BioTinkering – Biologie als faszinierendes Making-Thema in den Naturwissenschaften
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MINT-rich Tinkering
Prozessorientiertes Lernen
Biomaterialien
Natürlich-digital
Making

Zitationsvorschlag

Furrer, Florian, Juanita Schläpfer-Miller, Bernadette Spieler, und Manuela Dahinden. 2023. „BioTinkering – Biologie Als Faszinierendes Making-Thema in Den Naturwissenschaften: Überlegungen Zur Konzeption Und Durchführung Von BioTinkering-Aktivitäten“. MedienPädagogik: Zeitschrift für Theorie und Praxis der Medienbildung 56 (Making & more): 69-97. https://doi.org/10.21240/mpaed/56/2023.12.03.X.

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Copyright (c) 2023 Florian Furrer, Juanita Schläpfer-Miller, Bernadette Spieler, Manuela Dahinden

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Abstract

BioTinkering als Making-Aktivität in der Biologie begeistert Schüler:innen für die Pflanzenwelt und kann den naturwissenschaftlichen Unterricht durch überfachliche, digitale, prozessbasierte und produktorientierte Projektarbeiten bereichern. Dieser Artikel stellt Making-Aktivitäten im Themenbereich Pflanzenbiologie vor und diskutiert deren Kompetenzorientierung im Rahmen des Schweizerischen Lehrplan 21. Da sich BioTinkering anhand verschiedener Bereiche konstituiert, kann damit eine Vielzahl von Kompetenzen geschult werden. Im Artikel werden zur Vermeidung von Missverständnissen aufgrund der Multidisziplinarität eingangs Begriffsklärungen gegeben. Darauf folgend stellen wir Vorteile und Herausforderungen in Form von drei Thesen vor. Diese beinhalten (1) den Bezug von BioTinkering zum traditionellen naturwissenschaftlichen Unterricht, (2) die Thematisierung der Komplexität und des Zeitbedarfs sowie (3) die Förderung überfachlicher Kompetenzen. Im Anschluss diskutieren wir die Entwicklung und Erprobung von BioTinkering-Aktivitäten durch das CreativeLabZ des Zürich-Basel Plant Science Centers und stellen einen Leitfaden zur Anleitung von BioTinkering-Aktivitäten vor. Die Evaluationsresultate zeigen, dass BioTinkering sowohl für Lehrpersonen als auch für Schüler:innen interessant und kompetenzerweiternd ist.

https://doi.org/10.21240/mpaed/56/2023.12.03.X

Literatur

An, Heejung, und Ellen Pozzi. 2018. «Developing a Makerspace as a Vehicle for Partnership Building: The Role of Teacher Education Programs in Guiding Teachers, Librarians, and Communities». steam 3 (2): 1–15. https://doi.org/10.5642/steam.20180302. 12.

Anderson, Chris. 2012. Makers: The New Industrial Revolution. New York, NY: Crown Business.

Becker, Sandra, und Michele Jacobsen. 2020. «Becoming a Maker Teacher: Designing Making Curricula That Promotes Pedagogical Change». Front. Educ. 5. https://doi.org/10.3389/feduc.2020.00083.

Bevan, Bronwyn. 2017. «The promise and the promises of Making in science education». Studies in Science Education 53 (1): 75–103.

Blikstein, Paulo. 2018. «Maker Movement in Education: History and Prospects». In Handbook of Technology Education, herausgegeben von Marc J. de Vries, 419–37. Springer International Handbooks of Education. Cham: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-44687-5_33.

Boy, Henrike, und Gerda Sieben. 2017. Kunst & Kabel: Konstruieren, Programmieren, Selbermachen! München: kopaed.

Bullock, Shawn M., und Andrea J. Sator. 2015. «Maker pedagogy and science teacher education». Journal of the Canadian Association for Curriculum Studies 13 (1): 60–87. https://jcacs3.journals.yorku.ca/index.php/jcacs/article/view/40246.

Burdiles Araneda, Inés Macarena, Xavier Dominguez, Marion Real, Santiago Fuentemilla, und Anastasia Pistofidou. 2022. «Remix The School Project: Socio-Emotional Learning through Biomaterial making». In 6th FabLearn Europe / MakeEd Conference 2022, 1–5. New York, NY, USA: ACM. https://doi.org/10.1145/3535227.3535242.

Burke, Rory, Orla L. Sherwood, Stephanie Clune, Rebecca Carroll, Paul F. McCabe, Adam Kane, und Joanna Kacprzyk. 2022. «Botanical boom: A new opportunity to promote the public appreciation of botany». Plants, people, planet 4 (4): 326–34. https://doi.org/10.1002/ppp3.10257.

