Unterrichtsmaterialien zum Thema "Biologie"

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Abmahnung wegen Herabwürdigung - Fall des Monats 07/2016

Schulrechtsfall

... ohrfeigen lässt, weil er seine Hausaufgaben vergessen hat.Der besagte Vorfall ereignete sich, als der Biologielehrer die Hausaufgaben seiner sechsten Klasse kontrollierte. Ein Schüler hatte diese offenbar vergessen ...

  • Fächerübergreifend

Die Nutzung von Pflanzen als Energielieferanten

Unterrichtseinheit

Die weltweite Energienutzung hat sich in den letzten 30 Jahren um 90 Prozent erhöht und zeigt bei wachsender Weltbevölkerung weiterhin eine steigende Tendenz. Die Pflanze Miscanthus könnte einen Ausweg aus einer bevorstehenden Ressourcenverknappung bieten.Nachwachsende Rohstoffe sind eine der Grundvoraussetzungen für das menschliche Leben. Besonders in einer Zeit, in der die Expansion der Weltbevölkerung zu einem stetig steigenden Bedarf an Nahrung und Energie führt, ist es von essenzieller Bedeutung, diese Ressourcen nachhaltig und umweltgerecht zu nutzen. Um realistische Ernährungskonzepte für die künftigen Generationen zu erstellen und umsetzen zu können, benötigen wir eine weltweite, nachhaltige Produktion von Energie.Ziel der Unterrichtseinheit ist es, eine allgemeine Übersicht über Nachwachsende Rohstoffe zu geben und anhand des ausgewählten Beispiels von Miscanthus auf einen speziellen Vertreter dieser Pflanzenklasse einzugehen. Forscherinnen und Forscher entwickeln zurzeit immer neue Ideen, wie nachwachsende Rohstoffe im Alltag genutzt werden können. Dank der raschen Entwicklung und der zukünftigen Bedeutung Nachwachsender Rohstoffe kann die Unterrichtseinheit beispielsweise im Fach Biologe im Kontext C3-und C4-Pflanzen eingebettet werden.Die Schülerinnen und Schüler sollen: Nachwachsende Rohstoffe als alternative Energiequellen kennen lernen. einen typischen Pflanzenvertreter der Gruppe Nachwachsender Rohstoffe kennen lernen. die Charakteristika von C4-Pflanzen kennen lernen. Zu den Kernaufgaben der Landwirtschaft gehört neben der Nahrungsmittelproduktion der Anbau nachwachsender Rohstoffe. Bevor die Menschenheit beispielsweise Kohle, Erdöl oder Erdgas als Energielieferanten entdeckt hatten, wurden Pflanzen zur Energiegewinnung und Materialherstellung genutzt. Brennholz, Bauholz, Wolle, Faser-und Färberpflanzen für Textilien, Futtermittel für Zugtiere oder Arzneipflanzen sind nur einige Anwendungsbeispiele. Falls die gesamte globale Bevölkerung auf diese Methoden und Pflanzen wieder ausweichen müsste, stehen uns jedoch heutzutage innovative technische Verfahren zur Verfügung, die viele neue Produkte und Anwendungen bei wesentlich effizienterer Umwandlung ermöglichen. Energetische Nutzung von Miscanthus Miscanthus dient als Häckselgut oder in gepresster Form der Strom- und Hochtemperaturwärmerzeugung, der Kraftstofferzeugung, der Biogaserzeugung und der Niedertemperaturwärmeerzeugung. Hierunter wird die Erzeugung von Warmwasser bis 100 Grad Celsius verstanden. Eine C4-Pflanze erobert den Energiemarkt Das Chinagras, dessen botanischer Name Miscanthus lautet, ist eine C4-Pflanze mit hoher Biomasseleistung. Miscanthus ist spätestens seit der Veröffentlichung des Buches "Schilfgras statt Atom" von Franz Alt als Biomasse-Lieferant in aller Munde. Viele kennen das Gras als Zierpflanze im Garten. Miscanthus ist mehrjährig und zeichnet sich durch eine sehr effektive Photosyntheserate und hohe Biomasseproduktion aus. Das Gras kann an einem einzigen Tag bis zu fünf Zentimeter wachsen. Die Pflanze ist ein ausgesprochenes Multitalent, welches einerseits hohe Erträge liefert und gleichzeitig das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid bindet. Systematik und Verbreitung Miscanthus gehört zur großen Familie der Süßgräser (Poaceae). Die Gattung umfasst rund 20 Arten, die vorrangig in China, Japan, Nepal und Tibet beheimatet sind.

