Realschule Mensch und Umwelt (RS); Fächerverbund Naturwissenschaftliches Arbeiten (RS) 10 (RS) Hans-Martin Bratzel Zehn Stunden

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1 Modulbeschreibung Schulart: Fächer: Zielgruppe: Autor: Zeitumfang: Realschule Mensch und Umwelt (RS); Fächerverbund Naturwissenschaftliches Arbeiten (RS) 10 (RS) Hans-Martin Bratzel Zehn Stunden Das Modul bietet einige Möglichkeiten, naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen auf den Alltagsbereich Fastfood anzuwenden. Zusätzlich finden die Jugendlichen hierüber einen erleichterten Zugang zum Thema "Gesunde Ernährung". In der vorliegenden Unterrichtseinheit untersuchen die Schülerinnen und Schüler einen Cheeseburger auf verschiedene Inhaltsstoffe. Neben den klassischen Nachweisverfahren bezüglich Fett, Kohlenhydraten, Eiweiß und Vitaminen lernen die Heranwachsenden anhand von Leittexten, worauf bei gesunder Ernährung zu achten ist. (Modulbild: 2007 LMZ-BW/Hans-Martin Bratzel) Vorauszusetzende Kompetenzen fachlich: Sicherheitsgerechter und sachgerechter Umgang mit der Pipette, dem Kartuschenbrenner, dem Mörser und mit Teststäbchen (Indikatoren) Vorauszusetzende Kompetenzen methodisch: Sachinformationen aus Tabellen und Texten entnehmen, Expertenwissen in der Stammgruppe präsentieren. 1

2 Unterrichtsverlauf Vorbemerkung: Stärkung der Fachkompetenz: Die Schülerinnen und Schüler haben bei der Bearbeitung des vorliegenden Moduls die Möglichkeit, statt des Anhäufens von theoretischem Vorratswissen anhand eines real in ihrer Lebenswelt existierenden Problems naturwissenschaftliche Nachweisverfahren kennenzulernen und anzuwenden. Dabei wird das sinnentnehmende Lesen genauso gefördert wie das exakte Abarbeiten einer Versuchsanleitung, das Protokollieren und Auswerten des Experiments. Stärkung der Methodenkompetenz: Die Schülerinnen und Schüler haben durch die offenen Aufgabenstellungen die Möglichkeit, Informationen aus Texten und Tabellen zu entnehmen, diese Sachverhalte auszuwerten und sie dann abschließend in Form einer Plakatpräsentation bewertend ihren Mitschülerinnen und Mitschülern zu präsentieren. Stärkung der Personalkompetenz: Die Schülerinnen und Schüler lernen mit Freiräumen umzugehen, indem ihnen diese zunehmend in angemessener Weise eröffnet werden. Diese Steigerung der Freiräume findet sich in den entsprechenden Gruppenaufträgen wieder. Die Lernenden treffen individuelle Entscheidungen, die sie mithilfe des Informationstextes Mitschülern gegenüber selbstbewusst vertreten. Stärkung der Sozialkompetenz: Die Arbeitsaufträge sind so angelegt, dass neben dem individuellen Einsatz jedes Einzelnen auch eine wechselseitige Abstimmung der Gruppenmitglieder untereinander erforderlich ist; dadurch wird das faire Miteinander in Gruppen gestärkt.die Schülerinnen und Schüler stehen vor der Herausforderung, die Aufgaben zum Erstellen und Vortragen der Präsentation gleichmäßig unter den Gruppenmitgliedern aufzuteilen. Wird diese Herausforderung von der Lehrkraft unterstützend begleitet, können eingefahrene Rollenmuster aufgebrochen und soziale Kompetenzen gestärkt werden. Die Rolle der Lehrkraft bei der Betreuung der Gruppenarbeit: Nimmt die Lehrkraft beim Einstieg in die Unterrichtseinheit medienunterstützt die Rolle des Impulsgebers ein, die die Aufmerksamkeit der Schülerinnen und Schüler gezielt auf die Problemstellung lenkt, tritt sie während der Gruppenarbeit beobachtend, rückmeldend und Hilfestellung erteilend in den Hintergrund. Nach dem Prinzip der minimalen Hilfe verweist die Lehrkraft bei fachlichen Rückfragen auf entsprechende Hilfekärtchen, die zu den jeweiligen Aufgaben auf einem gesonderten Tisch zur Verfügung gestellt werden. Kommen Gruppenmitglieder mit sozialen Problemen auf die Lehrkraft zu, unterstützt auch hier die Lehrkraft in der Rolle des Beraters die Gruppen mit gestaffelten verbalen Impulsen. 1. Stunde Problematisierung Ist das eine gesunde Ernährung? Der Einstieg in die Themeneinheit soll einerseits die Aufmerksamkeit der Schülerinnen und Schüler wecken und andererseits dazu motivieren, dass sich die Lernenden mit 2

