Alle klein, aber alle verschieden
| Autoren: | |||
| Publikation: | 1.1.1999 | ||
| Lernstufe: | 3 | ||
| Übersicht: | Identifizierung von Proben, die von unbekannten Tieren oder Pflanzen stammen und auf den ersten Blick gleich erscheinen. | ||
| Angestrebte Kenntnisse: |
|
||
| Dauer: | 6 Unterrichtsstunden à 45 Minuten | ||
| Material: |
|
||
| Herkunft: | La main à la pâte, Paris | ||
| Bewertung: |
|
Anmerkung: In dieser Unterrichtseinheit werden reproduzierbare Situationen von speziellen Situationen (im Text in violett hervorgehoben) unterschieden.
1. Unterrichtsstunde: Was ist in diesen Schälchen?
Methodologische Lernziele:
- Lernen, mit Beobachtungsinstrumenten umzugehen (Lupe und Binokular).
- In der Lage sein, die eigenen Vorschläge zu begründen.
Verhaltenslernziele:
- Neugier zeigen. Die eigene Vorstellungskraft aktivieren.
Pädagogische Vorgehensweise
Den Schülern werden die Vorgehensweise und das Versuchsheft vorgestellt. Ausgehend von einer Diskussion über die Arbeit von Paläontologen hilft der Lehrer den Schülern dabei, sich wie Forscher zu verhalten.
Ausgangssituation: Die Schüler werden in Vierer- oder Fünfergruppen aufgeteilt. Es werden sechs Schälchen mit unterschiedlichem Inhalt an jede Gruppe verteilt (die Schälchen sind nummeriert). Der Lehrer ermuntert die Schüler, Vorschläge zur Identifizierung der kleinen Objekte zu machen. Sie müssen ihre Vorschläge begründen und Notizen in ihr Heft machen. Die Forscherlehrlinge werden prüfen, beobachten, Hinweise suchen, um sich an alles zu erinnern, was sie gemacht haben. Sie werden in ihr Heft schreiben und zeichnen.
Die verwendeten Proben sind unten abgebildet. Sie sind alle von geringer Größe und den Schülern (wahrscheinlich) unbekannt.
1. Kot von Stabheuschrecken |
2. Quinoasamen [1] |
3. Trockenhefe |
4. Kohlsamen |
5. Radieschensamen |
6. Eier von Stabheuschrecken |
Forschungsaktivität: Die Schüler beobachten jede Probe,
diskutieren untereinander und schlagen vor, um was es sich handeln
könnte. Außerdem schreiben sie die Gründe für ihre
Vorschläge auf. Den Schülern wurde erklärt, dass keine
der Proben eine besondere Gefahr darstellt, sie sie aber dennoch nicht
in den Mund nehmen sollten. Die Schüler verfügen über Lupen,
Skalpelle, Nadeln und ein Binokular. Die Schüler riechen,
zerdrücken, öffnen (wenn es möglich ist).
Anmerkung: Ein Schüler verwendet zwei Lupen hintereinander, um eine
stärkere Vergrößerung zu erreichen.
Zusammenlegung der Ergebnisse: Der Lehrer schreibt die Vorschläge jeder einzelnen Gruppe für jede nummerierte Probe an die Tafel. In der Tabelle 1 sind einige Beispiele der Vorschläge zusammengestellt.
"Was können wir tun, um eure Vorschläge zu überprüfen und um zu erkennen, ob jemand Recht hat?" Es wurden drei Überprüfungsmöglichkeiten ausgewählt: in Büchern suchen, Objekte zum Vergleich mitbringen, (z. B.: Linsen einkaufen) und ein Mikroskop verwenden, um die Proben noch näher beobachten zu können.
Tabelle 1: Beispiele für Vorschläge der Schüler
|
Probe 1:
Kot von Stabheuschrecken |
Vogeldreck, Schneckenkot (wegen
der Grasreste), getrocknetes Moos (es hat die gleiche Farbe und die
gleiche Form)
Anmerkung: Die Schüler haben pflanzliche Überreste gefunden. |
|
Probe 3:
Trockenhefe |
Gewürze (gleiche Größe und gleicher Geruch), Fischfutter (wegen des Geruchs), Maisstärke |
|
Probe 5:
Radieschensamen |
Linsen (die Kinder glauben, sie wiederzuerkennen), Samen von Früchten, Kieselsteine (umstrittener Vorschlag, denn man kann sie zerdrücken) |
|
Probe 6:
Eier von Stabheuschrecken |
Eier (sie zerplatzen und scheinen Blut zu enthalten), eine kleine Eichel aus dem Wald (wegen der Form und des kleinen weißen Endes), Eier von Spinnen (in einem Tiermagazin gesehen) |
Der Lehrer erstellt Plakate, auf denen die Vorschläge der Schüler für jede Probe zusammengefasst sind. Die Schüler hatten weiterhin Zugang zu den verschiedenen Proben und haben ihre Beobachtungen fortgesetzt (in dieser Zeit kam es weder zur Keimung, noch zum Ausschlüpfen).
