arbeitsblatt 3:

Arbeitsanleitung:

Material:
- Verschiedene Bodenproben
- Spritzflasche mit Wasser
- Lappen zum Hände abwischen
- eventuell Musterproben (Lehm, Sand,....)

Durchführung:
Mit einem Spatenstich entnehmt ihr eine Probe aus dem Boden. Aus dem unteren Teil der
Probe nehmt ihr etwa einen Esslöffel Erde und knetet sie mit etwas Wasser in der Hand durch,
bis der Glanz des Wassers verschwindet.
(Das Gleichzeichen bedeutet: Wenn der angegebene Buchstabe zutrifft, ist bei der
bezeichneten Zahl fortzufahren).

1. Versuche die Probe zwischen den Handtellern schnell zu einer bleistiftdicken Wurst auszurollen.
a) nicht ausrollbar, zerfällt: Gruppe der Sande = 2
b) ausrollbar: Gruppe der sandigen Lehme = 4

2. Prüfe die Bindigkeit der Probe zwischen Daumen und Zeigefinger.
a) nicht bindig: Sand = 3
b) bindig: stark lehmiger Sand

3. Zerreibe die Probe auf der Handfläche.
a) in den Handlinien kein toniges Material sichtbar: Sand
b) in den Handlinien toniges Material sichtbar: schwach lehmiger Sand

4. Versuche, die Probe zu einer Wurst von halber Bleistiftstärke auszurollen.
a) nicht ausrollbar: stark sandiger Lehm
b) ausrollbar: sandiger Lehm oder Tone = 5

5. Quetsche die Probe zwischen Daumen und Zeigefinger in Ohrnähe.
a) starkes Knirschen: sandiger Lehm
b) kein oder schwaches Knirschen: Lehme oder Tone = 6

6. Beurteile die Gleitfläche bei der Quetschprobe.
a) Gleitfläche stumpf: Lehm
b) Gleitfläche glänzend: Tone = 7

7. Prüfe ein wenig Erde zwischen den Zähnen.
a) Knirschen: lehmiger Ton
b) erscheint eher butterartig: Ton
(vgl. Slaby 1993, A1)

4.4.2 Die Schlämmprobe

Information zu Arbeitsblatt 4 (für die Schüler):

Abbildung 23 (nicht abgedruckt)

Die Schlämmprobe gibt einen ersten Aufschluss über die verschiedenen Fraktionen des Bodens. Hierbei wird in einem Glas oder ähnlichem Gefäß eine Bodenprobe mit Wasser geschüttelt und aufgeschwemmt. Entsprechend der Größe der Körner bzw. ihres Gewichts sedimentieren die Bodenpartikel unterschiedlich schnell aus und lagern sich schichtweise am Grund ab. Bei den sehr feinen Partikeln kann das jedoch mehrere Stunden dauern (vgl. Abbildung 23)

Variationsmöglichkeiten:
- Durch Zugabe von Kochsalz (NaCI) verteilen sich die Feinerde und Tonteilchen besser und schweben länger im Wasser. Bei entsprechendem Tongehalt kann dieser Effekt monatelang anhalten.
- Durch Zugabe von Calciumchlorid (CaCI2) werden die Tonteilchen stärker angezogen und bilden Aggregate, die schneller Ausflocken und zum Boden sinken.
Ursache: Tonmineralien sind elektrostatisch negativ geladen und können positiv geladene Ionen anlagern.

Für die Feinstruktur des Bodens ist die Anwesenheit bestimmter Ionen an der Oberfläche der Tonpartikel von großer Bedeutung: Kalkdünger in der Landwirtschaft hat neben ihrer Bedeutung für den ph-Wert und Nährstoffhaushalt einen positiven Einfluss auf das Gefüge des Bodens und damit die Durchlässigkeit von Luft und Wasser, auf die Durchwurzelung und das Bodenleben. Kalkgaben machen den Boden krümelig und leicht bearbeitbar. Die Auswirkungen sollten nach den Versuchen diskutiert werden(vgl. Abbildung 24; vgl. Otto 2001, 26; vgl. Slaby 1993, A4; vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/1/01/01.htm).

Abbildung 24 (nicht abgedruckt)

4.4.2.1 Woraus Boden besteht

Arbeitsblatt 4:

Material:
- frische Bodenproben und entsprechend viele Schraubdeckelgläser (möglichst schlank und gerade, ca. 300 - 500 ml)
- 1 Flasche oder Krug mit Leitungswasser
- Esslöffel
- für die Erweiterung: Kochsalz oder Waschpulver

Arbeitsanleitung:
1. Für jede Bodenprobe ein Schraubglas bereitstellen und den Deckel abschrauben.
2. Jedes Schraubglas zu etwa einem Viertel mit der Bodenprobe befüllen. Benutzt dazu den Esslöffel.
3. Danach bis etwa 1 cm unter den oberen Rand des Schraubglases vorsichtig Wasserzugießen.
4. Das Glas fest mit dem Schraubdeckel verschließen und mehrmals kräftig durchschütteln.
5. Das gefüllte Schraubglas auf einer festen Unterlage abstellen und genau beobachten, waspassiert.

Erweiterung:
Gib zusätzlich noch einen Teelöffel Kochsalz oder Waschpulver in das mit Wasser und Boden befüllte Schraubglas. Dann wieder fest zuschrauben und schütteln. Vergleiche deine Beobachtungen mit dem ersten Versuch!

Abbildung 25 (nicht abgedruckt)

Auswertung:
- Zeichne ein, wie sich der Boden im Glas verteilt hat.
- Sieh dir die Schichten genau an und versuche sie zu beschriften
(z.B. klares Wasser, trübes Wasser, Steine, Sand, Pflanzenreste, Humus, .....)

(vgl. Otto 2001, 26f.; vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/1/01/01.htm)
(Abbildung 25 aus http://hypersoil.uni-muenster.de/1/01/01.htm)

4.5 Bodeneigenschaften

Boden besteht aus verschiedenen Bestandteilen, die in unterschiedlichen Phasen vorliegen:

Tabelle 3: Die drei Phasen des Bodenkörpers

TABELLE 3 (nicht abgedruckt)

Diese drei Phasen bilden zusammen den Bodenköper, der auch als Dreiphasensystem bezeichnet wird. Im Laufe der Zeit entwickelt sich der Bodenkörper zu einem charakteristischen Komplex mit kleinräumigen differenzierten Lebensräumen (Poren) (vgl. Kapitel 2.1.3.2). Der belebte Bodenkörper (Pedosphäre) besitzt spezifische Eigenschaften, die sich aus Anteil, Qualität und räumlicher Anordnung der drei Bodenkörperphasen (chemischphysikalisch), und aus der Lebenstätigkeit der Bodenorganismen (biogene Bodeneigenschaften) und vielfältigen Wechselwirkungen zwischen beiden Faktoren ergeben
(vgl. NUA 1997, 59).

Bodeneigenschaften sind ein Produkt der verschiedenen abiotischen und biotischen Entwicklungsprozesse im Boden und unterliegen (vgl. Kapitel 2.1.3.1; vgl. Abbildung 4) einem mehr oder weniger starken Wandel. Sie sind Gegenstand von bodenökologischen und bodenkundlichen Untersuchungen.

4.5.1 Wasserkapazität und Filtervermögen von Böden

Informationsblatt (für die Schüler):

Niederschlagswasser versickert im Boden und speist letztlich den Grundwasservorrat. Ein Teil des Wassers wird aber gegen die Schwerkraft im Boden festgehalten. Das Bodenwasser ist für den Transport der Nährsalze zuständig. Die Wasserkapazität ist von den im gewachsenen Bodengefüge vorhandenen Poren abhängig. Dabei ist nicht so sehr das Gesamtporenvolumen, sondern viel mehr die Feinporigkeit entscheidend, denn feine Poren wirken wie Kapillaren. Sie enthalten das Kapillarwasser, aus welchem die Pflanze hauptsächlich ihren Wasserbedarf deckt. (vgl. Slaby 1993, A5).
Die Fähigkeit des Bodens, Wasser aufzusaugen und gegen die Schwerkraft zurückzuhalten, wird als Wasserkapazität bezeichnet. Normalerweise steigt diese mit zunehmender Feinkörnigkeit des Bodens und mit zunehmendem Humusgehalt. Gleichzeitig verringert sich die Durchlaufgeschwindigkeit aufgrund englumiger Poren und des erhöhten Absorptionsvermögens (vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/1/01/02.htm).

