Aufgabe: Orientierung von Zugvögeln

Transkript

1 Jahrgangsstufe 6 Aufgabe: Orientierung von Zugvögeln Stand: Fach/Fächer Übergreifende Bildungs- und Erziehungsziele Biologie Alltagskompetenz und Lebensökonomie Berufliche Orientierung Bildung für nachhaltige Entwicklung (Umweltbildung, Globales Lernen) Ökonomische Verbraucherbildung Politische Bildung Zeitrahmen Benötigtes Material 45 Minuten Arbeitsblätter Familien- und Sexualerziehung Gesundheitsförderung Interkulturelle Bildung Kulturelle Bildung Medienbildung/Digitale Bildung Soziales Lernen Sprachliche Bildung Technische Bildung Verkehrserziehung Werteerziehung Lehrplanbezug B6 Lernbereich: 3 Vielfalt von Wirbeltieren fachbezogene Kompetenzen Kompetenzerwartung Die Schülerinnen und Schüler: beobachten Beispiele innerartlicher und zwischenartlicher Kommunikation bei Wirbeltieren auch am Original und zeigen die Bedeutung von Verhalten (z. B. Sozialverhalten, Balzverhalten, Brutverhalten, Gruppenbildung) etwa für das Überleben oder eine erfolgreiche Fortpflanzung auf. Inhalt ausgewählte Beispiele von Verhalten (z. B. Wanderungen, Balz-, Brut-, Revierverhalten, Überwinterung, Tarnung, Seite 1 von 11

2 Sozialverhalten, Gruppenbildung) prozessbezogene Kompetenzen Kompetenzerwartung Die Schülerinnen und Schüler: unterscheiden die Phasen der naturwissenschaftlichen Untersuchung, bringen die Phasen in eine richtige Reihenfolge, bzw. planen oder vervollständigen den Ablauf eines Erkenntniswegs anhand vorgegebener Kriterien, um Fragestellungen systematisch zu bearbeiten. (Ek) stellen einfache biologische Sachverhalte (z. B. Strukturen, Zusammenhänge) dar und wählen ggf. aus vorgegebenen, sachgerechten Darstellungsformen (z. B. Texte, Grafiken, Schemata) eine geeignete aus, in die sie die Sachverhalte überführen. (K) Inhalt Phasen der Untersuchung: Anwendung an mehreren Beispielen (z. B. Keimung von Samen, Stromlinienform von Fischen, gleich- und wechselwarme Tiere); mögliche Fehlerquellen bei der Planung, Durchführung oder Auswertung (Ek) verschiedenartige einfache Darstellungsformen: Formen der strukturierten sprachlichen Darstellung (z. B. Mindmaps); bildliche Gestaltungsmittel (z. B. Schemata, Skizzen, Zeichnungen); mathematische Gestaltungsmittel (z. B. Formeln, Liniendiagramme) (K) Hinweise zur Aufgabenstellung Zielsetzung Testaufgabe Übungs-, Anwendungs-, Vertiefungs-, Transferaufgabe Lernaufgabe (neues Erarbeiten) Erforderliches Vorwissen Seite 2 von 11

3 Sozialform(en) Einzelarbeit Partnerarbeit Gruppenarbeit Hinweise zum Unterricht In dieser Unterrichtseinheit werden drei Möglichkeiten erarbeitet, wie sich Vögel bei ihren jährlichen Zügen zum Überwinterungsgebiet und zum Brutgebiet orientieren. Im Mittelpunkt stehen die Phasen der Erkenntnisgewinnung, die um die Fragestellung vervollständigt werden müssen. Die Versuchsdurchführungen werden beschrieben, erweitert, bzw. variiert. Zudem werden die Ergebnisse einer Untersuchung in Form einer Tabelle dargestellt. Diese wird von den Schülerinnen und Schülern in eine andere Darstellungsform, ein Säulendiagramm, überführt (Kompetenzbereich Kommunikation). Im Vorfeld müssen folgende Aspekte geklärt werden: Ursachen des Vogelzugs Methoden der Erforschung des Vogelzugs (z. B. Beringung, Telemetrie) Mit Hilfekarten besteht die Möglichkeit einer Differenzierung. Wenn es den Schülerinnen und Schülern nicht gelingt einen möglichen Versuchsaufbau selbständig zu planen, erhalten sie eine Abbildung, die sie im Anschluss beschreiben. Jede Gruppe wurde zweimal vergeben. Im Anschluss an die eigentliche Gruppenarbeit wird den parallel arbeitenden Gruppen die Möglichkeit eingeräumt, sich auszutauschen. Die Präsentation übernimmt je ein Mitglied aus jeder Gruppe. So ist gewährleistet, dass die Ergebnisse aller Gruppen gewürdigt werden. Hinweis zur Bedeutung der Orientierungsmechanismen: Um Vögel vor Gefahren und Veränderungen im natürlichen Habitat zu schützen, ist es bisweilen nötig, die Tiere in neue Brutgebiete umzusiedeln oder ihre Zugrouten zu verändern. Die Durchführung ist oft sehr schwierig. Die meisten umgesiedelten Vögel fliegen zu ihren angestammten Winter- und Brutquartieren zurück. Ein umfassendes Verständnis der Orientierungsmechanismen von Vögeln kann dazu beitragen, gefährdete Populationen erfolgreich umzusiedeln. Seite 3 von 11

