6. Klasse Skript 2: spezielle Didaktik

Erfahrungen mit der Umsetzung des LehrplanPLUS in der 6. Klasse: [word] [pdf]

Übersicht:

Vorbemerkungen zu den Lerninhalten und Kompetenzen

Vorschlag für einen Unterrichtsplan:

I    Samenpflanzen als Lebewesen

II    Biodiversität bei Wirbeltieren

III    Ökosystem Gewässer

IV   Informatik-Projekt am Ende des Schuljahres

  • Ikons für „Die drei Welten“ mit zwei Beispielen aus der 6. Klasse [word] [pdf]
  • Ikons für die vier hauptsächlichen Anforderungen an Lebewesen [word] [pdf]
  • Multimedia zu meinem Vortrag „Kompetenzen in der Unterstufe“ [pptx]
  • Multimedia zu meinem Vortrag „Spracharbeit Unterstufe“ [pptx]
  • Multimedia zu meinem Vortrag „Ökologie Unterstufe“ [pptx]
  • Multimedia zu meinem Vortrag „Stoffverteilung Unterstufe“ (Didaktik, Methodik) [pptx]

Vorbemerkungen zu den Lerninhalten und Kompetenzen

Wie schon in der 5. Klasse, sollten folgende Schwerpunkte im Vordergrund stehen:

Erkenntnisse gewinnen: An verschiedenen Beispielen vollziehen die Schüler den Gang der Erkenntnisgewinnung nach, wobei Irrtümer zugelassen sein sollen (wie eben in der Wissenschaft auch). Dabei soll die Arbeit an und mit Modellen im Vergleich zum G8 verstärkt werden. Die vier hauptsächlichen Anforderungen an Lebewesen, die in der 5. Klasse beim Menschen ausfühlich behandelt worden sind, sollen in der 6. Klasse bei Pflanzen und bei Wirbeltieren an anderen Lebensformen betrachtet werden. Weil sich diese vier Anforderungen wie ein Roter Faden durch den Biologie-Unterricht ziehen, ist es sinnvoll, sie jedesmal durch Ikons zu visualisieren [word] [pdf]. Als wesentlichen Grundprinzip gilt die Abfolge: beobachten – beschreiben – erklären.

Kommunizieren: Information soll beurteilt, von einer Form in die andere umgewandelt (z. B. Tabelle in Diagramm) und ausgewertet werden. Die Diagramm-Kompetenz soll intensiv weiter ausgebaut werden.

Bewerten im engeren Sinn, also mit ethisch-gesellschaftlicher Relevanz: Stand in der 5. Klasse hierbei die Verantwortung für den eigenen Körper und für das Ökosystem Grünland im Vordergrund, kommt in der 6. Klasse die Motivation für den Schutz von Pflanzen, Tieren und den Lebensraum Gewässer hinzu. Diese Motivation setzt Kenntnis voraus: Deshalb ist die direkte Begegnung und die aktive Arbeit am Lebensraum Gewässer ebenso wichtig wie Formenkenntnis z. B. Frühblüher [word] [pdf] oder Vogelstimmen [word] [pdf]. Kennzeichnung im Skript in Rot: Kompetenz Bewerten.

Übersicht über die Themenblöcke: Der LehrplanPLUS für die 6. Jahrgangsstufe führt bei den Inhalten als erstes die Botanik auf, die an die Vorkenntnisse aus dem Vorjahr anschließt. Die nächsten beiden Kapitel sind den Wirbeltieren gewidmet und das letzte dem Ökosystem Gewässer. Ebenfalls in die Biologie kann die Multimedia-Präsentation der Informatik eingebunden sein; die aktualisierte Fassung des LehrplanPLUS zum September 2018 verlangt aber keine Beteiligung eines Zweitfaches mehr.

Die Umsetzung des Lehrplans ist auf vielerlei Arten mög­lich; Schwerpunktsetzungen und Reihenfolge der Lerninhalte liegen dabei wie immer im Ermessen der Lehrkraft (lassen Sie sich nichts Gegenteiligen einreden!).

Es ist sinnvoll, die Botanik an den Anfang zu stellen, weil Früchte und Samen im Herbst als Frischmaterial zur Verfügung stehen. Deshalb ist es sinnvoll, die pflanzenkundlichen Themen immer dann zu besprechen, wenn die entsprechen­den Objekte (z. B. Frühblüher, Vertreter unterschiedlicher Pflanzenfamilien) zur Verfügung stehen. Dies bedeutet, dass die Termine für den Botanik-Unterricht nicht immer eindeutig planbar sind und oft genug zwischen Tierkunde-Sequenzen eingesprengt werden müssen. Das Führen eines eigenen Botanikheftes, neben einem Tierkundeheft, ist des­halb sinnvoll; ein in der 5. Klasse bereits angelegtes Botanikheft kann weiter geführt werden. Die Photosynthese spielt im Grundwissen eine derart herausragende Rolle, dass es effektiv ist, sie (nach einer Wiederholung der Zellatmung) möglichst früh einzuführen und mindestens zwei Mal im Schuljahr zu the­matisieren, um sie besser zu festigen. (Zusätzlich sollte sie regelmäßig als Grundwissen abgeprüft werden.)

Die Gliederung innerhalb des Abschnitts „Biodiversität bei Wirbeltieren“ scheint allen Lehrkräften Probleme zu bereiten (Argumentationen sowie unterschiedliche Vorschläge zur Umsetzung finden Sie unter: II Biodiversität bei Wirbeltieren).

In der Unterstufe sollen die Schüler auch Grundlagen der Evolution verstehen lernen, ohne dass dafür die evolutionsbiologischen Fachbegriffe eingeführt werden müssten. Den Schwerpunkt bilden bei den Angepasstheiten möglichst viele Beispiele von Struktur-Funktions-Beziehungen, die dann in der Mittelstufe als Selektionsvorteile benannt werden. Ähnlichkeiten zwischen Tieren, die sich nicht durch Angepasstheit erklären lassen (wie das Federkleid des Pinguins, das Haarkleid des Fischotters oder die Hornschuppen der Krokodile), führen zur Erklärung aufgrund von Verwandtschaft.

Die Ökologie der Gewässer kann als eigenes Kapitel behandelt, aber auch – ganz oder zum Teil – in die Tier- und Pflanzenkunde eingebunden werden. Die Hefteinträge können z. B. im Botanik-Heft erfolgen.

Auch wenn der LehrplanPLUS dies nicht eigens betont, ist es wichtig, in den ersten Schulwochen bzw. im laufenden Schuljahr das Grundwissen aus der 5. Klasse zu wiederholen, weil es die Voraussetzungen für das Lernen in der 6. Klasse darstellt.

  • Wiederholung Grundwissen zur Fortpflanzung bei Blütenpflanzen: Alternative 1 [word] [pdf aus scan], Alternative 2 [word] [pdf]
  • Wiederholung Grundwissen zur Menschenkunde aus der 5. Klasse  [word] [pdf aus scan]

Die im LehrplanPLUS formulierten Kompetenzen sollen anhand der jeweiligen fachinhaltlichen Lernziele eingeübt werden. Sie sind in der fachinhaltlichen Beschreibung integriert und erhalten deshalb in diesem Skript keinen eigenen Abschnitt.

  • Zusammenfassung der prozessbezogenen Kompetenzen in der 6. Klasse: [word] [pdf]
  • Untersuchungen durchführen in der 6. Klasse (Beispiele) [word] [pdf]

der Kompetenzen und Inhalte des LehrplanPLUS vollständig abdeckt, aber teilweise anders angeordnet ist

Konkrete Anleitungen für Experimente und Schülerpraktika bietet der Praktikums-Ordner „Bio? – logisch!“, Akade­miebericht Nr. 506 von der Akademie für Lehrerfortbildung und Personalführung, Dillingen (ALP). Hinweise auf entsprechende Seiten in diesem Ordner sind gekennzeichnet mit ALP Blatt xx_y.

Die Lehrplan-Formulierung dieses Kapitels ist sehr sinnvoll, denn viele Schüler halten bis zum Abitur Pflanzen nicht für Lebewesen, auch wenn sie bei ihnen mühelos alle Kennzeichen des Lebens aufzählen können. Es ist deshalb hilfreich, bereits in der 5. Klasse Ikons für die vier hauptsächlichen Anforderungen an Lebewesen einzuführen und in der Menschenkunde zu verwenden, um in der Pflanzenkunde der 6. Klasse augenfällig darzustellen, dass die selben Anforderungen auch bei Pflanzen wirksam sind.

Die Platzierung der botanischen Themen hängt teilweise von der Phänologie ab, also von dem Zeitpunkt, zu dem die Natur die entsprechenden Objekte anbietet. Als zweites ist zu berücksichtigen, dass manchen Schülern die abstrakten Themen Zellatmung und Fotosynthese schwer fallen, so dass es effektiv ist, diese Stoffumwandlungen mehrfach im Schuljahr zu thematisieren, möglichst in verschiedenen Veranschaulichungen.

