Ökologie - Planung eines Leistungskurses

Inhalt

1.1 Allgemeine Ziele und Funktionen des Unterrichts an der gymnasialen Oberstufe
1.2 Kursspezifische Unterrichtsziele

2. Exemplarische Beschreibung ausgewählter methodischer Gestaltungsvarianten

3. Ausgewählte Beobachtungen, Untersuchungen und Experimente sowie Vorschläge für Exkursionen, Besichtigungen, und biologische Freilandarbeit

4. Beispiel für einen fächerübergreifend gestalteten Kursabschnitt

5. Klausurbeispiel für eine zweistündige Lernerfolgskontrolle

6. Stoffverteilungsplan

7. Quelle/Literaturempfehlungen

1.1 Allgemeine Ziele und Funktionen des Unterrichts an der gymnasialen Oberstufe

In der gymnasialen Oberstufe hat der Biologieunterricht das Ziel, eine erweiterte und vertiefte Allgemeinbildung zu vermitteln, die zur allgemeinen Studierfähigkeit führt. Die Schüler sollen mit Hilfe von grundlegenden und weiterführenden Kenntnissen und Einsichten, ein vertieftes Verständnis für Denkweisen und Forschungsmethoden der Biologie entwickeln. Bei der Stoffvermittlung sollen die Schüler befähigt werden, Konzepte der Erkenntnisgewinnung nachzuvollziehen, zu erlernen und anwenden zu können. Sich selbst und ihrer Umwelt gegenüber sollen die Schüler eine ethische Handlungskompetenz, eine komplexe Sichtweise auf biologische Erscheinungen und Prozesse sowie die Befähigung zum fächerübergreifenden Problemlösen erlangen. Im Kursabschnitt „Ökologie“ sehe ich ein hohes Potential, dies Ziele zu verwirklichen.

Darüber hinaus soll die große praktische Bedeutung der Biologie für die Zukunftsgestaltung durch Anwendungsbezug deutlich gemacht werden. Der Einsatz von fremdsprachigen Lehrmaterial ist für die Förderung der Fremdsprachenkompetenz sehr gut geeignet und kann eventuelle Auslandsaufenthalte der Schüler erleichtern.

Der Biologieunterricht an der gymnasialen Oberstufe soll den Schülern ein Fundament an biologischen Wissen und Können vermitteln, welches ihnen zu einer ausreichenden Sach- und Entscheidungskompetenz für ihr weiteres Leben verhilft.

1.2 Kursspezifische Unterrichtsziele

Kognitive Ziele:

- Ökologische Betrachtungsebene kennen lernen
- Ökologische Vielfalt kennen lernen
- Naturerscheinungen sollen beschrieben und analysiert werden
- Vielfalt von Ökosystemen erkennen
- Andere Ökosysteme der Erde beschreiben können
- Abiotische Faktoren des ausgewählten Ökosystems untersuchen, analysieren und darstellen können
- Wechselwirkungen zwischen Organismen und ihrer abiotischen Umwelt untersuchen und darstellen können
- Wechselwirkungen zwischen Organismen und ihrer biotischen Umwelt untersuchen und darstellen können
- Stoffkreisläufe, Energiefluss und Regulationsfähigkeit als charakteristische Merkmale von Ökosystemen darstellen können
- Erntwicklung von regionalen ausgewählten Ökosystemen im Wandel der Zeit beschreiben
- Umweltbelastungen erfassen, durch Beispiele belegen und Maßnahmen zum Schutz von Umwelt und Natur kennen und erläutern können

Die Sachkompetenz im Bezug auf Ökologie, aber auch komplexe Fragestellungen im Bezug auf ökologienahe Fragestellungen wie Biodiversität, Ökologie versus Ökonomie, Energiesparen, etc. sollte am Ende des Kursabschnittes einen hohen Stand erreicht haben.

Die Kompetenz zur sprachlichen, graphischen und formalisierten Darstellung biologischer Erkenntnisse und Theorien sowie deren Darstellung in schriftlicher und mündlicher Form als konziser Gedankengang sollte gefestigt werden.

Affektive Unterrichtsziele:

- Einsicht gewinnen, dass Umweltprobleme in Europa und der Welt nur durch internationales verantwortungsbewusstes Handeln zu lösen sind
- Bereitschaft zur eigenen Mitwirkung entfalten
- sich die Natur mit allen Sinnen erschließen

Ein besonderes Ziel bei der Behandlung dieses Abschnittes ist die Heranführen an die Natur, Erleben, Erfahren, Erkennen und Handeln in der Natur, deshalb ist mindestens eine Exkursion durchzuführen, sodass die Schüler die Natur wortwörtlich „begreifen“ können.

