Arbeiten mit Aquarien in der Schule

Ein Beitrag zur Qualitätsentwicklung im standartorientierten Biologieunterricht


Examensarbeit, 2010
72 Seiten, Note: 2,0

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG

2 FACHGEMÄßE ARBEITSWEISEN
2.1 BEOBACHTEN
2.2 EXPERIMENTIEREN

3 FISCHE - EINE BEGRÜNDUNG

4 DAS AQUARIUM ALS LANGZEITPROJEKT
4.1 WELCHER AQUARIENTYP EIGNET SICH FÜR DIE SCHULE?
4.2 WELCHE FISCHE FÜR DIE SCHULE?
4.3 WEITERE TIERARTEN FÜR EIN AQUARIUM
4.4 DIE RICHTIGE AQUARIENGRÖßE FÜR DIE SCHULE
4.5 DER RICHTIGE STANDORT

5 GRUNDLAGEN DER NATURWISSENSCHAFT BIOLOGIE (5G.1)
5.1 DIE KENNZEICHEN DES LEBENDIGEN

6 LEBEWESEN SIND AN IHREN LEBENSRAUM ANGEPASST (6G.2)
6.1 KIEMEN
6.2 STROMLINIENFORM
6.3 FLOSSEN
6.4 ÖKOLOGISCHE NISCHE

7 PHOTOSYNTHESE UND ZELLATMUNG (7G.3)
7.1 DIE BEDEUTUNG DES LICHTS FÜR GRÜNE PFLANZEN

8 ÖKOSYSTEM - GEWÄSSER (7G.4)
8.1 GEWÄSSERTYPEN
8.2 ABIOTISCHER UMWELTFAKTOR - WASSERCHEMIE
8.3 ABIOTISCHER UMWELTFAKTOR - WASSERTEMPERATUR

9 FAZIT

10 LITERATURVERZEICHNIS

11 ANHANG

1 EINLEITUNG

Der Begriff Biologie leitet sich aus dem Altgriechischen (bíos=Leben; lógos=Lehre) ab und bedeutet soviel wie die „Lehre des Lebendigen“ (VGL. CAMPBELL & REECE 2006). Dieser Aspekt findet sich auch in den Beschlüssen der KULTUSMINISTERKONFERENZ von 2004 wieder. In deren festgelegten Bildungsstandards1 für das Fach Biologie heißt es, dass „der Beitrag des Faches Biologie zur Welterschließung (...) in der Auseinandersetzung mit dem Lebendigen“ liegt. Im Gegensatz zu vergangenen bildungspolitischen Standpunkten, ist man sich heute zwar einig, dass die Auseinandersetzung mit dem Lebendigen im Fach Biologie eine zentrale Rolle spielt, doch wird dieser Forderung in der Realität oft nicht nachgekommen. Wenn man sich den heutigen Biologieunterricht anschaut, fehlt zum Lebendigen oftmals jeglicher Bezug. Dies mag seine Grundlage in der vielseitigen Interpretationsmöglichkeit des Begriffs „Auseinandersetzung“ haben. So macht auch die „Zettelwirtschaft“ in der Naturwissenschaft keinen halt und aus den oft veralteten Biologiebüchern scheint auch das letzte bisschen Leben gewichen. Bei der Suche nach Gründen für diese Methodenauswahl könnten neben motivationsbedingten Faktoren seitens der Lehrer auch die aktuellen, fast unbeschränkten Möglichkeiten des multimedialen Einsatzes und Austausches von fertigen und praktischen Unterrichtsmaterialien zählen. „Perfekt“ auf den jeweiligen Unterricht zugeschnittene Filme oder Arbeitsblätter bieten unumstritten Vorteile in vielen Bereichen, wie der schnelleren und gezielteren Vermittlung von Fachwissen, doch kommen andere Kompetenzbereiche, wie die Erkenntnisgewinnung, durch solche Methoden zu kurz. Welcher Bedeutung diesem Kompetenzbereich in der Schule jedoch zukommt, soll hier einleitend dargestellt werden.

Unsere Gesellschaft verdankt den Naturwissenschaften in vielen Bereichen neue und wertvolle Erkenntnisse, doch werden bei der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung oft Risiken und Gefahren für die Umwelt in Kauf genommen (Tierversuche/Gentechnik). Ein wichtiges Ziel des Biologieunterrichtes ist es, den Schülern2 Fähigkeiten zu vermitteln, um solche Vorgänge einschätzen und beurteilen zu können. Alleiniges Fachwissen reicht dabei jedoch nicht aus. Die Schüler müssen zusätzlich in der Lage sein, die Vorgänge und Prozesse der Naturwissenschaft, zu erkennen, zu verstehen und zu hinterfragen. Nur so können sich Normen und Werte manifestieren, die es den Schülern ermöglichen aktiv an gesellschaftlichen Diskussionen teilzunehmen (VGL. KMK 2004).