Cohen, Jonathan, W. Monty Jones, Shaunna Smith, und Brendan Calandra. 2017. «Makification: Towards a Framework for Leveraging the Maker Movement in Formal Education». Journal of Educational Multimedia and Hypermedia 26 (3): 217–29. https://www.learntechlib.org/primary/p/174191/.

D-EDK. 2016. Lehrplan 21: Gesamtausgabe. Vorlage. https://v-fe.lehrplan.ch.

Delfanti, Alessandro. 2012. «Tweaking Genes in your Garage: Biohacking between Activism and Entrepreneurship». In Activist Media and Biopolitics: Critical Media Interventions in the Age of Biopower, herausgegeben von Wolfgang Sützl, und Theo Hug, 163–77. Innsbruck: innsbruck university press.

Dougherty, Dale. 2012. «The Maker Movement». Innovations: Technology, Governance, Globalization 7 (3): 11–14. https://doi.org/10.1162/INOV_a_00135.

Ebner, Martin, Sandra Schön, und Kristin Narr. 2016. Making-Aktivitäten mit Kindern und Jugendlichen: Handbuch zum kreativen digitalen Gestalten. Norderstedt: Books on Demand.

economiesuisse, und Think Tank W.I.R.E. 2017. «Zukunft digitale Schweiz: Wirtschaft und Gesellschaft weiterdenken». https://www.thewire.ch/data/files/zukunt_digitale_schweiz_w.i.r.e._economiesuisse_2017.pdf.

EDK. 2011. «Grundkompetenzen für die Naturwissenschaften: Nationale Bildungsstandards | Frei gegeben von der EDK-Plenarversammlung am 16. Juni 2011». Zugriff am 11. Januar 2023. https://www.edk.ch/de/themen/harmos/nationale-bildungsziele.

educa. 2021. «Digitalisierung in der Bildung: Bericht im Auftrag des Staatssekretariats für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) und der Schweizerischen Konferenz der kantonalen Erziehungsdirektoren (EDK) im Rahmen des Bildungsmonitorings». Bildungsmonitoring Schweiz. https://www.educa.ch/sites/default/files/2021-10/Digitalisierung_in_der_Bildung.pdf.

Exploratorium. 2013. «Learning Dimensions Framework». https://www.exploratorium.edu/sites/default/files/files/learning_dimensions_framework_one_pager.pdf.

Galvão, Vinicius Costa, und Christian Fankhauser. 2015. «Sensing the Light Environment in Plants: Photoreceptors and Early Signaling Steps». Current opinion in neurobiology 34: 46–53. https://doi.org/10.1016/j.conb.2015.01.013.

Gebhard, Ulrich, Dietmar Höttecke, und Markus Rehm. 2017. Pädagogik der Naturwissenschaften: Ein Studienbuch.. Wiesbaden: Springer VS. https://doi.org/10.1007/978-3-531-19546-9.

Gershenfeld, Neil A. 2005. Fab: the coming revolution on your desktop – from personal computers to personal fabrication: Basic Books (AZ).

Gilbert, John K. 2008. «Visualization: An Emergent Field of Practice and Enquiry in Science Education». In Visualization: Theory and Practice in Science Education, herausgegeben von John K. Gilbert, Miriam Reiner, und Mary Nakhleh, 3–24. Models and modeling in science education v. 3. Dordrecht: Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-5267-5_1.

Godec, Spela, Uma Patel, Louise Archer, und Emily Dawson. 2020. «Young People’s Tech Identity Performances: Why Materiality Matters». International journal of STEM education 7 (1): 51. https://doi.org/10.1186/s40594-020-00249-w.

Gubser, Christine, Daniel Béguin, Stefan Eggenberg, Yves Gonseth, Rolf Krebs, Reto Nyffeler, Monika Schwalm, und Yves Leuzinger. 2021. «Bildung Artenkenntnisse: – eine nationale Strategie». https://www.infospecies.ch/de/assets/content/documents/Strategie_Bildung_Artenkenntnisse.pdf.

Halverson, Erica Rosenfeld, und Kimberly Sheridan. 2014. «The Maker Movement in Education». Harvard Educational Review 84 (4): 495–504. https://doi.org/10.17763/haer.84.4.34j1g68140382063.

Höttecke, Dietmar, und Falk Riess. 2015. «Naturwissenschaftliches Experimentieren im Lichte der jüngeren Wissenschaftsforschung – Auf der Suche nach einem authentischen Experimentbegriff der Fachdidaktik». ZfDN 21 (1): 127–39. https://doi.org/10.1007/s40573-015-0030-z.

Hsu, Yu-Chang, Sally Baldwin, und Yu-Hui Ching. 2017. «Learning through Making and Maker Education». TechTrends 61 (6): 589–94. https://doi.org/10.1007/s11528-017-0172-6.

Ingold, Selina, Björn Maurer, und Daniel Trüby, Hrsg. 2019. Chance Makerspace: Making trifft auf Schule. München: kopaed.

