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Induktives und deduktives Vorgehen im Biologieunterricht

Man muss die Welt nur lange genug beobachten, dann wird man sie verstehen.
Antike Weisheit

Umgang mit Informationen

Schülertätigkeiten im Biologieunterricht lassen sich nach STAECK (1987) in drei Gruppen einteilen:
 

Informationsbeschaffung
Informationsdarstellung und -verarbeitung
Informationsdeutung

Als Fertigkeiten zur Informationsbeschaffung kennen wir:

  • Betrachten
  • Beobachten
  • Untersuchen
  • Experimentieren
  • Mit diesen Unterrichtsweisen verknüpft sind nach STAECK (1987) die Vorgehensweisen:
  • Induktion (Schließen vom Einzelnen, Besonderen zum Allgemeinen)
  • Deduktion (Schluss vom Allgemeinen zum Besonderen)
  • Analyse (Zerlegung)
  • Synthese (Zusammenfassung)
  • Die induktivistische Auffassung, nach der Induktion die logische Basis der Biologie sei, ist die ältere und geht auf HARTMANN (1948) zurück. Dieser sieht 
  • die reine, generalisierende Induktion als Grundlage der vergleichenden Methode und
  • die so genannte exakte Induktion als Grundlage der experimentellen Methode:
  • "Die reine oder generalisierende Induktion ... sucht die Gleichheiten und Ungleichheiten an verschiedenen Gegenständen herauszustellen und bringt die verschiedenen ganzen Gegenstände (Systematik) oder Teile von ihnen (vergleichende Anatomie) in ein System von allgemeinen Begriffen und allgemeinen Aussagen." (zit. nach ESCHENHAGEN et al., S. 60)

    Analysen und Synthesen wechseln nach HARTMANN hierbei ab. Bei der exakten Induktion werden "mit Hilfe von Experimenten Aussagen mit einem gewissen Wahrscheinlichkeitsgehalt getroffen"(STAECK, S. 218).

    Die durch die reine Induktion gewonnen Aussagen blieben aber letztlich hypothetisch und müssten durch ein weiteres Verfahren abgesichert werden: die exakte Induktion.

    Beispiel für eine generalisierende Induktion:

  • Merkmale einer Taubnesselblüte werden untersucht (Analyse)
  • Ein Merkmalskombinat dieser Art wird zusammengestellt (Synthese)
  • Vergleich mehrerer Pflanzenarten (Analyse)
  • Resultat: Merkmalskombinat, Begriff des "Lippenblütlers" (Synthese)
  • Biologische Gesetzmäßigkeiten
  • Umfassende biologische Theorien
  • Problem 1:

  • Jede Beobachtung und jedes Experiment sind bereits in Anlage und Deutung durch theoretische Vorannahmen geleitet (Hypothesen). Diese stehen am Anfang des naturwissenschaftlichen Forschens, nicht voraussetzungsloses Beobachten und die Induktion, und wir erfassen letztlich diejenigen Aspekte einer Wirklichkeit, die wir auf Grund der eingeschränkten Fragestellung beachten wollten. Die Vorannahmen bestimmen so die möglichen Erfahrungen mit.   
  • Beispiel
  • Wenn homologe Merkmale Indizien für phylogenetische Verwandtschaft darstellen, muss das Auffinden homologer Merkmale (z. B. Blütenform, Blattstellung etc.) ohne vorherige Kenntnis der phylogenetischen Verwandtschaft der Merkmalsträger, (also ohne die Kenntnis, dass es sich bei den untersuchten Pflanzen z. B. um Taubnesseln handelt) möglich sein. In der Formulierung des Homologiekriteriums der Verknüpfung durch Zwischenformen wird jedoch gerade diese Kenntnis vorausgesetzt.
  • Problem 2
  • Eine Übertragung auf unbekannte Fälle ist mit induktiven Schlüssen nicht möglich.
  • Beispiel
  • Einige Arten von Lippenblütlern sind bekannt, dennoch ist der Schluss nicht möglich, alle Lippenblütler hätten vier Staubgefäße. Ein Schluss von einer Anzahl bekannter Pflanzen auf unbekannte Pflanzen ist nicht möglich. 
  • Didaktische Induktion

    Gewinnt der Biologe Gesetzmäßigkeiten aus einer Fülle von Einzelbeispielen, so werden im Biologieunterricht i. d. R. Erkenntnisse an Hand von Einzelbeispielen nachvollzogen, die weiderum der Lehrer ausgewählt hat. MEMMERT (1975, S. 30, zit. in STAECK, S. 218) spricht hier von "didaktischer Induktion". Interessant ist, dass trotz der methodologisch unsauberen und geradezu unseriösen Vorgehensweise die didaktische Induktion durchaus geeignet zu sein scheint, um Schülern "im Sinne forschenden Lernens" zur Erkenntnisgewinnung zu verhelfen.

    Schlussfolgerungen:

     
    • "Es geht ... nicht darum, ob in jedem Falle deduktiv oder induktiv gearbeitet wird, sondern um den Stellenwert und die Funktion der Anteile im naturwissenschaftlichen Vorgehen. Diese Wertung hat Folgen für die Anwendung der Erkenntnismethoden im Unterricht." (ESCHENHAGEN et al., S. 63 f. )
    • "Im Unterricht sollte darauf hingewiesen werden, daß die Verallgemeinerung induktiv gewonnener Bedeutungsbeziehungen stets aufgrund der immer begrenzten Zahl von Objekten einen gewissen Unsicherheitsfaktor mit einschließt." (STAECK, S: 218)

    Literatur

    • ESCHENHAGEN, D., u. a.: Fachdidaktik Biologie. 3Köln 1996. S. 59 ff.
    • STAECK, L.: Zeitgemäßer Biologieunterricht. Eine Didaktik. 4Stuttgart 1987. S. 217 ff.

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