Schon Comenius (1592-1670) empfahl die induktive Methode des naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinns, bei der die Schüler den Zusammenhang zwischen Einzelphänomenen und allgemeinen Gesetzmäßigkeiten selbst herleiten. „Die Schüler, so mahnte er, sollen ihre Weisheit nicht aus Büchern schöpfen, sondern aus der eigentätigen Betrachtung und Erforschung der Naturobjekte“ (KILLERMANN ET AL. 2005, S. 24).

Mit der Einführung der nationalen Bildungsstandards, als Antwort auf die schlechten Ergebnisse der PISA-Studie von 2000 (VGL. SPIEGEL.DE), fand in Bezug auf das Lernen und Lehren in Deutschland eine grundlegende Neuorientierung statt.

„Bislang bestimmten den Fachunterricht länderspezifische Rahmenpläne, in denen durchweg der fachliche Lernstoff dominierte. Um die Fülle des Lernstoffs zu bewältigen, setzten Lehrkräfte in hohem Maße lehrerzentrierte Methoden wie den Lehrervortrag (...) oder das LehrerSchüler-Gespräch ein“ (FRANK 2005, S. 2).

Dass solche Methoden nicht gerade dazu beitragen, den Biologieunterricht lebendig zu gestalten, liegt auf der Hand. Natürlich sollte der Unterricht eines jeden Faches eine motivierende Methodenvielfalt aufweisen und die Schüler auf erfrischende Art an den Gegenstand des Faches heranführen, anstatt sie ausschließlich mit langen Textbuchpassagen, veralteten Arbeitsblättern und eintönigem Frontalunterricht zu quälen. Doch besonders einem Fachunterricht, dessen Gegenstand all die erstaunlichen und interessanten Dinge des Lebens sind, muss es gelingen Neugier zu wecken, Eigenaktivität zu fördern und auf abwechslungsreiche, handlungsorientierte Weise die Brücke zwischen der schulischen Theorie und der realen Welt der Schüler zu schlagen. Er muss Schüler dazu anstiften die biologischen Phänomene ihrer Umwelt erforschen und verstehen zu wollen und sollte dabei möglichst viele Sinne und Lerntypen ansprechen. Die Erkenntnisgewinnung, als einer der vier Kompetenzbereiche der Bildungsstandards, steht hier an zentraler Stelle. Zwar kostet ein Unterricht, in dem die Schüler in den Fokus des Fachunterrichts rücken, mehr Zeit, doch reduzieren die Bundesländer mit der Verpflichtung der Bildungsstandards die Rahmenpläne in ihrem stofflichen Umfang deutlich (VGL. FRANK 2005). Dadurch wird es ermöglicht, den Unterricht so zu gestalten, dass der Schwerpunkt in der Entwicklung von fachspezifischen Kompetenzen und anwendungsbezogenem Wissen liegt.

Wie man diesen Kompetenzbereich im Unterricht integrieren und gleichzeitig jede Menge „Leben“ in den Unterricht bringen kann, soll am Beispiel des Einsatzes eines Aquariums im Laufe dieser Arbeit untersucht werden. Das Aquarium als „lebendiges“ Lernobjekt im Unterricht bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten, biologische Erscheinungen aufzuzeigen, zu erklären und zu untersuchen. Dem Beobachten und dem Experimentieren kommt hierbei eine besondere Rolle zu. Denn das Aquarium soll, neben inhaltlichen Schwerpunkten im fachwissenschaftlichen Bereich, vor allem auf die Einbeziehung fachgemäßer Arbeitsweisen im Unterricht hin analysiert werden. Hauptziel dieser Arbeit ist es, darzustellen, inwiefern der Einsatz eines Aquariums den Biologieunterricht, unter besonderer Berücksichtigung und Implementierung der Bildungsstandards3, qualitativ beeinflussen kann. Da zum Erreichen dieses Zieles die Vorgaben des Landes beachtet werden müssen, wurde der aktuelle hessische Lehrplan des gymnasialen Bildungsganges (5G - 12G) im Fach Biologie4 auf diejenigen Unterrichtseinheiten hin durchleuchtet, die sich anhand des Lernobjektes „Aquarium“ besonders gut im Unterricht thematisieren lassen. Aus diesem Grund sollen vor allem die Jahrgangsstufen 5G, 6G und 7G herangezogen werden, um die Einsatzmöglichkeiten eines Aquariums im Unterricht genauer zu untersuchen. Bevor sich die Arbeit jedoch konkreten Einsatzmöglichkeiten zuwendet, soll zunächst auf die zentralen Methoden der Erkenntnisgewinnung und auf den allgemeinen Einsatz von Aquarien in der Schule eingegangen werden. Im Anschluss daran werden Unterrichtsszenarien vorgestellt, in denen die Lernziele des Lehrplans, der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung und das Aquarium als Lernobjekt zusammengeführt werden (siehe Grafik 1). Das Beobachten und das Experimentieren, stehen dabei im Vordergrund und werden somit auch in den einzelnen Unterrichtseinheiten wieder Grafik 1 - Zusammenführung holt auftreten. Dabei wird bewusst auf eine sich stets wiederholende Beschreibung dieser Methoden verzichtet. Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den beschriebenen Unterrichtsszenarien nicht um ausgearbeitete Unterrichtsentwürfe handelt, sondern um eine Beschreibung gezielter Einsatzmöglichkeiten des Aquariums, die hinsichtlich des Kompetenzbereichs Erkenntnisgewinnung und der Lernziele des Lehrplan exemplarisch aufgezeigt werden. Um dennoch einen detaillierten Einblick in eine solche Zusammenführung zu geben, wird das Kapitel 8 vertieft behandelt. In diesem Kapitel soll aufgezeigt werden, wie zum Beispiel Unterrichtsmaterialien oder der genaue Verlauf einer Unterrichtseinheit bezüglich des Arbeitens mit Aquarien aussehen könnten.