  • Biologie / Geographie
  • Sekundarstufe II

Das biologische Gleichgewicht

Unterrichtseinheit

In der Unterrichtseinheit "Das biologische Gleichgewicht" sammeln Schülerinnen und Schüler in einer Animation Daten zur Bestandsentwicklung von Fuchs und Hase und hinterfragen die Wechselwirkungen zwischen "Räuber" und Beute.Das biologische Gleichgewicht wird in Lehrbüchern häufig als "ausgewogenes Gleichgewicht" bezeichnet, das sich aufgrund einer wechselseitigen Abhängigkeit zweier Arten (zum Beispiel Mäusen und Eulen oder Füchsen und Hasen) über einen längeren Zeitraum einstellt. Hierbei entsteht bei den Schülerinnen und Schülern häufig die falsche Vorstellung, dass es sich um einen statischen Endzustand handele. Ziel des Unterrichts muss jedoch die Vermittlung einer Vorstellung vom dynamischen biologischen Gleichgewicht sein, das durch verschiedenste Faktoren (zum Beispiel durch Krankheiten, dichteabhängigen Stress, Umweltbedingungen) beeinflusst wird und nicht lediglich an zwei Spezies geknüpft ist. Einen Ansatz zur Vermittlung einer dynamischen Sichtweise bietet das hier vorgestellte Material.Je nach Rechneranzahl arbeiten die Schülerinnen und Schüler zu zweit oder in Kleingruppen zusammen. In Abhängigkeit der Anzahl der Hasen vermehrt oder verringert sich die Anzahl der Füchse. Die eingesetzte Animation zeigt einen nicht endenden Kreislauf: Je mehr Hasen, desto mehr Füchse. Hinweise zum Einsatz der Materialien in Sek I und Sek II Alle Animationen und Arbeitsblätter können Sie hier einzeln herunterladen. Grafische Auswertung der Ergebnisse und Diskussion Blockdiagramme und Mittelwertbildung sind bei der Interpretation der Daten sinnnvoll. Die Schülerinnen und Schüler können eigene Beobachtungen beschreiben und üben das Formulieren ihrer Erkenntnisse. stellen die animierte Entwicklung einer Hasen- und Fuchspopulation grafisch adäquat dar. geben die Bedeutung des biologischen Gleichgewichtes wieder. betrachten die Animation kritisch betrachten und benennen unberücksichtigte Faktoren. Animation, Arbeitsblatt und Datenbasis Zu der Erarbeitung des biologischen Gleichgewichtes gehört das Beobachten und Beschreiben des animierten und beobachteten Phänomens (Entwicklung der Populationen von Fuchs und Hase) ebenso wie die Erkenntnis, dass die Zahl von "Räubern" und Beutetieren offensichtlich voneinander abhängen. Je mehr Hasen es gibt, umso mehr Nahrung ist auch für die Füchse vorhanden. Die Wahrscheinlichkeit für einen Fuchs auf einen Hasen zu treffen und diesen zu erbeuten, steigt mit der Anzahl der Hasen. Die Chancen für einen großen Nachwuchs verbessern sich. Je mehr die Zahl der Füchse zunimmt, umso mehr Nahrung (Hasen) benötigen und erbeuten sie, das heißt, die Zahl der Hasen nimmt ab. Vorbereitung der Schülerinnen und Schüler Der Antizyklus wird besonders gut sichtbar, wenn die Schülerinnen und Schüler ihre Daten in einem (Block-)Diagramm darstellen. Hierzu ist es zunächst notwendig, die erforderlichen Daten zu erfassen. Folgende Aspekte sollten mit den Schülerinnen und Schülern zuvor unbedingt besprochen werden: Zum Auszählen der Füchse und Hasen muss die Animation angehalten werden. Hier ist es durchaus diskutabel, ob es besonders geeignete oder weniger sinnvolle Zeitpunkte für die Bestandsaufnahme gibt, zum Beispiel genau am Anfang, am Ende oder exakt in der Mitte eines "Fuchslaufes" (unterschiedlich lange Phasen beachten). Fortpflanzung und Zahl der Jungtiere sind für die Populationszahlen von entscheidender Bedeutung. In welcher Weise sollen die Jungtiere in die Daten aufgenommen werden? Bei den Schülerinnen und Schülern besteht hierüber zunächst keine Einigkeit. Will man aber vergleichbare Daten sammeln, muss eine Einigung erzielt werden. Die Schülerinnen und Schüler wählen beim Auszählen der Füchse und Hasen die verschiedensten Zeitpunkte zur Bemessung, dadurch erhalten die Gruppen