Psychomotorische Unterrichtsziele:

- Sicherer Umgang mit Nachweismitteln, Bestimmungsliteratur und Mikroskop
- ausgewählte Pflanzen und Tiere sammeln, bestimmen und betreuen können
- bewusst die Verordnungen des Natur- und Landschaftsschutzes einhalten
- Sicherer Umgang mit Modellen und Modellvorstellungen, mathematischen Formeln sowie Englisch als Wissenschaftssprache und den Termini der biologischen Fachsprache

Durch das geforderte projektorientierte und selbstständige Arbeiten kommt es zur Herausbildung von sozialer Kompetenz und Selbstkompetenz. Durch den verstärkten Einsatz von ökologischen Untersuchungsmethoden wie dem Bestimmen und Beobachten im Freiland, Experimentieren, Modellieren, aber auch Mikroskopieren werden Methodenkompetenzen in diesem Bereich aufgebaut.

Somit werden also nicht nur kognitive, affektive und psychomotorische Ziele, sondern auch die Förderung von Handlungskompetenz angestrebt, die sich aus Sachkompetenz, Methodenkompetenz, Selbstkompetenz und sozialer Kompetenz zusammensetzt.

Die Schüler sollen befähigt werden, alleine oder im Team selbstständig wissenschaftspropädeutisch zu arbeiten, d.h. sich einer bestimmten Fragestellung auf fachlich kompetente Art zu nähern und sie, wenn nötig, auch mit fächerübergreifenden Kenntnissen zu lösen.

2. Ausgewählte Beobachtungen, Untersuchungen und Experimente sowie Vorschläge für Exkursionen, Besichtigungen, und biologische Freilandarbeit

Betrachten und Beobachtungen: Da die meisten Schüler heutzutage nicht mehr in der Lage sind,. einen einheimischen Singvogel oder typische Samenpflanzen zu benennen, können diese Kenntnisse auf einer Vogelstimmenexkursion oder botanischen Exkursion nachgeholt und vertieft werden. Auch das Kennenlernen verschiedener Ökosysteme wie der See, der Wald, ein Kleingewässer, Salzwiesen, Ruderalflächen, Moor, usw. Auch das Aufsuchen von Nahrungsketten und Netzen, Konkurrenzvermeidung oder ökologischen Nischen könne im Freiland durchgeführt werden.

Weiterhin könnte man auch mit dem Mikroskop arbeiten lassen, so könnten z.B. ökologische Pflanzentypen bestimmt und gezeichnet werden.

Untersuchungen der Biotope im Bezug auf pH-Wert, Bodenschichten, Lichtintensität, Luftfeuchtigkeit, Assimilation, Zahl und Art der Tiere (BERLESE-trichter-versuch) Nährstoffgehalt, Diversität, usw. (siehe KNODEL, 1985)

Besichtigungen: Auch Begehungen einer Kläranlage, oder Expertenbefragungen und Interviews mit Mitarbeitern des STAUN, des Umweltamtes, oder Diplom-Biologen oder Landschaftsökologen sind möglich.

Exkursionen: könnten in der Greifswalder Umgebung verschiedene Ziele haben, z.B. die Salzwiesen nahe des Tierparks, den Ryck, das Kiesehofer Moor, Brachland hinter dem Bahnhof, Botanischer Garten und Aboretum, den neuen und alten Friedhof, den Stadtgraben, den Stadtwall, den Elisenhain, entlang der Pappelallee, ...

Thematisch könnten Vogelstimmen, Samenpflanzen allgemein, Salzpflanzen als Anpassung an spezielle Standorte und als Zeigerpflanzen, Gehölze der nördlichen Hemisphäre, Frühblüher, Nahrungbeziehungen, aber auch Prozesse wie der Wandel von Ökosystemen oder Stoffkreisläufe behandelt werden.

3. Exemplarische Beschreibung ausgewählter methodischer Gestaltungsvarianten

Als eine grundsätzliche Anforderung für den Leistungskurs Biologie gilt eine große Methodenvielfalt. Ein besonderer Schwerpunkt des Leistungskurses Biologie ist das praktische und selbständige Arbeiten der Schüler.

Man kann zwischen drei wesentlichen Unterrichtsmethoden unterscheiden: der darbietenden, anleitenden und anregenden Methode. Diese drei Methoden sollten in einem ausgewogenen Verhältnis zu einander zum Einsatz kommen.

