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Pollution through anthropogenic activities is a major threat for freshwater ecosystems. Metals are a relevant group of contaminants that affect aquatic organisms, communities, and ecosystems. This thesis aims at examining the effects of metal pollution across different levels of biological organisation in the anthropogenically degraded environment of the German River Rhine system and at discussing the role of the freshwater snail Theodoxus fluviatilis as an indicator organism. A field investigation to detect the effects of metal pollution at the macroinvertebrate community level in the River Rhine system shows that the measured metals are less relevant than geogenic originated factors at the sampling sites (paper 1). Additionally, the community structure is strongly characterised by a separation of non-native taxa in the River Rhine and native taxa in its tributaries. This indicates that the occurrence of invasive species could possibly be a factor structuring the macroinvertebrate community to such a high extent that the effects of other stressors are masked. Regarding the effects of metal pollution on the population, organism, and physiological level of the Danubian form of T. fluviatilis in the River Rhine, only the metal chromium affects the snail specimens negatively (paper 2). As the Danubian T. fluviatilis seems to be able to cope with the partly high concentrations of copper and zinc at the sampling sites, its suitability as an indicator for metal pollution is questionable. However, in the practice of Rhine monitoring, a distinction between the two occurring, phylogenetically different forms of T. fluviatilis is not made, though the original, native indicator has been replaced by the presumably more tolerant non-native Danubian form. An intraspecific variability in T. fluviatilis is assumed, for what first indications are found regarding differences in the infection of the two forms with parasitic trematodes (paper 3). The investigations about a possible intraspecific variability have to be complemented by comparative laboratory analyses, for which purpose an experiment with the two forms of T. fluviatilis is developed (paper 4). The results of this thesis show that investigations about the effects of pollutants in ecosystems should encompass a variety of responses across different levels of biological organisation, as well as the co-occurrence and interaction of various abiotic and biological stressors. Further, a possible intraspecific variability in the indicator organism T. fluviatilis has to be included in the monitoring strategies and ecological assessment of the anthropogenically degraded River Rhine system.
Diese Studie untersucht die Umsetzung von BNE an weiterführenden Schulen und beleuchtet dabei den Baden-Württembergischen Bildungsplan.
Es wurde analysiert, wie gut die Leitperspektive „Bildung für nachhaltige Entwicklung“ für die Schulpraxis geeignet ist und welche Merkmale die Umsetzung durch die Lehrkraft beeinflussen. Vergleichbare Studien von Rieß & Mischo (2008) und Waltner et al. (2020) werden im Rahmen der Arbeit skizziert und in die Ergebnisdiskussion einbezogen. Als Forschungsdesign wurde ein quantitativer Fragebogen gewählt, mit dem Selbsteinschätzungen von LehrerInnen der Sekundarstufe I weiterführender Schulen aller Schulformen im Regierungsbezirk Karlsruhe erhoben wurden. Die Fragen ließen sich dafür in zwei Themenbereiche gliedern:
1) Das Wissen über BNE und deren Umsetzung und 2) das Wissen über die Leitperspektive BNE.
Die Befragung ergab durch die sehr geringe Stichprobengröße keine statistisch aussagekräftigen Ergebnisse, aber es wurden Tendenzen erkennbar, dass das Potential der Leitperspektive bei den Lehrkräften angekommen ist. Jedoch herrscht noch viel Unwissenheit darüber, wie sie in den jeweiligen Fachunterricht einzubetten ist. Rückschlüsse von den erhobenen LehrerInnenmerkmale auf die Umsetzung der BNE waren nicht möglich, indes wurde unter anderem deutlich, dass Lehrkräfte, die den Begriff BNE bereits kannten und diejenigen, welche BNE bereits im Unterricht anwendeten von einer höheren Befriedigung im Beruf berichteten.