Variation des oben genannten Versuchsaufbaues :

Um neben der Wasserkapazität auch das Filter- und Absorptionsvermögen verschiedener Böden zu demonstrieren, kann das Sickerwasser unter Versuchsbedingungen mit verschiedenen Stoffen angereichert werden, z.B. mit Geschmackstoffen (Salz, Zucker) oder Farbstoffen (blaue Tinte etc...) (vgl. ebd.).

4.5.2 Boden kann Wasser speichern

Arbeitsblatt 5:

Material:
Je 300 g lufttrockener Sandboden, Lehmboden und Humusboden; 3 Ständer; 3 Klammern; 3 Kreuzmuffen; 3 Messbecher (Einmachgläser); 3 Trichter; 3 Papierfilter; 3 Messzylinder; 3 Holzstäbe zum Verdichten; Wasser; Küchenwaage.

Abbildung 26 (nicht abgedruckt)

Arbeitsanleitung:
(aus Otto 2001, 30)
1. Bildet zunächst 4 Forschungsgruppen.
2. Jede Gruppe führt folgende Aufgaben durch.
3. Legt zunächst Papierfilter in den Trichter.
4. Füllt den Trichter mit ca. 300 g Bodenprobe.
5. Drückt die Bodenprobe mit einem Holzstäbchen vorsichtig fest.
6. Gießt eure Bodenproben mit ca. 200 ml gefärbtem Wasser.
7. Wartet ab, bis kein Wasser mehr in den Messbecher tropft.
8. Messt die Wassermenge, die im Messbecher aufgefangen wurde.
9. Rechnet aus, wie viel Wasser eure Bodenprobe gespeichert hat.

Tab. 4: Auswertung Boden kann Wasser speichern

TABELLE 4

1: Tragt eure Ergebnisse in die oben stehende Tabelle ein.
2: Vergleicht eure Ergebnisse mit den anderen Gruppen.
3: Welcher der 3 Böden eignet sich für die Wasserversorgung von Pflanzen am besten? Begründe deine Entscheidung.
4: Diskutiert eure Entscheidungen mit den übrigen Gruppen.
(vgl. Otto; vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/1/01/02.htm)

4.6 Bodenorganismen

Die Voraussetzung für eine vielfältige Bodentierwelt und ein reichhaltiges Bodenleben ist ein lockerer strukturierter Bodenkörper mit vielen Hohlräumen, ein ausreichender Gehalt an abbaubaren Bestandsabfällen (Streu) und ein ausgeglichenes Bodenklima (Wärme, Feuchtigkeit und Durchlüftung). Wenn Lebewesen dauerhaft im Boden leben, werden sie als Bodenorganismen bezeichnet. In der Regel sind sie aber so klein, dass sie mit dem bloßen Auge allein nicht oder nur kaum zu erkennen sind. Zu der großen Art- und Formenvielfalt der Bodenorganismen zählen: Bakterien, Einzeller, Algen, Würmer, Krebstiere, Spinnentiere, Tausendfüßler und zahlreiche andere Tiere (vgl. NUA 1997, 60). Diese Organismen sind es, die den Bodenkörper unterschiedlich stark nutzen und maßgelblich mitgestalten (vgl. Abbildung 27 und 28).

„In einer handvoll guten Humusboden gibt es weitaus mehr Lebewesen als Menschen auf der Erde. Das Trockengewicht all dieser Bakterien und Pilze, Einzeller, Würmer, Spinnen und Insekten summiert sich pro Hektar auf rund 5 Tonnen...." (Stern-Report "Rettet den Boden" 1985, 20).

Die meisten Bodenorganismen sind typische Oberflächen- und Hohlraumbewohner, d.h. sie besiedeln die Poren zwischen den festen Bodenpartikeln und deren Oberfläche. Sie ernähren sich überwiegend von abgestorbener organischer Substanz, die sie umwandeln und abbauen. Durch die geringe Porengröße sind die meisten Bodenorganismen sehr klein und angepasst. Sie sind sehr gut angepasst an die spezifischen Verhältnisse von Sauerstoffmangel, Lichtarmut und hohe Feuchtigkeit. Ihr Verbreitungsschwerpunkt liegt im organisch angereicherten Oberboden, denn mit zunehmender Tiefe nehmen die Dichte und der Wassergehalt des Bodens stark zu, während die Sauerstoffversorgung und Durchlüftung immer mehr abnehmen (vgl. ebd.). Von unterschiedlichen Bodenarten und - entwicklungstypen abhängig schwanken die Zusammensetzungen der Arten und ihre jeweilige Individuendichte. Bei guter Besiedelung des Bodenkörpers beträgt der Gewichtsanteil aller ständig im Boden lebenden Organismen weniger als 1% der festen Bodensubstanz (vgl. Abbildung 27). So kommen in einem Quadratmeter Boden in der obersten Bodenschicht (30 cm tief) bei guter Bodenqualität mehr als 1,6 Billionen Bodenorganismen vor, die alle zusammen nicht mehr als 200g auf die Waage bringen (vgl. Abbildung 28). Diese Arten- und individuenreiche Gemeinschaft von Bodenorganismen trägt zur permanenten Durchmischung des Bodens und einem zügigen Abbau der organischen Substanz bei und fördert die Bodenfruchtbarkeit (vgl. NUA 1997, 60f.).

Abbildung 27 (nicht abgedruckt)

Abbildung 28 (nicht abgedruckt)

4.6.1 Streuzersetzung

Informationsblatt (für die Schüler):

Im Herbst fallen ca. 25 Millionen Blätter auf den Boden im Buchenwald (m2 = 10.000 m2). Ihr Gesamtgewicht entspricht etwa 4 Tonnen (1 Tonne = 1000 kg). Die Laubschicht ist dann einige Zentimeter dick (vgl. Abbildung 29).

Abbildung 29 (nicht abgedruckt)

Im Laufe der Zeit würde die Laubschicht durch den jährlichen Laubabwurf im Herbst auf dem Waldboden auf mehrere Meter anwachsen. Aber wie kommt es, dass die Laubschicht nur wenige Zentimeter dick ist?

Es liegt daran, dass das von den Bäumen herabgefallene Laub, zusammen mit anderen abgestorbenen Tieren und Pflanzen, zersetzt und abgebaut wird. An dem Abbau und der Zersetzung dieser organischen Substanz wirken viele Organismen mit, die im und am Boden leben. Natürlich spielen auch die wechselnden Witterungsverhältnisse im Laufe des Jahres eine Rolle (z.B. Regen, Frost, Kälte, Schnee, Wärme). Zu Beginn der Zersetzung werden die abgestorbenen Blätter und die andere abgestorbene Substanz von Bakterien, Pilzen und Algen besiedelt (vgl. ebd.). Diese fangen an das Pflanzenmaterial zu zersetzen, weichen es auf und machen es mürbe. Zur gleichen Zeit dienen sie kleinen Bodentieren wie z.B. Einzellern, Fadenwürmern und Milben als Nahrung und werden von ihnen gefressen. Andere Bodentierarten folgen. Hornmilben, Haarmückenlarven, Köcherfliegen, Springschwänze etc. fressen Löcher und Fenster in die Blätter (vgl. ebd.) Dadurch können Pilze, Bakterien und Einzeller in das Blattinnere gelangen (vgl. Abbildung 30).

