Die Förderung der Modellkompetenz findet an der Lindenauschule in allen Bereichen naturwissenschaftlichen Arbeitens statt. Die Bedeutung der Modellkompetenz für die Erkenntnisgewinnung und damit auch für den naturwissenschaftlichen Bereich, macht folgendes Beispiel deutlich, das aus der Forschung um das Membranmodell stammt:
Gorter und Grendel entwickelten 1925 mit ihrem Membranmodell zur Lipiddoppelschicht revolutionäre Hypothesen zum Aufbau der Biomembran, die die Grundlage bildeten, um diese kommunizierten Vorstellungen mithilfe von anderen Wissenschaftlern weiterzuentwickeln. Mittlerweile findet sich dieses Modell in allen gängigen Biologiebüchern zum Aufbau von Membranen, um zu zeigen, wie sich die Vorstellungen zum heute bekannten fluid-mosaic-Modell entwickelten. Dass die Daten, die die Grundlage für das Modell lieferten, aus fehlerhaften Annahmen über das Original entstanden sind, wird stattdessen selten erwähnt: Gorter und Grendel sind davon ausgegangen, dass die Lipidmenge der Membran im Verhältnis zur doppelten Oberfläche stehe und somit schlussfolgerten sie, dass die Membran aus einer Lipiddoppelschicht bestehe. Dass sie sich bei der Berechnung der Lipidmenge allerdings vertan hatten, wurde erst 30 Jahre nach der Entwicklung des Modells zur Lipiddoppelschicht entdeckt, als der Versuch wiederholt wurde.
Das Beispiel verdeutlicht gut, welche Bedeutung Modelle für die Forschung und für die Erkenntnisgewinnung besitzen: Gorter und Grendel sammelten auf der Grundlage von Experimenten Daten zu einem Original, die sie als Hypothese in Form eines Modells zur Überprüfung des Originals in einen Gesamtzusammenhang gebracht haben. Durch ihre Modellierung zum Lipiddoppelschichtmodell konnten andere Wissenschaftler an ihren Gedanken teilhaben, sodass diese im weiteren Verlauf der Membranmodellation weiterentwickelt wurden.
Für den unterrichtlichen Kontext bedeutet dies, dass Schüler:innen an Modellen den Gang der Erkenntnisgewinnung erfahren können und es befähigt sie gezielt Erkenntnisse zu gewinnen und dabei kritisch mit ihnen umzugehen. Das Wissen über Modelle, die Modellkompetenz, ist als Tür-Öffner zum Wissenschaftsverständnis zu verstehen, da es zu erkenntnisorientierten Denkweisen führt und die Grundlage eines guten Schulabschlusses bereitet.
Der naturwissenschaftliche Unterricht der Lindenauschule bietet vielerlei Möglichkeiten für Schüler:innen, über Modelle nachzudenken, zu arbeiten und an ihnen Erkenntnisse zu erzielen. Im Folgenden finden Sie Beispiele von Modellarbeit im unterrichtlichen Kontext, der zur Förderung der Modellkompetenz beiträgt. Die angeführten Beispiele entstammen sowohl aus der Sekundarstufe I (Zellmodell) als auch aus der Sekundarstufe II (Neuronenmodelle, Video: Erregungsleitung an der cholinergen Synapse, Video: Verlauf der Mitose).
David Haamel