Um den ökologischen, sozialen und ökonomischen Herausforderungen einer ganzheitlich gedachten Nachhaltigkeit auf regionaler und globaler Ebene heute wie in Zukunft begegnen zu können, ist Bildung international als ein Schlüsselelement zur Erreichung einer nachhaltigen Entwicklung bestimmt worden. Seit nahezu 30 Jahren wird deshalb das Bildungskonzept der Bildung für eine nachhaltige Entwicklung (BNE) politisch verfolgt und von der Wissenschaft stets weiterentwickelt und adaptiert. Nachdem in Deutschland auf Bundesebene in der Vergangenheit einzelne Modellprogramme durchgeführt wurden, fand inzwischen seit 2016 eine Verankerung der BNE in den Bildungsplänen des Landes Baden-Württemberg als eine von sechs Leitperspektiven statt. Jedes Unterrichtsfach hat seinen spezifischen Beitrag zur Anbahnung der einzelnen Leitperspektiven zu leisten. Dem Fach Biologie wird in diesem Zusammenhang ein hervorgehobenes Potenzial zur Realisierung von BNE beigemessen. Insbesondere die an das Fach angelehnte Schulgartenarbeit rückte in letzter Zeit in den Mittelpunkt politischen und wissenschaftlichen Interesses.
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Verknüpfung des Lernorts Schulgarten mit einer BNE. Die im Sinne eines Mixed-Method-Ansatzes durchgeführte Fallstudie verfolgte drei wesentliche Ziele. Zunächst wurde in einem ersten Schritt das BNE-bezogene Lernpotenzial ermittelt, das Lehramtsstudierende mit ihrer eigenen Arbeit in einem Lerngarten verbinden. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf dem Verständnis der angehenden Lehrkräfte von Nachhaltigkeit und der im Rahmen von BNE angestrebten Gestaltungskompetenz, welche die Studierenden später bei Schüler*innen gemäß dem Bildungsplan anbahnen sollen. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse wurden anschließend forschungsgestützt Unterrichtseinheiten mit entsprechenden Materialien entwickelt, die die Realisierung von BNE im Rahmen von bzw. in Anlehnung an Schulgartenarbeit ermöglichen sollen. Abschließend wurde eine Auswahl dieser Materialien evaluiert.
Die Studierenden stimmten dem Lernpotenzial ausgewählter BNE-bezogener Kompetenzen bei der Arbeit im Lerngarten zwar zumeist (tendenziell) zu, allerdings erkannten sie nur vereinzelt die Möglichkeiten, die Schulgartenarbeit bietet, um globales Lernen zu realisieren oder generationenübergreifende Bezüge herzustellen. Dies sind jedoch wesentliche Grundgedanken der Gestaltungskompetenz. Durch die gezielte Materialentwicklung konnte die Wahrnehmung der Studierenden dahingegen verändert werden, dass sie mit der Schulgartenarbeit auch globales Denken verbanden. Hinsichtlich einzelner der zwölf Teilkompetenzen, die die Gestaltungskompetenz konkretisieren, zeigten sich bei den Studierenden Verständnisprobleme. Zudem wiesen viele Studierende kaum oder gar keine globalen und generationenübergreifenden Denkmuster auf. Demnach kann bei den angehenden Lehrkräften im Lerngarten von einem unvollständigen Verständnis der zu vermittelnden Gestaltungskompetenz ausgegangen werden. Des Weiteren wurden bei den Studierenden zahlreiche inhaltliche Überschneidungen im Verständnis der einzelnen Teilkompetenzen festgestellt. Offensichtlich sind diese nicht trennscharf abzugrenzen. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse wurden zwei Ansätze erarbeitet, wie das Konstrukt der Gestaltungskompetenz im Rahmen von Schulgartenarbeit abgewandelt beibehalten und an die Studierenden herangetragen werden könnte.