Abbildung 30 (nicht abgedruckt)

Größere Bodentiere wie Moosmilben, Asseln, Nachtschnecken, Tausendfüßler, Regenwürmer und andere Würmer fressen ganze Blätter oder größere Blattstücke und verändern das Blattmaterial bei der Verdauung im Darm. Andere Bodentiere fressen den angereicherten Kot dieser Tiere oder ernähren sich räuberisch von den Zersetzern. Zusammen bilden sie eine große Fress-Gemeinschaft, wobei jede Art ihren besonderen Platz einnimmt. Am Ende des Zersetzungsprozesses ist das Falllaub abgebaut und in die Substanz zerlegt, aus denen es aufgebaut worden ist, z.B. Mineralsalze und Wasser (vgl. http://hypersoil.unimuenster. de/1/01/03.htm). Diese werden im Boden in der Humusschicht angereichert und stehen den Pflanzen wieder für die Bildung neuer Blätter und Wachstum zur Verfügung.

Arbeitsblatt 6:

Arbeitsanleitung

Material:
- Frisch gesammelte, unterschiedlich zersetzte Blätter
- Weiße Teller oder Plastikschalen
- Pinzetten
- Holzstäbchen
- Vergrößerungsgläser oder Lupen
- Papier
- Informationsblätter zu Arbeitsblatt 6

Durchführung:
1. Suche dir mit einem Partner unterschiedlich stark zersetzte Blätter heraus.
2. Betrachte die einzelnen Blätter von allen Seiten mit der Lupe und untersuche sie mit Hilfe von Pinzette und Holzstäbchen genauer.
Wie sieht die Oberfläche aus?
Welche Tiere kannst du finden?
Was kannst du beobachten?
3. Suche unterschiedlich stark zersetzte Blätter einer Sorte/Art heraus und ordne sie nach dem Grad der Zersetzung.

Auswertung:
- Schreibt kurz eine Geschichte (Stichpunkte) darüber, was mit einem zu Boden gefallenen Blatt passiert und wie es sich dabei verändert.

„Das abgestorbene Blatt liegt auf dem Waldboden...
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................

- Vergleiche deine kurze Blattgeschichte mit dem Infoblatt „Vom Laubwald zum Humus".
(vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/1/01/03.htm)

4.6.3 Vom Laubblatt zum Humus

Infoblatt zu Arbeitsblatt 6:

Abbildung 31 (nicht abgedruckt)

4.7 Bodentiere

Informationsblatt

Durch verschiedene Prozesse der Bodenentwicklung und Bodenbildung entsteht ein kleinräumiger unterschiedlich strukturierter Bodenkörper. Er besteht aus verwitterten Gesteinsresten (mineralische Substanz), Wasser, Luft und Humus und ist von zahlreichen Gängen und Poren durchzogen. Die festen Bestandteile bilden verschieden dichte und große Bodenkrümel (vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/1/01/04.htm#Information).

Die Bodenkrümel, Poren und Gänge verschiedener Größe und Struktur differenzieren den Lebensraum Boden in zahlreiche Mikrosphären bzw. Raumeinheiten mit unterschiedlichen physikalisch-chemischen Lebensbedingungen. Diese Kleinstlebensräume können von zahlreichen Bodenorganismen besiedelt werden, die unterschiedlich spezialisiert sind. Neben Algen, Pilzen und Bakterien spielen insbesondere die Bodentiere eine wesentliche Rolle bei der Bodenentwicklung. Die meisten Bodentierarten sind mit bloßem Auge kaum zu erkennen, aber zahlreich im Boden vorhanden. Häufig findet man Milben, Fadenwürmer und Springschwänze, die in der Regel weniger als 2mm groß sind (vgl. ebd.) (vgl. Abbildung 32).

Abbildung 32 (nicht abgedruckt)

Um im Boden lebende Kleintiere einzufangen, gibt es eine Reihe unterschiedlicher Methoden. Für schulische Zwecke eignen sich Kleintierfallen und ebenso die Barberfalle (vgl. Otto 2001, 34). Es könnten jedoch auch Frisch-Bodenproben aus dem Kompost, Waldboden, Gartenerde etc. verwendet werden. Diese Methode ist weniger Zeit- und Arbeitsintensiv (vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/1/01/04.htm#Information).

4.7.1 Bodentiere untersuchen

Arbeitsblatt 7:

Arbeitsanleitung

Material
- Stereomikroskop (Binokular)
- Frisch-Bodenproben (Kompost, Gartenerde, Waldboden etc.)
- Lupen
- Petrischalen
- Holzspieße, Teelöffel
- Spritzflasche mit Wasser
- Bestimmungshilfe „Bein-Uhr" für Bodentiere

Durchführung

1. Binokular oder Stereomikroskop aufbauen und Lupen bereitlegen.
2. Etwa einen Teelöffel der zu untersuchenden Bodenprobe in eine Petrischalenhälfte geben und mit Hilfe von Stereomikroskopen und Lupen auf Bodentiere hin untersuchen. Dabei mit dem Holzspieß vorsichtig die Bodenkrümel trennen und wenden.
3. Versuche, die gefundenen Arten mit den Bestimmungshilfen zu erkennen (vgl. Infoblatt zu Arbeitsblatt 7). Achte dabei auf die angegebene Größe der Bodentiere!

Auswertung

Liste auf einem gesonderten Blatt alle Bodentiere auf. Benutze dazu den Bestimmungsschlüssel (Beinuhr) auf dem Infoblatt zu Arbeitsblatt 8 und unterstreiche diejenigen Arten, die besonders häufig vorgekommen sind! An der Beinuhr bzw. der Größe der Tiere kannst du erkennen, welcher Tierart im Boden sie angehören. Allgemein nimmt die Anzahl der Individuen einer Art im Bodenkörper mit abnehmender Körpergröße der Art stark zu.

Körperdurchmesser < 0,2 mm
Arten: Einzeller und kleine Fadenwürmer
Körperdurchmesser 0,2-2 mm
Arten: Rädertiere, Fadenwürmer, Strudelwürmer, Milben, Springschwänze
Körperdurchmesser 2-20 mm
Arten: Regenwürmer, Schnecken, Spinnen, Asseln, Tausendfüßer, Insekten und
Insektenlarven verschiedener Ordnungen
Körperdurchmesser > 20 mm
Arten: verschiedene Wirbeltierarten, z.B. Lurche, Reptilien, Insektenfresser (u.a. Maulwurf, Spitzmäuse), Nagetiere (u.a. Mäuse)

(vgl. http://hypersoil.uni-muenster.de/1/01/pdf/Versuch4.pdf; vgl. http://hypersoil.unimuenster. de/0/07.htm)

4.7.2 Bein-Uhr

Infoblatt zu Arbeitsblatt 7

Bein-Uhr
Bestimmungsschlüssel für Bodentiere nach Anzahl der Beine

Abbildung 33 (nicht abgedruckt)

4.8 Boden und Pflanzen

Informationsblatt zu Arbeitsblatt 8

Zum Leben und für ihre Entwicklung benötigen Pflanzen Licht (Photosynthese), Wasser, Wärme, Kohlenstoffdioxid (CO2) und eine Vielzahl an Nährstoffen, zu denen primär die organischen Mineralstoffe zu zählen sind (vgl. Oettinger/Klein 2001, 31). Essentiell, d.h. lebensnotwendig für alle Pflanzen sind 16 Nährstoffe, die in zwei Gruppen eingeteilt werden
(vgl. Abbildung 34).

