Vom Wasser aufs Land und zurück. Wie man phylogenetische Systematik verstehen kann
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- Hermann Böhm
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1 Vom Wasser aufs Land und zurück Wie man phylogenetische Systematik verstehen kann Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
2 Evolution im Unterricht? Wenn wir jedes Produkt der Natur als etwas ansehen, das eine Geschichte hat, und in jeder komplexen Struktur und Instinkt das Gesamtergebnis vieler für seinen Besitzer nützlicher Abänderungen erblicken, in derselben Weise etwa, wenn wir eine bedeutende mechanische Erfindung als Gesamtergebnis der Arbeit, Erfahrung und Verstand, vielleicht gar der Fehler einzelner Arbeiter ansehen, wenn wir die Lebewesen in solcher Weise betrachten, wie weit interessanter wird dann das Studium der Naturwissenschaft sein! Charles Darwin,
3 Evolution im Unterricht? Der Darwinismus kann unmöglich das bestimmende Prinzip des naturgeschichtlichen Unterrichts abgeben; denn er ist eine durchaus nicht einwandfreie Hypothese. Für oder gegen diese Theorie Partei zu ergreifen, ist nimmermehr Sache der Schule; denn deren Aufgabe kann doch nur sein, unwiderleglich feststehende Tatsachen zu lehren. Otto Schmeil, Über Reformbestrebungen auf dem Gebiete des naturgeschichtlichen Unterrichts Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
4 Evolution im Unterricht? Ahistorisches Fehlurteil Der Wal atmet wie alle Säugetiere durch Lungen. Das ist aber für ein Wassertier durchaus kein Vorteil. Wäre es statt mit Lungen mit Kiemen ausgerüstet, wie die Fische es sind, so würde der Körperbau dem Aufenthalte in höherem oder höchsten Grade entsprechen. Otto Schmeil, 1896
5 Gliederung Das Verständnis vom Lernen und Lehren Schülervorstellungen: Lebenswelt vs. Taxonomie Wissenschaftliche Vorstellungen: Genealogie vs. Typologie Naturgeschichtlicher Unterricht Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
6 Verständnis vom Lernen und Lehren Nürnberger Trichter Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
7 Verständnis vom Lernen und Lehren Lernumgebungen Fachliches Wissen Lebenswelt der Lernenden
8 Verständnis vom Lernen und Lehren Didaktische Rekonstruktion Alltagsvorstellungen (Kattmann, Duit, Gropengießer & Komorek 1997) Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
9 Verständnis vom Lernen und Lehren Alltagsvorstellungen beruhen auf elementaren Erfahrungen. Sie haben Eigenwert. Sie sind resistent gegen Belehrung. Sie sind Lernvoraussetzungen und Lernmittel. Die Lerngegenstände sind nicht vom Wissenschaftsbereich vorgeben, sondern müssen rekonstruiert werden. Lehren heißt: Fördern von Lernen. Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
10 Schülervorstellungen Studie Wie Schüler Tiere ordnen Forschungsfragen: Welche Tiergruppen bilden die Lernenden frei nach ihren eigenen Vorstellungen? Welche Kriterien wenden sie beim Ordnen von Tieren an? (Kattmann & Schmitt 1996) Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
11 Testbogen 1. Freies Bilden und Benennen von Tiergruppen
12 Testbogen 2. Aussondern eines Tieres aus einer Tiergruppe X 3. Zuordnen eines Tieres zu einer Tiergruppe X
13 Schülervorstellungen Kriterien des Ordnens Aufgabe 1 Lebenswelt vs. Taxonomie.
14 Schülervorstellungen Käfer Namen Lebenswelt vs. Taxonomie. Reptilien Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
15 Schülervorstellungen Namen Lebenswelt vs. Taxonomie. crab starfish jelllyfish mackerel Fische (Kattmann & Schmitt 1996) "fish" (Trowbridge (Trowbridge & Mintzes & Mintzen 1988) 1988) Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
16 Schülervorstellungen Namen Lebenswelt vs. Taxonomie. Weichtiere (Kattmann & Schmitt 1996) Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
17 Alltagsvorstellungen Namen Lebenswelt vs. Taxonomie. Vögel fliegen
18 Schülervorstellungen Lebenswelt vs. Taxonomie. Schmetterlinge sind Vögel. Regenwürmer sind Weichtiere. Schnecken sind Kriechtiere. (Kattmann & Schmitt 1996) Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
19 Wissenschaftliche Vorstellungen Bist du etwa auch ein Vogel? Ja, bin ich vielleicht ein Dinosaurier???? Neulich im Leipziger Zoo
20 Wissenschaftliche Vorstellungen Ulrich Kattmann: Moses contra Darwin? Vortrag im Rahmen der Vortragsreihe zum Darwinjahr im Tierpark Olderdissen, 16. Juni 2009 Darwin führt durch Olderdissen
21 Wissenschaftliche Vorstellungen Verwandtschaft : Genealogie vs. Typologie Vögel Zeit
22 Wissenschaftliche Vorstellungen Verwandtschaft : Genealogie vs. Typologie Remipedia Insekten Ruderfußkrebse Zehnfußkrebse Tausendfüßler Krebse Zeit
23 Wissenschaftliche Vorstellungen Verwandtschaft : Genealogie vs. Typologie Paarhufer
24 Pakicetus Ambulocetus Evolution der Wale Rhodocetus Delfin
25 Wissenschaftliche Vorstellungen Verwandtschaft : Genealogie vs. Typologie Elefant Seekuh Klippschliefer Elefantenspitzmaus Paenungulata Zeit Afrotheria
26 Wissenschaftliche Vorstellungen Paenungulata Divergenz Konvergenz
27 Wissenschaftliche Vorstellungen Verwandtschaft : Genealogie vs. Typologie Zeit
28 Wissenschaftliche Vorstellungen Verwandtschaft : Genealogie vs. Typologie Zeit