3 einem Problem aus ihrer Lebenswelt über mehrere Stunden naturwissenschaftlich auseinandersetzen. Dazu wird eine Powerpoint-Präsentation Fast Food Einstieg gestartet, die die Schülerinnen und Schüler mit eindrücklichen Bildern in ein Fastfood-Restaurant hineinnimmt. Der Fokus liegt auf einem Cheeseburger, der ein Gütesiegel von Stiftung Warentest auf der Verpackung mit der Note Testsieger gut erhalten hat (Hier kann von der Lehrperson auch eine entsprechende Verpackung von McDonald s besorgt werden und der Klasse gezeigt werden. Aus urheberrechtlichen Gründen kann diese nicht als Bildmaterial beigefügt werden). Die Präsentation wird an dieser Stelle angehalten. Durch den Einsatz des Mediums der Computerpräsentation kann sich die Lehrkraft an dieser Stelle ganz zurücknehmen und abwarten, wie die Schülerinnen und Schüler auf diesen stillen Impuls reagieren. Zuvor eingeübte Rituale wie z.b. das wechselseitige Aufrufen von Mitschülerinnen und Mitschüler, die ihre Eindrücke schildern, führen zu einem schüleraktivierenden strukturierten Unterrichtsverlauf. Die Präsentation wird nun fortgesetzt mit der provozierenden Frage: Ist das eine gesunde Ernährung?. In einer weiteren Gesprächsrunde, in der die Schülerinnen und Schüler ohne die Einflussnahme der Lehrkraft nach oben genanntem Verfahren interagieren, beziehen die Heranwachsenden Stellung zu der aufgezeigten Fragestellung. Unwillkürlich formulieren sie Hypothesen, die sich die Lehrkraft merkt bzw. notiert. Die Lehrkraft fasst im Anschluss die Schülerbeiträge wertschätzend zusammen und erörtert in einem fragend entwickelnden Unterrichtsgespräch, wie die geäußerten Vermutungen naturwissenschaftlich belegt bzw. widerlegt werden können. Dabei lenkt sie das Gespräch in die Richtungen Überprüfung einer naturwissenschaftlichen Fragestellung mit Hilfe von Experimenten sowie Erörterung eines naturwissenschaftlichen Problems mit Hilfe von Informationsquellen. Ihre Abrundung findet die Stunde mit dem Ausblick: Zum Glück müssen wir als Naturwissenschaftler/innen nicht mit Vermutungen im Ungewissen bleiben. Wir können der Fragestellung, ob Cheeseburger Teil einer gesunden Ernährung sind, so weit auf den Grund gehen, bis wir eine plausible Antwort gefunden haben. Näheres dazu in der nächsten Stunde. Als Vorbereitende Hausaufgabe holt ihr euch bitte mindestens drei verschiedene Meinungen von Personen unterschiedlichen Alters schriftlich ein. 2. Stunde Arbeitsauftrag an die Gruppen Aufgabenverteilung Zu Beginn der Unterrichtsstunde tragen die Schülerinnen und Schüler die notierten Meinungsbilder der interviewten Personen vor. Dadurch wird das Problem der vorangegangenen Stunde aufgegriffen und die Fragestellung tritt in den Mittelpunkt, wie mit naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen an das Problem herangegangen werden kann. Dazu setzt die Lehrkraft die in der vorangegangenen Stunde begonnene Powerpoint-Präsentation Fast Food Einstieg fort. Eine Schülerin bzw. ein Schüler liest den detaillierten Arbeitsauftrag von der Projektionsfläche laut vor: 1. Findet euch in Vierergruppen ein. 2. Erarbeitet gemeinsam einen Zeitplan, wie ihr folgendes Ziel erreichen könnt: Jede 3

