Pfeilgiftfrösche ein spannendes Forschungsobjekt für den problemorientierten Unterricht Reihe 1 Verlauf Material VORANSICHT

Transkript

1 S 3 M 2 Ein neues Forschungsprojekt im Regenwald Der Regenwald die Heimat der Pfeilgiftfrösche Pfeilgiftfrösche können ganz unterschiedlich gefärbt sein. Meistens sind sie besonders bunt und haben ein auffälliges Muster. Doch was für Merkmale und Eigenschaften zeichnen diese Lurche noch aus? Drei Teams von Wissenschaftlern wollten mehr über sie erfahren. Dazu haben sie ein neues Forschungsprojekt gegründet und sind in die Heimat der Pfeilgiftfrösche, den südamerikanischen Regenwald, gereist. Für ihre Forschungsarbeit nutzen sie eine Zentralstation in Peru, von der aus sie auch Exkursionen unternehmen. Ständig berichten sie über ihre Entdeckungen. Hans-Dieter Buchmann, pixelio.de Aufgaben 1. Betätigt euch als Wissenschaftler und bearbeitet der Reihe nach in eurer Forschungsgruppe die folgenden drei Aufträge: Forschungsauftrag 1 Forschungsauftrag 2 Forschungsauftrag 3 Merkmale und Eigenschaften von Pfeilgiftfröschen Paarungs- und Fortpflanzungsverhalten Das Hautgift welchen Nutzen hat es für die Pfeilgiftfrösche? 2. Die Forscher aus dem Regenwald liefern euch wichtige Informationen. Baut bei euren Forschungsaufträgen auf ihren Entdeckungen auf. 3. Bearbeitet die Forschungsaufträge 1 3 der Reihe nach. 4. Bereitet, nachdem ihr alle Forschungsaufträge bearbeitet habt, ein Gruppenplakat vor. In euer Gruppenplakat fließen eure Erkenntnisse aus allen drei Forschungsaufträgen ein. Einige Gruppen stellen dann ihr Plakat vor der Klasse vor.

2 S 5 Erläuterung (M 1 M 3) Überblick über die Bilder auf der Folie: Foto Nr. Beschreibung 1 Schrecklicher Blattsteiger (Phyllobates terribilis) 2 Gelbgebänderter Baumsteiger (Dendrobates leucomelas) 3 Färberfrosch (Dendrobates tinctorius) Anmerkung: Es existiert auch eine Variante, die eine schwarze Grundfärbung und gelbe Streifen hat. 4 Dreifarbiger Baumsteiger (Epipedobates tricolor) 5 Der tropische Regenwald Lebensraum der Pfeilgiftfrösche 6 Indianer mit einem Blasrohr auf der Jagd So bereiten Sie mithilfe der Folie die Gruppenarbeit mit den Forscheraufträgen vor: Setzen Sie die Folie M 1 als einen stillen Impuls zum Einstieg in die Unterrichtseinheit ein, indem Sie die Fotos 1 6 zeigen (Foto 6 abdecken). Zu sehen sind verschiedene Arten der Pfeilgiftfrösche, die zur Familie der Baumsteigerfrösche gehören (Abbildungen 1 4). Auf der Abbildung 5 lässt sich zudem erkennen, in welchem Lebensraum die Frösche leben und welche Bedingungen in diesem Lebensraum herrschen (tropischer Regenwald, hohe Luftfeuchtigkeit, relativ wenig Licht). Das Foto 6 mit der Abbildung eines Pfeilgiftindianers mit Blasrohr schafft einen Bezug zu dem Pfeilgift der Frösche. Lassen Sie die Schüler sich frei zu den Bildern auf der Folie äußern. Notieren Sie die Wortmeldungen stichwortartig auf der Tafel oder auf einer Folie am Overheadprojektor. Regen Sie dann Ihre Schüler an, sich in die Rolle von Forschern zu versetzen. Erklären Sie ihnen, dass am Anfang jeder Forschungsarbeit viele Fragen stehen, auf welche die Wissenschaftler Antworten finden wollen. Regen Sie sie jetzt dazu an, solche Fragen zu formulieren, die sich für sie aus den Bildern auf der Folie ergeben. Lenken Sie dabei das Gespräch so, dass auch Fragen aus den drei Themenbereichen, welche die Schüler später im Rahmen ihrer Forschungsaufträge bearbeiten, dabei sind (siehe unten). Die Themenbereiche der Forschungsaufträge: Forschungsauftrag Nr. Kurzbeschreibung 1 Merkmale und Eigenschaften von Pfeilgiftfröschen 2 Fortpflanzungs- und Brutverhalten 3 Das Hautgift welchen Nutzen hat es für die Pfeilgiftfrösche So stellen Sie Ihren Schülern mit M 2 das Forschungsvorhaben vor: Informieren Sie Ihre Klasse darüber, dass sie sich jetzt als Forscher betätigt und in Forschergruppen einigen der von ihr genannten Fragestellungen zu den Pfeilgiftröschen nachgeht. Sprechen Sie von Forschungsaufträgen und grenzen Sie diese auf die drei oben genannten Themenbereiche ein. Die Gruppenarbeit der Schüler betten Sie in eine fiktive Handlung ein, die für eine zusätzliche Motivation sorgt: Erklären Sie Ihren Schülern, dass sie die Informationen für ihre Forschungsarbeit von Wissenschaftlern erhalten, die direkt vor Ort im Regenwald über die Pfeilgiftfrösche forschen.

