Die Teilnahme am Fortbildungstag ist kostenlos. Bitte melden Sie sich unter folgendem Link an:

www.go.uos.de/BNE

Anreise mit dem Auto: Universität Osnabrück (Campus Westerberg, Gebäude 32) · Barbarastr. 7 · 49076 Osnabrück
Anreise mit dem Zug: Osnabrück ist mit dem Zug gut zu erreichen. Vom Hauptbahnhof kommt man mit dem Bus in gut 15 Minuten zur Zielhaltestelle „Campus Westerberg“ oder „Botanischer Garten“. Die Fahrtzeiten können mithilfe des Fahrplaners geplant werden.

Prof. Dr. Marco Beeken

Fachbereich Biologie/Chemie - Didaktik der Chemie
Universität Osnabrück
Barbarastr. 7 - 49076 Osnabrück
Telefon: (0541) 969-3378
Sekretariat: (0541) 969-3328
E-Mail: Marco.Beeken@uni-osnabrueck.de

Wir stehen vor großen Herausforderungen im Bereich der Nachhaltigkeit. Neben einem Wandel und neuen Technologien, ist Aufklärung und Akzeptanz ein wichtiger Baustein, um die Menschen ins Boot zu holen und einen Wandel zu bewirken. Im Vortrag geht es darum, eindrucksvoll zu zeigen, wieso wir etwas ändern müssen, aber auch, wie man Menschen mit dem Thema erreicht und das Thema Nachhaltigkeit greifbar macht. Es werden Einblicke in die Forschung zum Lernen mit Videos und praktische Tipps aus dem Betrieb eines der größten Science YouTube Kanäle Deutschlands gegeben, die auch im Alltag hilfreich sein können.

Das Thema Mikroplastik und seine Auswirkungen auf die Umwelt hat sich in den letzten Jahren zu einem zentralen Anliegen der Wissenschaft, Politik und Gesellschaft entwickelt. Es bietet gleichzeitig eine hochaktuelle und relevante Grundlage für die Bildung für Nachhaltige Entwicklung (BNE) im naturwissenschaftlichen Unterricht. Dennoch wird diese Thematik bisher kaum systematisch im schulischen Kontext behandelt. In diesem Vortrag wird aufgezeigt, wie das Thema Mikroplastik in einem innovativen, fächerübergreifenden MINT-Setting für die Sekundarstufen I und II umgesetzt werden kann. Der Fokus liegt darauf, aktuelle Forschungsergebnisse aus der Chemie, Biologie und Physik in den Unterricht zu integrieren, um die Bewertungskompetenz der Schüler*innen zu fördern und einen wichtigen Beitrag zur Umweltbildung zu leisten.

Im ersten Teil des Vortrags wird der Ansatz der BNE im naturwissenschaftlichen Unterricht thematisiert, gefolgt von einer wissenschaftlich fundierten Einführung in die Mikroplastikproblematik, die sowohl primäres als auch sekundäres Mikroplastik umfasst.

Der zweite Teil widmet sich der konkreten Umsetzung im Unterricht: Es werden fächerübergreifende Unterrichtskonzepte sowie Experimente vorgestellt, die mit einfachen Mitteln umsetzbar sind. Dazu gehören beispielsweise:
• Die Separation von Mikroplastik aus Kosmetikartikeln mithilfe einer Kaffeepad-Maschine.
• Die Entfernung von Mikroplastik aus Sedimentproben mittels Dichtetrennung.
• Die Herstellung von Biopolymeren als nachhaltige Alternative zu Kunststoffen.
• Der Nachweis von Weichmachern in Kunststoffen, mit Bezug zur Kunststoffchemie.

Diese Experimente verbinden Alltagsbezug, wissenschaftliche Fundierung und Nachhaltigkeit und sind speziell für den Einsatz in der Sekundarstufe I und II konzipiert.
Lehrerinnen und Lehrer aus den Fächern Physik, Biologie und Chemie sind eingeladen, neue Perspektiven auf BNE im naturwissenschaftlichen Unterricht zu gewinnen und innovative Ansätze kennenzulernen, um komplexe gesellschaftliche Herausforderungen wie die Mikroplastikproblematik für Schüler*innen anschaulich und experimentell erlebbar zu machen.

Die Fortbildung vermittelt, wie zentrale Themen des globalen Lernens und der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) im Biologieunterricht der Sekundarstufen I und II umgesetzt werden können und baut auf dem Orientierungsrahmen Globales Lernen für die Sek. I (Naturwissenschaften) und Sek. II (Biologie, erscheint in Kürze) auf.

