Klimawandel im Unterricht: Mit KI Ursachennetze prüfen

Das Problem

Ein KI-generiertes Schaubild zum Klimawandel verbindet Verkehr, Temperatur, Eis, Meeresspiegel und politische Entscheidungen mit vielen Pfeilen. Frau Keller sieht sofort einen möglichen Unterrichtseinstieg. Beim genaueren Lesen bleibt jedoch unklar, was einzelne Pfeile bedeuten und welche Aussagen belegt sind.

Ein Ursachennetz stellt vermutete oder belegte Wirkungsbeziehungen zwischen Grössen dar. Systemdenken bedeutet dabei, Zusammenhänge, Wechselwirkungen und zeitliche Verzögerungen zu berücksichtigen. Ein dichtes Netz allein zeigt noch kein Verständnis; Lernende müssen die einzelnen Verbindungen erklären können.

KI eignet sich als Hilfe beim Ordnen geprüfter Aussagen und beim Formulieren von Rückfragen. Wissenschaftliche Belege und die fachliche Kontrolle ersetzt sie nicht. Beginnen Sie deshalb mit wenigen tragfähigen Beziehungen, statt ein möglichst vollständiges Klimasystem zeichnen zu lassen.

So lösen Sie es mit KI – Schritt für Schritt

1. Grenzen Sie die Leitfrage ein. Schreiben Sie beispielsweise «Wie hängen Treibhausgase, Erwärmung und schwindendes Eis zusammen?» in Ihr Planungsdokument. Legen Sie fest, welche Begriffe die Klasse bereits kennt. Wählen Sie einen passenden Bezug zu NMG oder zu Räume, Zeiten, Gesellschaften im kantonalen Lehrplan 21.

1. Stellen Sie geprüfte Aussagen zusammen. Öffnen Sie geeignete Fachunterlagen und notieren Sie zu jeder Aussage die Fundstelle. Der IPCC, der Weltklimarat, fasst den wissenschaftlichen Kenntnisstand zusammen: Menschliche Aktivitäten, insbesondere Treibhausgasemissionen, haben die globale Erwärmung verursacht. Diesen gesicherten Ausgangspunkt können Sie im Synthesebericht des IPCC nachlesen.

1. Lassen Sie die KI eine Beziehungsliste entwerfen. Geben Sie freigegebene Textauszüge und die gewünschte Altersstufe ein. Verlangen Sie zunächst eine Tabelle mit Ausgangsgrösse, Zielgrösse, Wirkungsbeschreibung und Belegstelle. Jede zusätzlich vorgeschlagene Verbindung muss als ungeprüft erscheinen und bleibt bis zur Kontrolle ausserhalb des Unterrichtsnetzes.

1. Prüfen Sie jeden Pfeil als vollständigen Satz. Fragen Sie, ob die Verbindung eine Ursache, eine Folge oder nur ein gemeinsames Auftreten beschreibt. Kontrollieren Sie die räumliche und zeitliche Reichweite der Aussage. «Es war heute kalt» widerlegt beispielsweise keine Aussage über die langfristige globale Temperaturentwicklung.

1. Zeichnen Sie ein überschaubares Netz. Verwenden Sie Papier oder ein schulisch freigegebenes Zeichenwerkzeug. Beschriften Sie Pfeile mit Verben wie «verstärkt» oder «verringert» und erklären Sie die Leserichtung. Wenn Vorzeichen verwendet werden, müssen alle wissen, dass «plus» gleichgerichtete und «minus» entgegengesetzte Veränderung bedeutet, nicht gut oder schlecht.

1. Lassen Sie Lernende Verbindungen begründen. Geben Sie zunächst einzelne geprüfte Karten, aber nicht die fertige Anordnung. Die Klasse legt Beziehungen und verweist auf passende Textstellen. Für die Vorbereitung dieser Arbeit helfen die Hinweise zu untersuchbaren NMG-Fragen.

1. Prüfen Sie das Netz mit einer Veränderungsfrage. Fragen Sie «Was folgt in unserem vereinfachten Netz, wenn diese Grösse zunimmt?» und lassen Sie den Weg erklären. Besprechen Sie auch, welche Aussagen das Netz nicht erlaubt. Sammeln Sie offene Fragen für eine spätere Recherche, statt jede Lücke durch eine KI-Vermutung zu schliessen.

Wie kennzeichnen Sie den Status einer Verbindung?

Eine Rückkopplung liegt vor, wenn eine Wirkung über weitere Schritte auf eine Ausgangsgrösse zurückwirkt. Lassen Sie zunächst einen geschlossenen Weg sprachlich erklären. Nicht jede Kette mit mehreren Pfeilen bildet bereits eine Rückkopplung, und eine verstärkende Rückkopplung bedeutet nicht automatisch eine unbegrenzt wachsende Entwicklung.