Abbildung 34 (nicht abgedruckt)

Die Makronährelemente, auch Hauptnährstoffe genannt, werden in großen Mengen von den Pflanzen aufgenommen, weil sie zum Aufbau des organischen Materials dienen. Dazu zählen die Elemente Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff, die in Form von Wasser, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Hydrogencarbonat-Ionen (HCO3) aufgenommen werden, sowie Phosphor, Schwefel, Stickstoff, Kalium, Calcium und Magnesium, welche in Form, wie z. B. Sulfat, Nitrat, Phosphat, von der Pflanze genutzt werden. Den Makronährelemente stellt man die Mikronährelemente gegenüber, sie werden auch Spurenelemente genannt (vgl. ebd., 32).
Alle Pflanzen benötigen die Spurenelemente Mangan, Eisen, Bor, Chlor, Molybdän, Zink und Kupfer. Einige spezialisierte höhere Pflanzen brauchen zusätzlich Natrium, Nickel, Silicium, Cobalt und Selen. Die Spurenelemente und Hauptnährstoffe gelangen hauptsächlich in Form von Ionen in die Pflanze (vgl. ebd., 32). Gehen dem Boden bestimmte Nährstoffe verloren, wird auch der Mensch direkt betroffen, denn auch er ist ein Teil des ökologischen Gleichgewichts in der Natur, dadurch dass wichtige Nährstoffe über die Nahrung aufgenommen werden, die pflanzlicher Herkunft sind (vgl. ebd., 35). Viele der Nährstoffe sind in großen Mengen im Boden vorhanden, andere wiederum nicht. Fehlt z.B. Stickstoff, kann dieser nicht durch einen anderen Nährstoff ausgeglichen werden, man spricht hier vom „Gesetz des Wachstumsminimums". Durch Düngung, also Zuführung des begrenzenden Faktors, kann dem entgegengewirkt werden (vgl. ebd., 36). Die permanente Düngung hat jedoch zur Folge, dass die Böden versauern, die feinen Bodenpartikel verklumpen und die Bodenorganismen beeinträchtigt werden (vgl. ebd. 36). Durch das Auftreten von vielen Pflanzenarten kann man auf das Vorkommen bestimmter, in großer Menge angereichter Salze schließen. Solche Pflanzen werden auch Indikatorpflanzen oder Bodenanzeiger genannt (vgl. ebd., 37).

4.8.1 Pflanzenwachstum

Arbeitsblatt 8:

Arbeitsanleitung

Kurzinformation: Pflanzen nehmen Nährstoffe auf, die sie fürs Wachstum brauchen. Je nährstoffreicher der Boden, desto besser können sie sich entwickeln.

Material:
- verschiedene Bodenproben (Komposterde, Sand, Waldboden, Blumenerde)
- gleichgroße Schalen oder Töpfe (z. B. kleine Blumentöpfe oder Joghurtbecher)
- Kressesamen
- Sprühflasche mit Wasser

Durchführung:
1. Bildet Gruppen mit je vier Schülern.
2. Füllt jeweils eine Bodenprobe in eine Schale und drückt den Boden etwas an.
3. Gebt nun jeweils die gleiche Anzahl von Kressesamen, 20 Stück, auf die Bodenproben.
4. Besprüht die Samen mit Wasser.

Auswertung:
Auf der folgenden Abbildung kannst du deine Beobachtungen notieren. Beobachte dazu die Pflanzen mehrere Tage lang. Vergleiche jeden Tag die Entwicklung bei den unterschiedlichen Bodenproben und notiere deine Ergebnisse in der Tabelle.
Welcher Boden ist deiner Meinung nach der fruchtbarste? Begründe deine Meinung!
(vgl. NUA 1997, 101f.; vgl. Abbildung 35)

Abbildung 35(nicht abgedruckt)

Mit den Füßen treten wir Menschen den Boden. Nutzen ihn ungeachtet der Belastungen und Schäden, die wir ihm damit zufügen, hemmungslos aus. Wir nehmen ihn durch Besiedlung, Industrie und Verkehr in Anspruch, versiegeln seine Oberfläche und verdichten sein Gefüge, überlassen ihn der Abtragung oder vergraben in ihm unseren Abfall. Und vergiften ihn täglich aufs Neue mit Schadstoffeinträgen aus Luftverunreinigungen, Düngung und Pflanzenschutz
(BUND 2001 (Hrsg.).: In. Leben in der Unterwelt. Bund-Argumente, S. 14.).

4.9 Boden und Umwelt

Die mit der stetig steigenden Weltbevölkerung und daraus resultierenden Intensivierung der Landwirtschaft und gewandelten Lebensgewohnheiten der Menschen wirken sich auf das System Erde nachhaltig aus (vgl. Oettinger/Klein 2001, 23). Der Mensch beeinflusst Wechselwirkungen im Verbundsystem Natur, dass heißt ökologische Stoffkreisläufe und Gleichgewichte durch Veränderung der Stoffkonzentrationen in der Umwelt, durch etwa Abgasemissionen (Kohlenstoffdioxid, Stäube, Schwefeldioxid und Stickstoffoxide). Diese vielfältigen Störungen gefährden die Umwelt und die Existenz des Menschen. Ein verantwortungsvoller Umgang mit der Natur (umweltgerechtes Handeln) kann nur erreicht werden durch Partizipation, bzw. der Voraussetzung, dass zum einen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Faktoren des Systems Erde verstanden werden (Beziehungsdenken) und zum anderen grundlegende Kenntnisse über den Aufbau der stofflichen Welt erlernt werden (Substanzdenken) (vgl. ebd., 23).
Der Boden ist die Grundlage allen Lebens und seine Gesundheit somit von größter Bedeutung für den Menschen. Er sichert nicht nur die Ernährung der Menschen, sondern dient auch als Puffer für Giftstoffe und Filter für das Grundwasser (vgl. ebd., 38). Leider verarmen viele Böden auf Grund einseitiger Nutzung schnell. Sie werden nur einseitig genutzt und bepflanzt (Bodenmüdigkeit), aber auch durch Baumaßnahmen, durch Bodenverdichtung (z.B. wenn unter der Last der Bearbeitungsmaschinen der Boden zusammengedrückt wird), Überdüngung, Bodenerosion, Bodenversalzung und Bodenversauerung wird der Boden belastet (vgl. ebd., 38). Die Bodenversauerung ist ein Faktor, der von der Öffentlichkeit häufig wahrgenommen und diskutiert wird. Exemplarisch möchte ich nun dieses Umweltproblem aufzeigen, denn seine Existenz stellt eine immense Gefährdung des Ökosystems Boden dar.

4.9.1 Bodenversauerung

Informationsblätter zu Arbeitsblatt 9 (für die Schüler)

Alle dem Boden zugeführten oder im Boden entstehenden Substanzen, die einen sauren Charakter besitzen, tragen zur Versauerung des Bodens bei. Auch schmeckt eine Säure sauer, wie z.B. der Saft der Zitrone. Betrachtet man eine Säure nach ihrer Funktion, so kann man sagen, dass die Säure ein Stoff ist, der in der Lage ist ein Proton (positiv geladenes Wasserstoff-Ion H+), an einen anderen Stoff abzugeben (vgl. Oettinger/Klein 2001, 38). Die Übergabe des Protons durch die Säure erfolgt nur, wenn Stoff vorhanden ist, der das Proton annimmt. Die meisten Protonen reagieren mit Wassermolekülen, da Wasser überall in der Biosphäre vorhanden ist. Dabei entstehen Oxonium-Ionen (H3O+) (vgl. Abbildung 36).

Abbildung 36 (nicht abgedruckt)

Die Oxonium-Ionen (H3O+) machen den sauren Charakter einer Lösung aus, je mehr Oxonium-Ionen vorhanden sind, desto saurer ist die Lösung. Bei ph7-Wert sind in einem Liter Wasser 1/10.000.000g Wasserstoff-Ionen (10-7g) enthalten. Das bedeutet, dass eine Säure mit dem ph5-Wert 1/100.000g pro Liter enthält, was hundertmal mehr ist als ein ph7- Wert (vgl. Abbildung 37; vgl. Otto 2001, 32).

Abbildung 37 (nicht abgedruckt)

Der ph-Wert ist ein Maß für die Konzentration an H3O+-Ionen. Sind wenig vorhanden, ist der ph-Wert hoch und sind viele vorhanden, ist der ph-Wert klein (vgl. Oettinger Klein 2001, 40; vgl. Abbildung 38). Durch zu niedrige ph-Werte wird Kalk ausgewaschen, im unteren Bodenbereich treten Verdichtungen auf und der obere Bodenhorizont verarmt an Nährstoffen (vgl. Myrau-Stapel 1997, 37).

Vorgänge, die zur Versauerung beitragen:

Durch von außen zugeführte Faktoren:
- saure Düngemittel
- saurer Regen

Im Boden selbst:
- Zersetzung von organischem Material (Humifizierung)
- Atmungsprozesse der Pflanzenwurzeln und Bodenorganismen

Was wirkt der Versauerung entgegen?