• One Health – Gesundheit in einer vernetzten Welt
Das Konzept „One Health“ verdeutlicht die Zusammenhänge zwischen der Gesundheit von Menschen, Tieren und Ökosystemen. Es bietet eine Grundlage, um Themen wie den Verlust biologischer Vielfalt, zoonotische Krankheiten und Klimawandel im Unterricht zu behandeln. Materialien der One Health Teaching Clinic (OH-TC) (Hobusch et al., in Begutachtung) werden vorgestellt.

• Virtuelles Wasser und Ressourcenbewusstsein
Das Konzept des „Virtuellen Wassers“ sensibilisiert für den versteckten Wasserverbrauch bei der Produktion von Gütern und fördert das Bewusstsein für Ressourcengerechtigkeit. Es werden Umsetzungsbeispiele und Methoden vorgestellt (Beutelspacher et al., 2018)

• Materialien der NBS Academy
Die NBS Academy erarbeitet aktuell erprobte Unterrichtsmaterialien zu Themen wie Klimawandeladaptation und nachhaltiger Landnutzung. Der aktuelle Stand und Beispiele aus dem europäischen Erasmus + Projekt werden vorgestellt.
Die Fortbildung zielt darauf ab, Lehrkräfte mit konkreten Materialien und Methoden Anregungen zu geben, um globale Herausforderungen in interdisziplinär offenen Biologieunterricht zu integrieren und nachhaltiges Denken, Bewusstsein und Handeln bei Schülerinnen und Schülern zu fördern.

Literatur:
https://ges.engagement-global.de/erweiterung-gymnasiale-oberstufe.html
https://www.nbsacademy.eu/
Beutelspacher, A., Kahlen, C., Kremer, K., S. Sprenger (Hrsg.) (2018). Ich sehe Wasser, was du nicht siehst: Bildung für nachhaltige Entwicklung am Beispiel des virtuellen Wassers. Seelze: Friedrich Verlag.
Hobusch, U., Bezeljak, P., Simon, U., Heuckmann, B., Torkar, G., Stuppan, S., Froehlich, D. E., Johann, S., Messenboeck, F., Barilits, S. M., Kremer, K., Scheuch, M. Envisioning One Health Education: Integrating Two-Eyed Seeing and Education for Sustainable Development to Address Global Health Challenges in Science Education. Sustainable Horizons. Under Review.

Wie schafft es die Natur, das Sonnenlicht als alleinigen energetischen Antrieb der Biosphäre unseres Planeten zu nutzen? Und wie kann der Mensch auch die von ihm geschaffene Technosphäre mithilfe von Solarlicht und den stofflichen Ressourcen des Planeten nachhaltig gestalten? Diese Fragen sind für den BNE-Unterricht von herausragender Relevanz, denn sie betreffen globale Herausforderungen der Zukunft wie Energieversorgung, Klimawandel und Ressourcenschonung. Unsere heutige Schuljugend muss für die Möglichkeiten sensibilisiert werden die in der Nutzung von Photoprozessen, d.h. Prozesse mit Lichtbeteiligung, liegen. Daher ist „Mehr Licht für nachhaltigen Chemieunterricht“ ein kategorischer Imperativ in unserer von multiplen „Wenden“ geprägten Zeit [1]. Die Energieform Licht muss in den Lehrplänen der MINT-Fächer zu einem Pflichtinhalt werden. Insbesondere im Fach Chemie ist ein Paradigmenwechsel von der Wärme- und Elektrochemie zur Wärme-, Elektro- und Photochemie erforderlich. Photoprozesse sind nicht nur, aber insbesondere in den MINT-Disziplinen fächerübergreifend. Eine Fülle von innovativen Kontexten wie Photo-, Chemo- und Biolumineszenz, anorganische und organische Leuchtdioden, molekulare Schalter und intelligente Materialien, Solarzellen verschiedener Arten, grüne Chemie und Stoffkreisläufe, natürliche und künstliche Photosynthese, synthetische Kraftstoffe und Grundchemikalien, logische Schaltungen und digitale Netzwerke adressieren Inhalte mit Licht aus der Chemie, Physik, Biologie, Geographie und Informatik. Ihre Erschließung in der Lehre sowie ihre Erforschung und technische Umsetzung in nachhaltigen Technologien katalysiert und befördert Interdisziplinarität und Teamarbeit in der Schule, im Studium und im Berufsleben.
Im Vortrag wird das konzeptionelle 1x1 von Photoprozessen mithilfe einer Vielzahl didaktisch prägnanter und wissenschaftlich konsistenter Experimente zu den oben genannten Kontexten erschlossen. Die stofflichen und energetischen Umwandlungen beim natürlichen Kreislauf Photosynthese-Atmung dienen dabei als Wegweiser zur künstlichen Photosynthese. In einem für die Schule neuen Schlüsselexperiment wird die photokatalytische Herstellung von grünem Wasserstoff durch direkte Bestrahlung mit Sonnenlicht oder mit blauen LEDs ohne den Umweg über Photovoltaik und Elektrolyse demonstriert. Es eröffnet die Vision zu der „Sonnenwende“, die mit nachhaltigen, klimaneutralen und ressourcenschonenden Technologien, in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts Realität werden könnte [2].