2. Unterrichtsstunde: Unsere Hypothesen
Kognitive Lernziele:
- Merkmale kennen, anhand derer man ein Ei identifizieren kann.
- Merkmale kennen, anhand derer man ein Samenkorn identifizieren kann.
Methodologische Lernziele:
- Sinnvolle Ideen überprüfen. Möglichkeiten vorschlagen, um die
eigene Hypothese zu überprüfen.
Verhaltenslernziele:
- Kreativ sein können.
Pädagogische Vorgehensweise
Der Lehrer weist auf das Plakat hin, das alle Identifizierungsvorschläge der ersten Unterrichtsstunde enthält. Bei der gemeinsamen Diskussion wird festgestellt, dass sich zwei Vorschläge sehr oft wiederholen: "Das ist ein Samenkorn" und "Das ist ein Ei". Der Lehrer fordert die Schüler nun auf, genauer zu erklären, wie man vorgehen muss, um das zu überprüfen (siehe Tabelle 2).
Der Lehrer schlägt vor, die von den Schülern vorgeschlagenen Überprüfungsverfahren anzuwenden. Er erklärt aber, dass zuerst die genaue Vorgehensweise erläutert werden muss. Diese Phase ist besonders wichtig, um alle von den Schülern verlangten Materialien zusammenzusuchen.
Die Schüler vergegenwärtigen sich die in der vorherigen Unterrichtsstunde gestellte Frage. Sie schlagen Möglichkeiten vor, wie sie ihre Vorschläge überprüfen könnten. Am häufigsten werden das Beobachten und das Zurückgreifen auf Bücher/das Internet genannt.
Forschungsarbeit
Jeder Schüler soll in seinem Versuchsheft die Mittel nennen, die er verwenden möchte, um einige seiner Vorschläge zu überprüfen. Er soll das Material benennen, das er brauchen wird, und den Ablauf seiner Überprüfungsarbeit beschreiben. Danach teilt jeder Schüler den anderen Gruppenmitgliedern seine Ideen mit. Die anderen Schüler sollen ihm Fragen stellen, Kommentare machen und ihre Kritik an seinen Ideen vorbringen. Dieser Meinungsaustausch zwischen den Schülern führt zu einer Auswahl von gemeinsamen Forschungsthemen.
Tabelle 2: Individuelle Überprüfungsvorschläge
| Jede Probe | Wenn ich der Meinung bin, dass es sich um ein Ei handelt, ... |
... nehme ich das Ei und zerdrücke es, oder ich schneide es in zwei
Hälften und dann beobachte ich es mit dem Binokular, um zu sehen,
was im Innern ist. "Das, was hier im Innern ist, ist das, was in einem
Ei ist."
Anmerkung: Das setzt eine Nachforschung voraus, über das, was ein Ei enthält. |
| Die übrig gebliebenen Proben | Wenn ich der Meinung bin, dass es sich um ein Samenkorn handelt, ... |
1) Um zu erkennen, ob es eine Linse ist, genügt es, Linsen
mitzubringen und zu vergleichen. "Wenn es gleich aussieht, ist es eine
Linse."
2) Man muss es öffnen und hineinschauen, aber "wir wissen nicht, wie ein Samenkorn innen aussieht". Wir schauen im Lexikon nach, um zu sehen, wie ein Samenkorn innen aussieht. 3) Wir pflanzen das Samenkorn. Wir müssen aber mehrere pflanzen, denn: "Wenn das bei dem einen nicht funktioniert, wissen wir nicht, ob es sich um ein Samenkorn handelt." |
| Probe 6 (Stabheuschreckeneier) | Wenn ich der Meinung bin, dass es sich um Schneckenkot handelt, ... | ... ziehe ich Schnecken auf und vergleiche ihre Ausscheidungen mit denjenigen der Probe. |
3. Unterrichtsstunde: Was können wir tun, um unsere Hypothesen zu überprüfen?
Methodologische Lernziele:
- Ein Beobachtungsprotokoll erstellen können im Hinblick auf die
Überprüfung der Hypothesen.
