Die Lebensbedingungen des Mehlkäfers

Autoren:
Publikation:	1.1.1999
Lernstufen:	2,  3
Angestrebte Kenntnisse:	Einzigartigkeit und Vielfalt der Lebewesen, die unterschiedlichen Entwicklungsstufen eines Lebewesens
Dauer:	4 Unterrichtsstunden à 45 Minuten
Material:	Mehlkäferlarven Terrarium mit Deckel Vollkornmehl, Hefe, Tuch in etwas Wasser getränkte Watte
Herkunft:	La main à la pâte, Paris
Bewertung:	(noch keine Bewertung)

Die Unterrichtseinheit hat in einer Klasse mit 27 Schülern (18 Schülern der 3. Klasse und 9 Schülern der 4. Klasse) in einem sozialen Brennpunkt auf dem Land stattgefunden. Die Lehrerin wurde zeitweise durch Hilfslehrer unterstützt.
Die einzelnen Stunden dieser Unterrichtseinheit wurden auf 45 Minuten be­grenzt, einige Gruppen haben jedoch auch Beobachtungen zwischen den Unterrichtsstunden angestellt.

Praktische Informationen

• Mehlkäfer (Tenebrio molitor): Die Larve wird umgangssprachlich auch Mehlwurm genannt.
• Wo kann man sie sich beschaffen: Im Larvenstadium in Anglergeschäf­ten.
• Züchtungsumgebung: Mischung aus Vollkornmehl und Trockenhefe.
  Einen Glasbehälter mit Verschluss verwenden (ständig ein wenig Luft hineinlassen). Das Eierlegen mit einer kleinen Schutzhöhle begünstigen (aus Tüchern zum Beispiel). Glas an einen dunklen und ruhigen Ort stellen. Optimale Temperatur: zwischen 25 °C und 30 °C. Mehlkäferlarven brau­chen nur sehr wenig Wasser.
• Entwicklungsdauer: Je nach Temperatur zwischen 4 Monaten und mehr als ein Jahr. Wird die Kultur in den Kühlschrank gelegt, kann die Entwick­lung verlangsamt werden (das Puppenstadium wird dadurch verzögert).
  Ei: Inkubationszeit von 1 bis 2 Monaten;
  Larve: 2 bis 5 Monate (in diesem Zeitraum können 6 bis 19 Häutungen beobachtet werden);
  Puppe: 10 bis 20 Tage. Adulte Tiere: 23 bis 60  Tage.
• Wie werden sie ernährt: Die Nährlösung mit Hefe genügt. Für ein schnel­leres Wachstum können von Zeit zu Zeit Karotten, Brot oder Bananen zu­gefüttert werden.
• Wie kann man mit ihnen umgehen: Sie sind harmlos und verursachen daher keine Probleme. Mit einem Sieb kann man die Larven, Puppen und Eier leicht einsammeln.
• Wie kann man sie loswerden: Nach 24 Stunden in der Gefriertruhe sind Eier, Larven, Puppen und ausgewachsene Tiere tot. Man kann die Mehl­käfer und Mehlkäferlarven auch in der Natur (möglichst weit entfernt von Häusern und Gärten) aussetzen.

Abb. 1: Die verschiedenen Lebensstadien des Mehlkäfers

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Erste Unterrichtsstunde

Kognitive Lernziele:
- Wissen, dass ein Lebewesen besondere Eigenschaften und Bedürfnisse hat.
Methodologische Lernziele:
- Die reale Umgebung beobachten und die Beobachtungen schriftlich dokumen­tieren können.
- Fragen formulieren können.
Verhaltenslernziele:
- Die eigenen spontanen Reaktionen (Abneigung, Aggressivität) gegenüber un­bekannten Lebewesen in den Griff bekommen und sich Fragen stellen.
- Austausch innerhalb der Gruppe: Die eigenen Ideen zum Ausdruck bringen, zuhören und die Ideen der anderen respektieren.