2 FACHGEMÄßE ARBEITSWEISEN

„Inhalte und Kompetenzen naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung gehören zum Kern naturwissenschaftlicher Bildung“ (MAYER 2007, S. 177). Zwar werden in der Unterrichtspraxis teilweise Beobachtungen und Experimente eingesetzt, doch viel zu selten, um dadurch innerhalb eines Problemlöseprozesses neue Kenntnisse zu erlangen (VGL. NEUPERT 1996). Die Aufgabe des naturwissenschaftlichen Unterrichts besteht nicht darin, den Lernenden naturwissenschaftliche Aussagen als ein feststehendes Tatsachengebäude zu vermitteln, wie es beim Lesen eines Textes der Fall ist. Die Lernenden sollen vielmehr einen Einblick gewinnen, wie naturwissenschaftliche Erkenntnisse gewonnen werden und auf welchen Voraussetzungen sie beruhen (VGL. ESCHENHAGEN ET AL., 2006). Im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung der Bildungsstandards werden in diesem Zusammenhang die kriterienbezogene Beobachtung von biologischen Phänomenen, das hypothesengeleitete Experimentieren, das kriterienbezogene Vergleichen und die Modellbildung als grundlegende wissenschaftsmethodische Verfahren genannt (VGL. KMK, 2004). Vor allem die Beobachtung und das Experimentieren sollen hier bezüglich ihrer Relevanz für den weiteren Verlauf dieser Arbeit, kurz erläutert werden.

2.1 BEOBACHTEN

„Beobachten (...) ist mehr als bloßes Wahrnehmen. Es ist ein aufmerksames, bewusstes Erfassen von Erscheinungen, eine aktive Auseinandersetzung mit dem Gegenstand oder Vorgang“ (KILLERMANN 2005, S.132). Beim Beobachten werden Eigenschaften und Merkmale, räumliche Beziehungen oder zeitliche Abfolgen der biologischen Erscheinung ermittelt, ohne dabei grundlegende Eingriffe am Objekt vorzunehmen (VGL. ESCHENHAGEN ET AL. 2006). Die Beobachtung kann somit als grundlegende Erkenntnismethode des naturwissenschaftliche Unterrichts bezeichnet werden, da sie die Voraussetzung für weitere Formen der Erkenntnisgewinnung, wie zum Beispiel einfache Versuche oder Experimente, darstellt. Das Potenzial des Aquariums bezüglich der Erkenntnisgewinnung durch Beobachtungen ist beträchtlich. Die Schüler können zum Beispiel neben morphologischen Merkmalen der verschiedenen Organismen auch deren Verhaltensweisen und möglicherweise Entwicklungsprozesse erkennen. Außerdem bietet das Aquarium als biologisches System Einblicke in ökologische Zusammenhänge.

2.2 EXPERIMENTIEREN

Das Experiment, oft auch Versuch genannt, kann als Fortführung einer Beobachtung unter künstlich veränderten Bedingungen bezeichnet werden. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen dem entdeckenden Experiment und dem bestätigenden Experiment (VGL. ESCHENHAGEN ET AL. 2006). Das bestätigende Experiment scheint jedoch aufgrund seiner Vorwegnahme der Ergebnisse weniger attraktiv für den Unterricht zu sein, als das Entdeckende.

