Geologie

Im Schuljahr 2019/2020 Geologie unterrichtende Lehrkräfte

  • Sören-Kristian Berger (Be)
  • Wolfgang Fraedrich (Fd)

Fachleiter und Ansprechpartner für das Fach Geologie am Gymnasium Heidberg ist Wolfgang Fraedrich.

Geologie am Gymnasium Heidberg – einzigartig in Hamburg

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Lackfilm eines eemwarmzeitlichen Podsol, den eine Schülergruppe in der aufgelassenen Kiesgrube der Fa. Wellmann in den Harburger Bergen gefertigt hat

Aufgrund von Umgestaltungsmaßnahmen im Gymnasium Heidberg ist der Lackfilm seit Juli 2017 Bestandteil von Deutschlands größter Lackfilmsammlung, die mit ausgewählten Exponaten im Geologisch-Paläontologischen Museum der Universität Hamburg (Bundesstraße 55, 20146 Hamburg) zu sehen ist:

Geologie gehört nicht zum Standardangebot im Fächerkanon an Hamburger Schulen. Seit August 1983 ist dieses Fach am Gymnasium Heidberg im Angebot und kann  seit jeher über drei Jahre belegt werden (ab 2009/2010 ist ein Einstieg im Wahlpflichtunterricht in Jahrgang 10 möglich). Von 1986–2009 war es auch als Prüfungsfach (P3 oder P4) zugelassen, was aufgrund der KMK-Vereinbarungen seitdem nicht mehr möglich ist, da es für Geologie keine einheitlichen Prüfungsanforderungen für das Abitur (EPA) gibt. Nach wie vor ist das Gymnasim Heidberg die einzige Hamburger Schule, an der Schülerinnen und Schüler Geologie belegen können.

Geologie ist nicht nur Erdgeschichte

Die Geologie ist zwar die Wissenschaft, die sich u. a. mit der erdgeschichtlichen Entwicklung beschäftigt, aber neben den zurückliegenden werden auch die aktuellen und möglichen zukünftigen Prozesse zur Behandlung aufgegriffen, die sich über oder unmittelbar unter der Erdoberfläche vollziehen.

Angestrebte übergeordnete Ziele des Fachunterrichts

In der Schule geht es darum, Grundzusammenhänge geologischer Betrachtungs- und Forschungsrichtungen nachzuvollziehen und verstehen zu lernen. Dazu ist es notwendig, bestimmte geologische Grundtatsachen (so genannte Fakten) zu kennen, doch wir wollen uns nicht auf das bloße Auswendiglernen beschränken. Viel wichtiger und viel interessanter ist es, Geologen »auf der Spur« zu sein. Wir können mit unseren Mitteln selbstverständlich keine neuen Erkenntnisse erarbeiten, wir können aber versuchen, geologische Denkweisen nachzuvollziehen und uns diese Schritt für Schritt bewusst machen und aneignen.

Dies setzt voraus, dass wir auch hinsichtlich der Vorgehensweise sehr variabel sind. Kurzum: Bloßes Literaturstudium ist langweilig, vielmehr wollen wir uns – mitunter auch durch den Rückgriff auf Fachliteratur – durch die praktische Erprobung verschiedenster Arbeitsmethoden innerhalb dieses naturwissenschaftlichen Faches die fachwissenschaftliche Vielseitigkeit der Geologie erschließen, die eben nicht nur in der inhaltlichen, sondern vor allem auch in der methodischen Vielfalt gegeben ist. Damit ist zugleich auch praktisches Arbeiten vor Ort (also im Gelände) gemeint. Dies wollen wir – wann immer es die schulorganisatorischen Rahmenbedingungen ermöglichen – auch verwirklichen.

Wer also Geologie wählt und damit dieses Fach neu aufnimmt – dies ist in Klasse 10 mit einem Wahlpflichtkurs genauso möglich, wie zu Beginn der Studienstufe (vgl. oben) – sollte wissen, dass das Fach an sich bereits eine wünschenswerte Vielseitigkeit bietet, und dass eine große Chance darin besteht, dass jede(r) im Grunde beim Punkt  „Null“ beginnt. Grundkenntnisse oder andere Voraussetzungen sind nicht erforderlich, um erfolgreich arbeiten zu können, wohl aber sollte ein wenig Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen bestehen.