4 Gruppe sammelt Informationen (Recherche) und führt Lebensmitteluntersuchungen durch (Experimente), um die Frage Ist das eine gesunde Mahlzeit? naturwissenschaftlich fundiert beantworten zu können. Die Gruppe stellt in zwei Wochen ihre Ergebnisse der Klasse vor (Präsentation). 3. Einigt euch gemeinsam auf ein Gruppenmitglied, welches bei der Lehrkraft einen Lebensmitttelchemiker-Kurs belegt (Untersuchung eines Cheeseburgers in Labor) 4. Beginnt zeitgleich zum Lebensmittelchemiker-Kurs mit der Recherche und gestaltet dann eine Präsentation (PowerPoint, Plakat...). Die Mitschülerinnen und Mitschüler haben nun die Gelegenheit, bei Unklarheiten Rückfragen zu stellen. Jede Schülerin bzw. jeder Schüler erhält im Anschluss daran das Arbeitsblatt Was ist eine gesunde Ernährung?, auf dem zusätzlich zum Arbeitsauftrag Informationen zur gesunden Ernährung aufgeführt sind. Die Lehrkraft unterstützt die Jugendlichen bei ihrer Recherche mit einer Literaturliste Gesunde Ernährung und dem passenden Handapparat. Durch den Aufbau der Literaturliste haben die Schülerinnen und Schüler erste Anhaltspunkte, wie Quellen angegeben werden. Da die Heranwachsenden in dieser Klassenstufe noch nicht über ausreichend Erfahrung bezüglich einer freien Literaturrecherche verfügen, erhalten sie einerseits Unterstützung durch die genauen Seitenangaben sowie eine zusätzliche Spalte, in die sie stichwortartig einen Überblick über den Inhalt der angegebenen Seiten einfügen. Dadurch kann sich die Lehrkraft schnell einen Überblick darüber verschaffen, welche Quellen die Schülerinnen und Schüler gelesen haben und in wie fern sie den Inhalt erfasst haben. Die Literaturliste dient somit neben der methodischen Unterstützung der Lesenden auch als Beratungsinstrument für die Lehrkraft. Nachdem sich die Heranwachsenden eigenständig zu Gruppen organisiert und im Raum angeordnet haben, wählen sie eine Schülerin bzw. einen Schüler aus, die/der in einem Crashkurs verschiedene Methoden kennenlernt, wie Lebensmittel auf verschiedene Bestandteile analysiert werden können. Falls sich Gruppen nicht einigen können, welches Gruppenmitglied den Crashkurs belegen soll, greift die Lehrkraft mit den Hinweisen schlichtend ein, dass ein Mitglied nach einem Zufallverfahren (Kärtchen, Würfel ) bestimmt werden kann und dass den anderen Gruppenmitgliedern dadurch keine Nachteile entstehen, da sie zu einem späteren Zeitpunkt vom frisch ausgebildeten Lebensmittelchemiker die selbe Einführung bekommen. Durch dieses Expertenverfahren hat die Lehrkraft einerseits die Möglichkeit, einer kleineren Schülergruppe eine handlungsorientierte Einweisung zu geben und andererseits können sich die Experten darin üben, angeeignetes Wissen und Fertigkeiten an Mitschülerinnen und Mitschüler weiterzugeben. Die Lernenden haben dadurch die Möglichkeit, ihre sozialen, methodischen und fachlichen Kompetenzen weiterzuentwickeln. Je nach dem wie lange diese erste Stormingphase andauert bis die Gruppe sich mit den Rollen und Aufgaben vertraut gemacht hat, beginnen die Schülerinnen und Schüler am Ende dieser Stunde damit, einen Zeitplan aufzustellen, in dem genau festgelegt wird, welche Aufgaben die einzelnen Gruppenmitglieder im jeweiligen Zeitraum zu erledigen haben, um das vorgegebene Ziel zu erreichen. Die Lehrkraft steht in dieser Phase als Lernbegleiter zur Verfügung. 4