Botanik hat bisweilen den Ruf, langweilig zu sein, weil das Leben der Pflanzen im Alltag der Schü­ler bei weitem nicht die Bedeutung habe wie das Leben der Tiere. Dem kann man leicht entge­gen wirken durch kleinere und größere Praktika sowie praktische Hausaufgaben. Zugleich können damit die Basiskompetenzen der Erkenntnisgewinnung und der Kommunikation auf teilweise recht hohem Niveau geschult werden. Erfahrungsgemäß lassen sich die Schüler bei einem entsprechend interessanten Unterrichtsangebot gerne auf die Pflanzenkunde ein und arbeiten begeistert mit.

Es sinnvoll, wenn die Schüler ein eigenes Pflan­zenkundeheft anlegen, damit die Botanik-Stun­den immer dann gehalten werden können, wenn es gerade passt, aber die Kontinuität des Hefteintrags dennoch gewährleistet ist. Am besten führen sie ihr Pflanzenkundeheft aus der 5. Klasse fort. (Problem: Schlampige Schüler haben ggf. nicht beide Hefte in allen Stunden dabei bzw. tragen die Pflanzenkunde ins Tierkundeheft ein und umgekehrt. Aber alle anderen Systeme – wie ein konsequent chronologischer Hefteintrag oder Tierkunde von vorne und Pflanzenkunde von hinten her geschrieben – haben auch ihre Tücken.)

ca. 7 Stunden; zuhause durchgeführte Versuche können sich noch wesentlich länger hinzie­hen, blockieren aber keine Unterrichtszeit

Weil es im Herbst eine große Auswahl an frischen Früchten und Samen gibt, bietet es sich an, das Schuljahr mit diesem Thema zu beginnen und zwar v. a. mit einer Teilwiederholung des Grund­wissens (auch als Hausaufgabe): Bau der Blüte, Bestäubung und Befruchtung. Von da aus gelangt man direkt zum neuen Stoff:

  • von der Blüte zur Frucht (aus welchen Teilen der Blüte entstehen welche Teile von Frucht und Samen? Wichtig, auch wenn der LehrplanPLUS das nicht eigens benennt). Zuvor Wiederholung aus der 5. Klasse: Blütenbau, Bestäubung, Befruchtung; Arbeitsblatt dazu [word] [pdf aus scan]; alternatives Arbeitsblatt dazu [word] [pdf]; und nochmal eine Alternative [word] [pdf aus scan]; Folie: Von der Blüte zur Frucht [jpg]; Bilderserie „Von der Blüte zur Frucht“ bei verschiedenen Pflanzen [word] [pdf]
  • Bau eines Samens: Samenschale, Embryo, Nährgewebe; ggf. Untersuchung von Samen auf Stärke mit Iod-Lösung
  • Samen-Verbreitung: Kosten-Nutzen-Betrachtungen bei Tier- und Wind-Verbreitung, Struktur-Funktions-Beziehungen bezüglich der Verbreitung; Vergleich der pflanzlichen mit technischen Strukturen (z. B. Ahornfrucht und Hubschrauber); Arbeitsblatt Verbreitung von Samen und Früchten [word] [pdf]; Bilderserie mit Fotos von Verbreitungsorganen [word]
  • Quellung,  Keimung und Wachstum: zuerst klare Begriffs-Definitionen, ausführliche Experimente zur Untersuchung des Einflusses von Außenfaktoren wie z. B. Boden, Wasser, Licht oder Temperatur (Experimente zum Faktor Sauerstoff sind erheblich aufwendiger bzw. bergen die Gefahr der Schimmelbildung); Arbeitsblatt Keimungsversuche: intensives Kompetenztraining [word] [pdf]; Arbeitsblatt zur Beurteilung falscher Versuchsaufbauten zur Samenkeimung [word] [pdf]; am besten: ALP Blatt 09_1_v08 (intensives Kompetenz-Training, das aufgrund seiner Redundanzen auch schwächere Schüler gut fördert, mit Schwerpunkt auf häuslichen Untersuchungen)
  • ungeschlechtliche Vermehrung (der Begriff „Fortpflanzung“ im engeren Sinne setzt sexuelle Vorgänge voraus und wäre hier insofern nicht korrekt), z. B. über Ausläufer (die bei Erdbeeren oder Kriechen­dem Fingerkraut im Herbst vorliegen) ALP Blatt 09_1_v19: Vermehrung durch Ausläufer

Hier bietet sich praktisches Arbeiten in besonderem Maß an und kann dabei die zeitliche Vorgabe von 7 Stunden sprengen.

  • Untersuchung: Aufbau von gequollenen großen Bohnensamen (Feuer- oder Puffbohne); ggf. Analogie zur Reise zum Mars: die Samenschale als Raumschiff, das Nährgewebe als Proviant, der Embryo als Astronaut im Kälteschlaf (die Steuerung fehlt dem Samen, er ersetzt sie durch unterschiedliche Verbreitungsmechanismen) ALP Blatt 09_1_v01: Aufbau eines Bohnensamens
  • Messung der Sinkzeit von Propellerfrüchten (Ahornfrüchte liegen im Herbst noch herum und können z. B. im Treppenhaus viele Meter tief fallen)
  • Gleit- und Propellerfrucht-Modelle selbst basteln und im Wettbewerb testen, welches am längsten in der Luft bleibt (egg-race) ALP Blatt 09_1_v23: Modelle zur Samenverbreitung; Bilderserie mit Fotos von Verbreitungs-Organen [word]
  • Untersuchung der Zunahme von Volumen bzw. Länge bzw. Gewicht bei der Quellung großer Bohnensamen ALP Blatt 09_1_v02/v03: Quellung von Samen (1) / (2)
  • Untersuchung von Keimungsbedingungen z. B. bei Mung(o)bohne, Kresse und Alfalfa (alle Faktoren konstant halten, nur einen einzigen Faktor vari­ieren): Boden, Wasser, Licht, Temperatur
    • ALP Blatt 09_1_v09: Keimungsgeschwindigkeit („Keimrennen“)
    • ALP Blatt 09_1_07: Keimungsbedingungen für Kressesamen (Schnelldurchgang)
    • am besten aber ALP Blatt 09_1_v08: Keimungsbedingungen – ausführliches Konzept (intensives Kompetenztraining mit Schwerpunkt auf häuslichen Untersuchungen, das aufgrund seiner hohen Redundanz auch schwächere Schüler gut erreicht)
  • Untersuchung des Längenwachstums von Mung(o)bohnen in Abhängigkeit von der Zeit
    • ALP Blatt 09_1_v04: Wachstumsstadien der Bohnenkeimung 
    • ALP Blatt 09_1_v05: Bohnentagebuch
  • Untersuchung der Keimblätter bei Bohnen nach der Keimung (sie schrumpfen, weil ihnen die Nährstoffe entzogen werden) ALP Blatt 09_1_v22: Die Bedeutung der Keimblätter

Solche Untersuchungen bieten eine sehr gute Kompetenz-Schulung bezüglich der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung und eignen sich teilweise hervorragend als Hausaufgabe (sehr hoher schülerzentrierter Arbeitsanteil).

Die Frage nach der Herkunft der Nährstoffe im Nährgewebe des Samens zielt direkt auf das nächste Kapitel:

ca. 5 Stunden

Wenn noch nicht geschen, wird jetzt das Grundwissen zu den Aufgaben der Pflanzenteile wie­der­holt und vertieft: Die Wurzel verankert die Pflanze im Boden und versorgt sie mit Wasser, in dem Mineralstoffe (Mineralsalze), aber keine Hauptnährstoffe (!) gelöst sind; die Sprossachse (der Stängel) hält Laubblätter und Blüten hoch und enthält Leitungssysteme; das Laubblatt stellt die Nährstoffe her, die u. a. im Nährgewebe von Samen zu finden sind; die Blüte dient der Fortpflanzung.

Beispiele für Versuche:

  • Nachweis der Wasserleitung im Stängel durch gefärbtes Wasser (Gänseblümchen blühen oft noch im Herbst und eigenen sich gut für Schülerversuche)
  • Wassertransport bei gleichartigen Zweigen mit und ohne Blätter
  • Wassertransport bei gleichartigen Pflanzen mit und ohne Wurzel; zu Wassertransport und Transpiration: ALP Blatt 09_3_v06 bis v13
  • Nachweis der Zellatmung vor der Ausbildung grüner Pflanzenteile ALP Blatt 09_1_v28: Samen atmen bei der Keimung
  • Stärke-Nachweis im Laubblatt mit Iod-Lösung*; vereinfacht aus: ALP Blatt 09_2_v03: Abhängigkeit von Licht, Chlorophyll und CO2 – Stärkenachweis      *Die präzise Bezeichnung „Iod-Kalium­iodid-Lösung“ für die Lugol’sche Lösung beschreibt lediglich einen chemischen Trick, und ist für die Schüler ebenso ohne Belang wie der Name des Wissenschaftlers, der den Nachweis entwickelt hat, oder die Feinstruktur der blauen Komplexverbindung zwischen den Hydroxy-Gruppen der Stärke und den Polyiodid-Ionen.

