Unterrichtsstunde 5: Ordnung in die Biodiversität bringen: Wie klassifiziert man Lebewesen?
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| Publikation: | 1.7.2012 |
| Lernstufe: | 3 |
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| Wortschatz: | Biodiversität, Artenvielfalt, gruppieren, klassifizieren, Verwandtschaft, Verwandtschaftsgrad, Vorfahre, Abstammung, Cousin, Evolution |
| Dauer: | 2h |
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Für jede Schülergruppe:
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| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Vorbereitung der Unterichtsstunde
Gemeinsame Anmerkungen für die Unterrichtsstunden 4 und 5
Eingangsfrage
Pädagogische Anmerkung
Falls die (fakultative) Unterrichtsstunde 4 durchgeführt wurde, sollte diese Eingangsfrage durch eine kurze Rückschau auf die gelernten Begriffe ersetzt werden.
Der Lehrer hilft den Schülern zunächst, sich die Begriffe aller vorangegangenen Unterrichtsstunden wieder ins Gedächtnis zu rufen: "Die Lebewesen auf der Erde sind zahlreich und unterschiedlich: Das ist einer der Aspekte der Biodiversität". Wie kommt es zu dieser Artenvielfalt? "Die verschiedenen Arten entstehen dadurch, dass sie in unterschiedlichen Umgebungen (über)leben (müssen). Man spricht von 'natürlicher Selektion', sie ist eine der treibenden Kräfte der Evolution".
Die Eingangsfrage lautet diesmal: "Wenn wir Menschen unsere Umwelt besser verstehen wollen, müssen wir die Lebewesen klassifizieren. Wir bringen eine Ordnung in die Vielfalt, damit wir die Zusammenhänge besser sehen und verstehen können. Wie schaffen es die Wissenschaftler, die sich mit der Biodiversität beschäftigen, eine Ordnung in all die Arten zu bringen?"
Die Klasse macht Vorschläge. Eventuell kann der Lehrer die Schüler an das Sortierspiel der zweiten Unterrichtsstunde erinnern.
"Warum habt ihr bestimmte Lebewesen zusammen in eine Klarsichthülle gesteckt? Weil sie Ähnlichkeiten aufweisen. Wir werden uns mit dem Aussehen der Lebewesen nun näher beschäftigen, um Ordnung in diese Welt zu bringen."
Aktivität: Lebewesen klassifizieren
Den Schülern wird erklärt, dass Wissenschaftler die Lebewesen klassifizieren, um besser zu verstehen, wie in der Natur verschiedene Dinge miteinander zusammenhängen. Klassifizieren bedeutet "Lebewesen aufgrund von Ähnlichkeiten zu Gruppen zusammenfassen" – ganz so, wie es die Schüler in der zweiten Stunde im Spiel mit den Klarsichthüllen gemacht haben. Wir werden in dieser Unterrichtsstunde die Lebewesen nach Merkmalen zusammenstellen, die die Lebewesen "haben": Haare/Fell, nadelförmige Blätter, Augen, Blüten, Flossen, ... Wir richten unser Augenmerk zunächst nur auf das, "was sie haben" (an ihrem Körper) und ignorieren das, "was sie machen" (fliegen, filtern, unter Wasser atmen, ...).
Wissenschaftlicher Hintergrund von Guillaume Lecointre [1]
"In der Wissenschaft möchte man mit einer Klassifizierung erreichen, dass ein Zusammenhang mit der Entwicklungsgeschichte der Lebewesen hergestellt werden kann [...]. Man kann Lebewesen nur dann in Gruppen zusammenfassen bzw. über ihre gemeinsamen Vorfahren reden, wenn man sich darauf konzentriert zu beobachten, was sie "haben", welche Merkmale sie "besitzen". Es ist nicht sinnvoll, sie aufgrund von Merkmalen zu klassifizieren, die sie "nicht haben". Was sie nicht haben, charakterisiert sie überhaupt nicht und sagt auch nichts über ihre Abstammung aus. Wenn man diese Vorgehensweise vor Kindern rechtfertigen möchte, kann man anbringen, dass "sich selbst kennen" unter anderem bedeutet: "Wissen, aus was man besteht und woher man kommt". Man kann zum Beispiel ein Kind bitten, ein anderes Kind zu beschreiben, wobei es nur aufzählen darf, was das andere Kind nicht hat. Anschließend sollen anhand von Merkmalen, die die Kinder nicht haben, Gruppen gebildet werden. Diese Vorgehensweise kann schließlich mit derjenigen verglichen werden, bei der Gruppen nach Merkmalen gebildet werden, die die Kinder "haben". Man kommt ganz schnell zu dem Schluss, dass diese zweite Herangehensweise sinnvoll ist, die erste hingegen nicht."
