weshalb dies erneut aufzugreifen ist. Die Raumbeispiele Aralsee und Kalifornien offenbarten den Schülern weitere Erkenntnisse über das Zusammenwirken von anthropogenen Verhaltensweisen und naturgeographischen Folgen.

Die Einordnung des Niedersächsischen Wattenmeers, im Rahmen einer vorentlastenden Hausaufgabe, bildet 5 die räumliche Grundlage der Examensstunde.

Am Ende der Unterrichtsreihe wird der Begriff des „ökologischen Fußabdrucks“ [H, S. 5] eingeführt. Durch die Berechung des eigenen Ressourcenverbrauchs soll den Schülern zusammenfassend die eigene Rolle und Verantwortung im Mensch-Umwelt-System bewusst werden.

10 3. Relevantes Eingangsverhalten Die Schüler

• können das Niedersächsische Wattenmeer geographisch einordnen.

• kennen Mensch-Umwelt-Interdependenzen durch nicht nachhaltige Ressourcennutzung anhand

der Raumbeispiele China, Aralsee und Kalifornien.

• können im Rahmen einer nachhaltigen Raumnutzung zwischen Vermeidungs- und 15

• sind mit fachspezifischer Materialauswertung vertraut, bedürfen jedoch noch der Übung und

Unterstützung beim vernetzenden Denken. 20

4. Didaktische Entscheidungen

Das niedersächsische Kerncurriculum im Fach Erdkunde schreibt im Kompetenzbereich Fachwissen die Behandlung „komplexe[r] Raum-Mensch-Beziehungen“ [C, S. 9] mit der Zielsetzung des raumverantwortlichen Handelns vor. In der Klassenstufe 9/10 sollen vor allem „Anforderungen an 25 nachhaltige Raumnutzungen im lokalen und globalen Kontext“ [ebd.] thematisiert werden. Ähnliche inhaltliche Ziele lassen sich im Fach Biologie finden. Der Mensch soll als „Teil und Gestalter der Natur“ [B, S. 70] begriffen werden. Somit liegt es nahe, fächerübergreifend zu unterrichten. Im Erdkundeunterricht sollen bei der Behandlung dieses Themenkomplexes speziell die Ursachen, Folgen und Handlungsmöglichkeiten des Raumes verdeutlicht werden [vgl. G, S. 124]. 30 Die Inhalte dieser Stunde bilden die Grundlage für weitere Erklärungsmuster von Raum-Mensch-Interdependenzen. Somit wird im Sinne eines kumulativen Lernens gehandelt. Dies lässt sich ebenfalls anhand des bisherigen Verlaufs der Unterrichtsreihe nachweisen.

Der Prozess der Eutrophierung wird exemplarisch am Raumbeispiel des Niedersächsischen Wattenmeers verdeutlicht, da das Einzugsgebiet der zusätzlichen Nährstoffe relativ hoch ist und es einen konkreten Bezug 35 zu der Lebenswelt der Schüler hat.

Der Prozess der Eutrophierung könnte alternativ am Raumbeispiel des Dümer Sees verdeutlicht werden. Aufgrund des höheren lebensweltlichen Bezugs zum Niedersächsischen Wattenmeer, wurde diese