Fragestellung: „Woher stammen die Nährstoffe in den Samen und Früchten der Pflanzen?“ Zunächst ist ein Vergleich mit dem Menschen sinnvoll: Welche Stoffe nimmt er auf, welche gibt er ab (Wiederholung der Zellatmung)? Welche Stoffe nimmt eine Pflanze auf, welche gibt sie ab?

  • Arbeitsblatt dazu, Variante 1 [word] [pdf]
  • Variante 2 [word] [pdf
  • Karikatur Restaurant (auf der Speisekarte wird Boden angeboten, aber der enthält keine Grundnährstoffe) [jpg]

Eine weitere Alternative bzw. eine Vertiefung bietet der Ansatz über historische Versuche zur Erforschung des Pflanzenstoffwechsels (intensives Kompetenz-Training): Arbeitsblatt dazu [word] [pdf]

Möglichst jetzt am Anfang des Schuljahres, wenn die Schüler noch frisch und lernfreudig sind, sollten Stoff- und Energie-Umwandlung bei der Fotosynthese besprochen werden: Stoff-Umwandlung (besser als der Ausdruck „Stoffänderung“ im Lehrplan, denn eine Umwandlung beginnt bei A und endet bei B, während eine Änderung auch eine graduelle Variation bedeuten kann). Im September 2018 gibt das ISB bekannt, dass der Lerninhalt „Stoffänderung als Umgruppierung von Atomen“ und damit das Dalton’sche Modell der chemischen Reaktion auf atomarer Basis in der 6. Klasse entfällt. Dennoch halte ich es für sinn­voll, diesen Lerninhalt zu berücksichtigen, wenn auch nicht unbedingt in Klassen mit echten Lernschwierigkeiten. Notwendig dazu ist allerdings mehrfache Wiederholung und vor allem eine klare Anschaulichkeit etwa durch mindestens zwei unterschiedlichen Modelle (beispielsweise wird ein Atom durch eine Kugel bzw. durch einen Lego®-Duplo®-Stein darge­stellt; als Praktikum durchspielen lassen). Schwächere Schüler ignorieren das Modell ohnehin, aber mittlere und starke Schüler erhalten damit eine plausible Antwort auf die Frage, wie denn eine Stoff-Umwandlung funktionieren kann. Arbeitsblatt mit Teilchenmodell auf atomarer Ebene [word] [pdf]. Als Lichtantenne fungiert das Blattgrün (unbedingt den Artikel berücksichti­gen, sonst wird daraus „die Blattgrün“, gemäß dem Kindergartenspruch: „Kann ich mal die Grün?“) = das Chloro­phyll. Folie für ein Modellspiel der Stoff-Umwandlung der Fotosynthese [word] [pdf]

Unmittelbar danach wird die Energie­-Umwandlung besprochen, anknüpfend an das Vorwis­sen aus der 5. Klasse: Licht-Ener­gie der Sonne wird zu chemischer Energie im Traubenzuc­ker. Am Ende steht die Verwen­dung des Traubenzuckers zum Aufbau von Bio­masse (die vom Menschen z. B. in Form von Zellstoff oder Stärke weiter genutzt wird), aber auch zur Bereitstellung von Zellenergie in der Zellat­mung (denn Pflanzenteile, die nicht grün sind, erzeugen selbst keinen Trauben­zucker und nachts ist ohne Licht die gesamte Pflanze auf Zellatmung angewiesen). Als Speicherstoff entsteht in den Pflanzen Stärke (Versuch oder Film zur Iod-Stärke-Probe am Laubblatt). Man­che Schüler erkennen bereits alleine, dass beide Stoff-Umwandlungen einander formal entsprechen und sich ledig­lich in der Reak­tionsrichtung unterscheiden. Wie in der 5. Klasse beachten die Schüler bei den Wortgleichungen (Reak­tions­schemata) die Gepflogenheit, Pluszeichen und Reaktions­pfeil zu verwenden (nicht „und“ oder Gleichheitszeichen bzw. Daraus-Folgt-Pfeil). Auch wenn viele Schüler am liebs­ten O2, CO2 und H2O schreiben würden, sollte man dies nicht zulassen, denn eine Formel­gleichung verlangt Koeffizienten, die aber in der Unterstufe keinen Platz haben.

Stoff-Umwandlung bei der Photosynthese:

Energie-Umwandlung bei der Photosynthese:

Hinweis: Um Stoff- von Energie-Umwandlungen noch besser abzugrenzen und um klar zu zeigen, dass eine Energie-Umwandlung keine chemische Reaktion darstellt, ist es besser, bei Energie-Umwandlungen keinen Reaktionspfeil, sondern einen Schleifenpfeil zu verwenden (er kann auch verbalisiert werden mit „wird zu“ oder „wird umgewandelt in“, aber nie mit „reagiert zu“).

Beide Gleichungen sollten möglichst oft thematisiert werden, z. B. bei der Rechenschaftsablage, aber auch in unterschiedlichen Hausaufgaben. Materialien hierzu:

  • Folienschnipsel zur Lernzielkontrolle [word] [pdf
  • Fehlertext zur Photosynthese [word] [pdf
  • Fehlertext zum Stoffwechsel allgemein [word] [pdf
  • Transferaufgabe: fehlerhafter Versuchsaufbau zur Erforschung der Photosynthese [word] [pdf]
  • Arbeitsblatt zum wiederholenden Vergleich des Stoffwechsels bei Pflanzen und Tieren [word] [pdf]
  • Arbeitsblatt zur Wiederholung der Stoff-Ströme und der Stoff-Umwandlung bei der Photosynthese [word] [pdf]

Am Ende sollte eine Übersicht stehen, in der beispielsweise thematisiert wird, welche Teile eines Baumes zu welchen Zeiten Photosynthese betreiben und somit Stärke herstellen. Es sollte klar dargestellt werden, dass sich alle Pflanzenzellen zu jeder Zeit über die Zellatmung mit Zell-Energie versorgen. Gleichzeitig können dabei die Stoffströme im Baum dargestellt werden. Arbeitsblatt dazu: [word] [pdf]

Zur Festigung der Gesamtgleichung (Stoffgleichung plus Lichtenergie) eignet sich gut ein Lied: ALP Blatt 09_2_v20: Photosynthese-Lieder

Lied 1 nennt die Gleichung (fast) in Reinform. Lied 2 enthält teils auch etwas rätselhafte Formulierungen wie z. B. „kühles Nass“ für Wasser; deshalb sollte eine Textanalyse erfolgen (ggf. Zusammenarbeit mit dem Fach Deutsch). Der Praktikumsordner enthält auf dem Datenträger MP3-Dateien mit den entsprechenden Schülergesängen. Wer sich das Einstudieren mit der Klasse nicht selbst zutraut, wendet sich an die Musik-Lehrkraft oder nimmt meine MP3-Aufnahmen her:

  • Fotosynthese-Lied 1 komplett mit Gesang [MP3]
  • Fotosynthese-Lied 1 Playback [MP3]
  • Fotosynthese-Lied 2 komplett mit Gesang [MP3]
  • Fotosynthese-Lied 2 Playback [MP3]

ca. 3 Stunden

Die Aufnahme dieses neuen Abschnitts in den Lehrplan ist dem unbeugsamen Willen zu verdanken, Tier- bzw. Menschenkunde und Pflanzenkunde symmetrisch aufzubauen, denn alle Reiche unterliegen den gleichen Anforderungen an Lebewesen. Weil das Thema Reizbarkeit bei Pflanzen für die Schüler aber eine deutlich geringere Rolle spielt als bei Tieren, muss es nicht besonders viel Zeit beanspruchen (auch der Lehrplan setzt nur drei Stunden an). Die wenigen Versuche sind das ganze Jahr über möglich und setzen nur Vorwis­sen aus der 5. Klasse voraus, so dass dieser Abschnitt an beliebi­ger Stelle in das Schuljahr einge­fügt werden kann.

Bei der Auswertung der Beobachtungen wird einerseits Wert darauf gelegt, den Vergleich zum Menschen (bzw. allgemein zu Tieren) herzustellen, andererseits den Zweck des Pflanzenverhaltens zu erklären: Ernährung (also die Voraussetzungen für die Photosynthese schaffen), Fortpflanzung (z. B. Präsentation der Blüte), Schutz.

Auch wenn die unter Inhalte zu den Kompetenzen“ aufgeführten Begriffe von den Schülern beherrscht werden sollen, frage ich mich, ob man Phototropismus“ wirklich einführen sollte; der Wortstamm trop-“ taucht in den Folgejahren nicht mehr auf.

Bei „Photos“ > „Photos Botanik“ finden Sie unter „Photos Reizbarkeit: Blütenbewegung beim Milchstern“ sowie unter „Frühblüher“ Aufnahmen zur Blütenbewegung, abhängig von der Tageszeit. Der Reiz dafür ist vermutlich die Lichtstärke.