3 S 7 Forschungsauftrag 1 Merkmale und Eigenschaften von Pfeilgiftfröschen Arbeitsblatt Auf einer Exkursion gibt es viel zu entdecken Die Forscher haben eine Exkursion durch den Regenwald mehrerer südamerikanischer Länder unternommen. Dabei sind sie verschiedenen Arten von Pfeilgiftfröschen begegnet. Drei besonders interessante Exemplare bringen sie auf ihre Forschungsstation mit, um dort ihre Merkmale und Eigenschaften genauer zu untersuchen. Aufgaben Entscheidet euch für einen Frosch, den ihr genauer untersuchen möchtet. Von eurem Lehrer erhaltet ihr eine Karte mit dem Farbbild eures Frosches. Löst die Aufgabenteile 1 3 in Einzelarbeit. Den Aufgabenteil 4 bearbeitet ihr zusammen in der Gruppe. 1. Lies dir die Informationen in der Tabelle durch und betrachte die Farbabbildung des Frosches. Vervollständige anschließend die Tabelle. Name Aussehen (Farben und Muster) Schrecklicher Blattsteiger Marcel Burkhard, pixelio.de Gelbgebänderter Baumsteiger Boucaque Färberfrosch Domnik, pixelio.de Vorkommen Kolumbien Guyana, Venezuela Surinam, Französisch Guayana, Brasilien Länge 4,5 cm 4 cm 3,5 cm Körperform (Beschreibung für alle 3 Arten gleich) Bewegung Beschreibung der Füße (Beschreibung für alle 3 Arten gleich) Diese Arten bewegen sich bevorzugt durch Laufen und Klettern fort. Auch Springen ist möglich.

4 S 10 Erläuterung (Forschungsauftrag 1) Gliederung des Unterrichtsgeschehens und Zeitraster Grundsätzlich bearbeitet jeder Schüler der Forschungsgruppe die Aufgaben alleine (Dauer: 25 Minuten). Dann tauschen sich die Schüler der Gruppe aus (Dauer: 10 Minuten). Anschließend erstellen sie gemeinsam einen Steckbrief für ihre Froschart (Dauer: 10 Minuten). Gegenstand des Forschungsauftrags 1 sind die folgenden Arten der Pfeilgiftfrösche Schrecklicher Blattsteiger (Phyllobates terribilis) Gelbgebänderter Baumsteiger (Dendrobates leucomelas) Färberfrosch (Dendrobates tinctorius) Jede Forschergruppe wählt eine von den drei Froscharten aus und untersucht diese genauer. Achten Sie darauf, dass sich die Arten gleichmäßig auf die Gruppen verteilen. So setzen Sie die Farbkarten ein Jede Gruppe erhält eine Abbildung ihres Frosches als Farbkarte. Schneiden Sie dazu vor der Unterrichtsstunde die Farbkarten zu den Froscharten aus und laminieren Sie sie. Für jede Froschart existieren zwei identische Farbkarten, sodass maximal zwei Gruppen dieselbe Froschart untersuchen können. Die Farbkarten benötigen Ihre Schüler insbesondere für die Beschreibung der äußeren Merkmale der Frösche (Farbe, Muster, Größe, Form etc.). Des Weiteren werden die Karten später in das Gruppenplakat integriert. Dazu kleben die Schüler sie an ihren Rändern mit Tesafilm auf das Plakat. So können die Farbkarten später problemlos entfernt und später bei einer anderen Klasse wiederverwendet werden. Sollten Sie von den Farbkarten farbige Kopien machen können, dann kleben die Schüler die kopierten Farbkarten mit Klebstoff auf das Plakat. Bei dieser Variante verbleiben die Fotos dauerhaft auf den Plakaten. Diese können dann auch längere Zeit im Klassenzimmer oder Fachraum verbleiben oder von den Schülern mit nach Hause genommen werden. Da dabei das Plakat dauerhaft erhalten bleibt, ist das sicher die elegantere Lösung, setzt aber das Anfertigen von Farbkopien voraus. Außerdem erhält jede Schülergruppe eine Farbkarte mit dem Skelett der Lurche, die Sie ebenfalls vor der Stunde ausschneiden und laminieren. Was untersuchen die Forschungsgruppen? Die Forschungsgruppen widmen sich zunächst den äußeren Merkmalen derjenigen Froschart, die sie ausgesucht haben (Aufgabenteil 1). Dabei kommen die Farbkarten mit den Fotos der Frösche zum Einsatz. Nach der Bearbeitung der Aufgabe 1 bietet es sich an, Tonaufnahmen der drei Pfeilgiftfroscharten vorzuspielen (siehe Mediothek). Dies ist erfahrungsgemäß für die Schüler sehr spannend. Anschließend beschreiben die Schüler anhand einer Abbildung von einem Froschskelett den Körperbau der Tiere (Aufgabenteil 2). Dabei steht den Schülern neben der Schwarz-Weiß-Abbildung des Skeletts auf ihrem Arbeitsblatt auch eine Farbkarte mit dem Skelett der Lurche zur Verfügung (pro Gruppe eine Karte). Diese kann später ebenfalls in das Gruppenplakat integriert werden. Das Skelett der Pfeilgiftfrösche entspricht dem allgemeinen Skelettbau bei Froschlurchen. Besitzt die Schulsammlung ein Froschskelett, so ist dies ein ideales Anschauungsobjekt. Bringen Sie es in den Unterricht mit und reichen Sie es während der Gruppenarbeit von Gruppe zu Gruppe zur Begutachtung weiter (Fortsetzung auf der Seite 13).