Die vorliegende Studie kann ein Beitrag dazu liefern, die Praktikabilität der Gestaltungskompetenz mit ihren Teilkompetenzen für den Einsatz zum Beispiel in der Unterrichtsvorbereitung oder –durchführung von Schulgartenarbeit besser einschätzen zu können. Eine Übertragung der Ergebnisse auf andere schulische Lehr- und Lernarrangements ist anzunehmen, wurde in der vorliegenden Studie jedoch nicht überprüft. Ebenso konnte aufgezeigt werden, welche BNE-bezogenen Kompetenzen durch Schulgartenarbeit nach Einschätzung von Studierenden, die selbst im entsprechenden Lernsetting aktiv wurden, im Besonderen angebahnt werden können.
Fassadenbegrünungen in Innenstädten – Handlungsansätze für Karlsruhe im internationalen Vergleich
(2021)
Die Karlsruher Innenstadt stellt regelmäßig einen Hitze-Hotspot dar und hat zugleich ein großes Potenzial für eine stärkere Nutzung von Fassadenbegrünungen. Diese tragen besonders in dicht bebauten Gebieten zur Hitzeminderung, Biodiversitätsförderung und Umweltgerechtigkeit bei. Aus diesem Grund wurden in dieser Arbeit neue Handlungsansätze für die Karlsruher Innenstadt erfasst, um Fassadenbegrünungen effizient fördern zu können. Hierfür wurden Interviews mit Expert*innen aus Karlsruhe, Deutschland und dem internationalen Raum geführt. Anhand von Literaturrecherchen wurden zudem Maßnahmen und Vorgehensweisen aus Wien, Paris, Zürich, Singapur und Melbourne zusammengetragen. Obwohl in Karlsruhe die Verwendung von Fassadenbegrünungen bereits in mehreren Stadtentwicklungsplänen und -strategien enthalten ist, werden aufgrund einer geringen Einbeziehung von Bewohner*innen und Eigentümer*innen der Bestandsgebäude sowie einer geringen Finanzierung des Grünflächenamtes, nur wenige Fassaden in der Innenstadt begrünt. Um Fassadenbegrünungen effektiver zu fördern, wurde von den Expert*innen aus Deutschland eine fachliche Begleitung in der Planung, Umsetzung und Pflege von Fassadenbegrünungen genannt. Zudem müssen der qualitative Nutzen und die Anwendungsmöglichkeiten konstant und groß vermarktet werden. Hierfür bieten sich vor allem Best-Practice-Beispiele sowie die Begrünung von kommunalen Gebäuden an. Diese und weitere Handlungsschritte wurden in Wien, Paris, Zürich, Singapur und Melbourne bereits erfolgreich umgesetzt. Obwohl in jedem Land andere strukturelle Rahmen- und Klimabedingungen vorherrschen, könnten demnach viele Handlungsansätze auch in Deutschland übernommen werden.
Die außerschulische Bildung für nachhaltige Entwicklung wurde zum ersten Mal ausführlich von Michelsen, Rode, Wendler und Bittner im Jahr 2013 untersucht und große Datenmengen dazu erfasst. Seit dieser Zeit hat sich, nicht nur im Hinblick auf den Nachhaltigkeitsdiskurs, viel in der Bildung in Deutschland verändert: Inklusive Bildungssettings werden immer bedeutsamer, Kinder und Jugendliche streiken im Rahmen der Bewegung Fridays for Future für Klimagerechtigkeit und seit Anfang des Jahres 2020 befindet sich die Welt in einer Pandemie. Diese aktuellen Veränderungen haben Einfluss auf die Implementierung einer außerschulischen Bildung für nachhaltige Entwicklung. Dieser Zusammenhang wurde bisher jedoch kaum erforscht. Die folgende qualitative Studie gibt dazu Einblicke in die Wahrnehmung, Umsetzung und Bewertung außerschulischer BNE-Akteur*innen in Niedersachsen. Dabei stellen sie sich als kreative, flexible und wichtige Akteur*innen für die Bildung insgesamt, aber auch für die Implementierung einer BNE heraus. Die außerschulischen BNE-Lernorte zeichnen sich durch ihre Freiräume aus, die sie auch im Hinblick auf eine inklusive Gestaltung von BNE bereits nutzen, um Barrieren aktiv abzubauen. Fridays for Future hat einen Einfluss auf die Arbeit von außerschulischen BNE-Einrichtungen, ist Hoffnungsträger für viele befragte Akteur*innen, wird jedoch auch kritisch hinterfragt. Insbesondere, aber nicht nur, in der aktuellen Krisensituation wird die große Anpassungsfähigkeit außerschulischer BNE-Einrichtungen deutlich. Sie benötigen für ihre Arbeit jedoch mehr strukturelle, finanzielle und politische Unterstützung.