Verhaltenslernziele:
- Kreativ sein können.
Pädagogische Vorgehensweise
Es geht darum, Protokolle zu erarbeiten, mit denen die folgenden Vorschläge überprüft werden sollen:
1) Bei dem Inhalt von Schälchen Nr. 6 handelt es sich um Schneckenkot.
2) Bei einigen Proben handelt es sich um Samenkörner.
- Jede Gruppe muss erklären, was gemacht werden soll, welches Material notwendig ist, wie die Aufgaben verteilt werden sollen.
- Der Berichterstatter jeder Gruppe soll sich auf die Notizen stützen, die in das Versuchsheft geschrieben wurden.
- Tabelle 3 zeigt Beispiele von zusammengetragenen Vorschlägen.
Tabelle 3: Gemeinsame Vorschläge zur Überprüfung
| Was wir machen wollen (Probe 6): Schnecken finden, sie in eine ausreichend große Schachtel legen; Gras, Blätter, Holzstückchen, Moos, einen Teller mit Wasser dazulegen. Versuchen herauszufinden, was sie fressen. Man lässt sie eine Weile in Ruhe, zieht dann Handschuhe an und sieht nach, ob Kot vorhanden ist. |
Materialliste und wer das Material mitbringt:
Die Schüler bringen das gesamte notwendige Material mit. |
|
Was wir machen wollen (mit allen Proben):
Wir nehmen 6 Blumentöpfe, weil es 6 Samenkörner sind, wir nummerieren sie mit kleinen Schildchen, und wenn etwas daraus wächst, ist es ein Samenkorn. Wir stecken mehrere Samenkörner in die Blumentöpfe, weil es möglich ist, dass eins davon nicht wächst. Wenn wir mehrere hineinstecken, ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass etwas wächst. Wir gießen, aber wir müssen Löcher in die Blumentöpfe machen, damit das Wasser ablaufen kann. Sonst bleibt das Wasser in den Töpfen stehen und das lässt sie verfaulen. Bei einigen Pflanzen muss dass Wasser drinnen bleiben und bei anderen nicht. Die Hälfte der Blumentöpfe, die mit den Löchern, begießen wir von oben und die anderen von unten, im Untersetzer. Wir müssen die Blumentöpfe ins Haus stellen, weil es draußen zu kalt ist. Sie brauchen Licht, also werden wir sie in die Nähe der Fenster stellen. Aber wenn die Sonne zu stark darauf scheint, es also sehr warm ist, müssen wir sie woanders hinstellen. |
Materialliste und wer das Material mitbringt: - Erde (der Lehrer) - die zu identifizierenden Proben (der Lehrer) - Samenkörner von Linsen und Bohnen (die Schüler) - Blumentöpfe (der Lehrer) |
Bei den Eiern wurde keine Vermutung aufgestellt. Aber im Laufe der Woche sind einige Stabheuschrecken aus den Eiern geschlüpft (das war unvermeidlich). Die Gruppe, die mit der Untersuchung dieser Probe beauftragt war, hat mehrere Annahmen aufgestellt und ihre Untersuchungen fortgesetzt (siehe weiter unten).
4. Unterrichtsstunde: Die Experimente
Methodologische Lernziele:
- Nach einem Protokoll eine Beobachtung/ein Experiment machen.
Verhaltenslernziele:
- Die Ideen eines anderen Schülers akzeptieren.
- Die Arbeit der anderen respektieren.
Pädagogische Vorgehensweise:
Mit welchen Proben arbeiten wir? Der Lehrer hat die Oberaufsicht. Er überprüft die Sachen, die die Schüler mitbringen sollten. Er gibt das Startzeichen für den Beginn der Experimente und ermuntert die Schüler aufzuschreiben, was sie machen, vor allem dann, wenn sie etwas machen, was nicht im Protokoll vorgesehen war.
Der besondere Fall der Probe 6 (Stabheuschreckeneier)
Der Lehrer fragt die Kinder, ob sie überprüfen können, ob die Stabheuschrecken tatsächlich aus den Eiern geschlüpft sind.