Eine Substanz hat dann eine abpuffernde Wirkung, wenn nach Zugabe von Basen oder Säuren der ph-Wert fast unverändert bleibt. Der ph-Wert wird durch Puffer stabil gehalten und schützt den Boden und seine Lebewesen. Bei versäuerten Böden können Kalk (Carbonat- Puffer), Silicat-Puffer, Ionentauscher (Tonminerale) und Aluminium- und Eisen- Puffersysteme entgegenwirken. Die folgende Abbildung zeigt die Bodenversäuerung und seine natürlichen Puffermechanismen (vgl. Abbildung 38; vgl. ebd., 50).

Abbildung 38 (nicht abgedruckt)

4.9.2 Bodenversauerung und ph-Wert

Arbeitsblatt 9:

Sehr bedeutsam für den Nährstoffhaushalt des Bodens und damit für das Gedeihen aller Pflanzen ist der Gehalt an Wasserstoff-Ionen, also sein ph-Wert (vgl. Informationsblatt). Es ist für die Erhaltung der Böden von großer Wichtigkeit, die Entwicklung der Bodenreaktion zu verfolgen (zu messen) und im Bedarfsfall Gegenmaßnahmen (in der Regel Kalkungen) einzuleiten (vgl. Myrau-Stapel 1997, 37).

Material:
Spaten, Teelöffel, mehrere Bodenproben (aus 10 cm Tiefe), Plastiktüten, ph-Meter (nach Hellige und Aqua dest.

Arbeitsanleitung:
1. Säubere zuerst das ph-Meter vollständig mit Aqua dest. und trockne es anschließend ab.
2. Gib eine kleine Menge frische Bodenprobe in die große runde Vertiefung des ph-Meters.
3. Stelle das ph-Meter etwas schräg (siehe Abbildung)
4. Tropfe Indikatorlösung auf die Bodenprobe, bis diese gleichmäßig feucht ist und etwas übersteht.
5. Rühre die Bodenprobe mit dem Löffel vorsichtig um und lass sie 3 Minuten einwirken.
6. Neige nun das ph-Meter entgegengesetzt, damit die überstehende Indikatorlösung in die Längsrinne zwischen den Farbtäfelchen abfließen kann.
7. Vergleiche die Lösungsfarbe mit dem Farbtäfelchen und lege den ph-Wert fest (vgl. Abbildung 39; vgl. Otto 2001, 33)

Aufgabe:
1. Welche Bodenart zeigt einen hohen, welche einen niedrigen ph-Wert? Begründe!
2. Auf einem Acker wird ein ph-Wert festgestellt, der sehr niedrig liegt. Wie kann der ph- Wert wieder erhöht werden? Begründe!
3. Warum darfst du kein Leitungswasser zum Verrühren des Bodenbreies benutzen?

Abbildung 39 (nicht abgedruckt)

5. Richtlinien und Lehrpläne

In Kapitel 5 wird untersucht, ob der „Themenkomplex Boden" im Biologie- und Naturwissenschaftunterricht (je nach Schulform) der Sekundarstufe I mit den Richtlinien und Lehrplänen NRW an allgemein bildenden Schulen konform ist. Dabei werden die Richtlinien auf das Thema Ökologie hin untersucht, denn der „Themenkomplex Boden" ist ein Thema, dass in der Biologie im Fachbereich der Ökologie unterrichtet wird. Das heißt, wird der „Themenkomplex Boden" speziell in den zurzeit vorliegenden Richtlinien und Lehrplänen erwähnt oder wird ein ähnlich relevantes Thema der Biologie genannt, bzw. unter welchen Aspekten wird das Thema Boden in den Richtlinien und Lehrplänen noch erwähnt. In den Richtlinien und Lehrplänen für das Gymnasium, die Realschule und Hauptschule steht das Fach Biologie in Verbindung mit einem Lernbereich Naturwissenschaften. Für die Gesamtschule gibt es keine eigenständigen Richtlinien für das Fach Biologie. Hier stehen die Fächer Biologie, Chemie und Physik zusammen in den Richtlinien und Lehrplänen unter dem Fach Naturwissenschaften. Den Lernbereich Naturwissenschaften, werde ich zu der jeweiligen Schulform näher betrachten, um in meiner Schlussbetrachtung (vgl. Kapitel 6) einen möglichen Zusammenhang zu der Fragestellung meiner Examensarbeit herzustellen (Kann der Themenkomplex Boden im Biologieunterricht der Sekundarstufe I die Bildung für nachhaltige Entwicklung fördern?).

5.1 Richtlinien und Lehrpläne NRW der Sekundarstufe I Biologie/Naturwissenschaften

In den folgenden Teilen werde ich den oben genannten Sachverhalt an den Richtlinien und Lehrplänen der Sekundarstufe I (Biologie/Naturwissenschaften) an allgemein bildenden Schulen untersuchen. Hierzu zählen das Gymnasium, die Realschule, die Hauptschule und die Gesamtschule. Alle von mir in Kapitel 5 verwendeten Richtlinien und Lehrpläne sind zurzeit aktuell und beziehen sich auf das Bundesland NRW.

5.1.1 Gymnasium/Biologie/Sekundarstufe I

Die Richtlinien und Lehrpläne auf dem Gymnasium sind für die Biologie der Sekundarstufe I geschrieben. Unter Punkt 1.2 des Lehrplans Biologie, wird das Fach Biologie im Lernbereich Naturwissenschaften und in Zusammenarbeit mit anderen Fächern beschrieben (vgl. Richtlinien und Lehrpläne NRW - Gymnasium - 2002, 35ff). Hier steht geschrieben, dass jedes der drei naturwissenschaftlichen Fächer Biologie, Chemie und Physik einen eigenständigen, in den fachspezifischen Fragestellungen, Methoden und Inhalten aufeinander abgestimmten Beitrag zum Verständnis der unbelebten und belebten Natur einnimmt. Wobei sich die Chemie und Physik aber hauptsächlich mit der unbelebten Natur auseinandersetzen, Biologie als einzige Naturwissenschaft ausschließlich mit der belebten Natur, zu der auch der Mensch gehört (vgl. ebd.).
In den Richtlinien und Lehrplänen der Biologie werden die Grundlagen ökologischer Beziehungen in Lebensgemeinschaften der jeweiligen Heimatregion in der Jahrgangsstufe 8 thematisiert. Als eine von mehreren vorgeschlagenen Exkursionen wird als Strukturelement „Untergrund-Boden" vorgeschlagen, dabei soll eine Untersuchung des Bodenprofils vorgenommen werden (vgl. ebd., 88). Auf Seite 87 der Richtlinien wird kurz die Anpassung von Bodenlebewesen, Verteilung im Boden und Humusbildung erwähnt (vgl. ebd., 87). Primär wird aber nur „Wasser als Lebensraum" angesprochen und in den Richtlinien u. Lehrplänen angesprochen (vgl. ebd., 87ff., Abbildung 37).

Abbildung 40 (nicht abgedruckt)

Unter dem Punkt 7.2 (Naturschutz und Umweltschutzfragen der Stadt oder Region) wird das Problem der Bodenverunreinigung genannt. Es kann in Absprache mit Fachlehrern des Chemie- und Erdkundeunterrichts unterrichtet werden und Fragen zum Natur- und Umweltschutz thematisieren (vgl. ebd., 108; vgl. Abbildung 41).