Beispiele für Versuche bzw. Filme:

  • Phototropismus: Wachstumsbewegungen bei Pflanzen (z. B. wächst eine Mungboh­nen­pflanze im dunklen Kasten immer zum Licht, das durch ein kleines Loch einfällt; viele Pflanzen wachsen am Fenster zum Licht und reagieren relativ schnell darauf, wenn man sie 180° um die Hochachse dreht) ALP Blatt 09_3_v03: Blütenbewegungen bei verschiedenen Lichtverhältnissen  / ALP Blatt 09_1_v14: Wachstum und Tropismen  / ALP Blatt 09_1_v15: Phototropismus
  • Gravitropismus: Wurzeln wachsen nach unten, Stängel nach oben. In einem Becher angezogene, junge Mungbohnenpflanzen werden waagrecht fixiert; innerhalb weniger Stunden krüm­men sich die Stängel nach oben und die Wurzeln nach unten. ALP Blatt 09_1_v16: Gravitropismus
  • Venusfliegenfalle* oder Sonnentau* fangen Insekten (Venusfliegenfallen schließen ihr Fangblatt, wenn sie mehrfach hintereinander an den Sinnesborsten berührt werden, z. B. mit einem Bleistift)
  • Mimosen* falten ihre Blättchen bei Berührung zusammen und zwar umso mehr, je intensiver die Reizung ist (taklile Nastie).
  • Photonastie: Beobachtung, zu welchen Tageszeiten bestimmte Blüten offen oder geschlossen sind (mit Elfjährigen allerdings schwer zu realisieren, außer eine Pflanze wird von einer Webcam beobachtet). Deshalb gibt es hier eine Bilderserie zu Blütenbewegung beim Milchstern, die als Arbeitsblatt verwendet werden kann: [word] [pdf]

*Fleischfressende Pflanzen und Mimosen gibt es z. B. im Gartencenter.

Auch diese Versuche können als praktische Hausaufgabe bzw. im Klassenzimmer durchgeführt und ggf. im Unterricht präsentiert werden.

Beispiel einer Reiz-Reaktions-Kette beim Phototropismus:

Reiz = Licht  >  aufgenommen von Zellen im Laubblatt  >  Informations-Leitung durch Pflanzenhormone zu Zellen im Stängel  >  verstärktes Wachstum von Zellen, die vom Licht abgewandt sind  >  Krümmung des Stängels zum Licht

II   Biodiversität bei Wirbeltieren

Viele Gespräche zu diesem Abschnitt ergeben ein einheitliches Bild: Im Gegensatz zu den anderen Abschnitten strukturiert sich der Unterrrichtsplan aus dem Lehrplan-Text nicht wie von selbst, vielmehr bleiben manche Fragen offen. Einzelne Stunden bzw. Unterrichtssequenzen von wenigen Stunden lassen sich nach den Formulierungen des LehrplanPLUS sehr lebendig und anschaulich gestalten; aber der große Bogen über das gesamte Kapitel Wirbeltiere ist damit kaum herzustellen. Wir alle sind gefordert, die Umsetzung des Lehrplans zunächst einmal zu probieren und den Lernerfolg zu evaluieren, um es beim nächsten Mal noch besser zu machen. Die Lehrbücher halten sich strikt an den Buchstaben des LehrplanPLUS und bilden beim Thema Wirbeltiere somit keine gute Grundlage für die Planung einer nachhaltigen Unterrichts-Struktur.