ganz unterschiedliche Werte. Da es sich um einen immer wiederkehrenden Kreislauf handelt, können alle Werte hintereinander gehängt werden. So entsteht eine lange Liste verschiedener Daten (siehe biol_gleichgewicht_AB1.pdf). Dieses Vorgehen müsste im Plenum deutlich begründet werden. Welcher Zeitraum liegt der Darstellung vermutlich zugrunde? Dieser Aspekt ist für die nachfolgende Phase von Bedeutung, da die Schülerinnen und Schüler die Daten in einem Diagramm (Achsenbeschriftung überlegen!) veranschaulichen sollen. Je nach Diskussionsbedarf und Verständnisschwierigkeiten muss hier ein Zeitpuffer eingeplant werden. Die Animation zur Räuber-Beute-Beziehung kann auch im Unterricht der Oberstufe Vewendung finden. Hier erfolgt die Arbeit mit den Materialien durch die Schülerinnen und Schüler völlig selbstständig. Die Aufgabenstellung muss für den Einsatz in Jahrgangsstufe 12 und 13 entsprechend angepasst werden. Als Zusatzmaterial könnte auch die Animation zur Populationsdynamik von Schneeschuhhase und Luchs verwendet werden. Die dort verwendete dynamische Kurve beruht auf der Fangstatistik der kanadischen Hudson Bay Company von 1845-1935 (Macromedia Shockwave Player erforderlich). Die Schneeschuhhase-Luchs-Verlaufskurve gibt die Quintessenz der Fuchs-Hasen-Animation wieder. Sie kann als alternativer Einstieg in die Thematik dienen, zu einer späteren Wiederholung oder auch zum Abschluss der Unterrichtseinheit verwendet werden. Schülerinnen und Schüler der Klassen 5 und 6 können mit Blockdiagrammen bereits gut umgehen. Es ist zu klären, wie die Achsen beschriftet werden müssen und wie Fuchs und Hase im gleichen Diagramm untergebracht werden können. Sie könnten jeweils direkt nebeneinander oder in unterschiedlichen Farben direkt übereinander dargestellt werden. Es sollten nicht allzu feste Vorgaben gewählt werden, denn ein selbstständiges Erstellen des Koordinatensystems schult die Lernenden und eignet sich gut als Hausaufgabe. Ähnlich wie bei einer Untersuchung in der Natur erhalten die Partner/Gruppen durch die experimentelle Vorgehensweise beim Auszählen einen mehr oder weniger repräsentativen Datensatz. Im Vergleich sehen sie, wie unterschiedlich die Daten ausfallen können. Es ist sinnvoll, die Mittelwerte aller Gruppen für die Phasen "ein Fuchs", "zwei Füchse", ... zu bilden. Auf diese Weise werden die Ergebnisse aller Partner/Kleingruppen verarbeitet. Das würdigt zum einen die Arbeit jedes einzelnen, zum anderen müssen die Schülerinnen und Schüler nur einen Zyklus (Mittelwerte) darstellen und erhalten so auch identische Ergebnisse. Um den zu einfachen kausalen Zusammenhang zwischen Fuchs und Hase nicht wort- und kritiklos stehen zu lassen, ist es außerordentlich wichtig, in einer Phase der kritischen Betrachtung auch andere mögliche Faktoren anzusprechen (innerartliche Konkurrenz, Krankheiten, dichteabhängiger Stress, Umwelteinflüsse, ... ). In den 90ern war das Schneeschuhhasen/Luchs-Modell heftig umstritten. Es wurde die These vertreten, dass die Hasenpopulation auch alleine aufgrund der Interaktion Hase/Futter zyklisch schwinge, dass also die Luchse gar nicht der Hauptgrund seien für die zyklischen Schwankungen der Hasenpopulation. In dem Artikel "What Drives the 10-year Cycle of Snowshoe Hares?" (2001) wird der Forschungsstand vom "Papst" der Populationsökologie persönlich, C.J. Krebs, zusammengefasst: Die Zyklen entstehen demnach primär durch eine Kombination des Jagdeffektes der Luchse und des Nahrungsangebotes. Dieses nimmt ab, wenn die Hasendichte sehr hoch ist, also genau dann, wenn sich die Luchse dank der Hasennahrung schnell vermehren. In erster Näherung darf man also beim Schneeschuhhasen-Luchs-Beispiel also doch von einem Räuber-Beute-Zyklus sprechen. What Drives the 10-year Cycle of Snowshoe Hares? Ein Artikel vom „Papst“ der Populationsökologie, C.J. Krebs, aus dem Jahr 2001.

