Kraft aus der Flasche? das Sauerstoffwunder

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1 Kraft aus der Flasche? das Sauerstoffwunder Voraussetzung für die Bearbeitung der Aufgabe Jahrgangsstufe 5 oder grundlegende Vorstellungen von Atmungsorganen und Verdauungsorganen grundlegende Vorstellungen von der Sauerstoffaufnahme, der Verteilung und der Bedeutung des Sauerstoffs für die Energieumsetzung in den Körperzellen. Mögliche Aufgabenstellung: Aus: Unterricht Biologie Heft 7 Aufgabe: Arbeite mit einem Partner zusammen, denn die Aufgabe ist nicht einfach zu lösen! Beantwortet die Fragen schriftlich! Fragen zum Sauerstoff:. Überlegt euch noch einmal genau, wozu der Körper Sauerstoff benötigt.. Wie kommt der Sauerstoff in den Körper und welchen Weg muss er im Körper nehmen, damit er genutzt werden kann. Fragen zum Sauerstoffwunder : 3. Welchen Weg nimmt der Sauerstoff, wenn man den Sportdrink trinkt? 4. Formuliert das Problem genau! Jetzt bewertet: 5. Was meint ihr? Würdet ihr diesen Sportdrink kaufen und nutzen, um in der Schule bessere Leistungen zu erbringen?. Wenn ihr euch nicht entscheiden könnt, dann formuliert eure Zweifel genau. 7. Stellt euch vor, ihr hättet ein großes Labor. Welche Untersuchungen würdet ihr vornehmen, um die Wirkung des Sportdrinks eindeutig zu klären? Aufgabe Erwartete Schülerleistung Sauerstoff und Nährstoffe werden zur Energieumsetzung im Körper benötigt Atemorgane - Blut - Rote Blutkörperchen Zellen Speiseröhre Magen Darm ungewisser Weg? Der Sauerstoff gelangt nicht in die Lunge, die zur Sauerstoffaufnahme dient, sondern im Verdauungssystem, dort werden Nährstoffe aufgenommen. Der Sauerstoff ist im falschen Organ! Entscheidung mit Begründung: Keine Wirkung, weil die Verdauungsorgane nur Nährstoffe aufnehmen und keinen Sauerstoff. Keine klare Entscheidung, weil nicht klar ist, ob nicht eventuell vom Darm auch Sauerstoff aufgenommen werden kann. Der Sauerstoff könnte so ins Blut und so in die Zellen gelangen. Messungen im Magen-/Darmbereich zur Sauerstoffaufnahme. Eigene deen: z.b. Viel von dem Drink trinken und dann den Sauerstoffgehalt im Blut messen, Wenn Sauerstoff aufgenommen wird, hat der Sportdrink eine Wirkung, sonst nicht! AFB Standards F E K B

2 Aquatop Untersuchung eines Ökosystems(Michael Bruhn) Voraussetzung für die Bearbeitung der Aufgabe Jahrgangsstufe oder 9 grundlegende Kenntnisse über Ökosysteme grundlegende Kenntnisse über das Mikroskopieren Mögliche Aufgabenstellung: Aus: Unterricht Biologie Heft 307/30 Aufgabe: Richte mit einem Partner zusammen zwei Aquatope ein! Beantwortet die Aufgaben schriftlich! Aufgaben zu den Mitweltfaktoren:. Welche abiotischen Faktoren wirken in dem Ökosystem Aquatop?. Beschreibe die Veränderungen innerhalb des Systems während der Langzeitbeobachtung! 3. Wie wirken sich unterschiedliche Stoffeinträge auf das Ökosystem aus? Plane hierzu einen Versuch, führe ihn anschließend durch und informiere die Mitschüler über das Ergebnis! Aufgaben zu den Organismen: 4. Mikroskopiere die Organismen auf den Objektträger und zeichne diese! 5. Bestimme dabei die jeweiligen Organismengruppen! Jetzt wird ausgewertet und beurteilt:. Werte die Versuchsergebnisse aus und erkläre die Prozesse in einem Ökosystem! 7. Beurteile die Übertragbarkeit des Modellversuchs auf reale Ökosysteme!. Beurteile die Auswirkungen menschlichen Handelns in einem Ökosystem! Aufgabe AFB Standards Erwartete Schülerleistung Abiotische Faktoren nennen F E K B.3.4 Beschreiben die Entwicklung des Systems über einen längeren Zeitraum

