Portfolio Praxissemester Gymnasium Biologie Klasse 10

Inhaltsverzeichnis

I. Praxissemester

1. Schulische Rahmenbedingungen

2. Angaben zur Lerngruppe

3. Sachanalyse

4. Struktur aller gehaltenen Stunden

5. Stundenplanung
5.1. Methodische und didaktische (Vor-) Überlegungen
5.2. Einbettung der Stunde in die Unterrichtsreihe
5.3. Einschätzung des durchschnittlichen Wissens- und Kompetenzniveaus der Lerngruppe
5.4. Tabellarischer Unterrichtsverlaufsplan
5.5. Arbeitsmaterialien
5.5.1. Forschungskarten
5.5.2. Arbeitsblatt
5.5.3. Modellsatz 1
5.5.4. Modellsatz 2
5.5.5. Modellsatz 3
5.5.6. Hilfekarte Modellsatz 1
5.5.7. Hilfekarte Modellsatz 2
5.5.8. Hilfekarte Modellsatz 3
5.6. Reflexion

6. Literaturverzeichnis

7.1. Praktikumsplan, Auflistung der Hospitationsstunden, Hospitationsbögen und Teilnahmebestätigung der Schule

II. Nachbereitung
1. Gesamtreflexion des eigenen Unterrichts
2. Literaturverzeichnis

Anmerkung der Redaktion: Der Name der Schule und die Links zur Schulhomepage wurden aus datenschutzrechtlichen Gründen entfernt.

I. Praxissemester

1. Schulische Rahmenbedingungen

Die Schule wurde 1907 als Realgymnasium gegründete. Sie befindet sich in einer überwiegend vom Verkehrslärm geschützten Lage und umfasst mehrere Gebäudekomplexe.

Das -SCHULE-weist in seinem Schulprofil einige Besonderheiten auf. So existieren schon ab Jahrgangsstufe 5 beginnende Züge. Diese bilden die sogenannten Schnellernerklassen, in welchen der Unterrichtsstoff bis zur achten Klasse schneller behandelt und die dadurch gewonnene Zeit in Enrichment-Kursen investiert wird. Diese bilden einen Teil der Begabtenförderung und können von den Schüler*innen selbst interessengeleitet gewählt werden. Einen weiteren Anteil an der schüler*innenzentrierten Interessen- und Begabtenförderung besteht in der fakultativen Wahl eines dritten Leistungskurses in der Oberstufe. Zusätzlich unterstützen noch zahlreiche Arbeitsgemeinschaften von verschiedenen Chor- und Band-AGs über die Schülerzeitung bis zur Geflüchteten- oder LGBTQ+ -AG einen selbstgesteuerten und eigenverantwortlichen Bildungsweg. Für das Fach Biologie hervorzuheben sind hier einerseits die AG „Holz und Wasser“, welche wissenschaftliche Arbeitsweisen wie das Experimentieren fördert sowie die Möglichkeit sich als Schüler*in in der Jugend-forscht-AG zu engagieren. Eine letzte Besonderheit besteht in dem Stundenplan der Schule. So ist es das erste Gymnasium Berlins, welches sich vom 45-Minutentakt abwendete und stattdessen ein alternatives, dynamischeres Unterrichtsmodell einführte. So beginnt der Schultag flexibel um 7:45 mit einem 30-minütigen Zeitfenster und setzt sich dann um 8:15 oder 8:30 mit Stundenlängen von 50, 55, 60 oder 75 Minuten fort. Begründet wird dieses Abweichen durch neuste Ergebnisse der Lernforschung und Didaktiken, nach denen 45-minütige Stunden ganzheitliche Lernprozesse zu früh abbricht.

Das Hauptgebäude beherbergt alle wichtigen Anlaufstellen wie das Sekretariat, den Hausmeisterraum, das große Lehrer*innenzimmer, die Aula sowie die Fachräume der Naturwissenschaften. Auf dem gleichen Grundstück befindet sich zusätzlich die „Villa“, in welcher aufgrund ihrer geringen Raumgrößen nur gesellschaftswissenschaftliche Kurse der Sekundarstufe II unterrichtet werden. Um zur Turnhalle und zum D-Gebäude der Schule zu gelangen muss eine Straße überquert werden. Dieses Gebäude wurde aus roten Containern errichtet. Es werden hier vor allem die Klassen 8 bis 12 unterrichtet. In einem dem Schulhof abgewendeten Raum dieses Gebäudes wurde der hier behandelte Biologieunterricht gehalten. Dies ist insofern von Wichtigkeit, da sich hier dem Problem des Erhitzens der Räume durch Sonneneinfall durch die großen Fenster sowie der nahezu permanenten Beschallung durch die anliegende Grundschule und dem eigenen Schulhof entzogen werden kann. Ein Nachteil jedoch besteht dahin, dass der Raum kein Fachraum ist. Somit müssen für Stunden, welche diese Voraussetzung benötigen, unter Umständen Arrangements bezüglich des Tauschs mit anderen Fachlehrer*innen getroffen werden. Weiterhin existieren die Materialsammlungen und Vorbereitungsräume allein im Hauptgebäude, was eine vorausschauende Planung bezüglich Materialien und Platznutzung nötig macht. Abseits dieser Probleme ist der Unterrichtsraum jedoch mit einem gut funktionierenden Smartboard ausgestattet, welches die Anwendung vielseitiger medialer Methoden ermöglicht. Weiterhin sind oftmals nicht alle Tische des Raumes besetzt, sodass diese beispielsweise als Lerntheke genutzt werden können.