1. Die Merkmale auswählen
Die 14 Tierbilder (Bildtafeln 19 bis 25) werden – ungeordnet – an der Tafel angebracht. Es wird nun gefragt: "Welche Merkmale sollen wir auswählen, um bei diesen Tieren Ähnlichkeiten zu finden und dementsprechend Gruppen bilden zu können? 'Haben' bestimmte Tiere etwas gemeinsam? Schaut euch die Bilder an und macht Vorschläge!"
Die Schüler denken – in Arbeitsgruppen oder alle gemeinsam – über mögliche Kriterien nach, und die Vorschläge werden an die Tafel geschrieben. Bestimmt werden (im allgemeinen Durcheinander) auch folgende Kriterien vorgeschlagen: sechs Beine, Haare, Fell, vier Beine, Flossen, Federn, ein äußeres Skelett, ein Kopf, zehn Beine, ... Solche beobachtbaren Eigenschaften nennt man "Merkmale". Die Klasse erarbeitet eine Definition dieses Begriffs.
Beispiel für eine Definition:
Ein Merkmal ist eine Eigenschaft, die man beobachten und zur Beschreibung eines Lebewesens heranziehen kann. Zum Beispiel: "Haare", "vier Beine", "ein Kopf mit Augen und einem Mund", ...
Abb. 1: Die 14 Tiere der Bildtafel 18
2. Die Tiere beobachten
Der Lehrer erklärt den Schülern, dass Wissenschaftler Tag für Tag daran arbeiten, Merkmale zu identifizieren, die zu einer Klassifizierung führen, mit der die Natur möglichst gut wiedergegeben wird. Die Schüler werden in Arbeitsgruppen aufgeteilt und jede Gruppe erhält das Arbeitsblatt 2 "Definition der Merkmale für die Klassifizierung".
Jedes Merkmal wird in der Klasse vorgelesen. "Damit wir sicher sein können, dass wir alle das Gleiche beobachten, müssen wir uns einig sein, was jedes einzelne Merkmal genau bezeichnet". Zu jedem Merkmal sollen die Schüler ein Tier an der Tafel finden, das dieses Merkmal besitzt. Beispiel: "Findet ein Tier mit dem Merkmal 'Federn': die Taube".
Abb. 2: Definition der Merkmale für die Klassifizierung (Arbeitsblatt 2)
Jede Gruppe erhält außerdem ein Exemplar des Arbeitsblattes 3: "Beobachtung der Merkmale zur Klassifizierung von Lebewesen" und eine Fotokopie der Bildtafel 18 mit den kleinen Tierbildern. Die Bilder werden grob ausgeschnitten.
Es folgt der Arbeitsauftrag: "Beobachtet die Bilder der Tiere und findet heraus, welche Merkmale sie aufweisen. Macht in der Tabelle des Arbeitsblattes 3 in den entsprechenden Kästchen ein Kreuz".
Pädagogische und wissenschaftliche Anmerkungen
- Statt in Gruppen zu arbeiten, kann man die Beobachtung der Merkmale auch mit der ganzen Klasse durchführen. Dazu wird die Tabelle auf die Tafel übertragen.
- Der Lehrer kann den Schülern vorschlagen, sich die Arbeit zu teilen: Jeder Schüler einer Arbeitsgruppe nimmt sich zwei oder drei Tiere vor.
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Manche Merkmale sind äußerlich am Körper des Tieres zu beobachten, andere
nicht (das Innenskelett zum Beispiel).
Bei anderen Merkmalen kommen Fragen auf. Zum Beispiel, wenn es um das Vorhandensein von Schuppen geht, um die Zahl der Beine beim Krebs, oder um die Flügel beim Vogel (Sind das "Beine"?).
Gegebenenfalls kann man der Klasse das eine oder andere Sachkundebuch über Tiere zur Verfügung stellen oder ihnen vorschlagen im Internet zu recherchieren.
Nach 15 bis 20 Minuten werden die Beobachtungen gemeinsam erörtert und unklare Punkte diskutiert.
