Seit Februar 2003 unterrichte ich eigenverantwortlich einen Grundkurs Biologie in der Jahrgangsstufe 11. Der Unterricht findet Donnerstags in der 1. und 2. Stunde im Biologiefachraum 51 statt. Die Doppelstunde bietet den Vorteil, dass längere Unterrichtsphasen zur eigenständigen Erarbeitung fachlicher Zusammenhänge z.B. in Form von Gruppenarbeit, Experimenten oder Mikroskopieren möglich werden.
Insgesamt sind die organisatorischen und räumlichen Voraussetzungen für einen handlungsorientierten und forschend-entdeckenden Unterricht gegeben.
Die Lerngruppe setzt sich aus 14 Schülerinnen und 6 Schülern zusammen, die verschiedenen Tutorgruppen angehören. Einige SuS1 zeigten von Beginn des zweiten Halbjahres an eine hohe Motivation und Beteiligung (C., V., M., E., Ev., J. und Ju.). Sie sind in der Lage, komplexe und abstrakte naturwissenschaftliche Zusammenhänge zu erfassen und können zielstrebig Gedankengänge und Lösungsvorschläge entwickeln. Teilweise wird das Unterrichtsgespräch jedoch von ihnen dominiert, daher ist es immer wieder wichtig die schwächeren und ruhigeren SuS (S., S., Ju., M., O., P., und Ju.) mit einzubeziehen. Ich bemühe mich daher, diese SuS immer wieder zu ermutigen und nicht gleich die Meldungen der leistungsstarken Schülerinnen aufzugreifen, sondern abzuwarten, bis auch die Stilleren sich einen Beitrag zutrauen. Auch S., L., K., L., Y., und B. beteiligen sich regelmäßig am Unterricht, doch sind ihre Leistungen meist mehr durch Quantität als durch Qualität gekennzeichnet. Insgesamt ist der Kurs jedoch als interessiert und kooperativ zu beschreiben.
Es hat sich gezeigt, dass die ruhigeren und leistungsschwächeren SuS sich in Kleingruppenarbeiten oft weniger zurückhaltend verhielten, sich gegenüber Mitschülern öffneten und dankbar die Hilfe der leistungsstärkern SuS annahmen. Mir bietet sich bei dieser Sozialform die Möglichkeit auf individuelle Probleme der SuS einzugehen und mir ein Bild über ihren Lernprozess zu machen. Aus diesem Grund werde ich auch in Zukunft gezielt Gruppenarbeiten einsetzen.
1 Die Bezeichnung „SuS“ soll im Folgenden für „Schülerinnen und Schüler“ stehen. Sollte eine Unterscheidung notwendig sein, wird der geschlechtsspezifische Begriff verwendet.
Inhaltsverzeichnis
1. Beschreibung der pädagogischen Situation
2. Didaktisch-methodische Überlegungen zur Unterrichtsreihe
3. Didaktisch-methodische Überlegungen zur Unterrichtsstunde
4. Ausblick
5. Literatur
6. Anhang
Zielsetzung und Themen
Das primäre Ziel des Unterrichtsentwurfs ist es, den Schülerinnen und Schülern die Wirkungsweise von Enzymen anhand des praxisnahen Beispiels von Waschmitteln zu verdeutlichen. Die zentrale Forschungsfrage ist dabei, in welchen Waschmitteln Enzyme enthalten sind und wie diese den Reinigungsprozess unterstützen, um ein tieferes Verständnis für biochemische Zusammenhänge im Alltag zu fördern.
- Biologische Grundlagen der Enzymatik und Enzymkatalyse
- Alltagsbezug durch Waschmittel als Anwendungsbeispiel
- Durchführung und Auswertung naturwissenschaftlicher Experimente
- Förderung der Kritikfähigkeit gegenüber Werbeversprechen
- Vertiefung von Kommunikations- und Kooperationskompetenzen
Auszug aus dem Buch
3. Didaktisch-methodische Überlegungen zur Unterrichtsstunde
In der heutigen Stunde soll deutlich werden, dass die Waschmittelindustrie Enzyme verwendet, die den Reinigungsprozess unterstützen. Die SuS werden im Rahmen eines Versuches die Wirkung eines Voll- und eines Feinwaschmittels gegenüberstellen, um daraus abzuleiten, in welchem Waschmittel Enzyme enthalten sind.