In dieser Arbeit wurden Herausforderungen, Wünsche und Bedürfnisse diabetischer Schulkinder, ihrer Lehrkräfte sowie weiterer pädagogischer Expert*innen (Schulleitungen, Schulamtsmitarbeitende) erforscht sowie Maßnahmen für eine Lehrkräftefortbildung zu Diabetes bei Schulkindern aus den Ergebnissen abgeleitet. Dazu wurden 49 Personen (24 diabetische Kinder, 16 Lehrkräfte, 8 Schulleitungen, 1 Schulamtsmitarbeitende) in einem Leitfaden-Interview befragt. Das Datenmaterial wurde mithilfe der qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring ausgewertet.
Die Untersuchung ergab, dass zwischen den Bedürfnissen und Wünschen diabetischer Grundschüler*innen und Sekundarstufenschüler*innen unterschieden werden muss. Jüngere Kinder benötigen mehr Unterstützung, ältere Kinder hingegen können bereits selbstständiger mit ihrer Krankheit umgehen und wollen dies auch tun. Zentral ist zudem, dass die meisten diabetischen Kinder „normal“ behandelt, also weder bevorzugt noch benachteiligt, werden möchten. Die Kinder erfahren im Schulalltag Herausforderungen und Privilegien. Als Privilegien oder Vorteile ihrer Krankheit erachten sie insbesondere einen erhöhten Konsum von Süßigkeiten, die Erlaubnis, jederzeit zu essen/trinken oder auch den Erhalt sowie die Nutzung eines Mobiltelefons. Besonders herausfordernd ist für sie der Verzicht auf Nahrungsmittel, die häufig durchzuführende Diabetestherapie, das unangenehme Befinden bei Über- und Unterzuckerungen oder das Ertragen regelmäßiger Schmerzen.
Schulische Herausforderungen lassen sich in vier Bereichen ausmachen: außerschulische Veranstaltungen, Sportunterricht, Pause und Klassenzimmerunterricht. Dieselben Bereiche sind auch für die Lehrkräfte diabetischer Kinder herausfordernd. Besonders von den Grundschullehrkräften werden die eigene Information, die Teilnahme an Fortbildungen sowie die Kooperation mit den Eltern als wichtige Unterstützungsmaßnahme erachtet.
Die kollegiale Kooperation hingegen wird von den Lehrkräften der weiterführenden Schulen als besonders wichtig angesehen. Bei den Sekundarstufenlehrkräften zeigte sich ein Informationsdefizit in Bezug auf die Krankheit. Als weitere Unterstützungsmaßnahmen wünschen sich die Lehrkräfte ein entsprechendes Fortbildungsangebot sowie sie unterstützende Personen. Ähnliches wünschen sich auch die weiteren befragten pädagogischen Expert*innen (Schulleitungen, Schulamtsmitarbeitende). Diese erachten zudem die Lagerungen von Notfallmaterialien in der Nähe, die Kooperation mit Kollegium und Eltern sowie die Aufklärung der Klasse als wichtige Maßnahmen zur Unterstützung diabetischer Kinder und ihrer Lehrkräfte.