3 Eine Auswahl möglicher unterrichtlicher Ziele der Einheit Aquatop (basierend auf den Bildungsstandards Biologie) Schülerinnen und Schüler sollen abiotische und biotische Faktoren in einem aquatischen Ökosystem benennen. «Aquatope» als geeignete Modelle für ein «belebtes System» beschreiben. den Eintrag von Stoffen in ein Ökosystem mit der Entwicklung von Organismen im System in Beziehung setzen. die Entwicklung des Systems über einen längeren Zeitraum beschreiben. die Exposition von Objektträgern als Verfahren nutzen, um Organismen in limnischen Ökosystemen qualitativ und quantitativ zu erfassen Organismen mikroskopieren und sachgerecht zeichnen. Organismengruppen durch den Vergleich mit Farbfotos und Zeichnungen ermitteln. die Einrichtung eines Aquatops und Experimente zum Eintrag von Substanzen aus der Alltagswelt planen und selbstständig durchführen. Versuche zur Belastung von Aquatopen vergleichend auswerten und dynamische Prozesse im Ökosystem erklären. die Übertragbarkeit ihres Modellversuchs auf reale Ökosysteme beurteilen. mikroskopische Zeichnungen von Organismen beschreiben und erläutern. Messergebnisse veranschaulichen. Messergebnisse in und vor einer Gruppe erläutern. eine aussagekräftige Dokumentation der Beobachtungs- und Arbeitsergebnisse erstellen. bei arbeitsteiligem Vorgehen untereinander nformationen austauschen. in der Gruppe zielgerichtet kommunizieren. ihre Arbeitsergebnisse angemessen präsentieren. die Aussagekraft der Entwicklungen im Aquatop in Bezug auf komplexe Ökosysteme beurteilen. die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in einem Ökosystem beschreiben und beurteilen.

4 Bernd Blume Bildungsstandards auf dem Weg: Mögliche Aufträge:. Formulieren Sie die erwarteten Schülerleistungen. Stellen Sie eine Liste der in der Aufgabe umgesetzten Bildungsstandards zusammen. 3. Ordnen Sie die Anforderungsbereiche. bzw. zu den Aufgaben gemäß S. der Bildungsstandards zu. 4. Beurteilen Sie die Verwendbarkeit der Aufgabe in hren Lerngruppen. 5. Entwickeln Sie einen Evaluationsbogen zur Unterrichtsbeobachtung/Wirkungseinschätzung.

5 Bernd Blume Nahrung und Nahrungsmenge des Maulwurfes Schreibt die Antworten zu den folgenden Aufgaben zusammen mit der Überschrift in euer Biologieheft... Wählt in eurer Gruppe alle Abbildungen aus, die zum Speisezettel des Maulwurfes gehören. Übertragt die Namen ins Heft... Der Maulwurf ist ein Fleischfresser, der Beute lebend packt. Begründet. Hilfe: Stopfpräparat. Der Maulwurf muss täglich Tiere im Gesamtgewicht seines Körpers (ca. 00g fressen). Ein Regenwurm wiegt ca. g. Für Jan (4 kg schwer) reicht täglich ca. kg Nahrung ohne Getränke).. Berechnet die Zahl der täglich vom Maulwurf zu fressenden Regenwürmer, wobei ihr hier annehmt, dass er nur Regenwürmer frisst... Jan wiegt 4 kg. Berechnet, wie viele Regenwürmer er essen müsste, würde er täglich sein Körpergewicht verspeisen..3. Die folgenden Versuche sollen euch helfen, zu erklären, warum der Maulwurf im Gegensatz zu Jan so viel fressen muss: a) Ein großes und ein kleines Becherglas werden mit gleich warmem Wasser gefüllt und sofort jeweils die Temperatur gemessen. Nach 5 Minuten messt ihr erneut in beiden Bechergläsern und berechnet dann die Temperaturdifferenz zwischen beiden Messungen. Alle Temperaturen und die Temperaturdifferenzen tragt ihr in eine Tabelle ein. Becherglas klein groß Temperatur zum Beginn Temperatur nach fünf Minuten Temperaturdifferenz

6 b) Ermittelt die Oberfläche eines kleinen Würfels mit einem nhalt von ml. Eine Würfelseite ist dabei eine Flächeneinheit. Ermittelt nun den nhalt des. großen Würfels in ml und seine Oberfläche in Flächeneinheiten. Teilt nun den Zahlenwert der Oberfläche des kleinen Würfels durch den Zahlenwert seines nhaltes. Verfahrt genauso beim großen Würfel. Erklärt mit Hilfe Eurer Berechnung das Ergebnis des Versuches a). Kleiner Würfel Großer Würfel Oberfläche nhalt Quotient Erklärt nun, warum der Maulwurf so viel fressen muss..4. Der Maulwurf lebt außer in der Fortpflanzungszeit in seinem Gangsystem als Einzelgänger. Erklärt! 3. Der Maulwurf - ein Schädling, der bekämpft werden sollte? Eure Meinung! 4. ch freue mich auf euren Vortrag eurer Forschung.