Die Ausstattung der Schule für den Biologieunterricht ist zwar ausreichend, jedoch nicht zuvorkommend. So existieren zwar moderne Lichtmikroskope, aber nur sehr alte Präparate, Präparierbesteck und nur bedingt Modelle oder Bausätze. Auch kooperativ hergestellte Arbeitsmaterialien sind nicht vorhanden, da im Fachbereich größtenteils keine große Bereitschaft zur Kooperation bezüglich Team-Teaching und didaktischer Evaluation des eigenen Unterrichts herrscht. Als Lehrbuch für den Biologieunterricht wurde das 2017 aufgelegte Biosphäre Berlin/Brandenburg 9/10 von Cornelsen von den Schüler*innen erworben. Je nach Lehrkraft kann eine sehr seltene bis nahezu stündliche Verwendung des Lehrbuchs verzeichnet werden.

2. Angaben zur Lerngruppe

Die Stunde wurde für eine zehnte Klasse des Gymnasiums konzipiert. Die zu unterrichtende Klasse ist die 10.3. Somit gehört sie zu den Schnelllernklassen, welche durch Enrichment und Acceleration speziell begabungsfokussiert gefördert werden. Zur Förderung der Klasse soll somit weiterhin ein gehobenes fachliches Niveau angestrebt werden. Die Klasse 10.3 ist eine durchschnittlich große Klasse mit 28 Schüler*innen. Gleich zu Beginn des Praxissemesters verlies jedoch eine Schülerin gesundheitsbedingt die Klasse. Eine einsetzende Beeinträchtigung des Unterrichtsgeschehens durch mögliche Betroffenheit der Schulkamerad*innen war jedoch nicht festzustellen. Die Klasse setzt sich aus 11 Jungen und 17 Mädchen zusammen.

Grundsätzlich stammt der überwiegende Teil der Schüler*innen aus der sozialen Mittel- und Oberschicht und wird von der Lehrkraft in ihrer zweiten vollständig geplanten und durchgeführten Stunde unterrichtet. Ein diagnostizierter Förderbedarf liegt bei keiner*m der Schüler*innen vor, jedoch besucht die Klasse eine Schülerin mit Deutsch als Fremdsprache. Diese erarbeitet sich zwar in Absprache mit der Schule die Materialien mithilfe eines Smartphone-Übersetzungstools selbst, eine weitere nötige Sprachförderung liegt in diesem Zusammenhang jedoch nicht vor. Es wird allerdings erwartet, dass die Schüler*in zum nächsten Jahr auf eine Schule wechselt, welche diesen speziellen Anforderungen gerecht eher werden kann/will. Ein weiterer Schüler zeigt immer wieder verschiedene Anzeichen von ADHS und reagiert teils emotional sehr impulsiv auf Situationen, in welchen seinem Willen nicht gefolgt wird. Dennoch reflektiert er sein Verhalten und ist sich über die Irrationalität seiner emotionalen Ausbrüche bewusst. Ein anderer Schüler zeigt besonders hohe Leistungsbereitschaft und arbeitet teilweise schon den Stoff der Unterrichtsstunde mit Hilfe seines Lehrbuchs vor. Somit muss bei Stunden, welche darauf setzen, dass das fundierte Vorwissen noch nicht auf einem hohen Niveau vorhanden ist, darauf geachtet werden, dass die Problematisierung des Stoffes durch seine Beiträge vorzeitig beeinträchtigt wird.