Ansprüche und Hauptgedanken des LehrplanPLUS beim Thema Wirbeltiere

  • Formenkenntnis: Die Schüler sollten eine Reihe von Wirbeltieren erkennen und benennen können. Auch wenn mehrfach im LehrplanPLUS der Begriff Artenkenntnis“ auftaucht, muss man dabei nicht unbedingt bis zur Art gehen: Frosch“, Eidechse“ usw. kann genügen. Formenkenntnis lässt sich erreichen durch die Behandlung bestimmter Referenz-Arten, durch Kenntnis-Programme (z. B. Vogelstimmen) und durch Arbeit im Freiland (Ökosystem Gewässer). Programm zu den Vogelstimmen: [word] [pdf]
  • Angepasstheiten: Es ist wichtig, stets den Fachbegriff „Angepasstheit“ zu verwenden, denn er bezeichnet ausschließlich die fertig vorliegende Struktur. Der Begriff „Anpassung“ dagegen ist mehrdeutig: Einerseits kann er Angepasstheit bedeuten, andererseits aber auch einen Prozess, der eine Veränderung ausgleichen soll und damit zu einer Angepasstheit führt. Insbesondere sind Formulierungen zu vermeiden, die einen beabsichtigten und zielgerichteten Anpassungs-Prozess suggerieren und die sehr oft in den Medien zu hören sind, wie: „Die Amphibien haben sich an ein Leben am Land angepasst, indem sie Lungen entwickelten.“ (vgl. Ulrich Kattmann: Schüler besser verstehen – Alltagsvorstellungen im Biologieunterricht, Aulis 2015; Seite 35).
    • Arbeitsblatt zur Einführung des Begriffs Angepasstheit am Beispiel Fortbewegung [word] [pdf]
    • Ikons für die vier hauptsächlichen Anforderungen an Lebewesen [word] [pdf]
  • Gliederung nach Angepasstheiten an Anforderungen an Lebewesen contra Systematik: Der LehrplanPLUS gliedert den Abschnitt Wirbeltiere u. a. deswegen nach allgemein-biologischen Aspekten, um zu zeigen, dass die vier hauptsächlichen Anforderungen an Lebewesen nicht nur beim Menschen, sondern auch bei Pflanzen und bei Wirbeltieren gelten. Diese Absicht ist grundsätzlich löblich. Ein ähnliches Konzept gab es schon einmal beim Curricularen Lehrplan (CuLP) aus den Siebziger Jahren. Es hat sich damals allerdings nicht bewährt, den Unterricht ausschließlich nach diesen Prinzipien zu gliedern, weil den Schülern in diesem Alter eine Gliederung nach abstrakten Themen nicht nahe liegt. Die biologische Systematik nach dem Natürlichen System von Linné mit ihren sechs Hauptkategorien Stamm, Klasse, Ordnung, Familie, Gattung und Art (SKOFGA) liegt Kindern in diesem Alter fern; wenn sie spontan Tiere in Gruppen einteilen sollen, verwenden sie völlig andere Kriterien. Dagegen begreifen die Schüler Struktur-Funktions-Zusammenhänge bei den Angepasstheiten problemlos. Der LehrplanPLUS zieht daraus die Konsequenz, den Abschnitt Wirbeltiere nach den Anforderungen an Lebewesen zu gliedern und die Systematik nur sehr am Rande einzubeziehen (in der 5. Klasse taucht bei den Pflanzen der Begriff der Familie auf, in der 6. Klasse bei der Verwandtschaft der Wirbeltiere der Begriff der Klasse und mehrfach der Begriff Artenkenntnis. Die Ebenen Gattung, Ordnung und Stamm tauchen im LehrplanPLUS der Unterstufe nicht auf, eine Verbindung zwischen den Ebenen Art, Familie und Klasse wird nicht hergestellt: Eine echte Einsicht in abgestufte Ähnlichkeit wird also nicht verlangt. Dennoch ist es meiner Meinung nach sinnvoll, die Idee der abgestuften Ähnlichkeit mit mindestens vier systematischen Kategorien zu thematisieren, weil nur derjenige, der dieses erstaunliche Phänomen kennt, auch nach dessen Ursachen fragt und damit nach der Evolution. Vgl. SKOFGA-Spiel im Praktikumsordner ALP Blatt 08_4_v01 mit Druckvorlagen auf dem beiliegenden digitalen Träger. Auch wer diesen Gedanken in seinen Unterricht nicht integrieren will, tut gut daran, den Begriff Stamm“ für Wirbeltiere einzuführen. Wer will, dass seine Schüler die abgestufte Ähnlichkeit so lernen, wie sie in der Natürlichen Systematik dargestellt ist, sollte möglichst früh beginnen, die systematischen Kategorien einzuführen, denn dieses Denken liegt den Kindern fern und erfordert aus diesem Grund das mehrfache Einüben. Ich halte es nicht für schädlich, die Wirbeltier-Klassen, definiert über ein einziges Merkmal (am besten: Körperbedeckung) gleich zu Beginn einzuführen und zu benennen, denn die Kinder haben bereits eine klare Vorstellung davon, was ein Fisch, ein Vogel und ein Säugetier ist, und sie verwenden diese Begriffe auch. Somit müssten sie nur noch die Begriffe Amphibium und Reptil neu lernen. Davor sollten sie aber Wirbeltiere von wirbellosen Tieren unterscheiden können.
  • Probleme bei der Gliederung nach Anforderungen: Jede Einzelstunde bzw. jede Unterrichtssequenz mit wenigen Stunden lässt sich zwar problemlos planen und durchführen. Hält man sich dabei streng an den LehrplanPLUS, läuft man aber Gefahr, dass beispielsweise der Wolf zerstückelt wird in sein Laufbein bei der Fortbewegung, seine Nase und seine Ohren bei der Informationsaufnahme sowie seine lange Schnauze mit dem Fleischfresser-Gebiss und sein breiter Brustkorb für umfangreiche Atmung beim Stoffwechsel usw. Um diesem negativen Effekt gegenzusteuern, sollen bestimmte Referenz-Arten ganzheitlich (wenn auch nicht in vollständiger Monographie) behandelt werden. Der LehrplanPLUS macht dies deutlich durch die vier Mal verwendete Formulierung: „Vertreter verschiedener Wirbeltier-Klassen“.  – Was mir allerdings fehlt, ist ein funktionierender Roter Faden durch das gesamte Kapitel Wirbeltiere und damit eine plausible und plakative Grob-Gliederung. Zu leicht sieht das Unterrichts-Programm nach einer beliebigen Anhäufung von lauter Einzelthemen aus. Der Unterricht wäre dann so unterhaltsam, aber auch so unverbindlich wie Fernseh-Sendungen. Vielleicht sollte man nach der Behandlung einiger Referenz-Arten einen Abschnitt einschieben, in dem Angepasstheiten z. B. an die aktive Bewegung miteinander verglichen werden, danach folgen weitere Referenz-Arten, gefolgt vom Vergleich der Angepasstheiten an den Stoffwechsel usw. Mit dieser Methode kommt man mit den vorgesehenen 26 Stunden allerdings bei weitem nicht aus. – Ein weiteres Problem sehe ich in den LehrplanPLUS-Formulierungen der Anforderungen wie „Fortpflanzung, Wachstum und Individualentwicklung“ oder „Informationsaufnahme, Informationsverarbeitung und Reaktion“, denn sie sind nicht eben altersgemäß und eignen sich wenig als Überschrift im Schülerheft eines Elfjährigen. – All diese Probleme kann ich vorläufig nicht zur vollen Zufriedenheit lösen, ich werde aber in der Diskussion bleiben und die Ergebnisse zu gegebener Zeit vorstellen.
  • Vergleich: Intensiver als bisher sollen Angepasstheiten zwischen Vertretern unterschiedlicher Wirbeltier-Klassen miteinander verglichen werden. Es bietet sich z. B. an, nach der Behandlung der Referenz-Art Mäusebussard dessen Flügelkonstruktion mit der einer Fledermaus bzw. eines Flugsauriers zu vergleichen.
  • Klassen-Merkmale: Es muss unbedingt vermieden werden, dass den Schülern der Eindruck vermittelt wird, es gäbe eine Liste von Eigenschaften des typischen Vogels“, des typischen Säugetiers“ usw., denn Pinguin und Kiwi können nicht fliegen bzw. haben Wale keine Haare. Stattdessen sollen zunächst nur die Eigenschaften der jeweiligen Referenz-Art benannt und aufgelistet werden. Sieh unten.
  • Verwandtschaft: Die Unterteilung des Themas Wirbeltiere in zwei LehrplanPLUS-Abschnitte hat folgenden Grund: Zunächst sollen die Schüler die Strukturen bei Wirbeltieren nur über deren Angepasstheiten erklären. Erst danach sollten sie mit Strukturen konfrontiert werden, die sich nicht über Angepasstheit erklären lassen wie z. B. das Federkleid beim Pinguin, das Fell beim Fischotter, die Hornschuppen beim Krokodil, die schleimige Haut mit Knochenschuppen bei der Forelle oder die nackte, feuchte Haut beim Molch. Aus dem kognitiven Konflikt erwächst die Erklärung anhand von Verwandtschaft. Das funktioniert bestimmt gut. Aber die isolierte Einführung lediglich der Begriffe Tierart, Pflanzenfamilie, Wirbeltierklasse (und das ohne Definitionen oder Herleitungen) ergibt sicher kein tragfähiges mentales Bild zur abgestuften Ähnlichkeit. Erst nachdem etliche Referenz-Arten bekannt sind, werden Gemeinsamkeiten erarbeitet, so dass die jeweiligen arttypischen Merkmale von den Merkmalen der übergeordneten Gruppen (Klassen) unterschieden werden (vgl. LehrplanPLUS).
  • Ich empfehle dringend, an irgendeiner Stelle (am besten zu Beginn des Themas Wirbeltiere) den Begriff Tierart zu definieren als eine Gruppe von Tieren, die untereinander sehr ähnlich sind und fruchtbare Nachkommen erzeugen. Dabei ist besonderer Wert darauf zu legen, dass Tiere der selben Art nicht genau gleich aussehen, sich also in ihren Strukturen durchaus unterscheiden. Das ist wesentlich, damit der Gedanke der Variabilität (auf der Ebene der Art) implantiert wird, der für das Verstehen der Evolutions-Mechanismen grundlegend ist, aber nur von einer Minderheit der Menschen auch verstanden wird. Hinweis: Die Variabilität innerhalb einer Art lässt sich gut an der Färbung bei Grünfröschen bzw. Erdkröten zeigen. Vgl. Fotogalerie „Frosch, Kröte, Molch“ unter „Fotos Tiere am Gewässer“.
  • Allgemein steht die Biodiversität im Zentrum, also die Vielfalt an Strategien (Angepasstheiten), mit denen sich die unterschiedlichsten Wirbeltiere den Anforderungen an das Leben stellen. Beispielsweise könnten sich die Schüler vorstellen, dass sie über Strukturen verfügen würden, die sie von anderen Tieren kennen: Hätte ich so einen stromlinienförmigen Körper wie eine Forelle, könnte ich müheloser und schneller schwimmen; hätte ich Hautatmung wie ein Frosch, könnte ich monatelang unter Wasser leben; hätte ich einen Geruchsinn wie ein Hund, könnte ich riechen, wer vorgestern an meinem Haus vorbei gegangen ist.
  • Übersicht über alle Anforderungen des LehrplanPLUS beim Lernbereich „Biodiversität bei Wirbeltieren“ [word] [pdf]
  • Arbeitsblatt zu Angepasstheiten am Beispiel der Körperhöhe von Giraffen: [word] [pdf]
  • Arbeitsblatt zur Einführung des Begriffs Angepasstheit am Beispiel Fortbewegung [word] [pdf aus scan]

Projekte über einen längeren Zeitraum

Vogelstimmen lernen

Wenn Sie auf diesem Gebiet wirklich nicht viel wissen sollten, dann fangen Sie mit wenigen, ganz einfachen Stimmen an und lernen Sie mit dem Schülern mit: Kuckuck, Zilpzalp und Kohlmeise. Wenig ist viel mehr als nichts!

Lernprogramm Vogelstimmen [word] [pdf]

Formenkenntnis bei Vögeln erlernen: BISA

Bei www.vogel-bisa.de werden Unterrichtshilfen angeboten. Unter „Bestimmen“ finden Sie die Dateien für Beobachter-Pässe, Vogelportraits, ein virtuelles Memory zur Lernzielkontrolle oder unter „Wie bestimmt man einen Vogel?“ einen kleinen Selbstlernkurs für die Schüler (und ggf. für Sie selbst). Im BISA-Test kann jeder seinen Lernerfolg überprüfen.

Tipps vom Betreiber der BISA-Webseite, Thomas Gerl, Prien: Durch ganzjährige Vogelfütterung kommen Vögel regelmäßig und können beobachtet werden (zuhause oder in der Schule). Zusammenarbeit mit Kunst: Jeder Schüler zeichnet „seinen“ Vogel in einer schönen Umgebung bzw. erstellt einen Steckbrief.

Tierbewegungen verfolgen: animal tracker, movebank

Etliche Vögel und Säugetiere tragen GPS-Sender, deren Daten gesammelt, aufbereitet und zur Verfügung gestellt werden. Daran lassen sich Hypothesen überprüfen wie z. B. die „Schulweisheit“, dass es Ost- und Weststörche gebe, die immer bis nach Afrika fliegen. Federführend ist das Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen (www.orn.mpg.de > Forschung > Animal Tracker bzw. Movebank). Die Datenbank selbst ist erreichbar unter www.movebank.org (anmeldepflichtig).