5 Stunde Stammgruppen: Recherche Gesunde Ernährung Während sich in der Expertengruppe jeweils ein Gruppenmitglied in Theorie und Praxis mit verschiedenen Nachweisverfahren von Inhaltsstoffen in Lebensmitteln auseinandersetzt, recherchieren die restlichen Gruppenmitglieder den theoretischen Hintergrund zur Problemstellung Gesunde Ernährung. Zur Unterstützung der zielgerichteten Literaturrecherche erhalten die Heranwachsenden eine tabellarische Übersicht von verschiedenen Quellen. DieseLiteraturliste Gesunde Ernährung ist in Anlehnung an eine systematische Quellenangabe angelegt und verfügt über eine extra Spalte, in der die Schülerinnen und Schüler einen stichwortartigen Überblick der jeweiligen Quelle notieren können. Dies ermöglicht eine effektive Beratung durch die Lehrkraft, da schnell erkennbar wird, welche Quellen bereits gelesen wurden und wie treffend der Inhalt von den Lernenden erfasst wurde. Des Weiteren bekommt jede Stammgruppe einen schriftlichen Arbeitsauftrag, dem eine Zusammenfassung zur gesunden Ernährung beigefügt ist. Diese systematische und zielgerichtete Vorgehensweise bietet den Schülerinnen und Schülern neben dem fachlichen Wissenserwerb auch Lernanreize bezüglich der methodischen Vorgehensweise Stunde Expertenausbildung: Recherche Nachweiserfahren Jede Gruppe wählt eine Schülerin bzw. einen Schüler aus, die/der von der Lehrkraft parallel zur Stammgruppe im Chemielabor bezüglich Nachweisverfahren zur Analyse von Lebensmitteln ausgebildet wird. Ziel dieses Crashkurses ist, dass die Schülerinnen und Schüler in einer überschaubaren Gruppe von der Lehrkraft eine theoretische und praktische Einführung erhalten und diese Informationen dann an ihre Mitschülerinnen und Mitschüler weitergeben (Schüler unterrichten Schüler). Zur Unterstützung der zielgerichteten Literaturrecherche erhalten die künftigen Experten eine tabellarische Übersicht von verschiedenen Quellen. DieseLiteraturliste Gesunde Ernährung ist in Anlehnung an eine systematische Quellenangabe angelegt und verfügt über eine extra Spalte, in der die Schülerinnen und Schüler einen stichwortartigen Überblick der jeweiligen Quelle notieren können. Dies ermöglicht eine effektive Beratung durch die Lehrkraft, da schnell erkennbar wird, welche Quellen bereits gelesen wurden und wie treffend der Inhalt von den Lernenden erfasst wurde. Diese systematische und zielgerichtete Vorgehensweise bietet den Schülerinnen und Schülern neben dem fachlichen Wissenserwerb auch Lernanreize bezüglich der methodischen Vorgehensweise. Zusätzlich zu diesen Quellen können die Schülerinnen und Schüler in einschlägiger Veröffentlichungen von Fastfoodketten Informationen bezüglich der Nährwerte von Cheeseburgern sammeln. Das Informationsmaterial liegt in diesen Restaurants oftmals kostenfrei aus oder kann im Internet heruntergeladen werden. 5

6 Stunde Stammgruppe: Plakatpräsentation Gesunde Ernährung Die Gruppenmitglieder der Stammgruppe visualisieren die Ergebnisse ihrer Recherche mit Hilfe eines Plakats. Den Entwurf dieses Plakats skizzieren die Gruppenmitglieder auf einem DIN A3-Blatt. Dadurch besteht die Möglichkeit einer Optimierung. Die Lehrkraft berät im Entstehungsprozess des Plakats die einzelnen Stammgruppen. Folgende Schwerpunkte sind beim Beratungsgespräch denkbar: Ist das Präsentationsplakat auch von der letzten Reihe lesbar? Bezieht sich das Präsentationsplakat auf die zentrale Fragestellung? Sind bei der Präsentation alle Gruppenmitglieder in gleicher Weise aktiv? Wird das Publikum aktiv mit einbezogen? Zur Unterstützung der Gruppen mit Materialien für die Plakatgestaltung stellt die Lehrkraft die ausgedruckten Bilder Eiweiß, Obst, Gemüse, Fette und Kohlenhydrate zur Verfügung. Alternativ dazu, erteilt die Lehrkraft als vorbereitende Hausaufgabe, Prospekte mit Lebensmitteln zu sammeln und zur Plakatgestaltung mitzubringen Stunde Expertengruppe: Übung Nachweisverfahren Parallel zur Plakatgestaltung in den Stammgruppen üben die