Pädagogische Vorgehensweise

Ausgangssituation

Die Klasse wird in Gruppen von 4 bis 5 Schülern aufgeteilt. Die Lehrerin hat in jeder Gruppe Mehlkäferlarven gleichen Alters verteilt. Es gab wenig Abnei­gungsreaktionen und viel Enthusiasmus. Die Lehrerin hat den Schülern vorge­schlagen, ihre Beobachtungen und Fragen aufzuschreiben.

Fragenbeispiele:

• "Um wie viel Uhr legen sie sich schlafen und wann stehen sie auf?"
• "Fallen sie wieder auf ihre Beine?"
• "Spritzen sie mit ihrem kleinen spitzen Hinterteil Gift aus?"
• "Wie lange können sie überleben, ohne zu fressen?"
• "Ist das ein Männchen oder ein Weibchen? Ein Junge oder ein Mädchen?"
• "Haben sie eine Familie?"

Zusammenfassung

Die Lehrerin sammelt die Fragen der Schüler und schlägt vor, diese erste Liste zu ordnen. Sie hilft den Schülern dabei, die Fragen zu sortieren (nach Themen wie "Ernährung" oder "Fortpflanzung"). Einige Fragen werden neu formuliert, was zu einer zweiten Liste von Fragen führt.

Fragenbeispiele – sortiert und neu formuliert:

• "Wie unterscheiden sich die Erwachsenen von den Kindern?"
• "Haben sie es gerne hell?"
• "Wie heißen sie?"
• "In welchem Land leben sie?
• "Wie vermehren sie sich?
• "Was fressen sie?"

Organisation der Versuche

Die Lehrerin hat die Fragen für eine Versuchsreihe in der Klasse ausgewählt. Sie schlägt vor, sich zunächst mit den Fragen der Lebensbedingungen zu beschäftigen (Temperatur und Licht).

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Zweite Unterrichtsstunde

Methodologische Lernziele:
- Hypothesen formulieren.
- Ein Versuchsprotokoll ausarbeiten (anhand dessen man die Hypothesen überprüfen kann).
Verhaltenslernziele:
- Die eigenen Ideen hinterfragen.
- Erkundungen über einen längeren Zeitraum durchführen.
- Einem anderen Schüler helfen und seine Ideen akzeptieren.

Gemeinsam: Wie bekommen wir Antworten auf unsere Fragen?

Die Lehrerin wiederholt die Fragestellung und fragt die Schüler, mit welchen Mitteln sie Antworten finden könnten.

Einige Schüler schlagen vor, in einem Sachbuch nachzusehen. Andere schlagen ein Experiment vor. Die Vorschläge sind oft nicht durchführbar. Einige Schüler schlagen Experimente vor, "nur um einmal zu sehen, was passiert", ohne Zusammenhang mit einer bestimmten Frage.

Die Lehrerin beschließt, die Klasse in Zweiergruppen aufzuteilen. Jede Gruppe soll sich mit Unterstützung des Hilfslehrers eine der Fragen vornehmen.

Gruppenarbeit: Hypothesen aufstellen und ein Experiment ausarbeiten

Jede Gruppe hat eine der folgenden Fragen bearbeitet: "Mögen sie es warm?", "Mögen sie es hell?"

Anmerkung: Die Lehrerin hat beschlossen, den Namen des "Tierchens" nicht zu nennen, um zu verhindern, dass die Schüler Informationen über das Tier­chen herausbekommen.

Einige Gruppen hatten schon einen Vorschlag für eine Antwort auf die Frage, andere nicht. Im ersten Fall hatte die Lehrerin Mühe, die Schüler von der Not­wendigkeit zu überzeugen, diese Antwort zu überprüfen.

Kommentar von La main à la pâte

Für einige Kinder sind ihre Behauptungen so "wahr", dass sie sie nicht als An­nahmen auffassen, und es demnach aus ihrer Sicht auch nicht erforderlich ist, sie zu überprüfen.

Zwei Fälle können auftreten: Entweder wissen sie die Antwort tatsächlich und haben den Eindruck, ihre Zeit zu verschwenden. Sie warten ungeduldig darauf, endlich zu experimentieren, um Antworten auf ihre wirklichen Fragen zu finden. Dieses Problem kann durch gruppendifferenzierte Arbeit gelöst werden sowie dadurch, dass die Kinder die zu behandelnde Frage selbst aussuchen dürfen.