Vorlage zum Kopieren

Ich plane als Lehrperson ein überprüfbares Ursachennetz.
Stufe und Vorwissen: [allgemeine Angaben].
Leitfrage: [eng begrenzte Frage zum Klimawandel].
Geprüfte Textgrundlage mit Fundstellen: [freigegebene Auszüge].
Erstellen Sie zuerst eine Beziehungstabelle, keine fertige Grafik.
Spalten: Ausgangsgrösse, Zielgrösse, Wirkung als Satz,
Zeitraum oder Bedingungen, genaue Belegstelle.
Nutzen Sie nur Aussagen aus der bereitgestellten Grundlage.
Kennzeichnen Sie zusätzliche Ideen separat als ungeprüft.
Unterscheiden Sie Ursache, gemeinsames Auftreten und Wertentscheidung.
Ergänzen Sie Fragen, mit denen Lernende einen Pfeil begründen
und die Grenzen der vereinfachten Darstellung erkennen können.

Setzen Sie wenige geprüfte Textstellen ein und übernehmen Sie erst nach dem Quellenvergleich die passenden Beziehungen.

Worauf Sie achten müssen

• Konsens und offene Fragen unterscheiden: Stellen Sie gesicherte Grundlagen nicht als beliebige Meinung dar. Unsicherheiten bei einzelnen Entwicklungen rechtfertigen keine künstliche Gleichstellung unbelegter Gegenbehauptungen.
• Keine Einzelereignisse vorschnell erklären: Ein vereinfachtes Netz kann nicht nachweisen, weshalb ein bestimmtes Unwetter an einem bestimmten Ort eingetreten ist. Dafür wären zusätzliche wissenschaftliche Untersuchungen nötig.
• Scheinpräzision vermeiden: Die Breite eines selbst gezeichneten Pfeils belegt keine Stärke des Effekts. Verwenden Sie keine Zahlen oder Gewichtungen, deren Herkunft Sie nicht geprüft haben.
• Emotionen ernst nehmen: Klimathemen können belasten. Geben Sie Raum für Fragen und unterscheiden Sie Wissen über Zusammenhänge von Schuldzuweisungen an einzelne Kinder oder Familien.
• Daten und Zugang schützen: Geben Sie keine familiären Konsumangaben oder personenbezogenen Klassendaten in öffentliche KI-Dienste ein. Papierkarten ermöglichen die gleiche fachliche Arbeit ohne privaten KI-Zugang.

Ein Beispiel aus der Praxis

Ein fiktives Beispiel: Frau Keller bereitet in einer Zürcher Sekundarklasse ein Netz vor. Ein KI-Entwurf verbindet «weniger Schnee» unmittelbar mit «mehr Überschwemmungen», ohne Bedingungen oder Belegstelle. Sie entfernt den Pfeil aus der Unterrichtsfassung und bewahrt die Frage für eine fachliche Recherche auf.

Die Klasse arbeitet zunächst mit einer kleineren Auswahl geprüfter Aussagen. Jede Gruppe erklärt eine Verbindung als Satz und nennt die zugehörige Textstelle. Danach vergleichen die Lernenden, welche Vereinfachungen sie beim Zeichnen vorgenommen haben.

Statt einer eindrucksvollen, aber unprüfbaren Grafik entsteht eine begründete Darstellung. Bei Aufgaben mit eigenen Annahmen ergänzt Frau Keller die Vorgehensweise aus den Fermi-Aufgaben, damit Schätzungen nicht als Messdaten erscheinen.

So hilft Ihnen Alpasana

Im Prompt-Engineering-Kurs von absofort lernen Sie, KI-Aufträge einzugrenzen und Antworten in einem überprüfbaren Format anzufordern. Das ist für Beziehungstabellen mit Belegstellen hilfreich. Die fachwissenschaftliche Prüfung und die altersgerechte Einbettung des Klimathemas bleiben Ihre Aufgabe als Lehrperson.

Häufige Fragen

Muss das Netz vollständig sein?

Nein, für den Unterricht ist eine bewusst begrenzte Darstellung oft zweckmässiger. Nennen Sie ausdrücklich, welche Leitfrage das Netz beantwortet. Ergänzen Sie fehlende Bereiche nur, wenn sie zum Lernziel beitragen.

Darf die Klasse Massnahmen zur Klimapolitik diskutieren?

Ja, trennen Sie dabei naturwissenschaftliche Aussagen von Entscheidungen über Ziele und Mittel. Für politische Bewertungen braucht es nachvollziehbare Kriterien und unterschiedliche begründete Perspektiven. Eine KI soll diese Diskussion nicht durch ein angeblich einzig richtiges Massnahmenpaket ersetzen.

Was hilft bei zu vielen Fachbegriffen?

Reduzieren Sie zunächst die Zahl der Begriffe und erklären Sie jeden anhand eines passenden Beispiels. Lassen Sie Verbindungen mündlich formulieren, bevor Pfeile gezeichnet werden. Ergänzen Sie das Netz schrittweise anhand der Fragen der Klasse.