Didaktisch-methodische Hinweise

Vielleicht ist es sinnvoll, im Unterricht zunächst drei Begriffe zu klären:

  • Wirbeltiere sind Tiere mit einem Innenskelett aus Knochen (bestehend aus Knochen-Kalk und Knochen-Knorpel), das u. a. eine Wirbelsäule bildet. Diese werden abgegrenzt von wirbellosen Tieren (nicht den Begriff „Wirbellose“ verwenden, denn der suggeriert, dass dies der einzige andere Tier-Stamm wäre). Es ist wichtig, dass die Schüler mit möglichst vielen Wirbeltier-Skeletten aus allen Klassen konfrontiert werden, denn erfahrungsgemäß habe viele Schüler überhaupt keine Vorstellung davon, welche Tiere ein Innenskelett aus Knochen besitzen und welche nicht. Vergleich z. B. mit Skeletten von Muscheln, Schnecken, Tintenfischen, Schwämmen.
  • Die (in der Schule gebräuchlichen) fünf Wirbeltier-Klassen, definiert anhand nur einer einzigen Eigenschaft, am besten der Körperbedeckung. Es empfiehlt sich folgende Art der Formulierung: Ein Tier mit einer Wirbelsäule aus Knochen ist ein Wirbeltier.“ bzw. Ein Wirbeltier mit Haaren ist ein Säugetier.“ (Und nicht umgekehrt, denn es gibt Säugetiere ohne Haare!) Die Kinder verfügen bereits über verlässliche Konzepte zu den Begriffen Fisch, Vogel und (weitgehend) Säugetier, so dass lediglich die Begriff Amphibium und Reptil neu einzuführen sind.
  • Zu einer Tierart gehören alle Tiere, die ähnlich, aber nicht völlig gleich aussehen und untereinander fruchtbare Nachkommen erzeugen können.

Nicht zu viel vorgeben, sondern erarbeiten lassen. Das bedeutet folgende Reihenfolge: erst beobachten, dann beschreiben, dann erklären (zunächst durch Angepasstheit; wo das nicht geht, durch Verwandtschaft).

Die Beschäftigung mit Angepasstheiten erfordert einen Perspektiven-Wechsel, der sich bei Elfjährigen gerade anbahnt (Beitrag der Biologie zur Persönlichkeits-Entwicklung). Methoden-Werkzeuge dazu: [word] [pdf]

Die Behandlung von Angepasstheiten führt einerseits zu evolutiven Prinzipien (Gedanke der Selektion, ohne dass der Fachbegriff schon genannt wird) und andererseits zu ökologischem Verständnis (wechselseitige Einflüsse).

Externer Partner: Manfred Werdan ist freier Sachverständiger für Amphibien und Reptilien und kommt auf Anfrage in die Schulen. Sein zweistündiger Vortrag kann von 1-2 sechste Klassen besucht werden, in dem sie  hautnah Axolotl oder Schlangen erleben. Sie erhalten Hinweise (und Warnungen) zur tiergerechten Haltung und können ihr fachliches Vorwissen anbringen. Immer wieder sind Schüler dabei, die sich lieber ganz im Hintergrund halten, weil sie z. B. keine Schlangen mögen, die aber im Lauf des Vortrags immer weiter nach vorne kommen und manchmal sogar eine Schlange streicheln. Solche Erlebnisse kann der Fachlehrer kaum jemals bieten, nicht einmal ein Zoo. Wegen der großen Nachfrage und der vielen „Stammkunden“ unter den Schulen ist es sinnvoll, ein Jahr im Voraus zu buchen (am späten Nachmittag, denn am Vormittag ist Herr Werdan meist in den Schulen unterwegs): Telefon 08678 / 8940. – Berichte und Fotos dazu im Internet unter „Werdan Reptilien“; ein kurzer Film ist auf der Webseite des Gymnasiums Marktoberdorf. Herr Werdan kommt auch zu den achten Klassen mit Insekten und Spinnen.*

*Dies ist nur ein Tipp, keine Werbung, denn ich erhalte für die Nennung keinerlei Geschenke oder Vergünstigungen. In anderen Regionen Bayerns gibt es auch andere Personen, die vergleichbare Veranstaltungen durchführen.

Manfred Werdan im Einsatz

Vergleich Lehrplan G8 und LehrplanPLUS

Die Formulierungen zu den allgemein-biologischen Aspekte weichen im LehrplanPLUS deutlich von denen des alten G8-Lehrplans ab.

Zudem listet der LehrplanPLUS einige verbindliche Beispiele auf (wie z. B. die Aufnahme von Sauerstoff aus Wasser bzw. Luft oder die Metamorphose bei Amphibien) und nennt konkret viele Fachbegriffe (wie z. B. Thermokonforme und Thermoregulatoren oder Kältestarre, Winterschlaf, Winterruhe).

Auch beim Vergleich der Wirbeltierklassen, dem aus der abgestuften Ähnlichkeit folgenden Natürlichen System bzw. dem Stammbaum unterscheiden sich die Formulierungen zwischen altem G8-Lehrplan und LehrplanPLUS deutlich:

Beispielsweise wird der Vergleich zwischen den Wirbeltierklassen sinnvollerweise auf lediglich 4 obligate Aspekte beschränkt; außerdem werden die Züchtung und daraus abgeleitete Prinzipien der natürlichen Evolution verlangt.

Fazit: Im Übergang vom G8-Lehrplan auf den LehrplanPLUS ist es unbedingt notwendig, den eigenen G8-Unterrichtsplan anhand der Formulierungen im LehrplanPLUS zu kontrollieren und zu überarbeiten. Am besten ist es aber, anhand der neu gesetzten  Schwerpunkte des LehrplanPLUS einen neuen Unterrichtsplan zu erstellen. Dabei ist zu beachten, dass die geforderten Kompetenzen und Lerninhalte an mehreren Stellen des LehrplanPLUS stehen können (z. B. im Lernbereich 1.1!). Meine tabellarische Form des LehrplanPLUS fasst solche Stellen zusammen: [word] [pdf].

Während für die Botanik in der 6. Klasse die Erstellung eines nachhaltig wirkenden Unterrichtsplans keine großen Probleme aufwirft, ist das beim Thema Wirbeltiere nicht so einfach. Hier muss jeder seinen eigenen Weg finden. Im Folgenden biete ich alternative Strukturierungen an: Die systematisch orientierte Variante stellt ganz bewusst das genaue Gegenstück zur Gliederung im LehrplanPLUS dar (erfüllt ihn aber zu 100 Prozent!), um die Bandbreite der Umsetzungs-Möglichkeiten aufzuzeigen. Die gemäßigte Variante ist an die Gliederung im LehrplanPLUS angelehnt.

Die systematisch orientierte Variante der Umsetzung

Ich stelle diese Variante nicht deshalb hier dar, weil ich sie für die beste hielte, sondern um die enorme Bandbreite aufzuzeigen, innerhalb der sich der eigene Unterricht im Vergleich mit der Formulierung des LehrplanPLUS gestalten kann. Das Optimum liegt vermutlich irgendwo in der Mitte zwischen beiden.

Allerdings hat die systematische Anordnung hier den Vorteil, dass Anregungen für den eigenen Unterricht im Detail leicht aufzufinden sind.

1  Säugetiere

Die Schüler kennen vom letzten Schuljahr die Biologie des Menschen als Referenzorganismus. Deshalb ist es sinnvoll, als erste die Tiergruppe zu behandeln, zu der er selbst gehört. Im Vergleich mit anderen Säugetieren erhalten die Schüler damit einen Einblick in Ähnlichkeiten wie auch Varianten innerhalb dieser Klasse. Beim Aspekt „Säugetiere als Heimtiere“ kann die Kompetenz Bewerten geschult werden.

Im folgenden Link finden Sie ein Dokument, das die Stellen im LehrplanPLUS belegt, die durch den folgenden Unterrichtsplan abgedeckt werden, und das zusätzlich aufgenommene Lernziele auflistet: Lehrplanstellen Säugetiere [word] [pdf]

Einen detaillierten Vorschlag für einen Unterrichtsplan zum Thema Säugetiere, der trotz seiner abweichenden Anordnung die Formulierungen des LehrplanPLUS genau beachtet (und etwas ergänzt), finden sie unter diesem Link: Unterrichtsplan Säugetiere [word] [pdf]

Links zu den Arbeitsmaterialien:

  • Arbeitsblatt Systematik der Katzenartigen: [word] [pdf]
  • Arbeitsblatt Systematik der Raubtiere: [word] [pdf]
  • Arbeitsblatt Wiederholung Grundwissen Menschenkunde aus der 5. Klasse: [word] [jpg] [pdf aus scan]

2  Fische

Die übrigen Wirbeltierklassen können in der Reihenfolge angeordnet werden, wie sie im Lauf der Erdgeschichte entstanden sind. Dadurch werden die Entwicklungen deutlicher sichtbar. Die Fische werden dort, wo es sich anbietet, mit den Säugetieren verglichen, denn der Vergleich ist ein sehr effektives Lernprinzip.

Im folgenden Link finden Sie ein Dokument, das die Stellen im LehrplanPLUS belegt, die durch den folgenden Unterrichtsplan abgedeckt werden: Lehrplanstellen Fische [word] [pdf]

Einen detaillierten Vorschlag für einen Unterrichtsplan zum Thema Fische, der trotz seiner abweichenden Anordnung die Formulierungen des LehrplanPLUS genau beachtet, finden sie unter diesem Link: Unterrichtsplan Fische [word] [pdf]

Links zu den Arbeitsmaterialien:

  • Konzept „Atmen im Wasser“: [word] [pdf]
  • Konzept „Lachswanderung“: [word] [pdf]

3  Amphibien

Entsprechend der Entwicklungs-Geschichte der Wirbeltiere folgt nun die Klasse der Amphibien mit dem Übergang vom Wasser aufs Land. Als Schwerpunkte bieten sich hierbei an die Fortbewegung, Fortpflanzung und Entwicklung (Metamorphose), Naturschutz und die Natürliche Systematik. Beim Aspekt „Gefährdung und Schutz von Amphibien“ kann die Kompetenz Bewerten geschult werden.