„Das Experiment ist »die« charakteristische Forschungsmethode der Naturwissenschaften“ (ESCHENHAGEN ET AL. 2006, S. 164). Die Komplexität dieser Arbeitsweise führt in der Schule jedoch zu einer eher mäßigen Anwendungsbereitschaft seitens der Lehrer. Bei einem Experiment geht es darum, absichtsvoll in den Ablauf von Erscheinungen einzugreifen, um einzelne Faktoren, die ein Naturphänomen beeinflussen, zu isolieren und systematisch zu variieren (VGL. MAYER 2006). Anlass für ein Experiment ist demnach immer ein beobachtetes Phänomen, dass eine Fragestellung aufwirft. Um dieser Fragestellung auf den Grund zu gehen, muss zunächst ein Versuchsplan entwickelt werden, anhand dessen man Hypothesen aufstellen kann, die mögliche Ergebnisse des Experiments formulieren. Nach der Durchführung des Experiments geht es darum, zu überprüfen, in wie fern die Hypothesen verifiziert bzw. falsifiziert wurden, um anschließend eine Theorie aufzustellen (VGL. MAYER 2006). Bezüglich des Kompetenzbereichs Erkenntnisgewinnung sehen die Bildungsstandards für das Experimentieren bestimmte Kompetenzen vor. Die Schüler sollen einfache Experimente planen, durchführen und dessen Ergebnisse auswerten können. Außerdem sollen sie Schritte aus dem experimentellen Weg der Erkenntnisgewinnung zur Erklärung anwenden können (VGL. KMK 2004).

3 FISCHE - EINE BEGRÜNDUNG

Fische haben in vielerlei Hinsicht eine große Bedeutung für die Schüler. Neben privaten Interessen, wie dem Angeln und der Aquaristik, und allgemeinwissenschaftlichen Kenntnissen, wie zum Beispiel das Wissen über die Funktionsweise der Kiemenatmung, ergeben sich vor allem aus ernährungswissenschaftlicher Sicht Fragen in politischer und somit auch ethischer Richtung. Gute Gründe, den Schülern einen vielseitigen Einblick in die „Welt der Fische“ nicht vorzuenthalten.

Aus ernährungsphysiologischer Sicht basiert die Bedeutung der Fische auf ihrem Gehalt an hochwertigem Protein, Jod, Selen und den Vitaminen A und D. Darüber hinaus wirken die ungesättigten Omega-3-Fettsäuren positiv auf das Herzkreislauf-System (VGL. SCHAUDER & OLLENSCHLÄGER 2006). Doch der Verzehr von Fisch hat auch seine Schattenseiten, für die Schüler sensibilisiert werden sollten.

Aus dem aktuellen Fischereireport der UN-Organisation für Ernährung und Landwirtschaft geht hervor, dass etwa 80% der Fischbestände in den Weltmeeren überfischt sind. Tendenz steigend. Doch nicht nur das Leerfischen der Meere mit hocheffektiven Fangmethoden stellt ein Problem für die Fischbestände dar. Der durch Menschenhand verursachte Klimawandel wirkt sich zudem auf die saisonale Entwicklung der biologischen Prozesse im Wasser aus. Das Ökosystem Meer mit seiner ehemals ungeheuren Artenvielfalt steht kurz vor dem Kollaps (VGL. FOCUS.DE). Wer Fisch kauft, sollte somit eine Art wählen, deren Bestand nicht gefährdet ist und bei der die Zucht- beziehungsweise Fangmethoden umweltverträglich sind. Denn nicht nur die verzehrten Fischarten sind bedroht. Auch der Beifang, der einen nicht unerheblichen Anteil ausmacht, ist gefährdet. Laut GREENPEACE verenden jährlich etwa 250.000 der zum Großteil vom Aussterben bedrohten Meeresschildkröten an Langleinen5. Hinzu kommen unzählige Meeressäugetiere wie Robben, Wale und Delphine sowie Seevögel, die sich auf die in den Fangleinen zappelnden Fische stürzen (VGL. GRUPPEN.GREENPEACE.DE). Es ist folglich von zentraler Bedeutung, dass Schüler über die Gefahren des Fischfangs aufgeklärt und möglichst früh an ein verantwortungsvolles Konsumverhalten herangeführt werden. Die Anerziehung eines gewissenhaften und zukunftsorientierten Umgangs mit der Natur ist für jede Gesellschaft und somit für die globale Entwicklung unumgänglich. Fische nehmen dabei einen wichtigen Stellenwert ein und der Biologieunterricht ist bei diesem Erziehungsauftrag von nicht zu unterschätzender Bedeutung. Im Lehrplan soll die ökologische Bildung und die Umwelterziehung zwar nicht in eigenen Unterrichtseinheiten thematisiert werden, doch wird bei vielen Themenbereichen des Lehrplans auf dessen Berücksichtigung verwiesen und somit eine Integration in den Unterricht ermöglicht.