Oder sie liegen falsch, dann können nur andere Schüler (aus der eigenen oder aus anderen Gruppen) sie zum Grübeln bringen, indem sie ihnen ihre experi­mentellen Ergebnisse vorstellen.

Eine Zusammenfassung der Unterrichtsstunde ermöglicht eine Bestandsauf­nahme derjenigen Beobachtungen und Schlussfolgerungen, deren sich die Klasse sicher ist (die dann den Status "Wissen" bekommen), und derjenigen, die im Widerspruch zu den anfänglichen Hypothesen stehen (letztere erfordern weitere Nachforschungen).

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Dritte Unterrichtsstunde

Methodologische Lernziele:
- Ein Versuchsprotokoll anfertigen.
- Ergebnisse beobachten und schriftlich dokumentieren.
- Die Ergebnisse im Zusammenhang mit der untersuchten Fragestellung interpretieren.
- Einen Bericht über das Experiment erstellen.
Verhaltenslernziele:
- Gewissenhaft und genau sein (beim Beobachten des Verhaltens der Tiere).
- Die eigene Aufgabe kritisch betrachten und akzeptieren, dass man in man­chen Fällen wieder von vorn anfangen muss.

Wiederholung der Fragen

• "Wodurch unterscheiden sich die Erwachsenen von den Kindern?"
• "Haben sie es gerne hell?"
• "Wie heißen sie?"
• "In welchem Land leben sie?"
• "Wie vermehren sie sich?"
• "Was fressen sie?"

Die Schüler führen in Zweiergruppen die vorher von ihnen geplanten Experi­mente oder Nachforschungen durch und notieren die Ergebnisse und Informa­tionen, die sie herausgefunden haben.

Für einige Versuche sind mehrtägige Beobachtungen notwendig.

Wegen unerwarteter Ereignisse (Verpuppung) konnten die Schüler die vorge­sehenen Ergebnisse nicht beobachten. Manche waren damit einverstanden, noch einmal von vorn anzufangen.

Beispiele für Hypothesen der Schüler

1. Frage: "Mögen sie es warm?"
In den Gedanken der Kinder gibt es (außer "ja" oder "nein") keine echte Vermu­tung. Es geht vielmehr in die Richtung "wir wissen es nicht" oder "wir werden es sehen". Sie wollen einfach beobachten, die Frage bleibt völlig offen. (Hinge­gen kann es passieren, dass die Kinder nach den Beobachtungen Vermutungen formulieren.)

2. Frage: "Mögen sie es hell?"
Die spontane Antwort ist: "Es hat Angst vor der Sonne. Das Tierchen war in meiner Hand; ich habe es in die Sonne gelegt und dann ist es unter meine Hand gekrochen." Infolge einer zufälligen Beobachtung gibt es dieses Mal eine Vermutung: "Sie mögen es nicht gerne hell."

Von den Schülern vorgeschlagene Experimente

1. Frage: "Mögen sie es warm?"

Erster Vorschlag: "Wir legen einige Tiere neben dem Heizkörper in ein Terra­rium und schauen, ob sie auf die Wärme reagieren."

Anmerkung: Die Frage an alle Schüler, was sie von diesem Versuch hielten, hat schon dazu geführt, dass diese Gruppe den Elan, mit dem sie sich in die Arbeit stürzen wollte, verloren hat.

Zweiter Vorschlag: "Wir legen einige Tiere in ein großes Terrarium und stellen das eine Ende des Terrariums in die Nähe des Heizkörpers. Wenn die Tiere es gerne warm haben, werden wir sie in der Nähe des Heizkörpers wieder finden. Wenn nicht, werden sie in die andere Ecke kriechen."

Kommentar: Was heißt "Es gerne warm haben?" Und wenn es neben dem Heizkörper zu heiß ist? Dann gehen sie vielleicht in die andere Ecke, auf die "angenehm" warme Seite des Terrariums und die Kinder würden daraus schlie­ßen, dass sie es gerne kalt mögen. Daraufhin haben die Schüler ihre Fragen besser formuliert. Aus "Mag es das Tier gerne warm?" ist z. B "Ist es wärme­empfindlich" geworden.

