Einleitung

Experimente sind ein zentraler Bestandteil der Biologie, da sie es ermöglichen, Hypothesen zu überprüfen, biologische Prozesse zu verstehen und neue Erkenntnisse zu gewinnen.

Im schulischen Kontext dienen Experimente dazu, theoretische Konzepte greifbar zu machen und Schülerinnen und Schüler für die Wissenschaft zu begeistern. Jed(r) macht gerne Experimente! Und sei es nur, weil die Unterrichtszeit schneller vorbei geht. Allerdings wird dabei oft ein eher verzerrtes Bild von der wissenschaftlichen Funktion von Experimenten vermittelt: Aufgrund der eingeschränkten Möglichkeiten der Schule, der gering zur Verfügung stehenden Zeit und auch aufgrund der noch geringen Experimentfähigkeit von Lernenden werden oft (nur) Experimente durchgeführt, die einigermaßen sicher funktionieren und schnell gehen. Dadurch zeigen sie Phänomene auf, die wissenschaftlich längst bekannt sind. Oft schon seit Jahrzehnten. Experimente haben so oft eher eine veranschaulichende Funktion, aber keinen wirklichen wissenschaftlichen Neuwert.

In der wissenschaftlichen Forschung hingegen sind Experimente darauf ausgerichtet, neues Wissen zu generieren. Sie erfordern präzise Planung, Kontrolle von Variablen und oft den Einsatz hochspezialisierter Methoden. Ziel ist es, bislang unbekannte Phänomene zu untersuchen und das bestehende Wissen zu erweitern. Dieses erforder oft ganz andere und genauere Überlegungen als die Versuchsplanung in der Schule.

Dennoch sieht auch das Kerncurriculum für das Fach Biologie in der Sekundarstufe II weiterhin die große Bedeutung experimenteller Kompetenzen. Es fordert, dass Lernende in der Lage sind, in den im Rahmen des Unterrichts möglichen Grenzen, biologische Fragestellungen zu entwickeln, Hypothesen zu formulieren, Experimente zu planen, durchzuführen und auszuwerten. Also Wissenschaft "im Kleinen". Dabei sollen sie sowohl qualitative als auch quantitative Methoden anwenden und die gewonnenen Daten kritisch interpretieren. Zudem wird Wert auf die Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse gelegt, um die Kommunikationsfähigkeit im wissenschaftlichen Kontext zu stärken.

Dieses Tutorial soll einen kleinen Beitrag dazu leisten. Im ersten Teil werden die Bedeutung von Experimenten im naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozess und Gütekriterien für "gute" Experimente beleuchtet. Im zweiten Teil werden ausgewählte Grundtechniken der Laborpraxis kurz vorgestellt und die wichtigsten Handgriffe vermittelt.

Viel Spaß dabei!