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Alternative jedoch verworfen. Durch die Übertragbarkeit der Stundeninhalte auf schulnahe Gewässer (z.B. Drilandsee oder Quendorfer See), gewinnt der Lerngegenstand für die Schüler weitere Signifikanz. Grundsätzlich wird zwischen oligotrophen und eutrophen Gewässern unterschieden. Oligotrophe Gewässer besitzen einen geringen Nährstoffgehalt. Dieser begrenzt das pflanzliche Wachstum. Die Algenproduktion 5 wird durch Pflanzen fressendes Zooplankton (z.B. Wasserflöhe) reduziert. Das Zooplankton steht dem weiteren Nahrungsnetz zur Verfügung. Auf dem Weg des absterbenden Phytoplanktons zum Meeresgrund wird ein Teil der organischen Substanz remineralisiert und steht der weiteren Primärproduktion zur Verfügung. Nährstoffzufuhr und -verbrauch stehen in einem ausgewogenen Verhältnis. Somit lässt sich von einem natürlichen ökologischen Gleichgewicht reden. Der von den Lebewesen benötigte Sauerstoffgehalt ist 10 in jeder Wassertiefe ausreichend vorhanden. Der Kohlenstoffdioxidgehalt steigt mit zunehmender Wassertiefe an. Produktionsbegrenzend für das Algenwachstum sind die Nährstoffe, die nicht entsprechend dem Atommassenverhältnis der pflanzlichen Biomasse verfügbar sind [A, S. 134]. Dies sind vor allem Phosphate und Nitrate. Oligotrophe und eutrophe Gewässer unterscheiden sich hauptsächlich aufgrund ihrer Primärproduktion. Anthropogene Verhaltensweisen, wie die landwirtschaftliche Düngung (Nitrate) und der 15 Gebrauch von Wasch- und Spülmitteln (Phosphate), führen dazu, dass diese Nährstoffe über das Grund- und Oberflächenwasser in Flüsse (in diesem Raumbeispiel: Elbe, Weser und Ems) und schlussendlich in die Nordsee gelangen. Die Nitratemisson der Landwirtschaft (750.000 t/a) spielt aufgrund der hohen Beträge für das Raumbeispiel eine besondere Rolle. Die zusätzlichen Phosphate haben eine Größenordnung von 45.000 t/a [vgl. F, S. 66]. Diese Emissionen führen zu einer Erhöhung der Primärproduktion im Meer. Das 20 Zooplankton (insbesondere der Wasserfloh) kann die vermehrte Algenproduktion kaum verzehren. Daher sinkt das absterbende Phytoplankton größtenteils unmineralisiert zum Meeresgrund. Fäulnisprozesse brauchen den bodennahen Sauerstoff auf, welches mit einer Reduzierung des Fischbestandes verbunden ist. Dies wiederum hat negative Konsequenzen auf die Erträge der Fischereiwirtschaft. Das natürliche Gleichgewicht zwischen Primärproduktion und -verbrauch verlagert sich zu einer anthropologisch bedingten 25 Veränderung des Ökosystems. Ein Indikator für eutrophe Gewässer ist die sichtbare Bildung von Algenschaum. Durch starken Wellengang wird das im Wasser gelöste Eiweiß denaturiert und zu Schaum geschlagen, welcher durch den Wind an die Küste des Niedersächsischen Wattenmeers getragen wird. Die Präsentation des Phänomens von Algenschaum an der Küste des Niedersächsischen Wattenmeers bildet den Unterrichtseinstieg. Dadurch antizipiere ich für die Schüler einen motivationalen, interessensgeleiteten 30 und problemorientierten Zugang zu den Stundeninhalten. Die Arbeitsmaterialien der Erarbeitungsphase sind so strukturiert, dass im Sinne eines vernetzenden Denkens gearbeitet werden kann. Informationen über den Ursprung, die Größenverhältnisse sowie die Ausbreitungsweise der relevanten Nährstoffe, bilden den Ursachenkomplex der Genese von Algenschaum. Der Raumbezug zum Niedersächsischen Wattenmeer, der bereits in der Hausaufgabe bereits gefordert wurde, wird im Unterrichtsverlauf erneut aufgegriffen. Die 35 Analyse und Vernetzung dieser geographischen Materialien dient als Anknüpfungspunkt für die biologischen Auswirkungen auf das Nahrungsnetz des Niedersächsischen Wattenmeers. Die biologischen Grundlagen sind einem Kursbuch der Ökologie [A, S. 134-145] entnommen und didaktisch auf die relevanten Merkmale einer zehnten Klasse des gymnasialen Erdkundeunterrichts zugeschnitten worden. Die biologischen Fachtermini

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Phytoplankton und Zooplankton wurden vereinfachend in die allgemeingültigen Begriffe Algen und Wasserfloh unbenannt. Für den Stundeninhalt irrelevante Zusammenhänge (z.B. weitere Beziehungen im Nahrungsnetz) wurden didaktisch reduziert. Um eine allgemeingültige Nomenklatur der Nährstoffe im Materialverbund zu gewährleisten, wurden die Nährelemente Phosphor und Stickstoff zur den Nährstoffen 5 Phosphat und Nitrat umbenannt, ohne die biologische Richtigkeit zu verfälschen. Der Vergleich des oligotrophen mit dem eutrophen Zustand des Meers lässt auf anthropogene Einwirkungen schließen. Die unterschiedlichen Dicken der Wirkungspfeile in den Schaubildern und die dargestellten Größen der abgebildeten Lebewesen (M2 und M5 des Arbeitsblattes 2) verdeutlichen die Auswirkungen des zusätzlichen Nährstoffeintrags. Die Folgen für die sommerliche Gaskonzentration im Meer lassen sich entsprechend 10 vergleichen. Der Text M3 des Arbeitsblatts 2 gibt den Schülern Informationen über die Prozesse des oligotrophen Zustands im Meer. Der Prozess Eutrophierung kann so selbstständig hergeleitet werden. Unbekannte Fachbegriffe werden durch ein Glossar erklärt und stehen den Schülern somit für kommende Unterrichtsinhalte zur Verfügung.

Durch die Diskussion von Lösungsvorschlägen zum Problem der Eutrophierung soll die Stundenfrage 15 kontrovers beantwortet werden [vgl. C, S. 18]. Der gänzliche Verzicht auf Nährstoffemissionen könnte zwar zu einer Lösung des Problems führen, jedoch ist die Umsetzung kaum zu realisieren. Vielmehr stehen die Reduktion der Nährstoffemissionen und die Suche nach Alternativen im umsetzbaren Fokus. Die Diskussionsergebnisse werden in Form eines abschließenden Fazits gesichert. Somit steht die Förderung der aktiven Raumverhaltenskompetenz im Zentrum der Vertiefungsphase. Die Hausaufgabe dieser Stunde dient 20 der Vertiefung der Ergebniszusammenhänge mittels der Anfertigung eines eigenständigen Zeitungsartikels.