Abbildung 41 (nicht abgedruckt)

5.1.2 Realschule/Biologie/Sekundarstufe I

Die Richtlinien und Lehrpläne für die Realschule sind für die Biologie geschrieben. Zu Beginn des Lehrplans Biologie werden Erläuterungen zum Lernbereich Naturwissenschaften angesprochen. Hier steht geschrieben, dass Natur und Lebenswelt so komplex sind, dass aus fachlich isolierten Gesetzen und Zusammenhängen kein erweitertes Verständnis konstruiert werden kann (vgl. Richtlinien und Lehrpläne Biologie NRW - Realschule - 2003, 35f.). Als Konsequenz soll der naturwissenschaftliche Unterricht berücksichtigen, dass die biologische, chemische oder physikalische Sichtweise nicht allein für sich, sondern erst im Kontext mit den anderen das Bild der Schülerinnen und Schüler von der Natur und Lebenswelt erweitert. In der Jahrgangsstufe 7 - 8 wird im Themenkreis 1, Leben in Ökosystemen, als Beispiel das Ökosystem Wald, der Lebensraum See und Lebensraum Meer genannt, der „Themenkomplex Boden" wird nicht erwähnt (vgl. ebd., 55ff.).
Unter dem Aspekt der Umwelterziehung und der Behandlung von Ökosystemen wird der „Boden" zusammen mit Luft und Wasser in einem Strukturdiagramm dargestellt (vgl. ebd., 120f.; vgl. Abbildung 42). In der Jahrgangsstufe 7/8 sollen die „Ursachen und Auswirkungen von Waldschäden" untersucht werden. Hier kann unter anderem die Schädigung von Bodenorganismen thematisiert werden (vgl. ebd., 121).

Abbildung 42 (nicht abgedruckt)

5.1.3 Hauptschule/Biologie/Sekundarstufe I

An der Hauptschule wird das Fach Biologie in einem Lernbereich Naturwissenschaften gelehrt (Richtlinien und Lehrpläne Biologie NRW - Hauptschule - 1992, 35). Die Fächer des naturwissenschaftlichen Lernbereichs haben im Rahmen des Erziehungsauftrags der Hauptschule die Aufgabe gemeinsam, den Lernenden naturwissenschaftliche Bildung zu vermitteln (vgl. ebd.). Der Naturwissenschaftliche Unterricht problematisiert Gefahren technischer Großprojekte genauso wie die ausbeuterische Nutzung der Natur und die schädigenden Wirkungen vieler chemischer Produkte und Prozesse. Die Schüler sollen im Unterricht angeleitet werden, Gesetzmäßigkeiten zu überprüfen und Situationen zu beurteilen. Sie sollen dazu befähigt werden, an öffentlichen Diskussionen teilzunehmen, um eine verantwortungsbewusste Einflussnahme des Einzelnen an der gesamtgesellschaftlichen Entwicklung zu schaffen (vgl. ebd.). Ein projektorientierter Unterrichtsvorschlag für die Jahrgangsstufen 5 und 6 ist das Thema „Boden". Dem Lehrer wird empfohlen dieses Thema projektorientiert und fächerübergreifend zu unterrichten, um es im Zusammenhang mit der Thematik „Lebensräume im Umfeld Schule" zu behandeln. Aus der Auseinandersetzung mit dem Phänomen Boden und der daraus resultierenden fachwissenschaftlichen Erkenntniss, kann eine Voraussetzung für einen aktiven Umweltschutz geschaffen werden (vgl. ebd., 43ff.). Die folgende Übersicht zeigt mögliche Beiträge, mit denen die naturwissenschaftlichen Einzelfächer an einem fächerübergreifenden Projekt „Boden" beteiligt werden könnten (vgl. Abbildung 43).

Abbildung 43 (nicht abgedruckt)

5.1.4 Gesamtschule/Naturwissenschaften/Sekundarstufe I

Im Gegensatz zu den anderen Schulformen im Sekundarstufen I Bereich, wird an der Gesamtschule von einem gemeinsamen Lernbereich Naturwissenschaften gesprochen, bei dem die Fächer Physik, Chemie und Biologie gemeinsam unterrichtet werden. Im Zentrum des Unterrichts stehen hier Fragen, Aufgaben, Phänomene und Problemstellungen unter den Perspektiven „Technik", „Natur" und „Umwelt" (vgl. Richtlinien und Lehrpläne Naturwissenschaften NRW - Gesamtschule - 2004, 23). Hier werden ausgehend von Erfahrungen des alltags naturwissenschaftliche Sichtweisen und die durch sie beschriebenen Veränderungen unterrichtlich bearbeitet. Ziel ist es den Schülern eine Fähigkeit zu vermitteln, mit der sie sich im Alltag, im Gesellschaftlichen und im Politischen fachlich kompetent mit naturwissenschaftlichen Fragen auseinander setzten (vgl. ebd.). In der Biologie wird das Thema Ökologie in der 7. Jahrgangsstufe unterrichtet, als Rahmenthema steht hier „Lebensgrundlage Wasser" bzw. „Leben im und am Wasser" (vgl. ebd., 60ff.). Besonders hervorgehoben wird an dem naturwissenschaftlichen Unterricht der Gesamtschule, dass die Themen über ein fächerübergreifendes Lehren und Lernen vermittelt werden, nicht nur zwischen den naturwissenschaftlichen Fächern, sondern auch mit anderen Fächern und Lernbereichen, die jedoch nicht weiter erwähnt werden (vgl. ebd., 103). Die Zusammenarbeit mit anderen naturwissenschaftlichen Fächern soll von Lehrern einer Jahrgangsstufe geleistet werden, bei der die Vorhaben von den beteiligten Lehrkräften gemeinsam abgesprochen werden und so die verschiedenen Sichtweisen mehrer Fächer und Lernbereiche erkennbar sind. In jeder Jahrgangsstufe ist mindestens ein fächerübergreifendes Unterrichtsvorhaben verbindlich. Die in der folgenden Abbildung dargestellten Anregungen und Planungen werden für die einzelnen Jahrgangsstufen vorgeschlagen (vgl. Abbildung 44).

Abbildung 44 (nicht abgedruckt)

6. Schlussbetrachtung

In diesem Teil der Arbeit sollen die in Kapitel 1 - 5 ausführlich dargestellten Ergebnisse hinsichtlich der Fragestellung meiner Arbeit, „Kann der Themenkomplex Boden im Biologieunterricht der Sekundarstufe I die Bildung für nachhaltige Entwicklung fördern?", zusammengefasst und auf die „Möglichkeiten und Grenzen eines handlungsorientierten Unterrichts" hin gedeutet werden. Die Beantwortung dieser Frage orientiert sich dabei an formulierten Problemen (vgl. Einleitung; vgl. Kapitel 1), die den Überlegungen aus dem Theorieteil (vgl. Kapitel 2) entstammen. Die in Kapitel 3 beschriebene didaktische Relevanz zeigt, warum der „Themenkomplex Boden" dazu befähigt ist, die „Bildung für nachhaltige Entwicklung zu fördern". In dem methodischen Teil (vgl. Kapitel 4) habe ich ein Bodenheft entwickelt, dass aus verschiedenen Aspekten und Perspektiven den „Themenkomplex Boden" darstellt und eine mögliche Unterrichtung im Biologieunterricht der Sekundarstufe I anleitet. Im Anschluss daran wurde geprüft, ob der „Themenkomplex Boden" mit den zurzeit aktuellen Richtlinien und Lehrplänen konform ist. In den folgenden Kapiteln 6.1 und 6.2 werde ich Möglichkeiten und Grenzen der oben beschriebenen Kapitel diskutieren und reflektieren. Abschließend folgt ein Ausblick über eine mögliche Entwicklung bezüglich der oben genannten Fragestellung.