2. Frage: "Mögen sie es hell?"

Vorschlag: "Man unterteilt ein Terrarium in eine abgedunkelte Hälfte und eine Hälfte mit Tageslicht (mit einer kleinen Tür, um von der einen Seite auf die andere gelangen zu können). Man legt die Tiere in die Mitte. Wenn sie es gerne hell haben, werden sie im Hellen bleiben, wenn nicht, werden sie auf die dunkle Seite gehen."

Beispiele für Experimente, die in der Klasse durchgeführt wurden

1. Frage: "Mögen sie es warm?"

Der zweite Vorschlag wurde durchgeführt.

Ergebnis des Versuchs: Die Ergebnisse waren verfälscht. Denn die Larven, alle vom selben Stamm, begannen an diesem Nachmittag ihr Puppenstadium und bewegten sich nicht mehr. Der Versuch hat nicht lang gedauert und hat Raum für andere sich ergebende Fragen und Aufgaben gelassen (siehe die Unterrichtsstunde "Die Entwicklung des Mehlkäfers").

2. Frage: "Mögen sie es hell?"

Der vorgeschlagene Versuch wurde durchgeführt. Aus den bereits genannten Gründen hat auch dieser Versuch nur kurz gedauert. Aber er wurde zu einem späteren Zeitpunkt mit voll entwickelten Tieren erfolgreich durchgeführt.

Kommentar von La main à la pâte

Wenn man die Larven in den Kühlschrank legt, wird ihre Verwandlung verlangsamt, während sie bei (nicht zu starker) Wärme beschleunigt wird. Man kann den Einfluss der Temperatur auf die Entwicklung untersuchen, indem man verschiedene Versuchstiere gleichzeitig unterschiedlichen Temperaturen aussetzt.

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Vierte Unterrichtsstunde

Kognitive Lernziele:
- Umweltfaktoren beeinflussen das Verhalten der Tiere.
Methodologische Lernziele:
- Die eigene Arbeit der gesamten Klasse mündlich vorstellen.
- Auf die Fragen der anderen Schüler antworten; argumentieren.
- Erklärungen vorschlagen.
Verhaltenslernziele:
- Kritik von den anderen Schülern annehmen.

Ablauf

Jede Gruppe stellt ihre Forschungsarbeit der Klasse vor: die Versuche, die Er­gebnisse, die Schlussfolgerungen. Sie stützt sich hierzu auf ihren Bericht und ihre (in einem Heft eingetragenen) Notizen.

Die Lehrerin hilft ihnen, falls nötig, ihre Erklärungen besser zu formulieren und allgemeine Schlussfolgerungen zu ziehen, die alle Ergebnisse berücksichtigen. Dann wird gemeinsam ein Text formuliert.

Kommentare der Lehrerin

Zu den Schülerfragen: Die Fragen werden oft ungeschickt gestellt und erfor­dern eine "Übersetzung". Die Mehrheit der Schülerinterssiert sich für die The­men "Fortpflanzung, Ernährung, Verteidigung". Einige Fragen können nur mit Hilfe von Sach- oder Fachbüchern bzw. des Internets beantwortet werden. Aber auch das gehört zu einer wissenschaftlichen Herangehensweise (Name des Tieres suchen, in welchem Land kommt es vor?).

Es wurden nur Fragen ausgewählt, die eine schnelle und/oder einfache Beob­achtung ermöglichen. (Die Untersuchung der Ernährung oder des Abwehrsys­tems gegen Feinde kann zum Beispiel im Zusammenhang mit der Erkundung von Stabheuschrecken erfolgen.)

Zur Motivation der Schüler: Die Ausgangssituation kann schnell "künstlich" erscheinen mit der Folge, dass die Fragen der Schüler an Spontaneität ver­lieren. Das Gleiche gilt für die Hypothesen, die Vorschläge für Experimente, das Aufschreiben der Ergebnisse und die Zusammenfassung der Schlussfolgerun­gen. Es kann passieren, dass die Schüler einfach "Schule spielen" und einer Aufforderung der Lehrerin folgen. Es ist zu hoffen, dass sich das Interesse für die wissenschaftliche Vorgehensweise und der Spaß, der damit verbunden ist, mit der Praxis entwickeln.

