Biologie im Kontext. Set-Treffen NRW 28./29. September 2005 Soest Mit Standards lernen Konzepte und Prinzipien im Biologieunterricht

Transkript

1 Biologie im Kontext Set-Treffen NRW 28./29. September 2005 Soest Mit Standards lernen Konzepte und Prinzipien im Biologieunterricht Philipp Schmiemann

2 Überblick Ziel: Gemeinsames Verständnis von Grundprinzipien finden und in die Basiskonzepte der Bildungsstandards einordnen. Ablauf: Zusammenarbeit bei BiK Erfahrungen biol. Vielfalt Problem Lösungsvorschlag weitere Ideen sammeln drei Systematisierungsansätze vorstellen kurze Diskussion der drei Ansätze und Extraktion der für uns sinnvollen Prinzipien Erstellen einer Liste mit biologischen Prinzipien Zuordnung zu den drei Basiskonzepten für uns verwendbare dreiteilige Tabelle grundlegender biologischer Prinzipien zur Systematisierung und Orientierung im Biologieunterricht

3 Sinn der Prinzipien und Basiskonzepte Mittels dieser [Prinzipien und] Basiskonzepte beschreiben und strukturieren die SuS in der Biologie fachwissenschaftliche Inhalte. Mit ihnen bewältigenden Lernenden einerseits die Komplexität biologischer Sachverhalte ( ), vernetzen andererseits das exemplarisch und kumulativ erworbene Wissen. (Bildungsstandards Biologie)

4 Wir = Theorie Zusammenarbeit Rückmeldung BiK Sie = Praxis

5 Erfahrung 1 Unterrichtet: Genetik (DNA, Genotyp Phänotyp) + Evolution (z. B. Angepasstheit an den Lebensraum) Erklärung der Evolution durch Mutation auf molekularer Ebene Schüler:??? :-( Problem: Wechsel der Systemebene

6 Erfahrung 2 Unterrichtet: Proteine und Proteinstruktur (evtl. Denaturierung) Enzymatik: Problematik der Thermostabilität (z. B. Waschmittel) Schüler:??? :-( Problem: Zusammenhang herstellen

7 Erfahrung 3 Unterrichtet: Kuh, Pferd, Schwein, Hund, Vergleich von Gebiss oder Huf der behandelten Tiere Schüler:??? :-( Problem: kein kumulatives Lernen

8 Problem der Biologie Lose Einzelfakten für r uns irgendwie verbunden! Für r Schüler aber zusammenhangslos!

9 Lösung Grundlegende Konzepte und Prinzipien,, die verbinden, als Struktur und zur Orientierung!

10 Grundlegende Konzepte und Prinzipien z. B. Oberflächenvergrößerung Darm: Schlingen, Zotten, M.-Villi Lunge: Alveolen, Kapillaren Pflanzen: Blattflächen Zelle: Mitochondrien/Chloroplasten: Christae und Tylakoide Schwämme: Nahrungsaufnahme

11 Grundlegende Konzepte und Prinzipien z. B. Angepasstheit / Anpassung Darwinfinken: Schnabelform Pflanzen: Schatten- und Sonnenblätter Gebiss von Fleisch- und Pflanzenfressern Pflanzen: Sukkulenz, CAM, C4 Allensche Regel

12 Grundlegende Konzepte und Prinzipien z. B. Struktur und Funktion Schlüssel-Schloss-Prinzip Gegenstromprinzip Vögel: Knochenstruktur analoge Strukturen, z. B. Maulwurf, Maulwurfsgrille Darwinfinken: Schnabelform? Zusammenhang zur Angepasstheit?

13 Ideen für weitere Konzepte und Prinzipien

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15 Strukturierungsansätze Basiskonzepte Einheitliche Prüfungsanforderungen für die Abiturprüfung (KMK) Kerncurriculum Oberstufe (Harms et al., KMK) Bildungsstandards (KMK) Erschließungsfelder (Verband Deutscher Biologen) Universelle Lebensprinzipien (Schaefer, GdNÄ)

16 Ansatz Bildungsstandards Drei Basiskonzepte: 1.System 2.Struktur und Funktion 3.Entwicklung Die Basiskonzepte sind unter einander stark vernetzt. Reduktion der Inhalte auf den Kern von biologischem Wissen

17 Ansatz Bildungsstandards 1. System Lebendige Systeme (Biosysteme) sind Gegenstand der Biologie. Systemebenen: Zelle, Organismus, Ökosystem und die Biosphäre Wechselwirkungen zwischen den Systemebenen Wechselwirkungen zwischen lebendigen Systemen und weiteren Systemen der Geosphäre, z. B. Gesellschaft Kennzeichen, z. B. genetische und umweltbedingte Variation, und Eigenschaften, z. B. Stoff- und Energieumwandlung, Steuerung und Regelung, Informationsverarbeitung, Bewegung, von Lebendigen Systemen

18 Ansatz Bildungsstandards 2. Struktur und Funktion Zelle als strukturelle und funktionelle Grundbaueinheit des Lebendigen Die Funktionen von Zelle und Organismus sowie von Ökosystem und Biosphäre haben stets strukturelle Grundlagen. Die Systemeigenschaften (s. o.) sind gekennzeichnet durch Struktur und Funktion. Angepasstheit von Organismen an ihre Umwelt ist Ergebnis der evolutionären Entwicklung von Struktur und Funktion.