  • Biologie
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Die ökologische Bedeutung der Hecken

Unterrichtseinheit

Ein interaktives Spiel, in dem die Schülerinnen und Schüler in einer heckenreichen und in einer flurbereinigten Landschaft verschiedene „Smilie-Arten“ jagen und deren Bestandsentwicklung dokumentieren, dient als Einstieg in das Thema.Die ?Grundlagen der Ökologie? sind in den niedersächsischen Rahmenrichtlinien für die Klassenstufen 7 und 8 vorgesehen. Neben den Grundzügen von Ökosystemen soll auch der Natur- und Artenschutz behandelt werden. Während dieses Thema von sich aus den Bezug zum lebenden Objekt fordert, darf der Einstieg gerne mal etwas ausgefallener sein. Ausgehend von dem hier vorgestellten interaktiven ?Smilie-Spiel? sollen sich die Schülerinnen und Schüler die Bedeutung von Hecken für verschiedene Tierarten erarbeiten. Da bei diesem Spiel gerne alle aktiv sein möchten, ist eine ausreichende Zahl an Rechnern wünschenswert, um Partner- oder sogar Einzelarbeit zu ermöglichen. Informationen zum Einsatz des Heckenspiels Kurze Beschreibung des Spiels mit einem Arbeitsblatt zur Dokumentation der Ergebnisse und Lösungsvorschläge zu den Aufgaben. Die Schülerinnen und Schüler sollen eine Auswahl der in der Hecke lebenden Tiere angeben. die Art der Nutzung einer Hecke durch die verschiedenen Tiere nennen. den Rückgang unterschiedlicher Tierarten auf unseren Feldern begründen. eigene Beobachtungen (aus dem Spiel) formulieren können. Hypothesen (über den Spielausgang) aufstellen können. durch eine spielerische Auseinandersetzung für reale Vorgänge sensibilisiert werden. Das erste Spiel Um das Interesse der Schülerinnen und Schüler zu wecken, habe ich für den Einstieg in die ökologische Bedeutung der Hecken ein Computerspiel (siehe Flash-Animationen und Plugin ) entwickelt, in dem es darum geht, die Bedeutung des Biotops "Hecke" und die Folgen einer sich wandelnden Kulturlandschaft spielerisch zu entdecken. Die in der interaktiven Animation als Smilies dargestellten Tiere zeichnen sich durch unterschiedliche Eigenschaften aus (Farbe, Verhalten, Bewegungsmuster und -geschwindigkeit), die ihnen in der virtuellen Heckenlandschaft des Spiels Vor- oder Nachteile verschaffen. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Rolle eines Beutegreifers übernehmen, der sich von den über den Bildschirm huschenden Smilies ernährt. Der Sinn und der biologische Hintergrund des Spiels - die Bedeutung der Schutzfunktion von Hecken für die Tiere und den Zusammenhang zwischen Landschafts- und Artenvielfalt aufzuzeigen - ist nicht sofort klar erkennbar. Nach jeder von insgesamt drei "Jagdzeiten" wird eine Statistik eingeblendet, die die Anzahl der überlebenden Individuen jeder Spezies zeigt. In der Statistik-Rubrik "Erwischt und doch weggezischt" wird die Anzahl der Treffer aufgelistet, die die Smilies im Schutz der Hecke "erwischten"; die Treffer blieben daher unwirksam. Die Formulierung "Erwischt und doch weggezischt" fordert die Schülerinnen und Schüler auf nachzudenken, was damit gemeint sein kann. Aufgabe 1 bis 5 Um die ökologische Bedeutung der Hecken zu erarbeiten, bearbeiten die Schülerinnen und Schüler insgesamt sieben Aufgaben, die im Programm gestellt werden: Aufgabe 1 Die Schülerinnen und Schüler fassen ihr Spielergebnis in eigenen Worten zusammen. Dabei ist ihnen die Art der Beantwortung freigestellt. Sie können einen allgemeinen Text formulieren oder die jeweiligen Populationszahlen konkret mit einbeziehen. Die Aufgabe dient dazu, sich noch einmal mit dem Spiel auseinander zu setzen und dessen Inhalt und Hintergrund zu überdenken. Aufgabe 2 In dieser Aufgabe sollen die Schülerinnen und Schüler beschreiben, welche Wirkung das Landschaftsbild der Animation (vielseitige Heckenlandschaft) auf den Spielausgang hat. Hierbei soll zum einen die Schutzfunktion der Hecke genannt werden. Ein weiterer Aspekt ist die dem Hintergrund angepasste Färbung einiger Smilies, die dazu führt, dass diese schlechter als andere gesehen und damit nicht so erfolgreich gejagt werden können. Verschiedenfarbige Smilies haben damit unterschiedliche Überlebenschancen. Dies kann sich auf ihre Bestandszahlen auswirken. Aufgabe 3 bis 5 Hier soll den schematischen Hecken-Objekten des Spiels der Begriff "Hecke" zugeordnet werden (Aufgabe 3) und die Funktion dieser Objekte (Schutz für alle Smilie-Arten) genannt werden (Aufgabe 4). Im Folgenden werden weitere Funktionen der Hecke erarbeitet. Hierzu sollen die Schülerinnen und Schüler überlegen, welche Tiere man in Hecken finden kann und aus welchem Grund sie Hecken aufsuchen (Aufgabe 5). Dabei ist Partnerarbeit oder Arbeit in Kleingruppen sinnvoll, damit sich die Schülerinnen und Schüler gegenseitig unterstützen und vielfältige Ideen entwickeln können. Aufgabe 6 und 7 Die Schülerinnen und Schüler sehen zunächst eine "flurbereinigte" Computer-Landschaft. Diese soll die Landschaft des ersten Spiels mehrere Jahre später darstellen und auf das zweite Spiel vorbereiten. Die Schülerinnen und Schüler notieren zunächst die grundlegenden Veränderungen der Landschaft (Aufgabe 6), wie zum Beispiel die Vergrößerung der Ackerflächen, den Rückgang der Vielfalt angebauter Pflanzenarten, die Beseitigung von Hecken, die Stadtvergrößerung oder auch die Ansiedlung von Industrie. Nach der Ankündigung, dass das bereits bekannte Spiel auf der veränderten Landschaft fortgesetzt wird, sollen die Schülerinnen und Schüler mit ihrem Wissen um die Vorteile von Hecken zunächst Vorhersagen zum Spielausgang machen (Aufgabe 7). Sie sollen Hypothesen aufstellen, wie sich die landschaftlichen Veränderungen auf die Bestandszahlen der Smilie-Arten auswirken. Das zweite Spiel Den Abschluss des Einstiegs in die Thematik bildet das zweite Spiel. Die Schülerinnen und Schüler dürfen als Belohnung kontrollieren, ob ihre Spielergebnisse mit ihren zuvor aufgestellten Hypothesen übereinstimmen. Im Anschluss an das zweite Spiel finden die Schülerinnen und Schüler Informationen zu möglichen Hypothesen, die sie hätten stellen können. Diese dienen als Anregung zum Nachdenken und durch eine erste Teillösung auch der Sicherung des Erarbeiteten. Hinweis: Jeder Schüler geht mit einer gewissen Voreinstellung an das Spiel heran, die das Ergebnis beeinflusst. Dieses Voreinstellung sollte bei der Diskussion in der Folgestunde unbedingt thematisiert werden. Eine Übersicht über alle Fragen einschließlich möglicher Antworten können Sie hier herunterladen: Das Heckenspiel bietet vielfältige Möglichkeiten, verschiedene Aspekte der Ökologie aufzugreifen und zu vertiefen, zum Beispiel: Artensterben durch anthropogene Einflüsse Artenschutz Behandlung seltener oder vom Aussterben bedrohter Tiere Herkunft der Hecken, verschiedene Heckentypen (siehe Informationen zu Hecken im Netz ) Zusammenarbeit mit außerschulischen Organisationen (zum Beispiel aktive Hilfe für Tiere wie Unterstützung des Naturschutzbund Deutschland e.V., NABU, beim Anbringen von Nisthilfen)