4 Quellen- und Literaturangaben Abbildung: Planetarium Autor (Name, Vorname) Titel Erscheinungsort / Jahr SMCurator Starfield in planetarium show Fundort Internet Lizenz CC Abbildung: Sternenhimmel Autor (Name, Vorname) darkmoon1968 Titel Erscheinungsort / Jahr star _ Fundort Internet Lizenz CC0 Zeichnung: Orientierungskäfig Autor (Name, Vorname) ISB, nach einer Vorlage von Wiltschko, Wolfgang Titel Erscheinungsort / Jahr Die Orientierung der Zugvögel in: Forschung Frankfurt Frankfurt, 4/2002 Fundort Internet gel_52-53.pdf Seite 4 von 11

5 Lizenz mit Genehmigung des Autors Foto: Magnetorientierung Autor (Name, Vorname) Wiltschko, Wolfgang Titel Erscheinungsort / Jahr Die Orientierung der Zugvögel in: Forschung Frankfurt Frankfurt, 4/2002 Fundort Internet Lizenz gel_52-53.pdf mit Genehmigung des Autors Weitere Abbildungen Autor (Name, Vorname) ISB Seite 5 von 11

6 Gruppe 1 und 2: Wie sich Vögel orientieren das Magnetfeld Information: Auf der nördlichen Erdhalbkugel zeigt ein Kompass stets nach Norden. Ursache ist das Magnetfeld der Erde. Es ist an den Polen am stärksten, am Äquator am schwächsten. Die sieht man auch an der Kompassnadel, die nicht nur in eine zeigt, sondern auch leicht geneigt ist. Sie liegt also nicht genau waagrecht. Vögel können sowohl die als auch die Stärke des Magnetfeldes wahrnehmen. Sie erfassen das Magnetfeld also ähnlich wie es durch die und Neigung der Kompassnadel angezeigt wird. Um die Orientierung der Vögel zu erforschen, werden sie während der Zugzeiten in einen Orientierungskäfig gesetzt. Die Wände des Aluminiumtrichters sind mit beschichtetem Papier ausgelegt. Der Vogel springt in der Zugrichtung ab, um loszufliegen und kratzt dabei an den Wänden die Beschichtung ab. Nach Ende des Versuchs werden die Kratzer auf einem von unten beleuchteten Tisch ausgezählt. Aufgaben: a) Formuliert die Fragestellung zu dem dargestellten Versuch. b) Im September wurden Vögel eingefangen und mit Hilfe des Orientierungskäfigs folgende Ergebnisse protokolliert (0 ist Norden, 90 ist Osten, 180 ist Süden, 270 ist Westen). Anzahl der Absprünge Anzahl der Absprünge Erstellt ein Säulendiagramm, das die Ergebnisse des Versuchs übersichtlich darstellt. Wertet das Diagramm aus. c) Mit Hilfe des dargestellten Versuchs wird das Verhalten der Vögel im natürlichen Magnetfeld der Erde untersucht. Um sicher zu stellen, dass es wirklich das Magnetfeld ist, an dem sich die Vögel orientieren, muss man Versuche mit künstlichen Magnetfeldern machen. Beschreibt den Versuchsaufbau und das mögliche Ergebnis eines solchen Versuchs, wenn Vögel sich am Magnetfeld orientieren. Als Hilfe oder zur Kontrolle Eurer Ergebnisse verwendet Hilfe 1: 1 Seite 6 von 11