5. Stundenziel

Die Schülerinnen und Schüler entwickeln und bewerten anthropogene Handlungsmöglichkeiten zur Lösung des Problems der Eutrophierung am Raumbeispiel des Niedersächsischen Wattenmeers. 25

6. Lernziele Die Schülerinnen und Schüler sollen

1. das Einstiegsfoto beschreiben und mögliche Ursachen der Algenschaumbildung im Niedersächsischen Wattenmeer formulieren. 30 2. den Ursachen- und Folgekomplex der Eutrophierung des Niedersächsischen Wattenmeers erläutern, indem sie sagen, dass

2.1 der zusätzliche anthropogene Eintrag von Nährstoffen über das Grundwasser in die Flüsse (Elbe, Weser und Ems) und schlussendlich in das Niedersächsische Wattenmeer gelangt. 2.2 Düngemittel Nitrate und Waschmittel Phosphate enthalten, die für ein vermehrtes 35 Algenwachstum verantwortlich sind. 2.3 der Algenschaum durch Wellenschlag gebildet wird. 2.4 eine Erhöhung der Nährstoffzufuhr zu einer vermehrten Algenbildung führt.

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2.5 die Erhöhung des Algenwachstums zu einer Verringerung des Sauerstoffs in Meeresgrundnähe führt, welches mit negativen Konsequenzen auf die Nahrungskette und die Fischereiwirtschaft verbunden ist.

3. ihre Ergebnisse angemessen in Form einer Schülerpräsentation darstellen und sichern. 5 4. Vorschläge zur Lösung der entstehenden Probleme entwickeln, indem sie sich auf den Weg der Erkenntnisgewinnung beziehen und dabei zwischen Vermeidungs- und Anpassungsmaßnahmen unterscheiden.

5. zu der Realisierung der eigenen Lösungsvorschläge kontrovers Stellung nehmen. 6. ein Fazit formulieren, indem sie auf die Diskussionsergebnisse zurückgreifen. 10

7. Methodische Entscheidungen

Zur Verdeutlichung der naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen und des Wegs der Erkenntnisgewinnung ist die Stunde problemorientiert gestaltet und folgt dem forschend-entwickelnden Unterrichtsprinzip nach SCHMIDKUNZ-LINDEMANN [vgl. E]. 15 Die Lehrprobenstunde wird durch die Präsentation eines Fotos mittels des Tageslichtprojektors eröffnet, welches das Phänomen von Algenschaum an der Küste des Niedersächsischen Wattenmeers zeigt. Um den Spannungsbogen aufrecht zu erhalten und im Sinne des konstruktivistischen Lernens [vgl. D] zu handeln, wird der Titel des Fotos erst nach der vollständigen Bildbeschreibung offen gelegt. Ich antizipiere eine Problemfrage, die sich auf die Ursachen und Folgen der Algenschaumbildung im Niedersächsischen 20 Wattenmeer und bezieht, da die Schüler die zielgerichtete Entwicklung von geographischen Fragestellungen aus dem Vorunterricht kennen. Zugunsten eines fortschreitenden Lernfortschrittes dient die vorentlastende Hausaufgabe, vor allem dem räumlichen Bezug zum Phänomen. Die Problemfrage wird durch mich an der Tafel festgehalten.

Die Hypothesenbildungsphase wird eingeleitet, indem ich Hypothesen an die linke Tafelseite schreibe. Zur 25 Verifizierung bzw. Falsifizierung der durch die Schüler geäußerten Hypothesen werden die Schüler weiterführendes Material in Form von geographischen Arbeitsmaterialien fordern. Die Erarbeitungsphase, die sich auf den Ursachen- und Folgekomplex der Eutrophierung des Niedersächsischen Wattenmeers bezieht, wird aufgrund der Komplexität des Inhalts in Form von zwei thematischen Gruppen vorgenommen. Innerhalb der thematischen Gruppe werden die Inhalte in Partnerarbeit 30 erarbeitet. Diese Sozialform ermöglicht den Schülern den direkten Austausch mit ihren Mitschülern und fördert die fachliche Kommunikation. Aufkommenden Schwierigkeiten einzelner Schüler bei der Bearbeitung der Materialien kann somit entgegengewirkt werden. Im Gegensatz zur Erarbeitung im Plenum erhoffe ich mir durch die Partnerarbeit eine Aktivierung der passiven Schüler. Allen Schülern wird ein stundenspezifisches Glossar gereicht, das das bisherige Glossar der Unterrichtsreihe ergänzt. 35 Die erste Gruppe erarbeitet den Nährstoffursprung, die Ausbreitungsweise und die Ursachen der Algenschaumbildung. Die zweite Gruppe erarbeitet die biologischen Auswirkungen des zusätzlichen Nährstoffeintrags auf das Nahrungsnetz im Meer. Die Aufgabenstellungen sind so formuliert, dass die Schüler eigene Darstellungsformen für die Ergebnispräsentation vornehmen können. Aufgrund der methodischen Arbeitsweisen im Vorunterricht antizipiere ich die Ergebnisse in Form eines Wirkungsgefüges

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