2 Didaktische Schwerpunkte

Modelle im Biologieunterricht der gymnasialen Oberstufe sind laut Lehrplan definiert als eine „Einengung und Simulation der Realität zum Zwecke der Veranschaulichung und Erkenntnisgewinnung“. Die Beurteilung der Aussagekraft von biologischen Modellvorstellungen durch Abgrenzungen zwischen Modell und Wirklichkeit trage zur Schulung der Reflexions- und Urteilsfähigkeit der SuS bei. ¹ Auch seien in der gymnasialen Oberstufe offenere Unterrichtsformen wie z.B. Gruppenarbeit verstärkt vorgesehen, da so u.a. eine Selbststeuerung des Lernprozesses durch die Lernenden statt eine Steuerung durch die Lehrperson ermöglicht werde. Vor allem übten die SuS auf diese Weise zur Vorbereitung der allgemeinen Studierfähigkeit planende Arbeitsverfahren und studienspezifische Arbeitstechniken ein. 2

Ein Schwerpunkt dieser Stunde ist vor dem Hintergrund der Anforderungen im Lehrplan, daß die SuS in arbeitsgleicher Gruppenarbeit ein Modell zur Anordnung von Lipiden in wäßrigem Milieu mit Hilfe der zur heutigen Stunde anzufertigenden Drahtmodelle erstellen sollen. Da vor allem in diesem Kurs die chemischen Grundkenntnisse sehr unterschiedlich sind, was Quantität aber auch Qualität derselben angeht, habe ich mich zur Gruppenarbeit entschieden. So habe ich beispielsweise bei der Einteilung der Gruppen darauf geachtet, daß zumindest immer ein Schüler mit guten Chemiekenntnissen in einer Gruppe ist. Auch können im Rahmen einer Gruppenarbeit zu Beginn entstandene (Verständnis-) Fragen untereinander geklärt und Vorstellungen des Einzelnen aufgegriffen bzw. korrigiert werden, um dann konkret in die Arbeitsphase, d.h. die Erstellung eines geeigneten und schlüssigen Modells überzuwechseln. Auf diese Weise können die SuS ihren Lernprozeß selber steuern und kontrollieren, indem sie selbständig Arbeitstechniken und Vorgehensweisen entwickeln. Außerdem erschien es mir sinnvoll, die Gruppenarbeit als arbeitsgleich anzusetzen, da auf diese Weise bei der anschließenden Präsentation alle Gruppen ihre Ergebnisse untereinander auf Vor- und Nachteile bzw. auf deren sachliche und funktionale Richtigkeit überprüfen sollen. Auch können die SuS so ihre Ergebnisse mit einer größeren Anzahl anderer Ergebnisse vergleichen und eventuell korrigieren bzw. um fehlende Details erweitern. Das Modell, welches sich in der Diskussion der Schüler untereinander als schlüssig und sachlich korrekt herausstellt, wird zeichnerisch an der Tafel festgehalten.

¹ vgl. Sekundarstufe II Gymnasium/ Gesamtschule, Richtlinien und Lehrpläne. 1.Auflage. Ritterbach Verlag. 1999. S. 63

² vgl. Sekundarstufe II Gymnasium/ Gesamtschule, Richtlinien und Lehrpläne. 1.Auflage. Ritterbach Verlag. 1999. S. 65

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Als vorteilhaft bei der Planung der Unterrichtsstunde hat sich erwiesen, daß ein Teil der SuS des Kurses in den Jahrgangsstufen 9 und 10 im Differenzierungsbereich als Fach „Biologie/ Chemie“ belegt hat und in den beiden Schuljahren an vielen Beispielen aus der Biologie bzw. Chemie modellhaft und schülerorientiert gearbeitet hat (z.B. haben sie exemplarisch die Methode „Lernen durch Lehren“ kennengelernt und auch praktisch durchgeführt), so daß sich vor allem bei diesen SuS die Aufgabenstellung und die daraus resultierende selbständige Arbeitsweise als nicht problematisch herausstellen wird.