Im folgenden Link finden Sie ein Dokument, das die Stellen im LehrplanPLUS belegt, die durch den folgenden Unterrichtsplan abgedeckt werden: Lehrplanstellen Amphibien [word] [pdf]

Einen detaillierten Vorschlag für einen Unterrichtsplan zum Thema Amphibien, der trotz seiner abweichenden Anordnung die Formulierungen des LehrplanPLUS genau beachtet, finden sie unter diesem Link: Unterrichtsplan Amphibien [word] [pdf]

Links zu den Arbeitsmaterialien:

  • Arbeitsblatt:Vom Wasser aufs Land [word] [pdf]
  • Arbeitsblatt: Versuch zur Entwicklung von Erdkröten [word] [pdf]
  • Arbeitsblatt: einfacher Bestimmungsschlüssel zu einheimischen Amphibien [word] [pdf]

 

4  Reptilien

Mit der Weiterentwicklung vom Feuchtraum zum Trockenraum kommen wir zur Klasse der Reptilien. Neben diesem Übergang bilden die Kenntnis (weniger) einheimischer Arten, Naturschutz, Reptilien des Erdmittelalters sowie die Natürliche Systematik. Beim Aspekt „Reptilien als Heimtiere“ kann die Kompetenz Bewerten geschult werden.

Im folgenden Link finden Sie ein Dokument, das die Stellen im LehrplanPLUS belegt, die durch den folgenden Unterrichtsplan abgedeckt werden: Lehrplanstellen Reptilien [word] [pdf]

Einen detaillierten Vorschlag für einen Unterrichtsplan zum Thema Reptilien, der trotz seiner abweichenden Anordnung die Formulierungen des LehrplanPLUS genau beachtet, finden sie unter diesem Link: Unterrichtsplan Reptilien [word] [pdf]

Links zu den Arbeitsmaterialien:

  • Arbeitsblatt: Vom Feuchtraum zum Trockenraum [word] [pdf]
  • Fragebogen: Reptilien des Erdmittelalters [word] [pdf]

5  Vögel

Am Ende steht die Klasse der Vögel. Hier ist intensives Kompetenz-Training möglich mit Praktika zu den Themen Vogelschnäbel, Vogelflug und Hühner-Ei sowie dem Lernprogramm zu Vogelstimmen. Die Kompetenz Bewertung kann bei der Hühnerhaltung bzw. der Winterfütterung geschult werden. Dagegen ist die Natürliche Systematik der Vögel wenig altersgerecht und die Atemorgane sind zu kompliziert.

Im folgenden Link finden Sie ein Dokument, das die Stellen im LehrplanPLUS belegt, die durch den folgenden Unterrichtsplan abgedeckt werden: Lehrplanstellen Vögel [word] [pdf]

Einen detaillierten Vorschlag für einen Unterrichtsplan zum Thema Vögel, der trotz seiner abweichenden Anordnung die Formulierungen des LehrplanPLUS genau beachtet, finden sie unter diesem Link: Unterrichtsplan Vögel [word] [pdf]

6 Die Wirbeltiere im Vergleich

Der LehrplanPLUS fasst den Vergleich der Wirbeltiere und deren Evolution geschickt zu einem einzigen Kapitel zusammen. Ich empfehle trotzdem, diese beiden Aspekte zu trennen, um die Bedeutung der Evolution stärker herauszustellen.

Eine Übersicht am Ende des Kapitels Wirbeltiere ist notwendig, damit der übergreifende Zusammenhang hergestellt wird.

Es ist wenig ergiebig, eine möglichst umfangreiche Tabelle mit möglichst vielen Eigenschaften anzulegen, auswendig lernen zu lassen und darüber eine Stegreifaufgabe zu schreiben. Nach dem Motto „Weniger ist mehr“ sollte man sich beim Vergleich vielmehr auf die vier im LehrplanPLUS aufgeführten Eigenschaften beschränken: Körperbedeckung, Körpertemperatur, Atmung, Fortpflanzung und Individualentwicklung. Dabei sollte im Unterrichts-Gespräch immer auch auf der Bezug zur Lebensweise (das Leben im Wasser, an Land, in der Luft) hergestellt werden.

Bei dieser Übersicht ist es reizvoll, kurz auf besondere Arten oder Gruppen einzugehen, die das übliche Schema sprengen, beispielsweise schwimmende Säugetiere wie Wale, welche Anpassungen benötigen, die bei Fischen nicht zu finden sind, wie das oben liegende Blasloch (Lungenatmung) oder die mächtige Speckschicht (als Isolation bei einer Körpertemperatur, die weit über der des Wassers liegt).

Obligat schreibt der LehrplanPLUS vor, dass die Schüler ihnen unbekannte Wirbeltiere anhand ihrer charakteristischen Merkmale eine Wirbeltier-Klasse zuordnen. So kann etwa der Biber trotz seiner Lebensweise nicht den Fischen zugerechnet werden, weil sein Körper von Haaren bedeckt ist, seine Jungen lebendig zur Welt kommen und gesäugt werden, er seine Körpertemperatur reguliert und durch Lungen atmet. Hierbei kann (in interessierten Klassen) auch auf Grenzbereiche eingegangen werden wie beispielsweise den weitgehenden Verlust von Haaren bei den Dickhäutern, den vollständigen Verlust von Haaren bei den Walen oder die reptilienartigen Eier primitiver Säugetiere. Solche Beispiele können im nächsten Abschnitt wieder aufgegriffen und evolutiv erklärt werden.

Ich bevorzuge es, die Haltung von Nutz- und Heimtieren wie Rind, Pferd, Hund, Katze oder Schildkröten direkt bei der Besprechung der jeweiligen Wirbeltierklasse zu thematisieren, einschließlich der verantwortlichen und tiergerechten Haltung und Pflege mit Konsequenzen für den eigenen Alltag (Kompetenz Bewerten). Züchtung und besondere Eigenschaften gezüchteter Tiere können jeweils dort besprochen werden, aber auch im Abschnitt zur Evolution.

Auch wenn der Lehrplan es nicht vorschreibt, bespreche ich eine Übersicht über die Erdzeitalter und lasse die Schüler eine Auswahl davon als Grundwissen lernen. Für den späteren Unterricht in Evolutionslehre verwende ich das gleiche Arbeitsblatt. Auch im Geographie-Unterricht ist es gut einsetzbar. Arbeitsblatt Erdzeitalter: [word] [jpg] [pdf aus scan]

Arbeitsblatt zum Kompetenztraining mit dem Thema „Körper-Temperatur und Energie-Bedarf“: [word] [pdf]

7 Entstehung der Vielfalt der Wirbeltiere

Der Einstieg in das Thema Evolution kann entweder über die Züchtung von Nutz- und Heimtieren (wie das der LehrplanPLUS vorschlägt) oder über die abgestufte Ähnlichkeit bei der Natürlichen Systematik (SKOFGA) erfolgen.

Auf jeden Fall sind die Züchtungsvorgänge durch den Menschen (zufällige Entstehung von Varianten und bewusste Auswahl von Tieren mit besonderen Eigenschaften wie Sanftmut, hohe Milchleistung beim Rind, massiver Wuchs der Wollhaare beim Schaf, sehr kleine Beine beim Dackel usw. und Verhinderung von Nachwuchs bei anders gearteten Individuen) zu vergleichen mit den grundlegenden Vorgängen in der Evolution (zufällige Entstehung von Varianten und höhere Nachkommenzahl bei Tieren, die aufgrund ihrer vorgegebenen (!) Eigenschaften besser an Nahrung heran kommen, um sich und ihren Nachwuchs zu ernähren, sich und ihren Nachwuchs besser vor Fressfeinden schützen bzw. mehr Chancen zu einer Paarung haben). Folgende Aspekte sind dabei von höchster Bedeutung:

    • Tiere der selben Art mögen auf den ersten Blick gleich aussehen, sie unterscheiden sich aber durchaus voneinander (variierte Merkmale innerhalb der Art).
    • Die Varianten entstehen zufällig und ohne Anlass.
  • Zuerst entstehen verschiedene Merkmals-Varianten, erst dann erprobt jedes einzelne Tier seine Fähigkeiten und ist damit mehr oder weniger erfolgreich.

Es ist deutlich zu betonen, dass Veränderung im Sinne der Evolution auf keinen Fall nachträgliche Reaktionen auf veränderte Umweltbedingungen sind, wie das die meisten Schüler (und nicht nur die!) glauben wollen. Der Begriff „Anpassung“ sollte unbedingt vermieden werden, weil er als Bezeichnung für einen Prozess missverstanden werden kann, der als Reaktion auf eine Herausforderung in Gang gesetzt würde. Eindeutig (aber sprachlich nicht unbedingt altersgemäß) ist dagegen der Begriff „Angepasstheit“, der einen Zustand beschreibt, nicht einen Prozess. In der Unterstufe würde ich nur die Formulierung „angepasst sein“ verwenden: Dieses Tier (innerhalb seiner Art) bzw. diese Art (innerhalb der Lebensgemeinschaft) ist besser bzw. schlechter angepasst.