6.1 Möglichkeiten

Nach Hellberg-Rode (1997) ist es wichtig, den Themenkomplex Boden nicht nur unter bodenkundlichen Aspekten, sondern unter bodenökologischen Aspekten zu unterrichten (vgl. Hellberg-Rode 1997, 73). Hierbei soll nicht, wie es in der Umweltbildung noch üblich war ein deskriptiver Ansatz verfolgt werden, sondern über ein vernetztes Denken und unter den Leitlinien von Erfahrungs-, Situations-, Problem- und Handlungsorientierung möglichst viele Aspekte zum Thema Bodenökologie integrieren, verstärken, und selbstständig erarbeitet werden (vgl. Kapitel 1). Aufgrund der Agenda 21 und ihrem Leitbild der nachhaltigen Entwicklung (Sustainable Development) wurde somit die bisherige Umweltbildung in Frage gestellt (vgl. Kapitel 2.1.4). Ohne Korrekturen im Bildungsbereich ist eine „Bildung für nachhaltige Entwicklung" jedoch nicht zu erreichen. Nach Gärtner/Hellberg-Rode (2001) ist die grundlegende Umweltbildung als Basisqualifikation für eine mündige Beteiligung einer nachhaltigen Entwicklung zu sehen (vgl. Kapitel 2.1.4.4; vgl. Gärtner/Hellberg-Rode 2001, 25ff.). Das in Kapitel 2.1.5 beschriebene BLK-Programm 21 (Bildung für eine nachhaltige Entwicklung) konnte unter Einbeziehung der Agenda 21 und dem Konzept der Kompetenzen (Gestaltungskompetenz) ein Modernisierungskonzept konzipieren. So kann ein Leitgedanke für einen Transfer auf das BLK-Programm 21 erfolgen, um die „Bildung für nachhaltige Entwicklung" weiter zu fördern, um den vielfältigen Herausforderungen des 21 Jahrhunderts gerecht zu werden (vgl. Kapitel 2.1.5.4). Die didaktische Relevanz in Kapitel 3 zeigt, wie wichtig „Boden" für die Existenz der Menschen ist und welche fachlichen Inhalte und Perspektiven er bietet (vgl. Kapitel 3.). Ein großer Vorteil des Themenkomplex Boden ist, dass dieser überall in ausreichender Menge vorhanden ist und daher für praktische Untersuchungen einfacher als andere Ökosysteme vor Ort genutzt werden kann. Die Bemühungen sollen hier vor allem bei möglichst großer Eigentätigkeit und vernetztem Denken der Schüler liegen, bei denen sie möglichst viele Inhaltsaspekte selbständig in Gruppen- und Einzelarbeit erarbeiten (vgl. Kapitel 4.1 - 4.1.1). Bei der Überprüfung der Richtlinien und Lehrpläne Biologie von allgemein bildenden Schulen in NRW zeigt sich, dass der Themenkomplex relativ selten thematisiert wird (vgl. Kapitel 5). Er wird zwar oft erwähnt, wenn dann aber meistens in Verbindung mit umweltrelevanten Themen. Was wiederum darauf schließen lässt, dass der Boden eine wichtige Rolle in der Vermittlung von Themen mit Umweltbezug spielt. So wird im Biologieunterricht der Hauptschule im Lernbereich Naturwissenschaften, mit der Auseinandersetzung des Phänomen Boden, und der daraus resultierenden fachwissenschaftlichen Erkenntnissen, eine Voraussetzung für den Umweltschutz geschaffen. Hierbei werden mehrere naturwissenschaftliche Fächer fächerübergreifend und handlungsorientiert an einem Projekt Boden beteiligt (vgl. Kapitel 5.1.3). Nach den Erkenntnissen und Recherche der Literatur meiner Examensarbeit würde sich die Behandlung des „Themenkomplex Boden" daher auch hervorragend für die Vermittlung der „Bildung für nachhaltige Entwicklung" eignen.

6.2 Grenzen

Die Grenzen des „Themenkomplex Boden" und seiner Einflussnahme auf die „Bildung für nachhaltige Entwicklung" sind immer dann gegeben, wenn es nicht möglich ist einen Unterricht durchzuführen, der die Möglichkeiten in Kapitel 6.1 zulässt. So steht der Themenkomplex Boden in Konkurrenz mit den auch umweltrelevanten Themen Luft und Wasser (vgl. Kapitel 1). Es könnte nach den in Kapitel 1 (Problemaufriss) und Kapitel 5 (Richtlinien und Lehrpläne) beschriebenen Aspekten ein möglicher Grund sein, dass wenn nur einzelne biologische oder umweltrelevante Probleme theoretisch in der Schule unterrichtet werden, sich die Themen Luft und Wasser besser zur Veranschaulichung eignen (vgl. Kapitel 1; vgl. Kapitel 5). Die Gründe hierfür stehen in Kapitel 1 (Problemaufriss) noch einmal detailliert beschrieben. Ein weiteres Problem ist in der Art und Weise der Unterrichtung zu sehen. Werden nur einzelne bodenkundliche Aspekte unterrichtet und so über den Themenkomplex keine ökologische Grundbildung geschaffen, scheint es schwierig, die Bildung für nachhaltige Entwicklung zu fördern (vgl. Kapitel 2.1.4). Was aber nicht heißen muss, dass der Themenkomplex Boden nur dazu geeignet ist die Bildung für nachhaltige Entwicklung zu fördern. Über ihn lassen sich auch hervorragend einzelne biologische und ökologische Abläufe, Umweltprobleme und/oder die Umweltbildung thematisieren (vgl. Kapitel 2.1.4.4). Ein weiteres Probleme bei der Umsetzung ist die mangelnde Verankerung der „Bildung für nachhaltige Entwicklung" in der Lehrerausbildung und die geringe Zahl von beteiligten Schulen im Programmverlauf des BLK-21 Programms (vgl. Kapitel 2.1.5). Ein primär handlungsorientierter Unterricht bringt die Gefahr mit sich, dass er zu einseitig unterrichtet wird. Gerade komplexe Themenbereiche wie der Boden müssen auch ergänzend zur Praxis theoretisch unterrichtet werden (vgl. Kapitel 4). In Kapitel 5 (Richtlinien und Lehrpläne) ist die zurzeit noch vorherrschende Unterrichtsrealität zu sehen. Zum einen wird der Themenkomplex Boden gar nicht angesprochen, zum anderen wird das Thema Boden nicht fächerübergreifend, interdisziplinär und handlungsorientiert unterrichtet, was dazu führt, dass keine „ökologische Grundbildung" und daraus resultierend keine „Bildung für nachhaltige Entwicklung" impliziert werden kann. Nach Überprüfung der Richtlinien und Lehrpläne auf den Themenkomplex Boden scheint es, dass diese bei ihrer Erstellung primär darauf zielen Umweltprobleme zu thematisieren. Für die Vermittlung von ökologischem Wissen spielt das Thema „Boden" hier nur eine untergeordnete Rolle, dabei werden wie im Problemaufriss beschrieben, die Themenbereiche Luft und Wasser unterrichtet (vgl. Kapitel 1; vgl. Kapitel 5).

6.3 Ausblick

Um die Möglichkeiten in Kapitel 6.1 zu nutzen und die Grenzen in Kapitel 6.2 zu überwinden, bedarf es mehrerer Änderungen im Bildungssystem. Einige Perspektiven hierzu haben Gärtner/Hellberg-Rode (2001) mit der mehrperspektivischen Erschließung und dem vernetzten Denken von umweltbildungsrelevanten Themenfeldern am Beispiel Boden aufgezeigt (vgl. Kapitel 2.1.4.4; vgl. Gärtner/Hellberg-Rode 2001). Die aber deutlich über den Kernauftrag des Unterrichts hinausgehenden Ziele, wie die Modernisierung des Unterrichts, Kompetenzentwicklung und breite Partizipation, haben den Transfer des BLK-Programms 21 deutlich gemacht und an das Transfer-21-Programm weitergegeben (vgl. 2.1.5.4). Die Laufzeit beträgt 4 Jahre (01.08.04 - 31.07.08). Eine Möglichkeit wäre, bezüglich der Fragestellung meiner Examensarbeit, über den Themenkomplex Boden zu versuchen die Bildung für nachhaltige Entwicklung zu fördern. Dazu müsste als erstes die Lehrerbildung an Universitäten und Studienseminaren dementsprechend geändert und verbessert werden. Zweitens müssten die Richtlinien und Lehrpläne von der Grundschule bis zur Sekundarstufe II geändert werden. Sie müssten, wie in Kapitel 6.1 und 6.2 beschrieben, in Richtung vernetzten Denkens, fächerübergreifenden Unterrichten, interdisziplinärem Wissen und naturwissenschaftlichen Unterrichten geändert werden.