Die Schüler*innen sind größtenteils in der Lage sowohl in Einzel- als auch in Partner*innen- oder Gruppenarbeit konzentriert ihre Aufgaben mit hoher Leistungsbereitschaft und Konzentration zu bearbeiten. Dies wird gestützt durch den Fakt, dass die betroffene Stunde die erste des Tages ist. Erfahrungsgemäß leiden die Schüler*innen nämlich nicht unter erhöhter morgendlicher Müdigkeit. Im Vergleich zu den anderen Schnellernerklassen verzeichnet die 10.3 im Durchschnitt jedoch etwas niedrigere Leistungen. Es besteht eine erfreuliche Mitarbeit, wobei jedoch vereinzelte Schüler*innen erst bei Aufforderungen die Motivation zeigen, ihre Gedanken zu teilen. Störungen des Unterrichts konnten kaum verzeichnet werden. Allenthalben traten diese auf, falls einzelne Schüler*innen ihre Arbeitsaufträge bereits bearbeitet hatten und keine Leistungsdifferenzierung vorhanden war um ihre Lernzeit effektiv zu nutzen.

Zwischen vereinzelten Schüler*innen besteht ein angespanntes Verhältnis, worauf bei Gruppenarbeiten Rücksicht genommen werden sollte. Diese Spannungen werden jedoch offen und produktiv kommuniziert. Zwischen der Lehrkraft und den Lernenden besteht ein entspanntes aber respektvolles Verhältnis.

Die Schüler*innen haben zwar zuvor schon teilweise im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung gearbeitet, jedoch noch keine Modellkritik vorgenommen. Weiterhin wurden schon Hypothesen erarbeitet und aufgestellt, allerdings nicht von einem Modell abgeleitet. Die Schüler*innen haben 2 Wochen vor der durchzuführenden Unterrichtseinheit ein dreistündiges Modellierungsprojekt zur Mitose vorgenommen, welches sich aber allein auf den Informationscharakter von Modellen bezog. In den Augen der Schüler*innen besteht die Funktion von Modellen also lediglich in der Überlieferung von Fachwissen. Generell jedoch war der vorherige Unterricht nie der reinen Kompetenz Erkenntnisgewinnung unterstellt, sondern trug immer zum größeren Teil zum Fachwissen bei. Somit ist das Verständnis der Schüler*innen bezüglich Biologie bzw. des Biologieunterrichts grundsätzlich auf ^{1 2} das Fachwissen bezogen und von diesem weitreichend geprägt.

3. Sachanalyse

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

4. Struktur aller gehaltenen Stunden

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

5. Stundenplanung

5.1. Methodische und didaktische (Vor-) Überlegungen

Die schrittweise Entdeckung der Struktur der DNA, ihre Darstellung in Form eines Modells und letztendlich das Verständnis des genetischen Codes bildeten einen Meilenstein in der biologischen Forschung. Während die Folgen in Bereichen wie dem Gesundheitswesen oder der Lebensmittelindustrie vielen Menschen nur implizit bewusst sind, tritt die DNA einerseits innerhalb der Kriminalistik, aber nun auch, gefördert durch immer billigere und schnellere Sequenzierungsverfahren, im persönlichen Umfeld der Menschen auf. So werben Konzerne mit Abstammungsbestimmungen, Analyse medizinischer Prädispositionen und Bereitstellung persönlicher genetischer Fun-Facts (Supertaster etc.) durch Genanalysen. Auch in Hinblick auf grundlegende physiologische Prozesse und Evolution aller Lebewesen, wie z.B. Mutationen und Proteinbiosynthese, scheint es obligatorisch, die Grundlage, also die DNA und genauer den in ihr enthaltenen genetischen Code, zu behandeln. Das gewählte Thema wird inhaltlich einerseits durch die Erwähnung im Berliner Rahmenlehrplan³, anderseits auch durch das schulinterne Curriculum⁴ legitimiert.

Abseits dieser fachlichen Ebene eignet sich die Entdeckung der DNA vor allem auch um in diesem Zusammenhang den wissenschaftstheoretischen Vorgang hinter diesem ausschlaggebenden wissenschaftlichen Erfolg zu beleuchten. Genauer kann hier exemplarisch die Rolle und Funktion von Modellen als Bestandteil der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung herausgestellt werden. Dabei wird sich erhofft, dass Modelle, abseits der Rolle als Informationsquelle, vielmehr als Kern wissenschaftlicher Theorienentwicklung vermittelt werden.⁵

Letztendlich begründen auch die Voraussetzungen der Schüler*innen die Legitimation des Stundenthemas. Der fachliche Anteil der Stunde benötigt höchstens ein gewisses biochemisches Grundverständis der Physiologie von molekularen Strukturen sowie gewisse Grundbegriffe der Genetik. Während die Grundbegriffe noch von der ursprünglichen Lehrkraft vor Anfang des Praktikums behandelt wurden, sorgt das auf organische Chemie ausgerichtete Curriculum des Chemieunterrichts für das Vorwissen bezüglich biochemischer Strukturen. Weiterhin kann davon ausgegangen werden, dass die Schüler*innen mit der DNA vor allem die Identifizierung von Individuen im Zuge des genetischen Fingerabdrucks verbunden wird und sich Personen somit durch die Einzigartigkeit ihrer DNA unterscheiden⁶, was sich als angebrachter Ausgangspunkt für die Stunde erweisen soll.