Jose, Sarah B., Chih-Hang Wu, und Sophien Kamoun. 2019. «Overcoming Plant Blindness in Science, Education, and Society». Plants, people, planet 1 (3): 169–72. https://doi.org/10.1002/ppp3.51.

Jung, Jae-Hoon, Mirela Domijan, Cornelia Klose, Surojit Biswas, Daphne Ezer, Mingjun Gao, Asif Khan Khattak et al. 2016. «Phytochromes Function as Thermosensors in Arabidopsis». Science (New York, N.Y.) 354 (6314): 886–89. https://doi.org/10.1126/science.aaf6005.

Junior, Wilson Kindlein, und Andréa Seadi Guanabara. 2005. «Methodology for product design based on the study of bionics». Materials & Design 26 (2): 149–55. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2004.05.009.

Kim, Ji-Yun, Hyunsong Chung, Eun Young Jung, Jin-Ok Kim, und Tae-Wuk Lee. 2020. «Development and Application of a Novel Engineering-Based Maker Education Course for Pre-Service Teachers». Education Sciences 10 (5): 126. https://doi.org/10.3390/educsci10050126.

Kleeberger, Julia, und Franziska Schmid. 2019. «Making ist das neue Lernen: Erfindergeist wecken mit digitalen Werkzeugen». In Chance Makerspace: Making trifft auf Schule, herausgegeben von Selina Ingold, Björn Maurer, und Daniel Trüby, 103–18. München: kopaed.

Kremer, Kerstin, Andrea Möller, Julia Arnold, und Jürgen Mayer. 2019. «Kompetenzförderung beim Experimentieren». In Biologiedidaktische Forschung: Erträge für die Praxis, herausgegeben von Jorge Gross, Marcus Hammann, Philipp Schmiemann, und Jörg Zabel, 113–28. Berlin, Heidelberg: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-58443-9_7.

Lucas, Bill, und Ellen Spencer. 2017. Teaching Creative Thinking: Developing Learners Who Generate Ideas and Can Think Critically. Pedagogy for a changing world. La Vergne: Crown House Publishing.

Maker Media. 2013. «Makerspace Playbook: School Edition». https://makered.org/wp-content/uploads/2014/09/Makerspace-Playbook-Feb-2013.pdf.

Marshall, Jill A., und Jason R. Harron. 2018. «Making Learners: A Framework for Evaluating Making in STEM Education». Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning 12 (2). https://doi.org/10.7771/1541-5015.1749.

Maurer, Björn, Stefanie Mauroux, und Lorenz Möschler. 2022. «Making im Schulalltag. Leistungsbegutachtung. Making-Kompetenzen – Begutachtungsgegenstände – Kriterien und Instrumente für die Praxis». https://doi.org/10.13140/RG.2.2.15511.50080.

Mayer, Jürgen. 2007. «Erkenntnisgewinnung als wissenschaftliches Problemlösen». In Theorien in der biologiedidaktischen Forschung, herausgegeben von Dirk Krüger, und Helmut Vogt, 177–86. Berlin, Heidelberg: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-540-68166-3_16.

Merz, Thomas. 2019. «Grosses Potential für Schulen der Zukunft: MakerSpaces ermöglichen und erfordern neue Lernformen und Schulentwicklungen». In Chance Makerspace: Making trifft auf Schule, herausgegeben von Selina Ingold, Björn Maurer, und Daniel Trüby, 33–44. München: kopaed.

Mingjie, Tan, Yang Yongqi, und Yu Ping. 2016. «The influence of the maker movement on engineering and technology education». World Transactions on Engineering and Technology Education 14 (1): 89–94. http://www.wiete.com.au/journals/WTE&TE/Pages/Vol.14,%20No.1%20(2016)/14-Tan-M.pdf.

Opperman, Amanda. 2016. «Maker Education: The STEAM Playground». The STEAM Journal 2 (2): 1–5. https://doi.org/10.5642/steam.20160202.04.

Otto, Siegmar, und Pamela Pensini. 2017. «Nature-based environmental education of children: Environmental knowledge and connectedness to nature, together, are related to ecological behaviour». Global Environmental Change 47: 88–94.

Papert, Seymour. 1986. «Constructionism: A new opportunity for elementary science education: A Proposal to The National Science Foundation». https://dailypapert.com/wp-content/uploads/2021/02/Constructionism-NSF-Proposal.pdf.

Petrich, Mike, Karen Wilkinson, und Bronwyn Bevan. 2013. «It Looks Like Fun, but Are They Learning?». In Design, Make, Play: Growing the Next Generation of STEM Innovators, herausgegeben von Margaret Honey, und David E. Kanter, 50–70. New York, NY, London: Routledge Taylor & Francis Group.