Literaturverzeichnis

Becker, G. (2001): Urbane Umweltbildung im Kontext einer nachhaltigen Entwicklung. Theoretische Grundlangen und schulische Perspektiven. Opladen. S, 261 - 266.
BLK (1999): Bund-Länder-Kommission für Bildungsplanung und Forschungsförderung (Hrsg.): Bildung für eine nachhaltige Entwicklung. Gutachten zum Programm von G. de Haan und D. Harenberg, FU Berlin. Materialien zur Bildungsplanung und Forschungsförderung. Heft 72. Bonn, S. 14 - 22, 59 - 80.
BLK (2005): Bund-Länder-Kommission für Bildungsplanung und Forschungsförderung (Hrsg.): Bildung für eine nachhaltige Entwicklung. Gutachten zum Programm von G. de Haan und D. Harenberg, FU Berlin. Materialien zur Bildungsplanung und Forschungsförderung. Heft 123. Bonn, S. 3ff.
BMU (1997): Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.): Umweltpolitik. Konferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Entwicklung im Juni 1992 in Rio de Janeiro - Dokumente - Agenda 21. Bonn, S. 9.
BMU (o. J.): Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.): Umweltpolitik. Konferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Entwicklung im Juni 1992 in Rio de Janeiro - Dokumente - Agenda 21. Bonn, S. 5 - 6, 280 - 281.
Bochter, R. (1995): Boden und Bodenuntersuchungen. Köln, S. 18.
Bolscho, D., Seybold, H. (1996): Umweltbildung und ökologisches Lernen. Berlin, 112 - 146.
Campbell, N. (2000): Biologie. Spektrum. S. 1157- 1159.
Ellenberg, H. (1973): In: dtv-Atlas Ökologie 1998. München, S. 61.
Eulefeld, G. (1979): Didaktische Leitlinien zur Umwelterziehung in der Bundesrepublik Deutschland. In: Eulefeld, G./Kapune, T. (Hrsg.): Empfehlungen und Arbeitsdokumente zur Umwelterziehung München 1979. IPN-Arbeitsbereiche 36. Kiel: IPN, 33-44.
Gärtner, G., Hellberg-Rode, G. (2001): Umweltbildung und nachhaltige Entwicklung. Band 1. Grundlagen. Baltmannsweiler: Schneider Verlag Hohengehern, S. 7 - 30.
Günter, V., Angermann, H. (2002): dtv-Atlas zur Biologie. München, S. 259.
Harrenberg, D. (2001).: Bildung für nachhaltige Entwicklung - Entdeckung im schulischen Alltag und gemeinsames Reformbemühen. In Gärtner, H., Hellberg-Rode, G.: Umweltbildung und nachhaltige Entwicklung. Band 1. Grundlagen. Hohengehern, S. 103 - 118.
Hellberg-Rode, G. (1997): Lebensraum Boden. Relevanz und praktische Umsetzung im Biologieunterricht. Berichte des Instituts für Didaktik der Biologie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, H.6, S. 71-88.
Hellberg-Rode, G. (2001): Nachhaltige Entwicklung als Leitidee der Agenda 21. In: H. Gärtner, G. Hellberg-Rode (Hrsg.): Umweltbildung und nachhaltige Entwicklung. Band 1. Grundlagen. Hohengehern, S. 1-6.
Jank, W./ Meyer, H. (1991): Didaktische Modelle. Frankfurt a.M.: Cornelsen Scriptor. S, 16.
Koehler, H. (2001): Ökosystem Boden. In: H. Koehler, K. Mathes, B. Breckling (Hrsg.): Bodenökologie interdisziplinär. Springer Verlag. Heidelberg, S. 9 -27.
Ministerium für Schule, Jugend und Kinder des Landes Nordrhein-Westfalen (2002): Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe I - Biologie - Gymnasien in Nordrhein- Westfalen. S, 102, 108.
Ministerium für Schule, Jugend und Kinder des Landes Nordrhein-Westfalen (2003): Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe I - Biologie - Realschulen in Nordrhein- Westfalen 2004. S, 120.
Ministerium für Schule, Jugend und Kinder des Landes Nordrhein-Westfalen (1992): Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe I - Biologie, Lernbereich Naturwissenschaften - Hauptschulen in Nordrhein-Westfalen. S, 43ff.
Ministerium für Schule, Jugend und Kinder des Landes Nordrhein-Westfalen (2004): Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe I - Naturwissenschaften - Gesamtschulen in Nordrhein-Westfalen. S, 104.
Michelsen, G./ Siebert, H. (1985): Ökologie lernen. Anleitungen zu einem veränderten Umgang mit Natur. Frankfurt a.M.: Fischer Taschenbuch. S, 84-93.
Myrau-Stapel, J. (1987): Wir erforschen den Boden. Eine Zusammenstellung von Unterrichtsmethoden für die Sekundarstufe I. Hessisches Institut für Lehrerbildung (HILF)/ Institut für Pädagogik der Naturwissenschaften an der Universität Kiel (IPN): Kassel. S, 38.
Nentwig, W., Bacher, S., Beierkuhnlein, C., Brandl, Grabherr. (2004): Ökologie. Spektrum. S, 1 - 2, 229 - 233.
NUA: Natur- und Umweltschutz-Akademie des Landes NRW (Hrsg.) (1997): Der Boden lebt - 2. Auflage. Recklinghausen. S, 1ff.
Oettinger, U., Klein, K. (2001): Sachunterricht konstruktivistisch begreifen. Boden, Erste Hilfe, Pflanzen des Waldes, Lärm, Energie. Band 1. Schneider Verlag. S, 1-73.
Otto, K.-H. (2001): Boden - die geheimnisvolle Haut unserer Erde. In: Gärtner, H./Hellberg- Rode, G. (Hrsg.): Umweltbildung und nachhaltige Entwicklung. Band 2: Praxisbeispiele. Baltmannsweiler: Schneider Verlag Hohengehren, S. 13- 46.
Prechtel, M. (2001): Boden im konstruktivistischen Kontext. In: Oettinger, U./ Klein, K.: Sachunterricht konstruktivistisch begreifen, Band 1. Baltmannsweiler: Scheider Verlag Hohengehren, S. 19-72.
PZ: Pädagogisches Zentrum des Landes Rheinland-Pfalz (Hrsg.) (1990): Lebensgrundlage Boden - Unterrichtsvorschläge für die Sekundarstufe I. Fächer-übergreifender Unterricht (Erdkunde/ Biologie/ Chemie). PZ-Information 13/90. Bad Kreuznach. S, 5ff.
PZ: Pädagogisches Zentrum des Landes Rheinland-Pfalz (Hrsg.) (1998): Boden - Handreichungen für das Wahlpflichtfach Mathematik-Naturwissenschaften der Realschule und für den fächerübergreifenden projektorientierten Unterricht, Heft 1. PZ-Information 2/98. Bad Kreuznach. S 4ff.
Schleicher, K. (Hrsg.) (1992): Lernorte in der Umwelterziehung. Hamburg: Krämer, S. 7.
Schroeder, D. (1992): Bodenkunde in Stichworten. 2 Auflage. Berlin, S. 9.
Siebert, H. (1998): Ökologisch denken lernen. In: Beyersdorf, M./ Michelsen, G./ Siebert, H. (Hrsg.): Umweltbildung. Theoretische Konzepte, empirische Erkenntnisse, praktische Erfahrungen. Neuwied; Kriftel: Luchterhand, S. 84-93.
Slaby, P. (1993): Wir erforschen den Boden. AOL-Verlag. S, 1ff.
UBA: Umweltbundesamt (1998): Nachhaltiges Deutschland. Wege zu einer dauerhaften umweltgerechten Entwicklung. 2. Auflage. Berlin, S. 316.

Abbildungen

Abbildungen samt Abbildungsverzeichnis finden Sie in der Originaldatei!

Tabellen

Tab. 1: Unterschiedliche fachliche Inhalte und Perspektiven des „Themenkomplex Boden"
Tab. 2: Inhaltliche Aspekte einer Unterrichtseinheit.
Tab. 3: Die drei Phasen des Bodenkörpers.
Tab. 4: Auswertung Boden kann Wasser speichern.

Internetquellen:

www.bildun g-rp.de
www.blk-b onn.de
http://www.blk-bonn.d e/modellversuche/transfer-21.htm
www.hypersoil.uni -muenster.de
www.learn line.de/angebote/uekontaktschulen/medio////Entwic klung/Grundlagen/FUFoliensatz-mit-Text.pdf
www.nua.nrw.de