19 Ansatz Bildungsstandards 3. Entwicklung Zelle und Organismus zeigen artspezifische individuelle Entwicklung bedingt durch genetische Anlagen und Umwelteinflüsse sse. Mutation und Selektion sind Ursachen der innerartlichen und stammesgeschichtlichen Entwicklung. Diese Entwicklungen vollziehen sich in unterschiedlich langen Zeiträumen umen. Auch die Ökosysteme und die Biosphäre verändern sich in der Zeit. Der Mensch verändert direkt und indirekt lebendige Systeme.

20 Ansatz Bildungsstandards Systemebene Zelle Organismus Art/ Population Struktur und Funktion Stoff-, Energiewechsel Informstionsaustausch, -verarbeitung Steuerung und Regelung Reproduktion Informationsaustausch und verarbeitung Steuerung und Regelung Vererbung und Variabilität Wachstum Bewegung Reproduktion Genpool Angepasstheit Biozönose Nahrungsnetz (Energie-, Materiefluss) Wechselwirkung Ökosystem Wechselwirkung, abiotische, biotische Faktoren Biosphäre Wechselwirkungen Bioplanet Erde Entwicklung Anwendung Zellteilung Alterung Variabilität Determination und Differenzierung Individualentwicklung Artentwicklung und Variabilität Entwicklung und Variabilität der Biozönose, Sukzession Veränderungv on Ökosystemen in der Zeit Evolution des Bioplaneten Erde, Phylogenese Biotechnik Gentechnik Gesundheitsförderung Ernährung Reproduktionstechniken Züchtung Artenschutz Tierhaltung Forst- Landwirtschaft Landschaftsgestaltung Natur- und Umweltschutz Nachhaltige Ressourcen- nutzung Umgang mit Syndromen globalen Wandels Gene wiss. Wissens Wissenschaftsgeschichte (Historische Forschungsansätze) Wissenschaftsmethode (Experiment, Vergleich, usw.) Wissenschaftstheorie (Hypothese, Induktion / Deduktion, usw.) Wissenschafts soziologie (Öffentlicher Diskurs)

21 Ansatz Erschließungsfelder 12+1 Erschließungsfelder 12 davon in 4 Gruppen Feld Mensch mit Sonderstellung Konstrukte zur Strukturierung des Biologieunterrichts Interpretation und systematische Verknüpfung biologischer Phänomene aus unterschiedlichen Perspektiven

22 Ansatz Erschließungsfelder

23 Ansatz Erschließungsfelder Vier Gruppen: Fortpflanzung Vielfalt Angepasstheit Strukturen und Funktionen Stoff Energie Zeit Ebenen Regulation Wechselwirkungen Information Mensch

24 Ansatz Lebensprinzipien 12 Lebensprinzipien als Merkmale des Lebendigen als Sturkurierungshilfe bei der Lehrplanentwicklung Phasen: implizit konkret-explizit abstrakt-explizit Transfer

25 Ansatz Lebensprinzipien 1. Polarität (Meta, 1. Ordnung) 2. Verwandlung/Fixierung (Meta, 2.) 3. Ordnung/Unordnung 4. Autonomieprinzip 5. Begrenzungsprinzip 6. Komplexitätsprinzip 7. Variabilitätsprinzip 8. Adaptationsprinzip 9. Bewertungsprinzip 10. Bewegungsprinzip 11. semantisches Prinzip 12. Reproduktionsprinzip

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27 Basiskonzepte Lebensprinzipien 1. Ansatz näher ansehen Erschließungs ungs- felder 2. kritisch prüfen, ob zur Systematisier- ung und Orientier- ung im Unterricht geeignet 3. in Gruppe diskutieren 4. ändern/mit eigenen Ideen erweitern 5. geeignete Prinzipien sammeln 6. Ansatz und Prinzipien kurz vorstellen Liste mit für r uns sinnvollen Prinzipien

28 Noch mal in groß ;-) 1. Ansatz näher ansehen 2. kritisch prüfen, ob zur Systematisierung und Orientier- ung im Unterricht geeignet 3. in Gruppe diskutieren 4. ändern/mit eigenen Ideen erweitern 5. geeignete Prinzipien sammeln 6. Ansatz und Prinzipien kurz vorstellen

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30 Zuordnung und Hierarchisierung 1. einige gefundene Prinzipien auswählen 2. drei Basiskonzepten der Bildungsstandards zuordnen 3. ggf. weiter hierarchisieren 4. im Plenum diskutieren 5. vorläufige Prinzipientabelle

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32 Fortsetzung Pinzipientabelle nächster Workshop Weitere Prinzipien sammeln (Forum) Treffen

33 Danke! Feierabend!