Geologie ist eine Naturwissenschaft . Das Fach Geologie ist dem dritten Aufgabenfeld (mathematisch-naturwissenschaftliches Aufgabenfeld) zugeordnet. Der derzeit 2-std. Wahlplichtkurs in Klasse 10 soll eine Einführung in die Geologie ermöglichen. Grundkenntnisse und -einsichten sowie grundlegende Erfahrungen in der Anwendung fachspezifischer Analyse- und Arbeitsmethoden stehen im Vordergrund der Arbeit.
Der 4-std. Profilkurs in der Studienstufe baut auf diesen Grundlagen jedoch nur zu einem Teil auf, da die Neuaufnahme des Faches Geologie zu Beginn der Studienstufe problemlos möglich sein muss. Die im Verlauf des Unterrichts in Klasse 10 erarbeiteten Grundkenntnisse und Grundfertigkeiten werden in ihren Wesenszügen im Verlauf des 1. Semesters der Studienstrufe ergänzt und vertieft. Die Geologie ist damit ein Eckpfeiler des Oberstufenprofils 2.

Didaktische Probleme und Überlegungen zu deren Lösung

1. Die Geologie hat ein »Zeitproblem«

Es fällt – insbesondere zu Beginn – vielen Neueinsteigern schwer, ein Vorstellungsvermögen für die zeitlichen Dimensionen, in denen sich geologische Prozesse anspielen, zu entwickeln. Von wengen Ausnahmen wie zum Beispiel Vulkanausbrüchen oder Erdbeben abgesehen laufen geologische Prozessabläufe über Zehntausende, Hunderttausende oder gar Jahrmillionen hinweg ab. Dass sich zum Beispiele ein Gebirge heraushebt, merken wir innerhalb eines selbst 100-jährigen Menschenlebens nicht, selbst wenn die Hebung in diesem Zeitraum 1 m beträgt. Ebenso wenig registrieren wir, dass sich eine Vulkaninsel wie Island Jahr für Jahr um 2 cm verbreitert.
Wer sich mit der Geologie näher auseinandersetzt, der muss sich von historischen Zeitdimensionen (wie im Geschichtsunterricht üblich) lösen und in geologische Zeitdimensionen hineindenken lernen. Hierbei hilft eine Veranschaulichung durch den Vergleich mit vorstellbaren Zeiträumen wie zum Beispiel ein Kalenderjahr.

2. Die meisten geologischen Erkenntnisse gründen sich auf Hypothesen

Wir haben heute Kenntnis von rund 4,6 Milliarden Erdgeschichte, es gibt differenzierte Bilder von vorzeitlichen Landschaften, wir haben genaue Vorstellungen von vorzeitlichen Lebewesen wie zum Beispiel den Dinosauriern entwickelt. Doch niemand von uns Menschen hat je einen Dinosaurier gesehen und die große Mehrzahl der fossilen Funde ist lückenhaft. Bis heute ist auch kein annähernd komplettes Skelett eines Neandertalers gefunden worden und doch haben wir konkrete Vorstellungen von ihrem Aussehen, von ihrer Lebensweise, von ihren Problemen in der Auseinandersetzung mit ihren seinerzeit (klimatisch bedingt) widrigen Lebensverhältnissen.
Niemand von uns hat den berühmten »Ötzi« auf seiner letzten Wanderung begleitet, niemand besitzt schriftliche Überlieferungen jener Zeit, und doch haben die Wissenschaftler sein Leben, ja sogar seine letzten Lebenstage und die Umstände seines Todes recht genau rekonstruiert.
Die Lösung des Rätsels liegt im genauen Spuren lesen. Gesteine und fossile Funde sind wie Geschichtsbücher, in denen wir Menschen lesen können. Dabei hilft vielfach der Vergleich mit der Gegenwart. Erst der Bezug zu heute liefert vielfach den Schlüssel zur Vergangenheit, wobei die Wissenschaftler voraussetzen, dass die heute ablaufenden Prozesse schon  seit jeher so ablaufen (die Geologen wenden das so genannte »Aktualismusprinzip« an).

3. Die Geologie wird von komplexen naturwissenschatlichen Phänomenen und Prozessen geprägt

Bei aktuellen geologischen Ereignissen wie Vulkanausbrüchen oder Erdbeben versuchen sich immer wieder Journalisten, die Hintergründe zu erläutern, doch ohne geowissenschaftliche Vorbildung gelingt ihnen das in der Regel nur fehlerhaft. Das liegt u.a. darin begründet, dass vermeintlich einfache Phänomene sehr komplex strukturiert sind und die zugehörigen Prozesse komplex ablaufen. Im 2-stündigen Grundkurs kann diese Komplexität nicht annähernd erfasst und aufgearbeitet werden. Das bedeutet, dass sie für das Verständnis der Schülerinnen und Schüler angemessen vereinfacht werden muss.
Die Aufgabe der Lehrkraft liegt darin, mit der Vermittlung der Inhalte Denkstrukturen und geologische Ordnungssysteme zu entwickeln, in denen sich die Schülerinnen und Schüler zunehmend besser zurecht finden können. Dabei ist es wichtig, dass naturwissenschaftlichen Gesetzmäßigkeiten ebenso vermittelt werden wie bestimmte Sachkenntnisse, die für das Verständnis von Phänomenen und Prozessen von Bedeutung sind. Zugleich ist eine Einordnung in erdgeschichtliche, also geologische Zeitdimensionen wichtig und hilfreich. Dies alles sollte dem Prinzip der didaktischen Reduzierung Rechnung tragen.