5 S 16 Forschungsauftrag 2 Wie entstehen die Froschbabys? Arbeitsblatt Dem Froschlaich auf der Spur Im feuchten Laub haben die Forscher so manchen Laich von Pfeilgiftfröschen entdeckt. Der Laich, das sind die Eier des Pfeilgiftfrosches. Eigentlich wollten die Forscher ein wenig Laich mit in ihre Forschungsstation mitnehmen. Doch der Laich der Frösche enthielt ganz wenige Eier. So fanden sie beim Erdbeerfrosch nur fünf Eier, der Laich des Dreifarbigen Baumsteigers hatte vier Eier und beim Gelbgebänderten Baumsteiger konnten sie gar nur zwei Eier im Laich zählen. Aufgabe 1 a) Diskutiert in der Klasse über den Fund der Forscher. Überlegt euch Fragen, die euch im Zusammenhang mit dem Laich der Frösche interessieren. b) Jeder von euch liest sich den Text zum Paarungs- und Fortpflanzungsverhalten beim Dreifarbigen Baumsteiger genau durch, unterstreicht dabei Wichtiges und teilt den Text in sinnvolle Abschnitte auf. c) Ordne den Abschnitten die richtigen Abbildungen zu. Mein Bio-Lexikon Laich: Als Laich werden die Froscheier bezeichnet. Bei unseren einheimischen Fröschen sind ganz schön viele Eier in einem Laichballen. So kann der Laich unseres Grasfrosches bis zu Eier haben. Da Frösche etliche Fressfeinde haben, ist bei unseren einheimischen Fröschen die Anzahl der Nachkommen möglichst groß, damit wenigstens einige davon überleben. Das Paarungs- und Fortpflanzungsverhalten Beobachtungen der Forscher beim Dreifarben Baumsteiger Zu Beginn der Paarung stimmt das Froschmännchen einen schrillen Werbegesang an. Wenn es ihm gelungen ist, ein laichbereites Weibchen in sein Revier zu locken, beginnt ein ausgiebiges Werberitual. Unablässig umhüpft er sein Weibchen in Tänzelbewegungen und führt sie, immer wieder rufend, an versteckte Ecken im feuchten Laub. Sie folgt ihm und legt ihre 4 Eier ab, die vom Männchen befruchtet werden. Die Eltern besprengen das Gelege regelmäßig mit Wasser, da die abgelegten Eier an der Luft austrocknen könnten. Dabei trinken sie an Pfützen reichlich Wasser und lassen dies über den Eiern ab. In den Eiern entwickeln sich kleine Kaulquappen, bei denen man schon gut die Kiemen sehen kann. Nach rund 10 Tagen zerdrücken Mutter und Vater in schlängelnden Bewegungen die Eier. Nun müssen die Froschbabys an geeignete Orte gebracht werden, da die Kaulquappen ja nur im Wasser leben können. Der Vater übernimmt den Huckepacktransporter. Dabei klettern die Kaulquappen auf seinen Rücken, wo sie durch einen klebrigen Schleim haften bleiben. Ideale Verstecke sind Bromelien. Diese Pflanzen wachsen nur in Astgabeln von Bäumen, deshalb muss der Vater seinen Nachwuchs kletternd etliche Meter hoch transportieren. Als Kinderzimmer für die Froschbabys dienen winzige Tümpel in den Trichtern der Bromelien. Da dort oben nicht viel Nahrung für die Kaulquappen vorhanden ist, schaut die Mutter alle paar Tage vorbei und spendiert eine Mahlzeit aus Dotterresten oder unbefruchteten Eiern. Nach 8 Wochen verlassen die ausgereiften Jungfrösche ihre nasse Wiege. Dann beginnt der Kreislauf von vorn.