  • Biologie
  • Sekundarstufe I

Feuerspuren im Satellitenbild - Dynamik von Ökosystemen

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Ökosystem Wald interpretieren die Lernenden Satellitenbilder, um die Auswirkungen von Waldbränden in Griechenland zu erfassen. Dabei setzen sie sich mit der Dynamik und Stabilität von Ökosystemen auseinander und werden in die Methoden der Fernerkundung eingeführt. Ein interaktives Modul vereinfacht und veranschaulicht das Lernen. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.Waldbrände kommen in vielen Regionen der Welt als natürlicher Teil eines Kreislaufes vor, durch den die Voraussetzungen für die Nährstoffversorgung der folgenden Baumgenerationen geschaffen werden. Ihre Auswirkungen können jedoch auch verheerend sein. Anhand von Satellitenbildern können die Schülerinnen und Schüler mithilfe eines interaktiven Computer-Moduls die Folgen nachvollziehen und sichtbar machen. Materialien und Anwendungen stammen aus dem Projekt "Fernerkundung in Schulen" (FIS) des Geographischen Institutes der Universität Bonn. FIS beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Die Unterrichtseinheit gibt es mit einem eigenen Computermodul auch für den Geographieunterricht: Feuerspuren im Satellitenbild - Eingriffe in Landschaften .Die vorliegende Unterrichtseinheit zum Ökosystem Wald hat zum Ziel, den Schülerinnen und Schülern den Themenkomplex "Stabilität und Dynamik von Ökosystemen" näherzubringen. Die Lernenden sollen am Ende diese Sequenz in der Lage sein, Zusammenhänge zwischen dem elektromagnetischem Spektrum, der Aufnahme und der Entstehung von Satellitenbildern sowie der Erfassung von Veränderungen innerhalb von Ökosystemen aufzuzeigen und zu verstehen. Anhand von zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommenen Satellitenbildern können die Jugendlichen Veränderungen der entsprechenden Region in Griechenland feststellen. Dabei lernen sie, wie die Pflanzen das Licht für die Photosynthese verwenden und welche Wellenlängenbereiche von Pflanzen reflektiert werden. Als wissenschaftliche Grundlage dient dabei die Einführung in die Methodik der Fernerkundung. Aufbau des Computermoduls Interaktive Aufgaben führen die Lernenden durch verschiedene thematische Bereiche; Quizfragen dienen zur Sicherung der Ergebnisse. Inhalte des Computermoduls Die Lernenden analysieren anhand von Satellitenbildern die Situation einer Region in Griechenland vor und nach den Waldbränden. Die Schülerinnen und Schüler können Satellitenbilder interpretieren und zur Analyse von Stabilität und Dynamik von Ökosystemen. können das elektromagnetische Spektrum und unterschiedliche Wellenlängenbereiche beschreiben. können Reflexionseigenschaften von Pflanzen vergleichen und zuordnen. können Vegetationsindizes für die Veränderungsanalyse anwenden. Die Unterrichtseinheit "Feuerspuren im Satellitenbild - Dynamik von Ökosystemen" bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Darüber hinaus sind die durchgeführten Analysen und Manipulationen des Satellitenbildes nur mithilfe des Rechners umsetzbar. Dieser Umstand bringt den Schülerinnen und Schülern das Medium Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern auch als Werkzeug näher. Das Modul ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Das Computermodul - drei Teilbereiche Das Computermodul gliedert sich in zwei inhaltliche Bereiche: die Einführung in das Thema und den Hauptteil der Bildberechnung. Darüber hinaus wird das Modul durch einen dritten zusätzlichen Bereich ergänzt, in dem durch Videos und Tutorials der Umgang mit dem Modul vorgestellt wird. Die aktivierten Bereiche werden auf der linken Leiste eingeblendet. Während der erste Teil einen ersten Einblick in die Thematik der Waldbrände liefert und eine übergeordnete Aufgabestellung benennt, setzt sich der Hauptteil aus verschiedenen Untersequenzen zusammen, in denen jeweils Aufgabenteile mit Fragestellungen sowie Info-Boxen mit Hintergrundinformationen enthalten sind. Den Abschluss der jeweiligen Untersequenzen bildet ein Quiz. Der erste Teil des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. Zu Beginn ist ein Schreibtisch zu sehen, auf dem verschiedene Dokumente liegen (siehe Abbildung 1, zur Vergrößerung bitte anklicken). Die Schülerinnen und Schüler sollen sich nun nacheinander mit den drei dargestellten Dokumenten beschäftigen: einem Zeitungsartikel zu Waldbränden in Griechenland, Bildmaterial sowie der übergeordneten Aufgabestellung, die als Auftrag der EU-Kommission gestaltet ist. Durch Anklicken werden die jeweiligen Dokumente vergrößert. Nach der Bearbeitung der drei Materialien können die Jugendlichen durch Anklicken der virtuellen Computermaus in den Hauptteil des Moduls übergehen. Bildrechner Der Hauptteil ist in vier Unterbereiche unterteilt. Der erste Teil beginnt mit einem kurzen Video über den Umgang mit dem Modul. Nun können die Lernenden ein Satellitenbild im roten und infraroten Kanal, eine Satellitenkarte sowie eine Nutzungskarte laden und sich die unterschiedlichen Pixelwerte im Bild anzeigen lassen. In der dazugehörigen Info-Box (siehe Abbildung 2) wird ihnen einführendes Wissen zur Satellitenfernerkundung vermittelt. Nachdem sie das Quiz