Literatur:
[1] M. W. Tausch „LED statt Gasbrenner - Mehr Licht für nachhaltigen Chemieunterricht“, Chemie in unserer Zeit, 2022 (3), 56, S. 188–198
[2] J. Schneidewind, M. W. Tausch „Mit Licht zu grünem Wasserstoff“, Chemie in unserer Zeit, 2023 (1), 58, S. 20–28; mit einem online Supplement, das Aufgaben (mit Lösungen) für BNE-Unterricht enthält

In den Jahren 2023 und 2024 waren erstmals seit Beginn der Aufzeichnungen zwölf aufeinanderfolgende Monate mit einer Temperaturerhöhung von mehr als 1,5° C gegenüber der Durchschnittstemperatur der vorindustriellen Zeit gekennzeichnet. Als eine von zwei Core Planetary Boundaries ist die Klimakrise (neben der Integrität der Biosphäre) in der Lage, eigenständig die Entwicklungen der Erde und der Menschen zu beeinflussen und zu gefährden.
Insbesondere Jugendliche engagieren sich in Demonstrationen wie Klimastreiks und fordern qualitative Klimabildung in der Schule und darüber hinaus, um sich an öffentlichen Diskursen auf Grundlage fachwissenschaftlicher Hintergründe beteiligen und eigene Meinungen bilden zu können .

Der Workshop schafft eine Sensibilisierung für unterrichtsrelevante Entwicklungen der Klimakrise sowie Mitigations- und Adaptationsansätze aus einer multidimensionalen Perspektive. Mit der Klimakrise als zwingend interdisziplinäre, globale Herausforderung gilt es, diese wiederkehrend fächerübergreifend in den Unterricht zu integrieren, sodass in diesem Kontext vor allem (aber nicht nur) physikalische, chemische und biologische Sachverhalte adressiert werden. In einer Experimentalphase (ca. 60 Minuten) können die Teilnehmenden Einblicke in das Schüler*labor „Megatrend Klimawandel – Ursachen und Folgen“ der Chemiedidaktik der Universität Osnabrück erhalten, eigenständig Experimente sowie die begleitenden Materialien ausprobieren und für eine Umsetzung im naturwissenschaftlichen Regelunterricht diskutieren. Neben inhaltlichen Impulsen und aktiven Erprobungen offeriert der Workshop curriculare Anbindungsmöglichkeiten der Klimakrise sowie Ausblicke in eine klimagebildete Zukunft.

Literatur:
Copernicus (2024): 2024 virtually certain to be the warmest year and first year above 1.5°C. https://climate.copernicus.eu/copernicus-2024-virtually-certain-be-warmest-year-and-first-year-above-15degc
Steffen, W. et al. (2015): Planetary boundaries: Guiding human development on a changing planet. Science 347 (6223).
Sommer, M.; et al. (2020): Wer demonstriert da? Ergebnisse von Befragungen bei Großprotesten von Fridays for Future in Deutschland im März und November 2019. In S. Haunss, M. Sommer (Hrsg.): Fridays for Future - Die Jugend gegen den Klimawandel, 15–66. Bielefeld: transcript.
Priert, C., Menthe, J. (2022): Wie stehen Jugendliche zum Klimaschutz? Naturwissenschaften im Unterricht Chemie 191, 7 – 11.

Wie können physikalische Bildung und Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) synergetisch miteinander verknüpft werden, um sowohl Lernen über Nachhaltigkeit als auch über Physik zu ermöglichen? Dieser Workshop widmet sich dem Konzept der Kontextstrukturierung als Brücke zwischen physik- und nachhaltigkeitsbezogenem Lernen. Nach einem einführenden Input zum Zusammenhang von BNE und Kontextstrukturierung entwickeln und diskutieren wir im ersten Teil des Workshops gemeinsam konkrete Lernkontexte entlang der Sustainable Development Goals (SDGs), die zeigen sollen, dass physikalische Bildung eine zentrale Rolle für die nachhaltigkeitsbezogene Transformation der Gesellschaft spielt. Im zweiten Teil des Workshops wird der Fokus sodann auf den transformativen Anspruch einer BNE gelegt, um schließlich gemeinsam herauszuarbeiten, wie die von uns erdachten Kontexte inhaltlich und methodisch modifiziert werden müssen, um den Ansprüchen, die eine sog. transformative BNE an unsere Lehr-Lern-Situationen stellt, gerecht zu werden.