Zu den Notizen: Ich habe den Fehler gemacht, den Kindern lose Blätter zu geben, das ist unbedingt zu vermeiden. Sie verlieren sie oder bringen sie durch­einander. Die Idee des Notizbuches oder des Versuchshefts ist viel besser.
Am Anfang haben es die Schüler nicht für notwendig erachtet, sich Notizen zu machen. Ich habe sie dazu gezwungen, da ich ihnen den Misserfolg ersparen wollte, dem sie durch die fehlende schriftliche Dokumentation unweigerlich ausgesetzt gewesen wären. Wir hätten nur Zeit und Motivation verloren. Da­gegen bin ich nicht eingeschritten, wenn sie vergessen hatten, ihre Beobach­tungen zu datieren. Ich habe ihnen diese Informationen gegeben, sobald sie feststellten, dass sie sie brauchen.

Zum Arbeiten mit Lebewesen: Sich mit Lebewesen zu befassen, bringt viel Unerwartetes mit sich. Das führt zu Schwierigkeiten, macht aber auch den Charme aus. Ein weiteres Problem ist der Zeitfaktor. Man arbeitet oft über einen langen Zeitraum (mehrere Tage oder länger). Das ist einer der interes­santen Aspekte des Biologieunterrichts. Damit muss man aber umgehen kön­nen!

Zur Arbeitsorganisation in der Klasse: Wie ist die Arbeit in der Klasse zu organisieren? Mit der gesamten Klasse? In kleinen Gruppen? Einzeln? Am An­fang hat die gesamte Klasse in kleinen Gruppen gearbeitet, zu festen Zeiten, die für diese Tätigkeit vorgesehen waren. Nur der Erfahrungsaustausch fand mit allen Schülern gemeinsam statt. Dann habe ich mich aus Bequemlichkeit dazu entschieden, die Klasse in Gruppen einzuteilen. Die Untersuchungen, die über einen längeren Zeitraum gingen, habe ich lediglich mit einer Gruppe motivierter Kinder durchgeführt, mit dem Hintergedanken, dass dadurch die Motivation zu einem späteren Zeitpunkt auch auf die anderen überspringen würde. Dieses scheint sich zu bestätigen.

Zu möglichen Erweiterungen: Aufgrund der Begeisterung über die "Referate" habe ich den Schülern vorgeschlagen, weitere Referate zu unterschiedlichen Themen vorzubereiten (über Insekten, den menschlichen Körper, ...).

• Zwei Kinder begeistern sich für Stabheuschrecken. Sie haben eine Arbeit zur Untersuchung dieser Tiere begonnen.
• Die traditionelle "Lernzielkontrolle" wurde durch eine Situation mit der Fra­gestellung ersetzt: Kann ich etwas hinterfragen und treffende Beobach­tungen anstellen?
• In unserer Klasse wird die traditionelle Aufführung beim Schulfest durch "Minivorträge" über unsere Arbeiten im Sachunterricht ersetzt.

Zur wissenschaftlichen Herangehensweise: Der Begriff der "wissenschaft­lichen Herangehensweise" darf nicht zu eng gefasst werden. Das klassische Schema "Beobachtung – Hinterfragung – Aufstellung von Hypothesen – Versuch – Überprüfung der Hypothesen – Schlussfolgerung" kann umgeworfen werden: "Experimente" werden zu einfachen Beobachtungen und die Hypo­these kann auch mal nach dem Versuch formuliert werden.

Kommentar von La main à la pâte

Die Lehrerin weist hier auf die "BHEAIZ"-Herangehensweise hin: Beobachtung, Hypothese, Experiment, Argumentation, Interpretation, Zusammenfassung. Diese in der Grundschule oft angewendete Methode sollte jedoch nicht als "das" Modell für eine experimentelle Herangehensweise verstanden werden.

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