Abb. 3: Beobachtung der Merkmale für die Klassifizierung (ausgefülltes Arbeitsblatt 3)
3. Die gemeinsamen Merkmale finden
Die Schüler werden aufgefordert, auf der Grundlage der ausgefüllten Tabelle des Arbeitsblattes 3 eine Liste von Merkmalen aufzustellen, die einige Tiere gemeinsam "haben".
Beispiele:
- Menschen und Katzen haben Haare.
- Der Krebs und die Garnele haben zehn Beine.
- Der Frosch, der Salamander, die Taube, die Ente, der Mensch und die Katze haben vier Gliedmaßen.
- Alle Tiere, die ich kenne, haben einen Kopf.
Die Sätze werden an die Tafel geschrieben und diskutiert. Manche Zusammenstellungen, zum Beispiel "die Fliege, die Ente und die Taube haben Flügel" werden unter Umständen Anlass zu einem Dialog zwischen Schülern und Lehrer geben: "Ähneln die Fliegenflügel denen der Taube? Meint ihr, dass es sich dabei um 'das Gleiche' handelt?"
Der Lehrer fragt anschließend, ob es in der Liste Tiere gibt, die in allen Merkmalen übereinstimmen? Für diese Tiere stehen die Kreuze in der Tabelle an den gleichen Stellen. Die Klasse stellt fest, dass dies für die Fliege und den Käfer gilt, für die Taube und die Ente, für die Katze und den Mensch usw. "Was hat das zu bedeuten? Dass diese Tiere einander ähnlicher sind."
Abb. 4: Tafelbild zur Beobachtung der Merkmale
4. Darstellen: Das Spiel mit den verschachtelten Mengen als Modell für verschachtelte Klassifizierungen
Jede Gruppe bekommt einen Satz von "Merkmalen für die Klassifizierung" (siehe Abb. 6). Die Herausforderung (es ist wirklich eine Herausforderung und dieses Wort sollte auf die Schüler sehr motivierend wirken) besteht darin, alle Feststellungen, die an der Tafel stehen, anschaulich darzustellen, wobei nur die folgenden Materialien verwendet werden dürfen:
- ein großes Blatt Papier im A3-Format,
- die 14 Tierbilder der Bildtafel 18,
- die 13 ausgeschnittenen "gemeinsamen Merkmale" (Abb. 6),
- ein Stift, um Kreise um die Tiere zu ziehen, die man zusammenfassen möchte.
Es werden Mengen gebildet, "Schachteln". Jede Menge erhält ein Etikett aus der Liste der gemeinsamen Merkmale. Als lege man beschriftete Schachteln in Schubladen und schiebe die Schubladen in ein Möbelstück. Die Mengen dürfen verschachtelt sein.
Pädagogische Anmerkung
Falls nach einer gewissen Zeit des Probierens die Klasse Schwierigkeiten hat, die Aufgabe umzusetzen, weil sie nicht genau verstanden hat, wie die Mengen darzustellen sind, kann der Lehrer den Schülern mit folgendem Modell auf die Sprünge helfen.
Abb. 5: Hilfestellung für die Klassifizierung
Den Kindern wird die nötige Zeit gegeben, dieses Modell in der Gruppe zu besprechen. Anschließend sollten sie das Prinzip verstanden haben und mit der Arbeit mit den Tierbildern beginnen können.
Abb. 6: Liste der Merkmale für die Klassifizierung
Gemeinsame Erörterung
Sobald die Gruppe sich über die Verteilung der Bilder und die Kennzeichnung der Mengen einig geworden ist, wird der Entwurf auf das A3-Blatt geklebt. Die Plakate werden an der Tafel befestigt und gemeinsam diskutiert.
Zur Anregung der Diskussion kann man Fragen stellen wie diese: "Seht ihr Mengen, die nicht auf allen Plakaten gleich sind?" "Würdet ihr manche Tiere auf dem einen oder anderen Plakat in eine andere Menge einordnen?" "Welche Tiergruppennamen sollten die Mengen tragen?"
Der Lehrer sagt, dass Wissenschaftler genau das machen, was die Schüler gerade gemacht haben. Wenn man Lebewesen klassifiziert, ist die Bildung von (verschachtelten) Mengen eine mögliche Darstellungsform. Man spricht auch von "verschachtelter Klassifizierung". Hinter diesem Namen steckt der Gedanke, dass eine "Schachtel" in eine andere und die wiederum in eine weitere gepackt werden kann usw. Die "verschachtelten Klassifizierung" von Tieren und Pflanzen (Bildtafeln 26 und 27) werden im A3-Format fotokopiert und an die Wand gehängt.