Forschungstätigkeit innerhalb der Stabheuschrecken-Gruppe: Wenn die kleine Stabheuschrecke zur Welt kommt, entfaltet sie sich (im wahrsten Sinne des Wortes) aus der Eierschale (die Stabheuschrecke ist mindestens zweimal so lang wie das Ei). Des Weiteren bleibt sie oft noch einige Stunden oder einige Tage lang am Schwanz oder an einem Bein mit der Eierschale verbunden. Diese beiden Ereignisse haben die Schüler spontan dazu gebracht, die Beziehungen zwischen den kleinen Stabheuschrecken und den Eiern zu hinterfragen. Das sind ihre Vermutungen:
| Die Probe 6 ist ein Ei, aus der eine Stabheuschrecke geschlüpft ist. | Der Name des Tieres wurde den Schülern auf Nachfrage verraten. |
| Ein Insekt (durch seine 6 Beine als solches identifiziert) ist in die Klasse eingedrungen und hat Eier gelegt. Die Jungtiere saugen den Inhalt des Eis auf. | Laut einem Schüler sind die Eier, die dieses Insekt gelegt haben soll, verschwunden und es sind andere Eier als diejenigen, die die Schüler untersuchen. |
| Es gibt sicher ein ausgewachsenes (großes) Tier, das die Eier gelegt hat, und das sind die Kleinen. Die Kleinen krallen sich an andere Eier und saugen die Flüssigkeit auf. | Idee wie oben |
| Diese Insekten sind in die Klasse hereingekommen und saugen mit ihrem Schwanz den Inhalt des Eis auf. | Begründung: Wenn man das Ei vom Schwanz entfernt und es zerdrückt, ist es leer. |
| Die kleinen Stabheuschrecken kommen wirklich aus den Eiern. | Ein Kind hat kürzlich einen Dokumentarfilm über tropische Insekten gesehen und behauptet zu wissen, dass Stabheuschrecken Pflanzen fressen. |
Ein Schüler aus der Stabheuschrecken-Gruppe hat ein neues Experiment vorgeschlagen: Ein Ei isolieren, um zu zeigen, dass daraus eine Stabheuschrecke schlüpft.
Die anderen Gruppen:
Die Schüler der Samenkörner-Gruppe haben gesät und ihre Aussaat gut gepflegt. Außer den sechs ursprünglichen Proben haben sie noch weitere Samen mitgebracht. Alle Samen der Kinder haben gekeimt. Die Pflanzen (Weizen, Mais, Bohnen, grüne Bohnen) sind gut gewachsen.
Eine andere Gruppe hat eine Schneckenzucht angelegt.
5. Unterrichtsstunde: eine Zwischenbilanz
Methodologische Lernziele:
- Sprachbereich: In der Lage sein, die eigenen Notizen zu ordnen, um einen
Bericht zu erstellen.
Verhaltenslernziele:
- Bei der Berichterstattung gewissenhaft sein (man darf sich nichts
ausdenken).
Pädagogische Vorgehensweise
Der Lehrer erklärt, dass es Zeit ist, bei den Experimenten eine Zwischenbilanz zu ziehen, weil einige Gruppen schon Ergebnisse haben. Er fordert die Schüler auf, in ihrem Heft eine besondere Seite vorzubereiten, um die gesamte Vorgehensweise von Anfang an zusammenzufassen. Die Schüler sollen auf das zurückkommen, was sie während der vorherigen Stunden notiert haben, um die Rubriken auf dieser besonderen Seite auszufüllen. Über den Titel jeder einzelnen Rubrik wird diskutiert (siehe Tabelle 4).
Tabelle 4: Titel der Rubriken und ihre Neuformulierungen
| Formulierungen des Lehrers | Neuformulierungen eines Schülers |
|---|---|
| Mein Problem (das, was ich suchte) | Titel bleibt gleich |
| Meine Annahmen | Es ist vielleicht so, dass ... |
| Meine Experimente | Was ich gemacht habe |
| Meine Beobachtungen, meine Ergebnisse | Was habe ich festgestellt? |
| Meine Schlussfolgerungen | Daraus kann man folgern, dass ... |
6. Unterrichtsstunde: Erzählt doch mal, was ihr gemacht habt?
Kognitives Lernziel:
- Einige Besonderheiten der Eier und Samenkörner ausmachen,
Fortpflanzungsstrukturen.
Methodologisches Lernziel:
- Einen mündlichen Bericht über eine wissenschaftliche
Vorgehensweise machen können.
Verhaltenlernziel:
- Ehrlich und bescheiden sein können.
Pädagogische Vorgehensweise
Der Lehrer fordert die Mitglieder aller Gruppen auf, ihre Arbeit und ihre Ergebnisse vor der Klasse zu präsentieren. Er erläutert, dass es sich um ein gemeinschaftliches Referat handelt und dass der referierende Schüler sich auf die Informationen der besonderen Seite von der vorherigen Woche stützen soll. Weiterhin weist er darauf hin, dass auch anderes Material und andere Seiten des Heftes für das Referat verwendet werden können.