erfolgreich bestanden haben, gelangen die Lernenden in einen weiterführenden Bereich des Hauptteils. Vegetationsindex NDVI Wieder werden die Schülerinnen und Schüler durch ein kleines Video in die Vorgehensweise eingewiesen. Hier können sie zwei Satellitenbilder, eins vor den Waldbränden mit einem nach den Waldbränden, vergleichen und für den jeweiligen Zeitpunkt ein Bild des Vegetationsindex "NDVI" (Normalized Difference Vegetation Index) berechnen. In der dazugehörigen Info-Box finden sie das dazu notwendige Wissen einfach und anschaulich erklärt. Auch hier schließt dieser Teil mit einem Quiz ab und leitet in den dritten Teil weiter. Change Detection Der dritte Teil unterscheidet sich optisch nicht vom zweiten, allerdings variieren Aufgabenstellung und Info-Box, indem sie vor allem die Berechnung des Unterschiedes (change detection) der beiden Bilder in den Vordergrund stellen. Die Lösung der Aufgaben und das Bestehen des Quiz leiten in den letzten Teil über. Zeitreihenanalyse Dem letzten Teil des Moduls wird erneut ein Video-Tutorial vorangestellt. In diesem Teil liegt der Fokus auf der Zeitreihenanalyse, mithilfe welcher die Lernenden nicht nur zwei Zeitpunkte miteinander vergleichen können, sondern Bilder zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten. Dies ermöglicht ihnen eine umfassendere Analyse in Bezug auf die Feuerkatastrophe, aber auch zu jahreszeitlichen Schwankungen des Ökosystems. Ein abschließendes Quiz beendet das Modul mit einer Schlussnotiz. Im Video und Tutorial-Teil können sich die Schülerinnen und Schüler zur Vorbereitung kurze Videos anschauen, um in ihrem Umgang mit dem Modul sicher zu werden. Mit jedem erfolgreich gelösten Arbeitsbereich wird ein weiteres Tutorial sichtbar, das von nun an jederzeit erneut angesehen werden kann. Die verschiedenen Tutorials lassen sich wie Karteikartenreiter am oberen Bildschirmrand anklicken (siehe Abbildung 3). Navigation im Modul Das Computermodul erlaubt auch, zwischen den zwei Hauptbereichen (Einführung und Bildrechner) zu springen. Zu Beginn ist die grüne Navigationsleiste am linken Rand noch leer. Erst nach Lesen der ersten Materialien wird das Icon für den jeweiligen Bereich sichtbar, sodass man später über die Navigationsleiste wieder dorthin zurück gelangen kann. Der Ablauf der Unterrichtsstunden mit dem interaktiven Lernmodul "Feuerspuren im Satellitenbild - Dynamik von Ökosystemen" wird durch die Struktur des Computermoduls vorgegeben. In Zweierteams können sich die Schülerinnen und Schüler die zwei Teilbereiche in drei Schulstunden erarbeiten. Der Unterricht beginnt jeweils mit einer Erläuterung des Moduls und gegebenenfalls der Aufgabenstellung. Dann folgt die selbständige Erarbeitung und Überprüfung der Kenntnisse im Quiz. Abschließend können die Ergebnisse jeder Stunde noch einmal im Plenum gebündelt werden. Stunde 1: Einführung - Waldbrände und Satellitenfernerkundung In der ersten Stunde führt das Computermodul mit zwei Dokumenten zu Waldbränden sowie der übergeordnete Aufgabestellung in die Thematik ein. Die Lernenden erhalten dort erstes Hintergrundwissen zu Waldbränden in Griechenland. Erst nach dem Lesen der Dokumente wird in den anschließenden Hauptteil weitergeleitet. Aufgabe der Schülerinnen und Schüler ist es, die Entwicklung und die Regeneration der verbrannten Flächen nachzuvollziehen und zu analysieren. Darüber hinaus beschäftigen sich die Lernenden zu Beginn des Hauptteils mit den Grundlagen der Satellitenfernerkundung und analysieren erste Grauwertbilder. Zur Überprüfung und Festigung des Gelernten ist ein Quiz integriert, das man über einen Button unten rechts im Bild erreicht. Es leitet gleichzeitig zum nächsten Modulteil über. Stunde 2 und 3: Bildrechner Veränderungsanalyse Thema der zweiten Stunde ist der Vergleich von zwei Satellitenbildern aufgrund unterschiedlicher Vitalitätszustände der Pflanzen. Das Computermodul erlaubt, die Situation in einer Region vor und nach Waldbränden gegenüberzustellen. Mithilfe eines Rechners auf der rechten Seite kann der Vegetationsindex errechnet und analysiert werden. Die Info-Box bietet den Schülerinnen und Schülern einen vertieften Einblick in die Arbeitsweisen der Satellitenfernerkundung mit Vegetationsindizes. Auch hier schließt ein Quiz den zweiten Modulteil ab und leitet in den dritten Teil über. Hier wird nun das erworbene Wissen der ersten Teile zusammengefügt und in Form der computergestützten Veränderungsanalyse (change detection) durchgeführt. Die Jugendlichen vergleichen die Satellitenbilder nicht mehr nur visuell, sondern analysieren diese mithilfe des errechneten Bildes. Die dritte Stunde geht noch einen Schritt weiter und lässt die Schülerinnen und Schüler nicht mehr nur zwei Bilder miteinander vergleichen, sondern eine Sequenz mehrerer zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommener Bilder (Abbildung 4, bitte anklicken). Je nachdem, wo der Mauszeiger auf der Karte positioniert wird, ändert sich der Kurvenverlauf in der Grafik am rechten Bildschirmrand. Neben durch Katastrophen verursachte Veränderungen können auch natürliche saisonal bedingte Schwankungen erfasst und analysiert werden. Ein abschließendes Quiz rundet das Modul inhaltlich ab.