7 Nahrung und Nahrungsmenge des Maulwurfes Voraussetzung für die Bearbeitung der Aufgabe Jahrgangsstufe 5 oder Gebisstypen und Nahrung Nahrung als Energiequelle Körpertemperatur von Mensch/Säugetieren (Tierarten und deren Nahrung) Aufgabe Erwartete Schülerleistung Zuordnung: Assel, Spinne, Raupe, Käfer Begründung: nsektenfressergebiss (kleine spitze Zähne) 50 (Vernetzung zur Mathematik) 000 (Vernetzung zur Mathematik) überlegte, sachgerechte, arbeitsteilige und kooperative Umsetzung der Handlungsanweisung. Oberflächen- und nhaltsermittlung. Quotientenberechnung. Diskussion mit dem Ergebnis, dass der Maulwurf auf Grund seiner großen Körperoberfläche bezogen auf seien Körperinhalt viel Wärmeenergie verliert und somit zum Aufrechterhalten seiner Körpertemperatur viel Nahrung als Energiequelle benötigt. AFB Standards F.4. E K B Der Maulwurf genötigt sehr viel tägliche Nahrung und daher ein entsprechend großes Gangsystem für sich. Für viele ausgewachsene Maulwürfe reicht dies nicht aus. Weiter ist sichergestellt, dass eine Maulwurf für eine künftige Familie ein ausreichendes Nahrungsangebot bereit hält. Entscheidung mit Begründung: Der Maulwurf schaufelt z.b. für Fußballer unangenehme Hügel. Einerseits frisst er viele nützliche Regenwürmer und Spinnen, andererseits auch viele für Nutzpflanzen schädliche Raupen und Schnecken. Fragen zur Nahrung dieses Tiere werden vom Lehrer beantwortet. Abwägende Argumentation mit begründeten offenen Entscheidungen arbeitsteiliger Vortrag mit Rückfragen und Diskussion

8 Nahrung und Nahrungsmenge des Maulwurfes Anforderungsbereiche:.. Kenntnisse wiedergeben.. biologisches Wissen in einfachen Kontexten verwenden.. fächerverbindend Mathematik.. fächerverbindend Mathematik.3. Versuche nach Anleitung durchführen, Beobachten und Daten auswerten, Sachverhalte mit Modellen erklären. ( Datenhypothesen- und fehlerbezogen auswerten und interpretieren).4. altersbedingt : Biologische Sachverhalte in einem neuen Bewertungskontext erklären. 3. Biologische Sachverhalte auf verschiedenen Systemebenen erklären. Eigenständig Stellung nehmen. 4. Biologische Sachverhalte wiedergeben, in neuem Bewertungskontext erläutern, eigenständig werten, Verständnis für andersartige Entscheidungen entwickeln. Standards/Erwartungen/tems: Schwerpunkte setzen Standards = trifft zu, Evaluation durch Unterrichtsbeobachtung Schülerinnen und Schüler System F.4. beschreiben und erklären Wechselwirkungen im Organismus. (Aufgabe.3.) Struktur und Funktion F.3. stellen strukturelle und funktionelle Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Organismen dar. F.4. beschreiben und erklären Struktur und Funktion von Organen und Organsystemen ( Aufgabe. und., Aufgabe.3 ) quantitativ trifft zu trifft nicht zu F.. Beschreiben und erklären die Angepasstheit ausgewählter Organismen an die Umwelt (Aufgabe ) Erkenntnisgewinnung E Beschreiben die Anatomie und Morphologie von Organismen (Aufgabe ) E 5 führen Versuche mit geeigneten qualifizierenden und quantifizierenden Verfahren durch. (Aufgabe.3) E 7 wenden Schritte aus dem experimentellen Weg der Erkenntnisgewinnung an. (Aufgaben.3 und.4) E 9 wenden Modelle zur Veranschaulichung von Struktur und Funktion an. (Aufgaben.3 und.4 ) E 0 analysieren Wechselwirkungen mit Hilfe von Modellen. (Aufgaben.3 und.4) Kommunikation: K kommunizieren und argumentieren in verschiedenen Sozialformen. (Alle Aufgaben und Präsentation)