7 Gruppe 3 und 4: Wie sich Vögel orientieren der Sonnenkompass Information: Gustav Kramer ( ), ein deutscher Ornithologe und Verhaltensforscher, setzte ein Versuchstier, einen Star, in einen runden, mit einem Netz bespannten Käfig, in dem nur eine kreisförmige Sitzstange vorhanden war. Den Rundkäfig hängte er in einen verglasten Pavillon, legte sich darunter und beobachtete in welcher der Star schwirrte und wie lange. Kramer stellte fest, dass der Star tagsüber hauptsächlich in seine angestammte Zugrichtung schwirrte. Er vermutete, dass sich der Vogel an der Sonne orientierte. Dies wollte er nun beweisen. Worterklärungen: Ornithologe: Vogelkundler schwirren: zum Losfliegen (in eine bestimmte ) ansetzen Aufgaben: a) Formuliert die Fragestellung zu dem dargestellten Versuch. b) Im September wurden Vögel eingefangen und folgende Ergebnisse protokolliert (0 ist Norden, 90 ist Osten, 180 ist Süden, 270 ist Westen). Häufigkeit des Schwirrens Häufigkeit des Schwirrens Erstellt ein Säulendiagramm, das die Ergebnisse des Versuchs übersichtlich darstellt. Wertet das Diagramm aus. c) Mit Hilfe des dargestellten Versuchs wird das Verhalten der Vögel mit dem natürlichen Sonnenstand untersucht. Um sicher zu stellen, dass es wirklich die Sonne ist, an der sich die Vögel orientieren, muss man den Versuch abwandeln: Kramer hatte einige Mitarbeiter, einen großen Spiegel, sowie eine Vielzahl Holzbretter zur Verfügung. Beschreibt den Versuchsaufbau und das Ergebnis eines solchen Versuchs. Als Hilfe oder zur Kontrolle Eurer Ergebnisse verwendet Hilfe 2 2 Seite 7 von 11

8 Gruppe 5 und 6: Wie sich Vögel orientieren die Sterne Information: Für das Experiment wurden Jungvögel ausgewählt, die noch nie in ein Winterquartier gezogen sind und von denen bekannt war, dass sie nachts zogen, sich also nicht an der Sonne orientieren konnten. Die Tiere wurden in einen Rundkäfig gesetzt, in dem sie nur ein Stück Himmel sehen konnten. In sternklaren Herbstnächten wurden die Jungvögel lebhaft und versuchten, in die Zugrichtung, die ihre Artgenossen im Freien beim Herbstzug einhalten, abzufliegen. Entsprechend verhielten sie sich im Frühling, wenn ihre Artgenossen zurückkehrten. Bei bedecktem Himmel und starker Bewölkung konnten sie keine Aktivität der Vögel beobachten. Aufgaben: a) Formuliert die Fragestellung zu dem dargestellten Versuch. b) Begründet, warum die Forscher Jungvögel für ihren Versuch ausgewählt haben. c) Im September wurden Vögel eingefangen. Es wurde die Anzahl der Abflugversuche gezählt und folgende Ergebnisse protokolliert (0 ist Norden, 90 ist Osten, 180 ist Süden, 270 ist Westen). Anzahl der Absprünge Anzahl der Absprünge Erstellt ein Säulendiagramm, das die Ergebnisse des Versuchs übersichtlich darstellt. Wertet das Diagramm aus. d) Mit Hilfe des dargestellten Versuchs wird das Verhalten der Vögel unter dem natürlichen Sternenhimmel untersucht. Die Forscher waren sich aber nicht ganz sicher, ob es wirklich die Sterne sind, an denen sich die Vögel orientieren. Ein beteiligter Forscher arbeitete früher in einem Planetarium, also einem Ort, an dem man einen künstlichen Sternenhimmel erzeugen kann. Er hatte eine Idee, mit deren Hilfe man die Orientierung der Vögel an den Sternen beweisen kann. Beschreibt den Versuchsaufbau und das Ergebnis eines solchen Versuchs. Als Hilfe oder zur Kontrolle Eurer Ergebnisse verwendet Hilfe 3 3 Seite 8 von 11

9 1 Hilfe 1: Orientierung am Magnetfeld Auf einem Tisch stehen hier vier Orientierungskäfige. Mit Hilfe von elektrischen Spulen, die sich in dem Gestänge befinden, werden starke Magnetfelder erzeugt. Es wird untersucht, wie sich das Verhalten der Tiere verändert. Seite 9 von 11

10 2 Hilfe 2: Orientierung an der Sonne Der Pavillon wird mit Brettern verschlossen. Nur an einer Stelle wird eine Öffnung gelassen. Mit Hilfe des großen Spiegels wird ein veränderter Sonnenstand vorgetäuscht. Es wird untersucht, wie sich das Verhalten der Tiere verändert. Seite 10 von 11

11 3 Hilfe 3: Orientierung an den Sternen natürlicher Sternenhimmel in einem Planetarium gedrehter Sternenhimmel Der Käfig mit den Versuchsvögeln wird in ein Planetarium gebracht. Dort wird mit Hilfe einer Projektion der Sternenhimmel gedreht. Es wird untersucht, wie sich das Verhalten der Tiere verändert. Seite 11 von 11