4 DAS AQUARIUM ALS LANGZEITPROJEKT

Wenn wir Lebewesen in unsere Obhut nehmen, übernehmen wir gleichzeitig die Verantwortung für ein gesundes und artgerechtes Leben dieser Organismen. Eines der größten Ziele des Einsatzes von Tieren in der Schule ist es, dieses Verantwortungsbewusstsein bei den Schülern zu schulen. Es müssen Einstellungen und Werthaltungen gegenüber Mitmenschen und der lebendigen Natur entwickelt und immer weiter vertieft werden (VGL. HESSISCHES KULTUSMINISTERIUM6 2008). Die Pflege eines Aquariums in der Schule trägt vor allem zur Bildung von Verantwortungsbewusstsein bei. Neugier, Interesse und eine emotionale Beziehung zur lebendigen Natur, sind die psychologischen Voraussetzungen für diese Bildung (VGL. KILLERMANN ET AL. 2005). Außerdem „ist der handelnde Umgang mit einer Sache im Sinne des mehrkanaligen Lernen effektiver und vermittelt eine umfassendere Anschauung“ (WAGENER 1992, S. 161).

Damit ein artgerechtes Leben der Tiere gewährt ist, sollte man sich als Verantwortlicher ein gewisses Maß an Fachwissen über die Aquaristik im Allgemeinen und über die Lebensbedingungen der einzelnen Pfleglinge im Speziellen aneignen. Um diese Lebensbedingungen aufrecht zu erhalten sind bei einem Aquarium eine Reihe regelmäßiger Pflegemaßnahmen nötig. Sie verursachen ein gewisses Maß an Kosten und nehmen auch Zeit in Anspruch (VGL. DREYER & KEPPLER 1993). Der Aufwand, den ein Aquarium in der Schule mit sich bringt, sollte im Voraus bedacht werden. So bedarf ein Aquarium täglicher Fütterung, regelmäßiger Kontrolle und Reinigung. Vor allem ist ein Aquarium kein „Modell“, dass man sich für ein paar Unterrichtsversuche anschafft, um es dann danach in Vergessenheit geraten zu lassen oder gar wieder abzuschaffen. Ein Aquarium kann zwar dank Futterautomaten für ein paar Tage oder zur Überbrückung der Wochenenden alleine auskommen, doch muss auch die Pflege in den Ferien bedacht werden. Die Einbeziehung von Schülern oder sogar Eltern kann hier als Möglichkeit der Abhilfe genannt werden. Bevor man sich also für die Anschaffung eines Aquariums entscheidet, sollte man sich dieser Punkte bewusst sein.

Der Umgang mit Tieren in der Schule dient neben der Vermittlung von biologischen Fachwissen und Kompetenzen sowohl der Förderung einer affektiven Beziehung zu Tieren, dem Abbau von Furcht oder Ekel, als auch der Erkenntnis, dass Tiere bestimmte Lebensansprüche haben, verletzbar sind und des Schutzes durch den Menschen bedürfen. Daneben werden instrumentelle und soziale Ziele vermittelt. Die Schüler üben zum Beispiel bestimmte Pflegetechniken und lernen für andere Lebewesen Verantwortung zu übernehmen, indem sie die Tiere versorgen und einen Pflegedienst in der Klasse organisieren (VGL. HEIMERICH 1998). Verfürth (1987) nennt hier die schulpädagogische, die soziale und die therapeutische Funktion des Einsatzes von Tieren im Unterricht (VGL. WAGENER 1992).

Neben positiven Lerneffekten auf die im Lehrplan beschriebenen Aufgaben und Ziele des Faches Biologie, an dessen Analyse sich diese Arbeit im Wesentlichen orientiert, kann der Einsatz eines Aquariums demnach zusätzlich eine Menge an positiven Lern- und Entwicklungsprozessen bewirken. Eine Untersuchung bei Schülern bekräftigt diese Aussage. Sie ergab, dass sich Kinder, die mit einem Haustier aufwachsen - und das sind immerhin 45 Prozent - positiver entwickeln als andere. Ihre Lehrer stellten fest, dass sie weniger aggressiv sind, sich besser mit Mitschülern vertragen, ein ausgeprägteres Sozialverhalten und mehr Verantwortungsbewusstsein zeigen. Außerdem seien sie seelisch ausgeglichener, fröhlicher und einfühlsamer (VGL. BERGLER 1994). Natürlich bezieht sich diese Aussage nicht ausschließlich auf ein Aquarium, denn die Tierart ist für derartige positive Effekte nicht ausschlaggebend. Im Biologieunterricht geht es zwar auch um die Identitätsentwicklung der Schüler. Neben den übergreifenden Kompetenzen, Kommunikation und Bewertung, geht es jedoch gleichzeitig um die Vermittlung von Kompetenzen aus den Bereichen Fachwissen und Erkenntnisgewinnung. Das Aquarium zeichnet sich hier besonders für den Einsatz im Unterricht aus, da es sich im Gegensatz zur Haltung anderer Tiere besonders vielfältig im Unterricht einsetzen lässt. Des Weiteren lassen sich die Bedürfnisse der Fische am besten mit dem Schulbetrieb vereinbaren.