  • Biologie
  • Sekundarstufe II

Homosexualität

Unterrichtseinheit

"Bist du mit einem Schwulen befreundet? Woran erkennt man einen Schwulen?". Lehramtstudierende der Universität Bonn befragten etwa 50 Schüler der Klassen 9 und 10 einer Jungenschule zum Thema Homosexualität. Das Ergebnis war eindeutig: Homosexualität ist - zumindest an dieser Schule - ein Tabu-Thema.Das Bild, dass die Schülerinnen und Schüler von Schwulen hatten, war vor allem von den Medien geprägt. Vorurteile ersetzten eigene Erfahrungen und Meinungen. Wir stießen auf Äußerungen wie "Gott hasst Schwule". Wir wollten dranbleiben an dem Thema. Entstanden ist nach dieser ehrlichen Bestandsaufnahme ein Unterrichtsentwurf, in dessen Mittelpunkt das Internet steht. Kernüberlegung ist es, über geeignete Schwulenforen oder AStA-Schwulenreferate die Kommunikation von Lernenden der Klasse 9 mit etwa gleichaltrigen schwulen Jugendlichen zu ermöglichen. Die Schülerinnen und Schüler sollen ihre Fragen zum Thema Homosexualität sammeln, diese dann schwulen Jugendlichen per E-Mail schicken, die Antworten bündeln und - soweit von den Lernenden gewünscht - im Plenum diskutieren. Auf diese Weise sollen Vorurteile weichen. Die Unterrichtseinheit wurde an einer Jungenschule durchgeführt, weshalb ausschließlich mit Schwulenforen gearbeitet wurde. Das Prinzip ist aber auch auf Mädchen- oder gemischte Klassen übertragbar, da es natürlich auch entsprechende Lesbenforen und AStA-Lesbenreferate gibt.Die Unterrichtseinheit umfasst zwei Stunden. Wichtig ist, dass zwischen der ersten und der zweiten Stunde mindestens 48 Stunden liegen, damit die User des Schwulen-(Lesben-)Forums und die Mitarbeiter des Schwulen-(Lesben-)Referats genügend Zeit haben, die Fragen zu diskutieren und zu beantworten. Vorbereitung Nehmen Sie im Vorfeld der Unterrichtseinheit mit Schwulen-(Lesben-)Foren und -Referaten Kontakt auf. Bereiten Sie die E-Mail-Accounts für Ihre Gruppe vor beziehungsweise richten Sie einen virtuellen Klassenraum bei lo-net ein. Erste Stunde Bilder sich küssender homosexueller Paare dienen als Impuls zum Einstieg in das Thema. Die Lernenden sammeln in Stillarbeit Fragen zur Homosexualität, schicken diese per E-Mail an geeignete Schwulen-(Lesben-)Foren und Schwulen-(Lesben-)Referate und recherchieren im Netz. Zweite Stunde und Resümee Ergebnissicherung und Diskussion. Die Lernenden lernen abseits der Medienklischees die homosexuelle Wirklichkeit unverkrampft und authentisch kennen und machen sich ein objektives Bild. Die Lernenden sollen eigene Erfahrungen in der virtuellen Begegnung mit homosexuellen Jugendlichen sammeln. Vorurteile gegenüber Homosexuellen überprüfen und abbauen. Die Vorbereitung der Unterrichtseinheit ist nicht unaufwändig. In der Stunde - und dort insbesondere in der Phase der Internetrecherche - sollen die Lernenden über Internetforen eigene Fragen zum Thema Homosexualität an schwule oder lesbische Jugendliche stellen. Es ist wichtig, bereits im Vorfeld Kontakt mit den entsprechenden Foren aufzunehmen. Die Redaktion der jeweiligen Website kann dadurch ihre User auf die geplante Aktion vorbereiten und die Durchführung der Unterrichtseinheit ankündigen. Im Rahmen dieser Unterrichtseinheit wurde auch mit dem Schwulenreferat des AStA der Universität Bonn im Vorfeld Kontakt aufgenommen, damit die Mitarbeiter des Referats von der Aktion wussten und auch sie innerhalb eines abgesprochenen Zeitraums auf die Fragen der Lernenden antworten konnten. Während der Stunde ist Anonymität wichtig. Die Lernenden sollen alleine und in Stillarbeit Fragen zum Thema Homosexualität sammeln und in ihr Heft schreiben. Im weiteren Verlauf der Stunde haben sie dann die Möglichkeit, diese Frage zu posten oder an das Schwulen-(Lesben-)Referat eines AStA zu schicken. Die Lernenden müssen dafür von der Lehrkraft einen Account gestellt bekommen. Zu diesem Zweck empfiehlt sich die Einrichtung eines virtuellen Klassenraums bei lo-net, dem Lehrer-Online-Netzwerk. Dort erhalten alle Mitglieder eines virtuellen Klassenraums eine eigene E-Mail-Adresse. Impulsphase Der Unterricht beginnt mit einem Impuls: An die Wand werden via Beamer oder Overhead-Projektor zwei Bilder von sich küssenden Jungen und/oder Mädchen projiziert. Als Vertreter des lesbischen Paares eignet sich zum Beispiel das russische Duo t.A.T.u. Die beiden Mädchen haben 2003 mit "All the things she said" einen großen Hit gelandet. In dem Video zu dem Song küssen sie sich und auch im Rahmen des diesjährigen Eurovision Song Contest sorgten sie für Wirbel. Somit ist auch ein aktueller Bezug zu dem Thema hergestellt. Webseiten mit entsprechenden Bildern für die Präsentation per Beamer sind zum Beispiel diese: t.A.T.u Wikipedia-Artikel über das russische Pop-Duo t.A.T.u. Nachdem die Bilder gezeigt wurden, sollte die Lehrkraft zunächst einmal gar nichts sagen. Aus der Klasse kommen erfahrungsgemäß sofort Reaktionen. Diese Reaktionen sollten Sie wahrnehmen, da sie doch einen optimalen Einstieg bieten. Als solcher eignet sich aber auch die Frage "Was seht ihr?" oder "Was empfindet ihr, wenn ihr euch diese Bilder anseht?". Während dieser Phase meinte ein Schüler bezogen auf ein Bild von t.A.T.u.: "Die beiden sind ja gar nicht lesbisch". Daran ließ sich sogleich die Frage anknüpfen: "Woher weißt du das?" oder "Warum küssen sie sich dann? Ist denn lesbisch sein cooler?". Fragen sammeln Die Impulsphase (Bilder von sich küssenden Jungen beziehungsweise Mädchen) sollte etwa fünf Minuten dauern. Im Idealfall wird bereits während dieser Impulsphase eine Frage gestellt. In einem Fall meldete sich ein Schüler und fragte: "Kann man durch Analsex AIDS bekommen?". Solche und andere Fragen stehen im Mittelpunkt der Unterrichtseinheit. Die Lernenden sollen nun nämlich die Möglichkeit haben, sich derartige Fragen zu überlegen und sie zu sammeln. In dieser Phase