Auf Seiten der Vorerfahrungen bezüglich des Modelleinsatzes als Methode der Erkenntnisgewinnung beschränkt sich das Vorwissen der Schüler*innen größtenteils auf die Funktion der anschaulichen Informationsbereitstellung. So wurde erst zwei Wochen vorher eine dreistündige Mitosemodellreihe beendet, bei der jedoch allein ein Text in Modellform umgesetzt werden sollte, ohne jegliche weitere Reflexion der entstandenen Modelle vorzunehmen. Somit lag der Fokus dieser Stunden letztendlich mehr auf dem Kompetenzbereich des Fachwissens bzw. der Kommunikation als auf der Erkenntnisgewinnung. Weiterhin sind die Schüler*innen mit der Bildung von Hypothesen vertraut und sind fähig arbeitsteilig, diszipliniert und materialiengerecht in Gruppenprojekten zu arbeiten. Somit gliedert sich die durchzuführende Stunde sowohl fachlich als auch didaktisch/methodisch konsekutiv in die Vorerfahrungen und die Lebenswelt der Schüler*innen ein.

Eine didaktische Reduktion des Themas ist auf Grund der hohen chemisch-physiologischen als auch wissenschaftstheoretischen Komplexität unabdingbar. Innerhalb der Reduktion, ist die die Komplexität des fachlichen Teils orientiert an der Eignung bezüglich der Bereitstellung der nötigen Informationen für die Eigenschaften des zu fertigenden Modells. So wird der Aufbau der DNA anhand von Forschungskarten präsentiert. Diese enthalten nur wenige, aber grundlegende Forschungsergebnisse der an der Entdeckung der Struktur der DNA beteiligten Forscher*innen. Dennoch sind auch Informationen enthalten, welche nicht ausschlaggebend für eine erfolgreiche Modellierung sind, um einen gewissen Freiraum für Verkürzungen zu lassen. Auch das Material für den Modellbau wurde reduziert. So sind die Schüler*innen in ihrer Auswahl beschränkt und erhalten direkt die essentiellen Materialien, welche sie für den Modellbau benötigen.

Der Schwerpunkt der Stunde liegt darauf, die Schüler*innen zu befähigen, durch das Modellieren eines DNA-Abschnitts eine Hypothese zur Codierung der genetischen Information innerhalb der DNA abzuleiten. Dabei soll letztendlich das erstellte Modell im Zuge eines forschend-entdeckenden Lernens⁷, ausgehend von der bereits gestellten Frage nach der Verortung des genetischen Codes reflektiert werden.

Im Folgenden soll der Unterricht chronologisch methodisch und didaktisch abgehandelt werden.

Für den Einstieg wurde ein Video gewählt. Dieses zeigt Menschen aus verschiedenen Regionen, welche die Ergebnisse eines DNA-Tests, der ihnen ihre genetische Herkunft angibt, zurückerhalten. Die nachfolgende Zusammenfassung des Inhalts des Videos sichert zunächst die Ausgangslage und enthält möglicherweise auch schon die Frage anschließende Frage nach der Unterscheidung der Menschen in ihrer DNA. Daraus wird anschließend von der Lehrkraft die Stundenfrage: „Wo genau liegt der Code für unsere Erbinformationen innerhalb der DNA“, entwickelt. Dieser Einstieg rechtfertigt sich aufgrund seines Lebensweltbezugs. So werden Firmen, welche eine Analyse der DNA zu immer billigeren Preisen für Privatpersonen anbieten, immer populärer. So zeigt der Clip die Auswirkungen der Entschlüsselung des genetischen Codes auf die heutigen, privat nutzbaren Möglichkeiten. Sollten einzelne Schüler*innen schon von diesen Angeboten gehört haben, greift das Video diese auf, sollten sie das erste Mal damit konfrontiert werden, wird sich eine gewisse Faszination für die wissenschaftlichen Möglichkeiten und somit ein situationelles Interesse durch Gedanken um die Ergebnisse bei der eigenen Inanspruchnahme des Tests, erhofft. Weiterhin greift dies die verbreitete Schüler*innenvorstellung bezüglich der einzigartigen DNA als Identifizierungsmöglichkeit auf.⁸ Die Frage nach der Lokalisierung dieser Unterschiede innerhalb der DNA führt diese Vorstellung jedoch an ihre Grenzen. Somit besteht durch den Einstieg das Potential nach dem Modell der didaktischen Rekonstruktion die Schüler*innen von ihren subjektiven Vorstellungen zu wissenschaftlich anerkannten Konzepten zu führen.⁹ Der kognitive Konflikt besteht hier also eher in der Neuheit, zu erwartender Komplexität als in der Inkongruenz mit der Schüler*innenvorstellung.¹⁰ Die Lehrkraft notiert die, hinsichtlich der Stundenfrage von den Schüler*innen aufgestellten Vermutungen stichpunktartig an der Tafel, um diese am Ende der Stunde wieder aufgreifen zu können.