  • Arbeitsblatt zur Einführung des Begriffs Angepasstheit am Beispiel Fortbewegung [word] [pdf]
  • Arbeitsblatt zu Angepasstheiten am Beispiel der Körperhöhe von Giraffen: [word] [pdf]
  • Ikons für die vier hauptsächlichen Anforderungen an Lebewesen [word] [pdf]

Der LehrplanPLUS nennt bewusst nur „mögliche Vorteile durch variierte Merkmale“ und keine weiteren Evolutions-Mechanismen. Mehr sollte in der Unterstufe deshalb auch nicht thematisiert werden. Auch Fachbegriffe wie Variabilität, Selektion, Fitness usw. gehören nicht in die Unterstufe. Der Begriff Evolution kann dagegen durchaus schon eingeführt werden.

Ggf. werden Phänomene aus dem vorigen Abschnitt geklärt (fakultativ, nur bei interessierten Klassen): Bei der evolutiven Entwicklung können Merkmale verloren gehen wie vier der ursprünglich fünf Zehen bei den Pferden oder das Haarkleid bei Elefanten und Walen. Merkmale entwickeln sich über lange Zeiträume: Haare bzw. Federn sind bereits bei fossilen Reptilien zu beobachten, die deshalb als Vorfahren der Säugetiere bzw. Vögel gelten dürfen. Die reptilienartigen Eier, wie sie beispielsweise das Schnabeltier legt, weisen darauf hin, dass die Säugetiere von Reptilien abstammen. Was also zunächst wie ein Widerspruch wirkt, ist bei näherer Betrachtung ein Hinweis auf eine kontinuierliche Entwicklung.

Weitere Varianten der Umsetzung

Erfahrung bis Februar 2019: Der Bereich „Aktive Bewegung“ lässt sich ganz gut entsprechend der LehrplanPLUS-Formulierungen umsetzen. Allerdings sollten vorher möglichst der Begriff „Tierart“ definiert, die Wirbeltiere von anderen Tierstämmen abgegrenzt und die 5 Wirbeltierklassen (anhand von 1 Merkmal, am besten Körperbedeckung) vorgestellt werden.

Die Gliederung dieser Variante für die Umsetzung des Themas Wirbeltiere orientiert sich weitgehend an den Strukturen des LehrplanPLUS. In der Datei wird auf die Materialien hingewiesen, diese sind dort aber nicht verlinkt.

  • Unterrichtsplan, gemäßigte Variante (Nickl, überarbeitet Januar 2019): [word] [pdf]

Hier sind noch zwei Varianten von anderen Lehrkräften zur Anregung:

  • Ein Vorschlag für einen Grobplan von einem Kollegen, der sich ziemlich genau an die Gliederung des LehrplanPLUS hält: [word] [pdf]
  • Unterrichtsplan Wirbeltiere von Kollegin Nicola Boedrich, ausgerichtet am LehrplanPLUS (neue Version: Februar 2019) [word] [pdf]

Über Erfahrung mit all diesen Varianten verfügt vorerst noch niemand, alles ist erst mal in Erprobung.

III    Ökosystem Gewässer

NEU: Die Behandlung von Ökosystemen ist eine Neuerung im LehrplanPLUS. Auf das Ökosystem Grünland in der 5. Klasse folgt in der 6. Klasse das Ökosystem Gewässer. Didaktisch-methodisch sind beide Themen sehr ähnlich zu behandeln. Allerdings muss an Gewässern noch mehr auf die Sicherheit der Schüler geachtet werden als im Grünland. Außerdem befindet sich nicht bei jeder Schule ein Gewässer in der näheren Umgebung. Die Anlage eines Kleingewässers auf dem Schulgelände ist deshalb sehr sinnvoll. Alternativ kann die Freilandarbeit am Gewässer auch im Rahmen eines Schullandheim-Aufenthalts erfolgen (am besten Mai bis Juli). Eventuell dokumentieren die Schüler ihre Tätigkeit bzw. ihre Beobachtungen durch Fotos, die später in der Multimedia-Präsentation (Schwerpunkt: Informatik) verwendet werden.

Kompetenz Bewerten: sorgsamer Umgang mit gefangenen Tieren; Wille zum Schutz von natürlichen bzw. naturnahen Gewässern.

TIPP: Auch kleine künstliche Gewässer im eigenen Garten können wertvollen Lebensraum für Tiere und Pflanzen darstellen. Die Firma naturagart* in Ibbenbüren bietet Anleitungen und Materialien für den Selbstbau von Teichen an, vom großen Schwimmteich bis zum ökologisch angelegten Biotop. Im Unterschied zu üblichen Gartenbaufirmen steht dabei nicht die gestalterische Optik im Vordergrund, sondern das ökologische Funktionieren (die Firma wird von Norbert Jorek geleitet, der viele Jahre im Biotopschutz tätig war). Vielleicht soll an Ihrer Schule ein Gewässer angelegt oder nach ökologischen Gesichtspunkten umgebaut werden? Und vielleicht wird der eine oder andere Schüler motiviert, seine Eltern zu bitten, im häuslichen Garten ein kleines Gewässer anzulegen? (Vgl. dazu die Fotogalerien von Tieren in meinem eigenen Tümpel.)

*Dies ist nur ein Tipp, keine Werbung, denn ich erhalte für die Nennung keinerlei Geschenke oder Vergünstigungen. Im Gegensatz zu den meisten Gartenbaufirmen ist Naturagart ökologisch ausgerichtet, setzt also bei ihren Bauanleitungen auf natürliche Kreisläufe statt auf die Chemiekeule.

Konkrete Anregungen zur Umsetzung des Kapitels „Ökosystem Gewässer“ finden Sie in meinem Skript: [word] [pdf]

Zum Thema Wasser-Temperatur vgl. das Konzept „Atmen im Wasser“: [word] [pdf]

Im Praktikumsordner „Bio? – Logisch!“ ist der Abschnitt 10_1 den aquatischen Ökosystemen gewidmet.

Literatur- und Material-Listen aus der Seminarlehrerfortbildung Juli 2018 an der Akademie für Naturschutz und Landschaftspflege Laufen (ANL):

  • ANL Bestimmungshilfen und Material Gewässer [pdf]
  • ANL Literatur zum Thema Gewässer [pdf]
  • ANL Materialliste für gewässerkundliche Exkursionen [pdf]

Apps zur Bestimmung wild lebender Pflanzen und Tiere (Tipps von Thomas Gerlach, Prien):

  • v. a. Kräuter: Was blüht denn da?
  • sehr gut für Bäume: PlantNet
  • Vögel: NABU Vogelführer
  • Vogelstimmen: Vogelstimmen id

Eine Plattform mit Hilfe zur Bestimmung, aber auch für den Austausch von Beobachtungen von Vögeln und anderen Tieren ist naturgucker.de. Dort können auch von verschiedenen Gebieten die Art-Sichtungen zu verschiedenen Zeiten im Jahr abgerufen werden.

IV   Informatikprojekt am Ende des Schuljahres

Wie im G8_Lehrplan bildet auch im LehrplanPLUS Informatik einen einstündigen Schwerpunkt im Fach Natur und Technik. Am Ende des Schuljahres wird eine Multimediapräsentation angefertigt, für deren technischen und ästhetischen Teil der Informatik-Unterricht zuständig ist. Die präsentierten Inhalte kommen aus einem anderen Fach. Neu ist seit September 2018, dass die Zusammenarbeit der Informatik mit einem anderen Fach hierbei nicht mehr im LehrplanPLUS gefordert wird. Weil v. a. der Themenblock Wirbeltiere viel Zeit beansprucht, wäre es wenig sinnvoll, für ein solches Projekt weiterhin viele Unterrichtsstunden der Biologie zur Verfügung zu stellen. Es kann allerdings bereichernd sein, wenn eine kleine Anzahl von Schülern beispielsweise mit einer Multimediapräsentation über ihre Arbeit am Ökosystem Gewässer berichten.

Am besten fragt die Lehrkraft für Informatik am Anfang des Schuljahres im Klassenlehrer-Team nach, wer in seinem Fach Multimedia-Vorträge halten lassen will (wie viele? welche Themen?). Dadurch ist gewährleistet, dass niemand ausgeschlossen wird, der das gerne macht, und andererseits niemand dazu gezwungen wird, der befürchtet, dafür zu wenig Zeit zu haben.

Dennoch sei das bewährte Konzept aus dem G8 am Rupprecht-Gymnasium München vorgestellt. Es kann problemlos auf andere Fächer adaptiert werden:

Erprobtes Konzept am Rupprecht-Gymnasium München: [word] [pdf]