Experten die Durchführung der recherchierten Nachweisverfahren an einem Cheeseburger und erhalten Korrektur und Verbesserungsvorschläge durch die Lehrkraft. Durch die Untersuchung des Cheeseburgers wird der Bezug zur Ausgangssituation und der damit in Zusammenhang stehenden Problemstellung hergestellt. Die folgende Tabelle zur Untersuchung eines Cheeseburgers im Lebensmittellabor soll dabei den Erforschungsprozess der Lernenden strukturieren und systematisieren helfen (siehe das Arbeitsblatt Lebensmittellabor: Cheeseburger ) Stunde Stammgruppe mit Experten: Anwendung Die Experten lassen sich von den Gruppenmitgliedern ihrer Stammgruppen mithilfe der Plakate über den aktuellen Stand der (theoretischen) Recherche informieren. Im Gegenzug machen sie ihre Gruppe mit verschiedenen Nachweisverfahren vertraut. Auf der Grundlage der im Labor und der Recherche gewonnen Erkenntnisse, setzten sich die Schülerinnen und Schüler in der Gruppe abschließend mit der Fragestellung auseinander, ob ein Cheeseburger Teil einer gesunden Ernährung sein kann. Die Gruppenmitglieder einigen sich auf eine gemeinsame Präsentation und verteilen die Aufgaben innerhalb der Gruppe. Die Lehrkraft berät die einzelnen Gruppen. Folgende 6

7 Leitfragen konnten als Ausgangspunkt der Beratung gewählt werden: Wird auf die Ausgangsfrage zentral Bezug genommen? Ist die Argumentationskette schlüssig? Sind bei der Präsentation alle Gruppenmitglieder in gleicher Weise aktiv? Wird das Publikum aktiv mit einbezogen? Sobald die Gesamtpräsentation für das Plenum fertiggestellt wurde, führen die Experten die Mitglieder ihrer Stammgruppe in Nachweisverfahren zur Untersuchung von Lebensmitteln ein. In der Abrundungsphase der Doppelstunde erteilt die Lehrkraft die Hausaufgaben: Gestaltet die Präsentation eurer Gruppenergebnisse so, dass bei den zuhörenden Mitschülerinnen und Mitschülern das Interesse geweckt wird und sie zum aufmerksamen Zuhören aktiviert werden. Zur Verfügung stehen Plakate, eine Flipchart, Stellwände, Tafel, Laptop und Beamer Stunde Präsentation der Gruppenergebnisse im Plenum Reflexion Die Gruppen präsentieren ihr Gesamtergebnis zur ausgehenden Fragestellung Ist das eine gesunde Ernährung?. Dabei beziehen sie die durch eigenes Experimentieren erzielten Ergebnisse auf die in der Literaturrecherche gewonnenen Erkenntnisse. Die zuhörenden Mitschülerinnen und Mitschüler geben der präsentierenden Gruppe im Anschluss an die Präsentation eine konstruktiv kritische Rückmeldung bezüglich Inhalt und Form des Vortrags und der verwendeten Medien. In der Abschlussrunde gibt ein/e Gruppensprecher/in blitzlichtartig einen Rückblick über die zurückliegenden zehn Stunden. Dabei soll neben dem Verlauf der Gruppenarbeit auch über Gelungenes und weniger gut Gelungenes berichtet werden. 7

8 Bildungsplanbezug Realschule Mensch und Umwelt 3. ERNÄHRUNG Die Schülerinnen und Schüler können mit Lebensmitteln sachgerecht umgehen; Grundtechniken der Nahrungszubereitung anwenden; mit der Ernährungspyramide/dem Ernährungskreis einen vollwertigen Tageskostplan erstellen; ausgewählte Lebensmittel als Nähr- und Wirkstoffträger unter ernährungsphysiologischen Gesichtspunkten bewerten. Naturwissenschaftliches Arbeiten 1. KOMPETENZERWERB IM PROJEKTORIENTIERTEN UNTERRICHT DER KLASSE 10 Der Fächerverbund Naturwissenschaftliches Arbeiten wird in Klasse 10 projektorientiert unterrichtet. (Aus: Bildungsplan Baden-Württemberg 2004 Realschule, Kompetenzen und Inhalte für den Fächerverbund Naturwissenschaftliches Arbeiten, Klassen 5 bis 10; Seiten 102) Ausführliche Informationen zum Bildungsplan Baden-Württemberg 2004 gibt es unter Bildung stärkt Menschen. 8