Aus den Ergebnissen der Untersuchung lassen sich verschiedene Maßnahmen für eine entsprechende Lehrkräftefortbildung ableiten. In einer solchen sollten die folgenden Bereiche inhaltlich angesprochen und mit praktischen Übungen untermauert werden: Medizinischer Hintergrund der Krankheit, Behandlung und Medikation, Verhalten im Notfall, rechtliche Fragen, Auswirkungen der Krankheit, Information und Aufklärung der Klasse, Kooperationen, Angstabbau sowie weiterführende Kontaktadressen und Literaturhinweise.
Im Kontext einer aktuellen globalen Wasserproblematik wird in der vorliegenden Arbeit den Fragen nachgegangen, welche Verfahren es in der Natur sowie im technischen Bereich gibt, Nebel als Wasserquelle zu nutzen und wie Nebelfang im Sachkundeunterricht der Sekundarstufe praktisch thematisiert werden kann. Zu diesem Zweck werden einschlägige Studien zum Nebelfangverfahren verschiedener Tiere und Pflanzen vorgestellt und durch die Ergebnisse eigener Beneblungsuntersuchungen an ausgewählten Kakteengewächsen ergänzt. Weiter werden das unterrichtliche Potenzial von Nebelfang sowie dessen Umsetzbarkeit im schulischen Kontext in der Form eines didaktischen Artikels erörtert.
Es kommt dabei heraus, dass Opuntia microdasys rufida effektiv Wasser aus Nebel beziehen kann und sich sowohl eine Beneblung durch Trockeneis als auch eine Beneblung in einer selbst gebauten Nebelkammer eignet, um das Nebelfangvermögen der Kakteen zu quantifizieren und zu visualisieren. Als Grund für das hohe Nebelfangvermögen von Opuntia microdasys konnten dabei die (mikro-)strukturellen Beschaffenheiten der Dornen sowie deren Distribution auf der Pflanze identifiziert werden. Ein weiteres Ergebnis ist, dass Nebelfang durch großflächige Kunststoffnetze eine praktikable Alternative zu konventionellen Wasserversorgungsverfahren darstellt und sich bereits an verschiedenen Standorten etablieren konnte. Bezüglich künstlicher Beneblungsverfahren kommt als Ergebnis heraus, dass sich Beneblungen mit Trockeneis und Nebelkammer von Schüler/-innen der Sekundarstufe umsetzen lassen, wobei die Arbeit mit Trockeneis gesundheitliche Gefahren birgt und in der Vorbereitung ein deutlich höheres zeitliches Investment erfordert.
Das Thema Nebelfang bzw. künstliche Beneblung ist für Lehrende didaktisch bedeutsam, da es die Schüler/-innen im Erlernen naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen unterstützt, die Bedeutung von Wasser für alle Lebewesen verdeutlicht, als ein Beispiel für die Angepasstheit von Lebewesen an ihre Umwelt verwendet werden sowie zur Erörterung nachhaltigen Handelns dienen kann.
Einstellungen zur Natur
(2020)
Das heutige Verhältnis des Menschen zur Natur ist geprägt von Technologie und Naturentfremdung. Der Verlust der Biodiversität und ein zunehmendes Bewusstsein für die Ressourcen der Natur und deren Schutz sind wachsende Themen der Öffentlichkeit.
In der vorliegenden Arbeit wurden die Studien zu den Einstellungen zur Natur von Kellert (1979, 1980, Kellert & Berry, 1980) und Schulz (1985) in abgewandelter Form repliziert. In Deutschland und Österreich wurden hierzu 251 Personen befragt. Der Fokus der Stichprobe lag auf den Akteuren der Naturparkschulen und Natuparkkindergärten des Naturparks Kaunergrat sowie der allgemeinen Bevölkerung, wobei einige Aktivitätsgruppen genauer betrachtet wurden.