Pfiffner, Manfred, Saskia Sterel, und Dominic Hassler. 2021. 4K und digitale Kompetenzen: Chancen und Herausforderungen. 6 Bände. 4K Kompakt 1: hep. https://hep-verlag.fra1.digitaloceanspaces.com/production/products/3824/4kunddigitalekompetenzen_1a_21.pdf.

Priemer, Burkhard. 2011. «Was ist das Offene beim offenen Experimentieren?». ZfDN 17: 315–37.

Renowden, Christina, Tanja Beer, und Luis Mata. 2022. «Exploring integrated ArtScience experiences to foster nature connectedness through head, heart and hand». People and Nature 4 (2): 519–33. https://doi.org/10.1002/pan3.10301.

Resnick, Mitchel, und Natalie Rusk. 2020. «Coding at a crossroads». Commun. ACM 63 (11): 120–27. https://doi.org/10.1145/3375546.

Resnick, Mitchel, und Brian Silverman. 2005. «Some Reflections on Designing Construction Kits for Kids». Proceedings of Interaction Design and Children Conference.

Rieckmann, Marco. 2021. «Bildung für nachhaltige Entwicklung. Ziele, didaktische Prinzipien und Methoden». merz – Zeitschrift für Medienpädagogik 65 (4): 12–19. https://doi.org/10.21240/merz/2021.4.7.

Rodier, Chantal, Mohamed Galaleldin, Justine Boudreau, Hanan Anis, und Liam Peyton. 2021. «STEAM – Arts Integration Frameworks for Transdisciplinarity». PCEEA. https://doi.org/10.24908/pceea.vi0.14918.

SATW. 2021. Technology Outlook 2021: Deutsche Version. https://www.satw.ch/fileadmin/Documents/SATW/Focus_topics/Foresight/SATW_Technology_Outlook_2021_DE.pdf.

SBFI. 2020. Forschung und Innovation in der Schweiz 2020. https://www.sbfi.admin.ch/f-ibericht.

Schläpfer-Miller, Juanita, und Manuela Dahinden. 2020a. Ausstellung des CreativeLabZ (2020): ETH Zurich. https://doi.org/10.3929/ETHZ-B-000428640.

Schläpfer-Miller, Juanita, und Manuela Dahinden. 2020b. Creative Camps – Verknüpfung von Kunst- und Wissenschaftsvermittlung. Unter Mitarbeit von Gianna Brühwiler, Giulia Donati, Christian Ginzler, Oskar Hagen, Sabrina Flütsch, Joyce Kalumba, Mina Karrer, Renate Lerch und Alexandra Rosakis: ETH Zurich. https://doi.org/10.3929/ethz-b-000421727.

Schön, Sandra, Isabel Allaert, Luisa Friebel, Guntram Geser, Eva-Maria Hollauf, Veronika Hornung-Prähauser, und Frank Vloet. 2019. Making Social Innovators: Workshop Design for and with Young Social Innovators from 6 to 16 years (DOIT handbook). Salzburg, AT: Salzburg Research. http://DOIT-Europe.net.

Schön, Sandra, Martin Ebner, und Kristin Narr. 2020. «Digitales kreatives Gestalten. Hintergrund und methodische Ansätze». https://www.researchgate.net/publication/343153528_Digitales_kreatives_Gestalten_Hintergrund_und_methodische_Ansatze.

Sipos, Yona, Bryce Battisti, und Kurt Grimm. 2008. «Achieving transformative sustainability learning: engaging head, hands and heart». International Journal of Sustainability in Higher Education 9 (1): 68–86. https://doi.org/10.1108/14676370810842193.

Stiller, Cornelia, Tobias Allmers, Annette Habigsberg, Andreas Stockey, und Matthias Wilde. 2020. «Erkenntnisgewinnung in den Naturwissenschaften: Von der Hypothese zur Theorie». PraxisForschungLehrer*innenBildung. Zeitschrift für Schul- und Professionsentwicklung 2 (2): 28–39. https://doi.org/10.4119/PFLB-3302.

Taylor, Bart. 2016. «Evaluating the Benefit of the Maker Movement in K-12 STEM Education». Electronic International Journal of Education, Arts, and Science (EIJEAS) 2 (Special Issue): 1–22. http://www.eijeas.com/index.php/EIJEAS/article/view/72.

Wandersee, James H., und Elisabeth E. Schussler. 1999. «Preventing Plant Blindness». The American Biology Teacher 61 (2): 82–86. https://doi.org/10.2307/4450624.

Yanez, Gabriela Alonso, Kurt Thumlert, Suzanne de Castell, und Jennifer Jenson. 2019. «Pathways to sustainable futures: A ‹production pedagogy› model for STEM education». Futures 108:27–36. https://doi.org/10.1016/j.futures.2019.02.021.