der Unterrichtsstunde sollen sie in Stillarbeit ihre Fragen in ihr Heft schreiben. Als Arbeitsauftrag ist zum Beispiel zu empfehlen: "Stellt Euch vor, einer der beiden Jungs (von dem gezeigtem Foto) würde gleich zu uns kommen, oder Yulia von t.A.T.u. wäre gleich bei uns zu Gast. Was würdet ihr von ihnen wissen wollen? Was wisst ihr über Homosexualität und vor allem: Was wollt ihr wissen?". Die Lernenden sollten etwa fünf Fragen aufschreiben (fünf Minuten Stillarbeit). Internetrecherche Nach der Stillarbeit haben die Schülerinnen und Schüler etwa 25 bis 30 Minuten Zeit online zu gehen und ihre zuvor formulierten Fragen zum Beispiel an ein Schwulen-(Lesben-)Referat zu stellen. Wichtig ist, dass die Lernenden dabei relativ unbeobachtet agieren können. Wer sich auf den Seiten ungestört umsehen will, muss dazu Gelegenheit haben. Die genannten Webseiten sind unbedenklich. Gleichwohl muss auf das Problem hingewiesen werden, dass man unter Umständen durch Tippfehler auf Seiten mit pornografischem Inhalt gelangen könnte. Ein Inhaltsfilter seitens der Schule kann das Problem jedoch lösen. In der Praxis hat sich diese Befürchtung als unbegründet erwiesen: Die Lernenden waren ausschließlich auf den vorgegebenen Seiten und das mit erstaunlichem Eifer und großem Interesse. Die Internetrecherche beendet die erste Stunde. Impulsphase und Stillarbeit der ersten Stunde können direkt im Computerraum durchgeführt werden (sofern dort ein Beamer oder ein Overheadprojektor für den Bildimpuls zur Verfügung stehen). In meinem Unterricht hat es sich aber bewährt, diesen Teil der Stunde im Klassenraum abzuhalten und dann erst in den Computerraum zu wechseln, da die damit verbundene Bewegung als auflockernde Aktivität wirkte. Sicherung der Antworten Die zweite Stunde beginnt direkt im Computerraum der Schule. Nur kurz soll der Arbeitsauftrag erteilt werden, die Antworten auf die E-Mails und die Forumsbeiträge zu lesen. Die Erfahrung zeigt, dass auch diese Phase der Freiarbeit erstaunlich diszipliniert abläuft. Die Lernenden sind mit großem Interesse beschäftigt und lesen die Antworten der braveboy.de-User. Nur vereinzelt ist Gelächter oder Kichern zu hören. Hilfreich ist der Hinweis, die Antworten auf die Fragen stichwortartig festzuhalten. Zudem ist es empfehlenswert, dass die Lehrkraft am Vorabend bereits erste Forumsbeiträge ausgedruckt und diese während der anschließenden Diskussion verteilt. Nach etwa 25 Minuten sollte der Raum gewechselt und die verbleibende Viertelstunde im Klassenraum diskutiert werden. Haben die Lernenden jetzt nämlich zusätzlich zu ihren eigenen Notizen identische Auszüge des Forums in Form von Kopien vor sich liegen, ist eine bessere Beteiligung aller zu erwarten. Wichtig ist zu betonen, dass alle Forumsbeiträge, also alle Fragen der Lernenden, vom Webmaster der Seite anonym gepostet werden (Absprache!). Es ist somit nicht erkennbar, wer welche Fragen gestellt hat. Diskussion Im zweiten Teil der Stunde soll relativ frei diskutiert werden. Über welche Themen und Fragen speziell gesprochen wird, ist den Lernenden überlassen. Die Lehrkraft kann hier vielleicht allgemein fragen, welche Antworten erhalten wurden. Erfahrungsgemäß wird es einige Schüler geben, die aufzeigen und ihre Fragen und Antworten präsentieren möchten. Ist dies nicht der Fall, sollte die Lehrkraft niemanden zur Beteiligung an der Diskussionsrunde zwingen. In diesem Fall ist zu empfehlen, die Antworten des Forums vorlesen zu lassen. Anschließend kann man die Lernenden auffordern, das Geschriebene zu kommentieren. Aber auch hier zeigt sich, dass die Lernenden sich rege an der Diskussion beteiligen. Das genutzte Forum sollte stets als "Antworten-Geber" benutzt werden: Werden Fragen in den Raum gestellt, empfiehlt es sich als Lehrkraft auf das Forum zu verweisen ("Ja, o.k. Was sagen denn die User zu dieser Frage?"). So wahrt man die Neutralität, denn die Lehrkraft sollte meines Erachtens jegliche Bewertung von Homosexualität unterlassen. Fallen diskriminierende Äußerungen, so werden diese aller Voraussicht nach optimal von den Usern des Forums selber aufgefangen. Ein Schüler nannte die User zum Beispiel "Schwuchteln" und erhielt daraufhin eine klare Antwort. Es wirkt meines Erachtens viel mehr, wenn die User des Forums auf derartige Äußerungen reagieren, als wenn die Lehrkraft das tut. Authentizität Die Stärke dieser Unterrichtseinheit ist ihre Authentizität. Die Tatsache, dass in etwa gleichaltrige homosexuelle Jugendliche die Fragen der Lernenden beantworten, ermöglicht eine Begegnung auf gleicher Augenhöhe. Es ist eben kein Lehrer, der dozentenhaft Toleranz predigt, sondern ein 16-jähriger Jugendlicher, der den Schülern Fragen wie etwa "War dein Coming-Out schwierig?" oder "Was haben deine Eltern gesagt?" beantwortet. Diese Stärke des Entwurfs sollte die Lehrkraft nicht dadurch untergraben, dass sie selber Bewertungen anstellt. Unter diesen Voraussetzungen bietet diese Unterrichtseinheit eine Möglichkeit, unverkrampft und authentisch über das Thema Homosexualität zu sprechen. Dann können die Lernenden abseits des Medienklischees von Schwulen und Lesben die homosexuelle Wirklichkeit kennen lernen und sich ein etwas vielseitigeres und objektives Bild machen. Anonymität Es sollten alle Fragen gestellt werden dürfen. Die Lehrkraft sollte diese Offenheit in der Fragestellung gewährleisten - beispielsweise durch die Herstellung von Anonymität. Möchten Lernende in einer E-Mail intime Fragen stellen, so sollte die Lehrkraft diese Fragen erstens nicht kennen oder gar die Schülerin oder den Schüler dazu drängen, die Frage dem Klassenverband zu präsentieren. Aus diesem Grund ist es auch wichtig, dass die Lernenden während der Auswertungsrunde nicht gezwungen werden, die Antworten, die sie bekommen haben, vorzutragen.

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