4. Der Geologieunterricht lebt von der Anschaulichkeit

Ich kann das Bild eines Gesteins im Lehrbuch betrachten und die zugehörige Beschreibung durchlesen und erfahre dabei viel Interessantes. Ich kann aber auch das Gestein anfassen, es mit eigenen Augen betrachten, ggf. unter Zuhilfenahme einer Lupe Details betrachten, ich kann es zu brechen versuchen usw. Am besten ist es, ich finde das Gestein in der Natur selbst und mache mir schon am Fundort Gedanken zu seinem Werdegang. Ein Schulpsychologe, der sich mithilfe eines Fotos und eines schriftlichen Berichts (etwa eines Zeugnisses) ein Bild von einem Schüler machen soll, wird sicher zu richtigen Ergebnissen kommen. Aber er wird zu einer genaueren Einschätzung gelangen, wenn er das Kind leibhaftig erlebt und es vielleicht sogar im Umgang mit seiner Klasse/Lerngruppe eine Zeit lang beobachten kann.
Das Beispiel macht deutlich, wie wichtig Anschaulichkeit ist, womöglich sogar die reale Begegnung. Wann immer es schulorganisatorisch möglich ist, sollten Realbegegnungen oder zumindest Ausschnitte davon zur Methode des Geologieunterrichts gehören.

Schwerpunkte der Arbeit im Unterricht des Wahlpflichtkurses (Sek. I)  und der Grundkurse (Sek. II)

Im Wahlplichtkurs 10 stehen zwei Themenblöcke im Vordergrund, die endogene Dynamik (u.a. Plattentektonik, Vulkanismus) und die exogene Dynamik (u.a. Dynamik fließenden Wassers). Die Einführung in die Gesteinskunde bildet die inhaltliche Brücke zwischen beiden Themenblöcken.
In Klasse 10 geht es lediglich um eine grundlegende Einführung in die Inhalte, die Vermittlung geologischer Denk- und Sichtweisen steht im Mittelpunkt. Dazu gehört es auch, sich mit den völlig anderen – als für uns gewohnten – geologischen Zeitdimensionen vertraut zu machen.
In den Profilkursen der Studienstufe orientieren sich die Inhalte an den fächerverbindenden Überlegungen, die das Profil „Dynamische Erde“ prägen. Details dazu findet man in unserem schulspezifischen Curriculum für das Profil 2 (vgl. Informationsschrift zur Profiloberstufe).
Die Kompetenzraster für den Wahlpflichtkurs (Jg. 10) und den Profilkurs (Jg. 11 und 12) findet man hier.

Hinweise zu den schriftlichen Lernerfolgskontrollen (Klassenarbeiten, Tests, etc. –> Anzahl, Wertigkeit für die Gesamtzeugniszensur, …)

Im Wahlpflichtkurs wird je Halbjahr eine schriftliche Leistung abgefordert, von der eine auch als gleichgestellte Arbeit erbracht werden kann. Sie wird zu 30 % in die Gesamtzensur einbezogen.
In den Profilkursen der Studienstufe werden pro Schuljahr drei Klausuren geschrieben, deren Ergebnisse die Zensur für den schriftlichen Bereich ergeben. Die schriftliche Note darf nicht überwiegen. Eine der schriftlichen Leistungen (je Schuljahr) kann auch durch eine Präsentationsleistung abgedeckt werden.

Geologie und forschendes Lernen

Seit 1996 nehmen Schülerinnen und Schüler des Gymnasiums Heidberg mit zum Teil sehr großem Erfolg am Wettbewerb „Jugend forscht“ teil. Viele von ihnen nehmen bereits zum wiederholten Mal an einem solchen Wettbewerb teil, nachdem sie in die Sekundarstufe II gekommen sind, denn sie haben bereits Erfahrungen mit der Teilnahme an „Schüler experimentieren“ gemacht.
Dieser Wettbewerb ist eine ideale Plattform für alle diejenigen, die zusätzlich zum Unterrichtsangebot Geologie eine weitere Herausforderung in diesem Fachgebiet suchen.
Geowissenschaftlich ausgerichtete Wettbewerbsarbeiten basieren auf empirisch-analytischen Forschungsansätzen und bieten so die Möglichkeit, in besonderem Maße methodisch zu arbeiten. Dies mit einer Intensität und Genauigkeit, die der Standardunterricht nicht ermöglicht. Vor allem auch die Kooperation mit Universitäten und wissenschaftlichen Instituten schafft eine Plattform für wissenschaftspropädeutisches und zum Teil regelrecht wissenschaftliches Arbeiten, die ihresgleichen in der Hamburger Schullandschaft sucht. Die Wettbewerbsteilnahme stellt also für besonders interessierte und engagierte sowie für leistungsstarke Schülerinnen und Schüler eine Ergänzung zum Unterricht dar.