4.1 WELCHER AQUARIENTYP EIGNET SICH FÜR DIE SCHULE?

Damit sich ein Aquarium in möglichst vielfältiger Weise in den Unterricht einbeziehen lässt, sollte es entsprechend gestaltet sein. So wird schon mit den Vorüberlegungen zur Gestaltung der Grundbaustein für die späteren Verwendungsmöglichkeiten im Unterricht gelegt. Bei der Wahl eines bestimmten Aquarientyps entscheidet die Frage, was das Aquarium im Unterricht darstellen soll. Der Gestaltung in Bezug auf den Lebensraum der Lebewesen sind bei der Aquaristik kaum Grenzen gesetzt. Grundsätzlich besteht die Auswahl zwischen einem exotischen „Miniaturökosystem“ und der Tier- und Pflanzenwelt der einheimischen Gewässer. Der Unterschied dieser beiden Varianten liegt hauptsächlich in den jeweils bevorzugten Temperaturbereichen der betreffenden Organismen.

Die Idee, ein Kaltwasseraquarium für den Biologieunterricht so einzurichten, dass Vertreter der einheimischen Flora und Fauna darin beobachtet werden können, scheint naheliegend, die Umsetzung ist jedoch nicht ganz einfach. Das größte Problem stellt wohl der Anspruch der Fische an eine begrenzte Wassertemperatur und der damit verbundene, hohe Sauerstoffgehalt dar. Fische sind wechselwarm, das heißt, dass sie ihre Körpertemperatur nicht selbst regulieren, sondern so warm beziehungsweise kalt sind wie das Wasser, das sie umgibt. Dass Fische wechselwarm sind bedeutet aber nicht, dass sie mit jeder Temperatur zurechtkommen (VGL. DREYER & KEPPLER 1993). Die Temperaturansprüche der einzelnen Fischarten sind dabei sehr unterschiedlich. An einen optimalen Bereich schließt sich oberhalb und unterhalb eine zeitweilig tolerierbare Zone an (VGL. ARNOLD 2003). Somit muss die Wassertemperatur in einem Aquarium hinsichtlich den Bedürfnissen der Bewohner stets stabil gehalten werden. Aquarien lassen sich mithilfe günstiger Heizstäbe7 zwar mühelos auf eine bestimmte Temperatur erwärmen, das Kühlen des Wassers in beheizten Wohnräumen oder im Sommer ist ohne ein teures Kühlgerät8 für Aquarien jedoch sehr schwer. Unangemessene Temperaturbereiche haben enorme Auswirkungen auf die Lebensqualität der Fische. Wie alle chemischen und enzymatischen Prozesse beschleunigt sich auch der Stoffwechsel der Fische bei Temperaturerhöhung. Beispielsweise steigt die Herzschlagfrequenz bei Forellenembryonen von 38 pro Minute bei 5°C auf 86 pro Minute bei 15°C.

Hinzu kommt, dass mit steigender Temperatur das Sauerstofflösungsvermögen des Wasser abnimmt. Von fast 15mg/l bei 0°C auf weniger als 8mg/L bei 30°C. Es ist ein weit verbreiteter Irrtum dass man dies durch Belüftung wieder kompensieren könnte, denn eine mehr als 100%ige Sauerstoffsättigung ist nicht zu bewirken (VGL. ARNOLD 2003). Wenn eine artspezifische Temperaturgrenze überschritten wird, sterben Fische nicht gleich. Es kommt zunächst zu Störungen der Enzymwirkung, Veränderungen im Blutbild und Organschäden. Je mehr und je länger diese Temperaturgrenze überschritten wird, umso größer und weniger reversibel sind die Schädigungen am Organismus (VGL. ARNOLD 2003). Die Fische können sich mit solchen „unsichtbaren“ gesundheitlichen Schädigungen über einen längeren Zeitraum hinweg quälen, bevor sie dann aufgrund einer Immunschwäche an typischen Fischkrankheiten sterben, die man nicht direkt mit der falschen Temperatur in Verbindung bringt. Die Voraussetzungen, um den Tieren gesunde und artgerechte Lebensbedingungen zu schaffen, scheinen folglich mit dem Warmwasseraquarium besser gegeben zu sein. Außerdem wird den Schülern somit ein Einblick in eine weitestgehend unbekannte Unterwasserwelt mit eindeutig größerer Artenvielfalt ermöglicht.