Abb. 7: Kinder beim Klassifizieren
Pädagogische Anmerkung
Es geht hier nicht darum, dass die Kinder die genauen wissenschaftlichen Bezeichnungen lernen, sondern nur darum, dass sie die in der Klasse zusammengestellten Gruppen benennen können. Da die Klassifizierungen fortan an der Wand hängen, kann zu jedem Zeitpunkt, auch außerhalb der der Thematik gewidmeten Unterrichtstunden, nachgesehen werden, zu welcher Gruppe ein Tier oder eine Pflanze gehört.
Abb. 8: Verschachtelte Klassifizierung der Tiere
Abb. 9: Verschachtelte Klassifizierung der Pflanzen und Grünalgen
Mögliche Erweiterung: Eine Geschichte von Cousins und Cousinen
Zunächst stellt der Lehrer die Frage: "Warum haben die Arten gemeinsame Merkmale?" Die Vorstellungen der Kinder werden an die Tafel oder auf ein Plakat geschrieben. Die Antworten sind sehr unterschiedlich, etwa vom Typ: "Weil sie im gleichen Habitat leben", "Weil sie zu einer Familie gehören", "Weil sie Cousins und Cousinen sind", ...
Es kommt folgender Gedanke auf: "Je mehr gemeinsame Merkmale zwei Arten aufweisen, umso näher sind ihre Individuen miteinander verwandt". Warum ähneln sich Cousins und Cousinen? Weil sie Merkmale ihrer gemeinsamen Vorfahren geerbt haben. Die Klassifizierung spiegelt also die Evolution der Arten wider.
Von dem Gedanken einer "großen Familie der Lebewesen" ausgehend, sollen die Schüler darüber nachdenken, wer in den zusammengestellten und an der Tafel hängenden, verschachtelten Klassifizierungen "wem näher steht", welche Tiere sind nahe Cousins? Die Schüler sollen mündlich Sätze bilden wie: "... und ... stehen sich verwandtschaftlich näher als ... und ...".
Beispiele:
- Fliege und Käfer sind miteinander näher verwandt als mit allen anderen Tieren (die an der Tafel stehen).
- Katze und Frosch sind miteinander näher verwandt als mit der Fliege.
- Mensch und Katze sind miteinander näher verwandt als mit allen anderen Tieren.
Pädagogische Anmerkungen
- Man kann die Aufgabe auch als Frage- und Antwortspiel gestalten: "Wer steht dem Menschen am nächsten, die Katze oder der Frosch?" Und so weiter und so fort.
- Diese wenigen Betrachtungen über die Klassifizierung von Tieren schaffen eine sehr gute Grundlage für den Biologieunterricht in der Oberstufe, wenn es dann um Phylogenese, um gemeinsame Vorfahren, und um andere Formen der Visualisierung von Klassifizierungen geht – Stammbäume zum Beispiel.
Gemeinsame Zusammenfassung
Zum Schluss der Unterrichtsstunde wird eine gemeinsame Zusammenfassung formuliert. Dazu soll zunächst jeder Schüler für sich in ein paar Sätzen aufschreiben, was er von dieser Unterrichtsstunde behalten hat. Die Niederschriften werden anschließend gemeinsam besprochen und an der Tafel zu einer gemeinsamen Version zusammengestellt, die jeder in sein Arbeitsheft einträgt.
Beispiel für eine Zusammenfassung:
Will man Lebewesen klassifizieren, muss man sie beobachten und sich ihre unterschiedlichen Merkmale notieren. Anschließend fasst man sie – wenn sie gemeinsame Merkmale aufweisen – in verschachtelten Mengen zusammen. Je mehr Merkmale sie gemeinsam haben, desto näher sind sie miteinander verwandt. In der Klassifizierung spiegelt sich die Evolution wider.
Fußnote
1: Guillaume Lecointre ist Professor am Muséum national d’histoire naturelle (Nationales Naturkundemuseum) und Herausgeber des Buchs "Comprendre et enseigner la classification du vivant" (Die Klassifizierung der Lebewesen verstehen und lehren), Paris, Belin, 2004 (2. Auflage 2008, 311 Seiten).
Letzte Aktualisierung: 29.11.2023