Im Zuge sich abzeichnender endlicher Ölreserven und einem immer noch viel zu ho-hen weltweiten Ausstoß an Kohlenstoffdioxid forscht man seit geraumer Zeit intensiv nach praktikablen Alternativen zu den fossilen Brennstoffen. Ein bedeutsamer Weg in diesem Zusammenhang könnte in einer regenerativen Stromerzeugung bestehen, die in wiederaufladbaren Batterien elektrochemisch gespeichert wird. In diesem Zu-sammenhang sind die sogenannten Lithium-Ionen-Akkumulatoren von größter Be-deutung und werden zurzeit weltweit intensiv beforscht. Lithium-Ionen-Akkumulatoren besitzen derzeit die mit Abstand höchsten Energiedichten. Ihr Aufbau und ihre techni-sche Herstellung sind allerdings sehr aufwendig und stellen extrem hohe Ansprüche an die Chemie und den technischen Fertigungsprozess. Aus diesem Grunde ist die-ses bedeutsame, zukunftweisende Themenfeld für die Hochschule wie auch den Chemieunterricht experimentell und konzeptionell weitgehend unerschlossen. Es ist Anliegen des Vortrages diese Lücke zu schließen. Im Experimentalvortrag wer-den völlig neuartige Experimente zum Themenfeld Lithium-Ionen-Akkumulatoren in Theorie und Praxis vorgestellt. Über eine einfache, selbstherzustellende Lithium-Batterie im microscale Maßstab mit einem low cost Equipment auf der Basis von me-tallischem Lithium bis hin zu einem leistungsfähigen „Lithium-Ionen-Power-Pack“ werden verschiedene Typen von Akkumulatoren im Experiment vorgestellt. Erste elektrochemische Kenndaten der Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die sich mit schulisch relevanten Mittel identifizieren lassen, werden präsentiert. Darüber hinaus wird auf-gezeigt, wie sich die elektrochemisch erzwungene Interkalation von Ionen mit einfa-chen Experimenten eindrucksvoll nachweisen lässt.

Der Trend zu vegetarischen und veganen Fleischersatzprodukten ist aus den Regalen der Supermärkte nicht mehr wegzudenken. Immer häufiger stellt sich die Frage, ob diese Alternativen wirklich nachhaltiger und gesünder sind als konventionelle Fleischprodukte. Doch wie lassen sich diese Fragen wissenschaftlich untersuchen, und welche Ansätze bieten sich für den Unterricht an?
Im Workshop "Es geht um die Wurst!" wird gezeigt, wie das Thema nachhaltige Ernährung und Fleischersatzprodukte experimentell und fächerübergreifend im naturwissenschaftlichen Unterricht umgesetzt werden kann. Anhand zweier Wurstproben – einer tierischen und einer veganen Variante – wird zunächst sensorisch geprüft, ob diese Unterschiede aufweisen.
Anschließend kommen verschiedene Experimente zum Einsatz, um wissenschaftlich fundierte Ergebnisse zu ermitteln, wie z. B.:

• Nachweisreaktionen zur Bestimmung von Proteinen, Fetten und Zusatzstoffen.
• Analyse des Brennwerts und Fettgehalts.
• Vergleich der Inhaltsstoffe und Diskussion ihrer Auswirkungen auf Gesundheit und Nachhaltigkeit.

Ergänzt werden die Experimente durch eine Einordnung der gesellschaftlichen Bedeutung von Fleischersatzprodukten: Warum sind diese so gefragt? Was bedeutet Nachhaltigkeit in diesem Kontext? Und wie können Schüler*innen lernen, diese komplexen Zusammenhänge kritisch zu bewerten?
Das Workshop-Konzept bietet konkrete Anknüpfungspunkte für den Biologie- und Chemieunterricht und zeigt, wie aktuelle Themen alltagsnah und experimentell aufbereitet werden können. Alle Experimente sind so gestaltet, dass sie sich mit einfachen Materialien und geringem Aufwand direkt im Unterricht umsetzen lassen.
Neben den naturwissenschaftlichen Inhalten wird auch die Bewertungskompetenz der Schüler*innen gestärkt, indem sie lernen, wissenschaftliche Ergebnisse kritisch zu reflektieren und mit gesellschaftlichen Fragestellungen zu verbinden.
Der Workshop liefert nicht nur Inspiration für den Unterricht, sondern auch spannende Impulse für die Diskussion über nachhaltige Ernährung und unsere Verantwortung gegenüber der Umwelt.