Die Popularität exotischer Zierfische hat dazu beigetragen, dass das Halten dieser Tiere durch modernste Technik immer einfacher und die Anschaffung unzähliger Arten immer erschwinglicher wird. Vor allem die enorme Artenvielfalt und die unendlichen Gestaltungsmöglichkeiten ziehen das Interesse dieses Hobbys auf sich. Die Auswahl der Kaltwasserfische in den Zoofachgeschäften hingegen ist oft sehr überschaubar und beschränkt sich meist auf Goldfische, Kois und wenige andere, die aufgrund ihrer Größe oft für ein Aquarium in der Schule nicht in Frage kommen. Die Entnahme von wilden Pflanzen und Tieren aus der Natur ist zwar verlockend, generell jedoch nicht gestattet. Außerdem lassen sich wilde Fische nur schwer an Flockenfutter und an das Leben im Aquarium gewöhnen, sodass sie schnell verkümmern und sterben.

4.2 WELCHE FISCHE FÜR DIE SCHULE?

Nachdem sich also herausgestellt hat, dass sich ein Warmwasseraquarium bezüglich der Umsetzungsmöglichkeiten für die Schule gut eignet, stellt sich nun die Frage, wie man das Aquarium gestaltet, damit es sich möglichst vielfältig im Unterricht einsetzen lässt.

Dabei sei darauf hingewiesen, dass sich die Pflegeansprüche eines Schulaquariums in Grenzen halten und die Fische nicht zu empfindlich sein sollten. Auch Pflanzen dürfen, aufgrund ihrer allgemeinen Relevanz für den Biologieunterricht und ihrer positiven Effekte bezüglich der Wasserqualität (VGL. UNTERGASSER, 2000), in einem Schulaquarium nicht fehlen. Eine gewisse Artenvielfalt der Fische im Aquarium erhöht aufgrund des Abwechslungsreichtum nicht nur das Interesse der Schüler, sondern auch die Einsatzmöglichkeiten für der Unterricht. Auch andere Tierarten wie Schnecken lassen sich gut mit vielen Fischen vergesellschaften (siehe auch Kapitel 4.3). Die verschiedenen Fischarten sollten verträglich sein und relativ gleiche Bedürfnisse haben. Da sich die Autoren der Fachbücher oft nicht einig sind, was die bevorzugten Wasserwerte der verschiedenen Fische angeht, sollte man sich eventuell auf mehrere Quellen beziehen und sich auf einen Mittelwert einigen. Die bevorzugten Wasserwerte der in Tabelle 1 (Seite 15) vorgestellten Fischarten beziehen sich hier zum Beispiel auf den Aquarienatlas (BÄNSCH & RIEHL 2001) und das Kosmosbuch der Aquaristik (DREYER & KEPPLER 1993).

Tabelle 1 zeigt eine Auswahl an Fischen, die sich für ein Schulaquarium von einer Größe von etwa 160-200 Liter Fassungsvermögen sehr gut eignen. Bei der Auswahl wurde besonders auf eine Formenvielfalt, auf verschiedene Verhaltensweisen und mehrere Lebensraumbereiche geachtet. So hält sich der Marmorierte Beilbauch zum Beispiel im Schwarm direkt unter der Wasseroberfläche auf, während sich der Tüpfelbuntbarsch eher im unteren Beckenbereich aufhält und ein Revier bildet.

Fischarten für ein Gesellschaftsbecken in der Schule

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle: 1 - Gesellschaftsbecken

Natürlich gibt es bei der Auswahl der Fische für Schulaquarien unzählige Varianten. Eine in Schulaquarien sehr oft gesehene Variante ist das Halten eines Pärchens des Zebrabuntbarsches. Diese relativ robusten Tiere eignen sich aufgrund ihrer Größe gut für Beobachtungen. Bei diesen Fischen lässt sich der Fortpflanzungsprozess sehr gut beobachten. Von der Paarbildung, über das Balzverhalten und dem Ablaichen bis hin zur Entwicklung der Eier und der Betreuung der Jungfische lässt sich jeder Schritt deutlich erkennen (VGL. KUNZ & ZIEMEK 2009).

4.3 WEITERE TIERARTEN FÜR EIN AQUARIUM

Neben Fischen lassen sich eine Reihe weiterer Tiergruppen in einem Schulaquarium pflegen und beobachten. Hier sollen einige Arten in Bezug auf ihren Einsatz in der Schule genannt werden.