Noch in den fünfziger Jahren war es nötig, stark verschmutzte Wäsche (Eigelb, Blut, Schokolade oder Grasflecken) mehrere Stunden einzuweichen und anschließend bei ca. 100°C zu kochen (daher der Name Kochwäsche). Die Reinigung solcher Flecken schaffen heute enzymhaltige Waschmittel (wie z.B. Persil®, das Amylasen, Proteasen, Lipasen und Cellulasen enthält) schon bei 30° bis 60°C. Dieses Verfahren ist zeit- und energiesparender. Das Funktionsprinzip ist einfach: Makromoleküle wie Stärke, Eiweiße und Fette werden von den Enzymen in kleine Bausteine zerlegt (ähnlich wie bei der Verdauung im Körper, die den SuS bereits bekannt ist), anschließend werden die Schmutzpartikel von den im Waschmittel enthaltenen Tensiden aus den Fasern herausgelöst und emulgiert und verbleiben so „verpackt“ im Wasser. (vgl. GRAF 1998, 19). Da es sich bei dem Thema „Enzyme in Waschmitteln“ um eine fächerübergreifende Thematik handelt, soll es der Chemie vorbehalten bleiben, sich genauer mit den Inhaltsstoffen von Waschmitteln (Seife, Tenside, Enthärter, Bleichmittel etc.) auseinander zu setzen. In der Lehrprobenstunde können lediglich die Enzyme genauer betrachtet werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Beschreibung der pädagogischen Situation: Dieses Kapitel gibt einen Einblick in die Lerngruppe, das Arbeitsklima sowie die organisatorischen Rahmenbedingungen des Biologieunterrichts in der Jahrgangsstufe 11.
2. Didaktisch-methodische Überlegungen zur Unterrichtsreihe: Hier wird der theoretische Rahmen für die Behandlung der Enzymatik erläutert und die didaktische Entscheidung begründet, das Thema Enzyme im Alltag zu verankern.
3. Didaktisch-methodische Überlegungen zur Unterrichtsstunde: Dieses Kapitel erläutert den konkreten Unterrichtsverlauf, den Versuchsaufbau zur Überprüfung der Waschleistung und die Lernziele für die Lehrprobe.
4. Ausblick: Der Ausblick skizziert die geplante Fortführung der Unterrichtseinheit mit dem Fokus auf Herkunft und technischem Einsatz von Enzymen.
5. Literatur: Auflistung der verwendeten fachwissenschaftlichen und didaktischen Quellen.
6. Anhang: Enthält ergänzende Materialien wie Inhaltsstofflisten der verwendeten Produkte und Arbeitsblätter für die Schüler.
Schlüsselwörter
Enzyme, Biokatalysatoren, Waschmittel, Waschleistung, Proteinabbau, Enzymatik, naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg, Biologieunterricht, Schülerexperiment, Substratspezifität, Wirkungsweise, Proteasen, Amylasen, Lipasen, Zellulasen
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in diesem Unterrichtsentwurf grundsätzlich?
Der Entwurf beschreibt die Planung einer Lehrprobe für einen Biologie-Grundkurs der 11. Klasse, in der Schüler durch Experimente den Nutzen von Enzymen in modernen Waschmitteln untersuchen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die zentralen Felder umfassen die Biochemie der Enzyme, deren Anwendung in der Waschmittelindustrie sowie die Förderung naturwissenschaftlicher Denk- und Arbeitsweisen.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage dieser Stunde?
Das Ziel ist es, dass die Schüler durch einen Vergleich verschiedener Waschmittel selbstständig ableiten können, welche Produkte Enzyme enthalten und warum diese für einen effizienten Waschprozess essentiell sind.
Welche wissenschaftliche Methode wird im Unterricht verwendet?
Es wird eine forschend-entdeckende Methode angewandt, bei der Schüler Hypothesen zur Waschleistung aufstellen, experimentell überprüfen und anschließend kritisch auswerten.
Was wird im Hauptteil des Unterrichts behandelt?
Der Hauptteil besteht aus der praktischen Durchführung von Waschversuchen an verschiedenen Stoffflecken, um die Reinigungsleistung von Voll- und Feinwaschmitteln bei unterschiedlichen Temperaturen zu vergleichen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit am besten?
Besonders prägend sind die Begriffe Enzyme, Biokatalysatoren, Waschmittel, Schülerexperiment und die spezifischen Enzyme wie Proteasen, Amylasen und Lipasen.
Warum wird im Unterricht ein Vergleich zwischen Voll- und Feinwaschmittel durchgeführt?
Dieser Vergleich dient dazu, die Schülern an den Unterschied in der enzymatischen Zusammensetzung heranzuführen, da nur Vollwaschmittel Enzyme zur Fleckentfernung enthalten.
Warum ist die Demonstration mit Götterspeise als Einstieg gewählt worden?
Die Demonstration dient dazu, das Vorwissen über Enzymaktivität (Spaltung von Stärke durch Amylase) visuell greifbar zu machen und Neugier für die darauf folgende Fragestellung zu wecken.
- Citation du texte
- Verena Maras (Auteur), 2003, Enzyme in Waschmitteln, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/26012