Im Vergleich zu 1985 gab es im Jahr 2019 mehr Menschen mit wissensinteressierten und weniger mit humanistischen Einstellungen, wohingegen die Werte für utilitaristische, dominierende, moralistische und negativistische Einstellungen in etwa gleich blieben. Frauen scheinen gefühlsbetonter, jedoch nicht weniger wissensinteressiert als Männer. Bei den Aktivitätsgruppen konnten keine Unterschiede zwischen Naturnutzern, Naturbenutzern und häuslichem Tierbezug im Allgemeinen gefunden werden. Es wurden neue Annahmen bezüglich der Einflussfaktoren auf die Einstellungen formuliert und die Kategorisierung überarbeitet. Es besteht kein Unterschied in den Einstellungen zur Natur zwischen Naturparkpädagogen und den anderen Befragten, was auf wenig naturnahe Umweltbildung im Alltag der Naturparkschulen und Naturparkkindergärten hindeuten könnte. Zusätzlich scheint das Prädikat Naturparkschule vor allem für Menschen mit negativistischen Einstellungen bedeutend zu sein.
Die vorliegende Arbeit untersucht die Wirkung von Ernährungs- und Verbraucherbildung in Schulen durch außerschulische Partner am Beispiel des Koch- und Bildungsprogramms Slow Mobil. Mit standardisierten Fragebögen wurden in einem Vor-Nachtest 218 Schüler*innen an Karlsruher Grundschulen, deren Lehrer*innen (N=10) und Eltern (N=123) sowie das Slow Mobil-Team (N=11) befragt.
Nach der Teilnahme am Slow Mobil Programm zeigten die Schüler*innen ein größeres Interesse an Gemüse und Kochen; lernten neue Gemüsesorten kennen und veränderten ihr Essverhalten zu Hause; das Selbstvertrauen und die Selbständigkeit der Schüler*innen wurden dahingehend gestärkt, dass sie vermehrt zu Hause beim Kochen halfen. Lehrer*innen und Eltern bewerteten das Programm und Engagement äußerst positiv und konnten es in die EVIS einbinden. Aus den Ergebnissen konnten Schlussfolgerungen für die außerschulischen Partner der EVIS gezogen werden.
In zahlreichen internationalen Studien wurden die Lernchancen, die Schulgärten bieten, nachgewiesen. Die Zahl der Schulgärten stagniert in Deutschland indes auf einem nur mäßig hohen Niveau und in den Bildungsplänen tauchen diese Lernorte gar nicht oder nur am Rande auf. In der vorliegenden Studie wird am Beispiel von Baden-Württemberg flächendeckend die Verbreitung, Ausstattung und Nutzung von Schulgärten untersucht, um Ansatzpunkte für eine Förderung von Schulgärten sowie für die Fortbildung der Lehrenden zu identifizieren. Hierzu wurden alle in Baden-Württemberg vorhandenen allgemeinbildenden Schulen zu ihren Schulgartenaktivitäten befragt. Insgesamt 16% der Schulen (N=588) haben an der Befragung teilgenommen. Die Ergebnisse zeigen, dass 55% der teilnehmenden Schulen einen Schulgarten besaßen, 26% länger als 10 Jahre, 17% zwischen 3 und 10 Jahren. Nach der Bedeutung ihrer Ziele befragt, nannten Lehrpersonen besonders die Übernahme von Verantwortung durch die Schüler*innen, kooperatives Arbeiten (soziale Ziele) sowie das Erlernen elementarer Techniken der Pflanzenkultur. Naturwissenschaftliches Arbeiten und BNE stehen hingegen bei den von den Lehrer*innen genannten Zielen nicht an erster Stelle, obwohl Studien die Wirksamkeit von Schulgärten für diese Bereiche vielfach belegt haben. Als wichtigste Faktoren für das Gelingen von Schulgartenarbeit wurden das Schülerinteresse, das eigene Wissen und die zur Verfügung stehende Zeit eingeschätzt. Aus den Ergebnissen lassen sich Schlussfolgerungen für die administrative, inhaltliche und praktische Förderung von Schulgärten ableiten, insbesondere für den Bereich der Lehrer*innenfortbildung. Daneben ergeben sich Anknüpfungspunkte für weitere empirische Wirkungs- und Evaluationsstudien.