9 K 4 werten nformationen zu biologischen Fragestellungen aus verschiedenen Quellen aus. (Aufgabe 3) K 5 stellen Ergebnisse und Methoden biologischer Untersuchungen dar. (Aufgabe.3) K stellen Ergebnisse und Methoden biologischer Untersuchungen dar und argumentieren damit. (Aufgabe 3) Bewertung: B 5 beschreiben und beurteilen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in einem Ökosystem (Aufgabe 3) Qualitative Schwächen/Stärken der Schülerinnen und Schüler Weitere tems zu Erwartungen an eine Aufgabe, z.b. zur Fächervernetzung, und deren Unterrichtsplatzierung, zur Protokollierung im Unterricht und zur Schülerbefragung unter dort Evaluation. Blume, Bernd; Rademann, Eva: Evaluierter Einsatz von Aufgaben im mathematischnaturwissenschaftlichen Unterricht. MNU Jg. 54 (00), Heft Nr. 7, S

10 Bernd Blume Auswahl von Bildungsstandards zur Planung einer Unterichtseinheit Beispiel Queller: Ergebnis der Zuordnung von Bildungsstandards Fachwissen System: F.3 Schülerinnen und Schüler stellen den Queller/die Schlicktanne als wesentlichen Bestandteil des Ökosystems Wattenmeer vor. F.4 Schülerinnen und Schüler beschreiben und erklären Wechselwirkungen und F.5 Systemebenen: Sie erklären, dass er durch Wasserberuhigung zur Sedimentation von organischen wie anorganischen Partikeln beiträgt, Lebensgrundlage für viele Partikelfresser wie die Pfeffermuschel aber auch Grundlage für die Landerhöhung als Voraussetzung für die Salzwiesenbildung ist. Andererseits ist der Samentransport durch den Flut- und Ebbstrom Voraussetzung für die Verbreitung des Quellers. Struktur und Funktion: F.4. Schülerinnen und Schüler beschreiben und erklären Struktur und Funktion des Quellers: Sukkulenz mit der Folge des Verringerns von Wasserwiderstand, Wassereinlagerung mit der Wirkung, dass die Salzkonzentration in der Pflanze verringert wird (die Pflanzen Quellen auf). Entwicklung: F 3.. Schüler beschreiben und erläutern die Entwicklung der einjährigen Pflanze auch als Folge einer toxischen Salzkonzentration. F 3.3 Schülerinnen und Schuler beschreiben die Fortpflanzung bei den stark reduzierten Blüten durch Verbreitung der Pollen durch den Flutstrom. Erkenntnisgewinnung: E Schülerinnen und Schüler beschreiben die Anatomie des Quellers und vergleichen diese mit einem weiteren Gänsefußgewächs, der spießblättrigen Melde. E 3 Sie analysieren die stammesgeschichtliche Verwandtschaft. E 4 Sie ermitteln mit Hilfe von Bestimmungsliteratur in seiner Salzwiese das Vorkommen beider Arten. E 5 Durch Geschmacksvergleich, Einäschern, Filtrieren und Auskristallisieren ermitteln Sie die unterschiedlichen Salzgehalte. E 9. Sie bauen ein Strömungsmodell und wenden dies auf den Quellerstandort an.

11 E 3 Sie beurteilen die Aussagekraft des Modells. Kommunikation K Schülerinnen und Schüler kommunizieren und argumentieren in den Arbeitsgruppen. K Sie beschreiben Pflanzen und Versuchsaufbauten und erklären die Ergebnisse ihrer Untersuchungen. K 3 Sie veranschaulichen die Ergebnisse ihrer Arbeit in einem Poster Der Queller. Bewertung B 5 Die Schülerinnen und Schüler bewerten die Bedeutung des Quellers für das Ökosystem und beurteilen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe auf das Ökosystem Wattenmeer z.b. durch Eindeichung. Aus der Kompetenzzuordnung lässt sich im Lehrplanabgleich eine Unterrichtseinheit Queller entwickeln. Vorteil ist, dass so die Einbindung aller Kompetenzbereiche in die Unterrichtsplanung einbezogen ist. Die formulierten Standards können während und nach Abschluss der Unterrichtseinheit in Auswertung der Unterrichtsbeobachtungen/Leistungskontrolle durch trifft zu - trifft nicht zu -Zuordnung als Evaluationsinstrument genutzt werden.