Die Hausaufgabe zur nächsten Stunde knüpft an die Ergebnisse dieser Stunde an, indem die SuS ein Arbeitsblatt zu den historischen Versuchen von GORTER und GRENDEL mit roten Blutkörperchen aus dem Jahre 1925 erhalten. Hier sollen die SuS die beschriebenen Versuchsergebnisse mit dem Ergebnis dieser Stunde in Zusammenhang bringen und im Hinblick auf den Aufbau von Biomembranen deuten.

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3 Lernziele

Grobziel: Die SuS sollen in arbeitsgleicher Gruppenarbeit ein Modell zur Anordnung von Lipiden in wäßrigem Milieu am Beispiel des Lecithins entwickeln und im Hinblick auf den molekularen Aufbau von Biomembranen deuten.

Feinziele: Die SuS sollen:

während der Erarbeitungsphase in Gruppen eigene Ideen und Vorstellungen zur ^- Verwirklichungdes Modells in die Diskussion einbringen und durch die Beiträge anderer Gruppenmitglieder diese modifizieren, korrigieren oder auch ausbauen können gemeinsam in der Gruppe ein schlüssiges Modell zur Anordnung von Lipiden in ^- wäßrigemMilieu entwickeln können, indem sie während des Erarbeitungsprozesses ihr Modell immer wieder mit eigenen Vorstellungen vergleichen, um so Korrekturen bzw. Modifikationen vornehmen zu können

ihr Ergebnis der Gruppenarbeit im Plenum anschaulich präsentieren und erläutern ^- können

[die Ergebnisse der heutigen Stunde mit den Versuchsergebnissen von GORTER und ^- GRENDEL inZusammenhang und im Hinblick auf den molekularen Aufbau von Biomembranen deuten können] 3

³ Ziel der Hausaufgabe

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4 Intendierter Stundenverlauf

Arbeitsaufträge:

1. Stellt das Verhalten der Lecithinmoleküle an der Wasseroberfläche mit Hilfe der gebastelten Drahtmodelle dar.

2. Überlegt in einem weiteren Schritt, wie sich die Lecithinmoleküle unter Wasser verhalten, z.B. nach kräftigem Schütteln der Versuchspetrischale, und entwickelt wieder eine Darstellung mit Hilfe der Drahtmodelle.

3. Welche Anordnung ergibt sich, wenn die Konzentration der Lecithinmoleküle erhöht und anschließend wieder geschüttelt wird?

Arbeitsaufträge:

4. Stellt das Verhalten der Lecithinmoleküle an der Wasseroberfläche mit Hilfe der gebastelten Drahtmodelle dar.

5. Überlegt in einem weiteren Schritt, wie sich die Lecithinmoleküle unter Wasser verhalten, z.B. nach kräftigem Schütteln der Versuchspetrischale, und entwickelt wieder eine Darstellung mit Hilfe der Drahtmodelle.

6. Welche Anordnung ergibt sich, wenn die Konzentration der Lecithinmoleküle erhöht und anschließend wieder geschüttelt wird?

Gorter und Grendel lösten mit Hilfe von Aceton aus einer bestimmten Anzahl von roten Blutkörperchen die Membranlipide heraus und übertrugen diese auf eine Wasseroberfläche. Dort bildete sich ein monomolekularer Film, dessen Fläche die beiden Wissenschaftler genau bestimmten. Sie war doppelt so groß wie die errechnete Gesamtoberfläche der verwendeten roten Blutkörperchen.

Arbeitsaufträge:

1. Welches grundlegende Bauprinzip der Biomembranen wird durch diesen Versuch bewiesen?

2. Erläutert, warum dieser Versuch nur mit roten Blutkörperchen möglich ist.

Gorter und Grendel lösten mit Hilfe von Aceton aus einer bestimmten Anzahl von roten Blutkörperchen die Membranlipide heraus und übertrugen diese auf eine Wasseroberfläche. Dort bildete sich ein monomolekularer Film, dessen Fläche die beiden Wissenschaftler genau bestimmten. Sie war doppelt so groß wie die errechnete Gesamtoberfläche der verwendeten roten Blutkörperchen.

Arbeitsaufträge:

1. Welches grundlegende Bauprinzip der Biomembranen wird durch diesen Versuch bewiesen?

2. Erläutert, warum dieser Versuch nur mit roten Blutkörperchen möglich ist.