Geologie und das „Students‘ Volcano Monitoring Project“

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Im Jahr 1998 haben wir am Gymnasium Heidberg das „Student’s Volcano Monitoring Project“ (Schüler forschen an Vulkanen) gegründet mit dem Ziel, eine fundiertere Plattform für Jugend forscht-Projekte zuschaffen.
Finanziert mit öffentlichen Zuwendungen und Sponsorengeldern ist es uns gelungen, seit der Gründung des Projekts in jedem Jahr eine Forschungsreise durchzuführen (vgl. hier). Diese führten wiederholt zu den Vulkanen Süditaliens und nach Island, aber auch nach Zypern, Kreta und Irland. In den Jahren 2004 und 2007 stand Deutschlands aktiver Vulkanismus in der Eifel auf dem Programm – jeweils begleitet durch den renommierten Vulkanologen Prof. Dr. Hans-Ulrich Schmincke (Geomar, Kiel).
Das Besondere am SVMP ist die Kooperation mit Universitäten und wissenschaftlichen Instituten sowie deren Mitarbeitern im In- und Ausland.
Schüler/innen, die eine Projektreise mitmachen, verpflichten sich, intensiv methodisch – im Gelände und im Labor – zu arbeiten und zu dem zuvor abgesprochenen Projekt-/Forschungsthema einen schriftliche Dokumentation zu verfassen. Sie starten damit im Jahr darauf beim Landeswettbewerb „Jugend forscht“.

Young Scientists Research Project

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Mit dem „Young Scientists Research Project“ (Forschungsprojekt für Nachwuchsforscher) haben wir 2002 unsere Aktivitäten auf eine breitere inhaltliche Basis gestellt.
Nicht nur vulkanologische Themen sind darin eingebunden, sondern auch andere geowissenschaftliche Bereiche wie die Seismologie, die Glaziologie, die Bodenkunde, die Palynologie (Pollen- und Sporenkunde), die Geographie, die Astronomie, die Mineralogie und die Petrologie (Gesteinskunde).
Dies ergab sich aus der Überlegung heraus, dass wir schon in den Jahren zuvor wiederholt nicht-vulkanologische Themen über Schüler experimentieren- und Jugend forscht-Projekte behandelt hatten. Auch im Rahmen des YSRP werden Studienfahrten durchgeführt, meist in Kombination mit dem SVMP. Im Übrigen gelten die Teilnahmebedingungen wie beim SVMP.

Geologie und die „Besondere Lernleistung“

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Seit 1999 können Schüler der Studienstufe eine so genannte »Besondere Lernleistung« erbringen.
Um es aber vorweg zu nehmen: Wer eine „Besondere Lernleistung“ erbringen möchte, muss weder eine Diplom- noch eine Doktorarbeit verfassen. Unsere Schülerinnen  und Schüler sollen lediglich entsprechend ihrer schulischen Qualifikationen Besonderes leisten.
Das heißt, sie arbeiten neben dem gewöhnlichen Unterricht an einem Thema eigener Wahl, vertiefen ihr Wissen und schulen ihre methodischen Fertigkeiten in einem Maße, wie es der normale Unterricht in aller Regel nicht vermitteln kann. Sie leisten sozusagen mehr, als die Schule von ihnen verlangt.
Nur: So ganz nebenbei ist eine solche Leistung nicht erbracht, man muss schon Zeit und Arbeitskraft investieren, wenn man zum Erfolg kommen möchte. Eine „Besondere Lernleistung“ ist keinesfalls ein an einem Wochenende verfasster netter Aufsatz, sondern eine über etwa ein Jahr erstellte Arbeit, die von einem Betreuungslehrer begleitet wird.

Einige interessante und hilfreiche Web-Tipps mit Informationen zur Geologie

http://www.allgemeine-geologie.de
http://www.eldey.de/Geologie/Allgemeine_Geologie/body_allgemeine_geologie.html

http://www.geoversum.info
http://www.ms-geo.de
http://www.nasa.gov
http://www.usgs.gov

Zuletzt aktualisiert am 21. August 2019