Im Fachgebiet Ökologie hat man den Vorteil, dass aus den vorangegangenen Klassenstufen sowie aus Medienberichten schon ein gewisses Grundwissen vorhanden ist. Da die intensive Auseinandersetzung mit der Natur in Vordergrund steht, findet der Kursabschnitt möglichst im zweiten Halbjahr statt, sodass Freilandarbeit, Bestimmungsübungen und Exkursionen bei der Untersuchung abiotischer und biotischer Faktoren eines Ökosystems möglich sind.. Folglich nimmt das selbstständige, praxisrelevante und naturnahe Arbeiten in diesem Kursabschnitt eine zentrale Rolle ein.

Möglichkeiten der darstellenden Methode: - Lehrervorträge

- Expertenvorträge
- Schülervorträge
- Lehrerexperimente
- Lehrfilme

Möglichkeiten der anleitenden Methode: - Analysieren von Texten

- Bearbeiten von Arbeitsblättern
- Experimentieren
- Beobachten
- Untersuchen
- Protokollieren
- Lehrer-Schüler-Gespräche
- Diskussion

Möglichkeiten der anregenden Methode: - Projektarbeit

- Exkursion
- Expertenbefragung
- Facharbeiten
- Problemorientierter Unterricht

Hier seien drei ausgewählte Gestaltungsvarianten kurz vorgestellt:

Problemorientierter Unterricht

Ein Problem ist komplexer aufgebaut als eine Aufgabe, die Zielstellung, sowie der Lösungsweg ist unbekannt. Es müssen durch logische Bezüge, Verknüpfung von Aussagen und Anwendung bekannter Operationen neue Lösungswege gefunden werden Die Schüler müssen also ihre Problemlösungsmöglichkeiten überprüfen. Durch den Lehrer sollten methodische Kenntnisse sowie fundiertes Sachwissen für eine kreative Problemlösung bereit gestellt werden. (ELLENBERGER, 1993: S.210)

Beim problemlösenden Denken sind vier Dimensionen zu berücksichtigen:

- die Komplexität des Sachverhalts
- die Dynamik des Systems
- die Vernetztheit von Systembeziehungen
- die Transparenz

Weiterhin unterscheidet man drei verschiedene Problemtypen:

- analytisch lösbare Probleme (sowohl Zielzustand als auch Einzeloperationen zur Lösung sind bekannt, nur deren Kombination ist unbekannt)
- synthetisch lösbare Probleme (Zielzustand ist bekannt, neue Operationen für Überführung müssen gefunden werden)
- dialektisch lösbare Probleme (Zielzustand unbekannt, somit auch die einzelnen Operationen dorthin und deren Verknüpfung)

Vorschlag: - Aufbau von Nahrungsnetzen und der Einfluss der (a)biotischen Faktoren

- Flurbereinigung pro und kontra
- Autobahnanbindung A2
- Gewässerblüte

Protokollieren

Durch die Protokollführung lernen die Schüler eine grundlegende Arbeitsweise der Naturwissenschaften kennen. Sie dient als Mittel zur Erkenntnisgewinnung und -sicherung. Ein sorgfältig geführtes Protokoll trägt zum Gelingen von Experimenten und Beobachtungen bei. Das Regelmäßige Protokollieren von Beobachtungen und Experimenten führt bei den Schülern zu genaueren Nachdenken über die Einzelschritte des Vorgehens. Außerdem kommt es zu einer Förderung der Fähigkeit zum schriftlichen und graphischen Darstellen. Besonders wichtig sind Protokolle zur Ergebnissicherung einzelner Phasen bei Langzeitbeobachtungen und -versuchen. Durch das Üben vom Protokollieren werden die Schüler auch auf Situationen des Lebens außerhalb der Schule und als Erwachsener vorbereitet.

Protokolle können nach folgendem Schema bearbeitet werden:

„1. Ziel-(Aufgaben-, Problem-)stellung
2. Theoretische Überlegungen (Hypothesen, Vermutungen)
3. Gedankliche Planung zur Durchführung des Experimentes, einschließlich der Geräte, Materialien und Bedingungen, evtl. Skizze der Experimentieranordnung
4. Darstellung der Durchführung des Experimentes
5. Erfassen und Notieren der Ergebnisse und Messwerte
6. Auswertung der Ergebnisse, Ziehen von Schlussfolgerungen, weiterführende

Fragen und Probleme“ (DIETRICH, 1979)

Nicht nur das Protokollieren von schülerbezogenen Versuchen, Beobachtungen und Experimenten ist möglich, sondern darüber hinaus auch das Protokollieren einer ganzen Biologiestunde. Diese Möglichkeit erleichtert dem Lehrer und den Schülern, Fehlerquellen zu entdecken. Außerdem sind diese Protokolle kurze Zusammenfassungen einer Stunde auf die man jederzeit zurückgreifen kann.

Vorschlag: - Protokollieren einer Expertenbefragung

- Protokollieren einer Exkursion

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