Neben kleinen Schneckenarten, wie zum Beispiel der Turmdeckelschnecke, die sich aufgrund ihrer Größe weniger als Beobachtungsobjekt im Unterricht eignet, gibt es Schneckenarten, die durchaus für den Unterricht in Frage kommen. Die Apfelschnecke zum Beispiel erreicht etwa die Größe einer Weinbergschnecke und ist ein sehr interessanter Pflegling, der sich in einem Aquarium mit recht friedlichen Fischen ohne weiteres vergesellschaften lässt. Für den Einsatz im Unterricht dürfte vor allem die Atmung dieser Schnecke interessant sein. Die Apfelschnecke, als Luftatmer, verfügt über ein etwa fünf Zentimeter langes Atemrohr, dass sie zum Luftholen aus dem Wasser streckt (VGL. DREYER & KEPPLER 1993). Doch auch die Nahrungsaufnahme, die Fortbewegung und die Fortpflanzung lassen sich im Unterricht beobachten und mit verschiedenen Themengebieten des Lehrplans, wie zum Beispiel „Lebewesen sind an ihres Lebensraum angepasst“, verknüpfen.

Vielleicht eher für Artenbecken geeignet sind die immer beliebter werdenden Garnelen oder Flusskrebse, in ihren zahlreichen Farbschlägen. Die empfindlichen Garnelen kann man zwar durchaus in einem Aquarium mit harmlosen Fischen unterbringen, doch sollten man die räuberischen Flusskrebse eher unter sich lassen. Der Einsatz beider Tiergruppen im Unterricht ist dennoch gut möglich. So ist neben der Nahrungsaufnahme und der Fortbewegung vor allem die Häutung ein interessanter Aspekt für die Schüler.

Kaulquappen sind vor allem in der Schule ein attraktives Lernobjekt. An kaum einem anderen Tier lässt sich der Prozess der Metamorphose so gut beobachten und nachvollziehen. Allerdings ist die Entnahme von Tieren aus der Natur ohne vernünftigen Grund generell durch das Naturschutzgesetz9 verboten.

Auch ein kleiner (3cm), exotischer Vertreter der Lurche, der Zwergkrallenfrosch, kann aufgrund seiner ganzjährigen aquatischen Lebensweise durchaus in einem Aquarium mit friedlichen Fischen vergesellschaftet werden. Interessant sind hier die Aspekte der Fortbewegung und, sofern man mehr als ein Tier pflegt, das Sozialverhalten dieser Frösche. Auch die Lungenatmung dieser Frösche ist ein interessantes Phänomen. So schwimmt der Frosch regelmäßig zur Wasseroberfläche um nach Luft zu schnappen.

[...]


1 Zu den Bildungsstandards des Faches Biologie zählen die vier Kompetenzbereiche Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung.

2 Aufgrund des Leseflusses schließt der begriff Schüler in dieser Arbeit den Femininum mit ein.

3 Beschlüsse der Kultusministerkonferenz - Bildungsstandards im Fach Biologie für den mittleren Schulabschluss (2004). Aufgrund des Leseflusses weiterhin „Bildungsstandards“ genannt.

4 Aufgrund des Leseflusses im folgenden „Lehrplan“ genannt.

5 Langleinen sind bis zu 100 Kilometer lang und haben bis zu 30.000 Haken

6 Aufgrund des Leseflusses im folgenden mit HKm abgekürzt.

7 etwa € 15,-

8 etwa €400,- zzgl. hoher Energiekosten

9 Gesetz zur Neuregelung des Rechts des Naturschutzes und der Landschaftspflege 2009.

Ende der Leseprobe aus 72 Seiten

Details

Titel
Arbeiten mit Aquarien in der Schule
Untertitel
Ein Beitrag zur Qualitätsentwicklung im standartorientierten Biologieunterricht
Hochschule
Justus-Liebig-Universität Gießen  (Institut für Biologiedidaktik)
Note
2,0
Autor
Jahr
2010
Seiten
72
Katalognummer
V165114
ISBN (eBook)
9783640808267
ISBN (Buch)
9783640808045
Dateigröße
860 KB
Sprache
Deutsch
Anmerkungen
Orientiert am hessischen Lehrplan. Mit Unterrichtsentwürfen und Arbeitsblättern.
Schlagworte
Aquarium, aquarien, fisch, fische, kiemen, flossen, schwimmen, ökologie, ökologische, nische, schule, schüler, lehrer, lehren, lernen, lebendig, handlungsorientiert, problemorientiert, modell, modelllernen, modellernen, wasserpflanzen, wasserpest, beobachten, experimentieren, erkenntnisgewinnung, fachgemäß, arbeitsweisen, biologie, biologisch, biodidaktik, biologiedidaktik, beobachtung, experiment, schnecken, lehrplan, bildungsstandards, bildungsstandarts, stromlinienform, arbeitsblatt, arbeitsblätter, unterricht, unterrichtsentwurf, unterrichtsentwürfe, unterrichtssequenzen, unterrichtsplan, photosynthese, unterrichtseinheiten, fotosynthese, wassertemperatur, abiotisch, biotisch, sauerstoffmangel, licht, wasser, aquaristik, natur, leben
Arbeit zitieren
Sebastian Schopp (Autor), 2010, Arbeiten mit Aquarien in der Schule, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/165114

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