Um fließend vom Einstieg in die Erarbeitungsphase überzuleiten, wird anschließend durch die Lehrkraft der Bezug zur Entdeckung der Struktur der DNA und die Methoden der Wissenschaftler*innen, hier genauer das Modellieren anschließendes Hypothesenableiten, hergestellt. Die Stundenfrage bildet sowohl eine Problematisierung, andererseits bietet sie die Transparenz für die in der Erarbeitungsphase essentiellen Modellierungsabsicht.¹¹

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¹ Literatur: Annette Upmeier zu Belzen: Unterrichten mit Modellen, in: Gropengießer, Harms, Kattmann: Fachdidaktik Biologie, 9. Aufl., Hallbergmoos 2013, S. 325-334; David Sadava u.a.: Purves Biologie, deutsche Ausgabe hrsg. v. Jürgel Makl, 10. Auflage, Berlin 2019, S. 389-392, 393-401, 327-331, 448, 451, 455; Eckhard Nagel: Ethische und rechtliche Fragen der Pränataldiagnostik und Präimplantationsdiagnostik, https://www.hss.de/fileadmin/media/downloads/Berichte/Praesentation_Nagel.pdf (Zugriff: 05.11.2019). Claudia Fesch: Genetische Tests. Wie funktionieren sie, und was sagen sie aus?, Frankfurt am Main 2000. Bundesarbeitsgemeinschaft der Freien Wohlfahrtspflege e.V.: Pränataldiagnostik, Informationen über Beratung und Hilfen bei Fragen zu vorgeburtlichen Untersuchungen, akt. Aufl., Köln 2011. Angelika Dohr u. Vera Bramkamp: Nicht invasive Pränataltests NIPT, 2014, https://www.profamilia.de//fileadmin/dateien/fachpersonal/familienplanungsrundbrief/pro_familia_medizin_2_2014.pdf (Zugriff: 05.11.2019).

² Verwendetes Programm: Freeplane 1.7.9

³ Siehe: RLP, Teil C: Biologie, Berlin-Brandenburg, S. 36, https://bildungsserver.berlin-brandenburg.de/fileadmin/bbb/unterricht/rahmenlehrplaene/Rahmenlehrplanprojekt/amtliche_Fassung/Teil_C_Biologie_2015_11_10_WEB.pdf (Zugriff: 8.11.2019).

⁴ Siehe: Ralf Treptow: https://www.rlo-berlin.de/cms3/downloadbereich/category/37-curricula (Zugriff: 11.11.2019).

⁵ Vgl. Maria Develaki: The model-based view of scientific theories and the structuring of school science programmes, in: Science & Education 16 (2007), S. 725.

⁶ Vgl. Ulrich Kattmann: Schüler besser verstehen. Alltagsvorstellungen im Biologieunterricht, Hallbergmoos 2015, S. 160 u. 162.

⁷ Vgl. Anke Meisert: Mit Modellen Lernen, in: Ulrike Spörhase u. Wolfgang Ruppert (Hrsg.): Biologie Methodik. Handbuch für die Sekundarsteufe I und II, 2. Aufl., Berlin 2014, S. 124.

⁸ Vgl. Ulrich Kattmann: Allltagsvorstellungen, S. 160 u. 162.

⁹ Vgl. Wilhelm Killermann u.a.: Biologieunterricht heute. Eine moderne Fachdidaktik, 15. Aufl., Donauwörth 2013, S. 76.

¹⁰ Vgl. Karl-Heinz Berck, Dittmar Graf: Biologiedidaktik. Grundlagen und Methoden, 5. Aufl., 2018 Wiebelsheim, S. 273.

¹¹ Vgl. Meisert: Mit Modellen Lernen S. 122.