Während der Referate ermuntert der Lehrer, der ja Zeuge der tatsächlichen Experimente gewesen war, die Schüler, nicht nur über die gelungenen sondern auch über die erfolglosen Versuche zu berichten.
Der Lehrer enthüllt den Namen der Proben und hilft den Schülern zu verstehen, warum es zu Fehlern kommen konnte. Beispiel 1: Der Kot von Schnecken enthält, wie der Kot von Stabheuschrecken, unverdaute pflanzliche Überreste. Beispiel 2: Die Quinoasamen keimen schnell (innerhalb eines Tages), aber die jungen Pflänzchen sind sehr empfindlich. Er erklärt den Schülern ebenfalls, dass die Arbeit über den Kot jetzt abgeschlossen ist, während das Studium des pflanzlichen Lebens weitergehen wird (Entwicklungszyklus).
Wissenschaftliche Kommunikation: Alle Schüler einer Gruppe erklären ihre Vorgehensweise und stützen sich dabei auf das Heft. Das Referat wird ausschließlich mündlich gehalten. Die Schüler neigen dazu, ihre Vorgehensweisen zu beschönigen, indem sie das, was nicht funktioniert hat, mehr oder weniger absichtlich verschweigen. Die Vorgehensweise korrekt und ehrlich wiederzugeben ist die Arbeit einer Wissenschaftlerin oder eines Wissenschaftlers.
Schriftliche Wiedergabe einiger Schülerreferate
Samenkörner-Gruppe: "Wir wollten wissen, ob es Samenkörner sind. Alles ist gewachsen, außer Nr. 1 und Nr. 3; das waren folglich keine Samenkörner." (In Wirklichkeit haben die Schüler die Stabheuschreckeneier und die Radieschensamen vermischt, so dass aus der "Aussaat" Pflänzchen wuchsen.) Unter dem Protest der Stabheuschrecken-Gruppe, die beweisen wollte, dass es sich bei der Probe 6 um Eier handelt, hat der Lehrer die Schüler aufgefordert, die Proben 4 und 6 zu vergleichen und dann die Pflänzchen in den Töpfen 4 und 6 miteinander zu vergleichen. Die Schüler haben festgestellt, dass sich die beiden Proben sehr ähnelten und dass die erhaltenen Pflänzchen praktisch identisch waren. Sie haben eingeräumt, dass eine Vermischung stattgefunden haben musste.
Stabheuschrecken-Gruppe: "Wir wollten wissen, ob es Insekteneier sind. Wir haben Eier genommen und sie in eine Schachtel gelegt. Es sind tatsächlich Insekten daraus geschlüpft. Außerdem haben wir Eier aufgeschlagen und sowohl Eigelb als auch etwas Blut beobachtet." Einer der Schüler gibt zu, dass es nicht so einfach war, und er erzählt die Episode, als drei von ihnen glaubten, dass Insekten in die Klasse eingedrungen seien, um den Inhalt der Eier oder der Samen aufzusaugen (zu diesem Zeitpunkt war sich die Gruppe über die Identität der Probe noch nicht ganz sicher).
Schnecken-Gruppe: "Wir haben Schnecken in eine Schachtel getan und haben sie mit Gras, Salat und Blättern ernährt. Wir haben ihren Kot aufgesammelt und ihn trocknen lassen. Wir haben den Schneckenkot mit der Probe verglichen (mit dem Binokular). Der Schneckenkot hat nicht die gleiche Form, aber innen drin waren Fäden, so wie in der Probe. Wir denken also, dass es sich wirklich um Schneckenkot handelt."
Kommentar von La main à la pâte
Kommunikation und Verwaltung der Gruppen: In dieser Unterrichtseinheit teilen die Gruppen ihre Arbeitsergebnisse erst am Ende der Unterrichtseinheit mit. Man hätte sich jedoch auch dazu entschließen können, die Beobachtungen und die aufgetretenen Probleme am Ende jeder Unterrichtsstunde mitzuteilen. Eine solche Vorgehensweise bereichert die Diskussionen und ermutigt zur Formulierung neuer Vorschläge. Die Erfahrung, aus einem einzigen Ei eine Stabheuschrecke ausschlüpfen zu lassen, kann alle Schüler fesseln, genauso das Pflanzen von Samen. Die Aufmerksamkeit der Schüler während der abschließenden Zusammenfassung ist in diesem Fall größer und die Teilnahme noch aktiver.
Fußnote
1: Quinoa ist eine Pflanze, die aus Peru und Bolivien stammt.
Letzte Aktualisierung: 29.11.2023