29 Wissenschaftliche Vorstellungen Zeit Verwandtschaft : Genealogie vs. Typologie
30 Wissenschaftliche Vorstellungen Verwandtschaft : Genealogie vs. Typologie Europäer sind Afrikaner. Menschen sind Menschenaffen. Wale sind Paarhufer. Insekten sind Krebse. Vögel sind Dinosaurier. Schlangen sind Vierfüßer (Tetrapoda) Flöhe sind Geflügelte Insekten (Pterygota). Abstammungsgemeinschaften Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
31 Naturgeschichtlicher Unterricht Evolution: Vom Wasser auf's Land und zurück Wirbeltiere Abstammungsgemeinschaften Alltagsvorstellungen Ordnen nach Lebensräumen Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
32 Naturgeschichtlicher Unterricht Ordnungsweisen Kriterien Ergebnis Lebensweltliche Zusammengehörigkeit Organisationstypen Lebensraum, Bewegung Merkmale der Organisation Strukturen, Bauplan Ähnlichkeitsgruppen z. B. Wassertiere z. B. Reptilien Lebensformtypen Merkmale der Angepasstheit an Lebensbedingungen z. B. Aasfresser Stammesgeschichte Abstammung Verwandtschafts- gruppen, Monophyla Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
33 Naturgeschichtlicher Unterricht Ordnungsweisen Kriterien Ergebnis Lebensweltliche Zusammengehörigkeit Organisationstypen Lebensraum, Bewegung Merkmale der Organisation Strukturen, Bauplan Ähnlichkeitsgruppen z. B. Wassertiere z. B. Reptilien Lebensformtypen Merkmale der Angepasstheit an Lebensbedingungen z. B. Aasfresser Stammesgeschichte Abstammung Verwandtschafts- gruppen, Monophyla Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
34 Klassifikation Vom Wasser auf's der Land Wirbeltiere und zurück Evolution als Erklärungsprinzip 1. Lebensräume helfen ordnen Alltagsvorstellungen & Evolution: Ordnen nach der Besiedelung des Landes vom Wasser her: - Fische - Amphibien - Landwirbeltiere: Reptilien, Säugetiere, Vögel (Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)
35 (Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)
36 Klassifikation Vom Wasser auf's der Land Wirbeltiere und zurück Evolution als Erklärungsprinzip 1. Lebensräume helfen ordnen 2. Geschichte hinterlässt Spuren Ins Wasser zurück? Detektivarbeit: - Echte Landtiere legen Eier an Land ab. - Schildkröten, Krokodile, Kloakentiere - Abstammungsgemeinschaften (Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)
37 Naturgeschichtlicher Unterricht Teichmolch Zauneidechse (Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996) Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
38 Naturgeschichtlicher Unterricht Nilkrokodil (Unterricht Biologie 218) Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
39 Naturgeschichtlicher Unterricht Schnabeltier (Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996) Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
40 Klassifikation Vom Wasser auf's der Land Wirbeltiere und zurück Evolution als Erklärungsprinzip 1. Lebensräume helfen ordnen 2. Geschichte hinterlässt Spuren 3. Merkmale sind Hilfskriterien Ins Wasser zurück? Detektivarbeit: - Plazenta, Haare und Federn als Hilfsmittel - Wale, Pinguine (Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)
41 Naturgeschichtlicher Unterricht Buckelwal (Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)
42 Klassifikation Vom Wasser auf's der Land Wirbeltiere und zurück Evolution als Erklärungsprinzip 1. Lebensräume helfen ordnen 2. Geschichte hinterlässt Spuren 3. Merkmale sind Hilfskriterien 4. Ausbreitung in Lebensräume Parallele: Vielfalt der Saurier (Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)
43 (Einblicke 3, Klett)
44 Klassifikation Vom Wasser auf's der Land Wirbeltiere und zurück Evolution als Erklärungsprinzip 1. Lebensräume helfen ordnen 2. Geschichte hinterlässt Spuren 3. Merkmale sind Hilfskriterien 4. Ausbreitung in Lebensräume Parallele: Lebensräume und Lebensweisen: Dinosaurier, Flugsaurier, Fischsaurier (Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)
45 Naturgeschichtlicher Unterricht Monophylum Wirbellose Wirbeltiere Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
46 Naturgeschichtlicher Unterricht Monophylum Wirbellose Chordatiere Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
47 Naturgeschichtlicher Unterricht Monophylum Thallophyten Sprosspflanzen Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
48 Naturgeschichtlicher Unterricht Monophylum Thallophyten Viridiplantae Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
49 Naturgeschichtlicher Unterricht Vom Wasser auf's Land und zurück Transfer: Pflanzen (Viridiplantae) Ordnen nach der Besiedelung des Landes vom Wasser her - Grünalgen - Moose - Farnpflanzen - Samenpflanzen: Landpflanzen Wasserpflanzen Hans, 10 Jahre (Cypionka 2012)
50 Kurzgefasst!!!! Die lebensweltlichen Vorstellungen der Schüler sind Lernvoraussetzungen und Lernmittel. Die Orientierung der Lernenden an Lebensräumen ist für das Verstehen der biologischen Systematik zu nutzen. Die Taxa des (phylogenetischen) Systems sind keine Merkmalsklassen sondern Abstammungsgemeinschaften. Die Verwandtschaft und das System der Organismen sind durch Evolution zu erklären. Ulrich Kattmann: Vom Wasser aufs Land und zurück. Biologiedidaktik, Universität Leipzig, 14. Dezember 2012
51 Literatur Baumann, B., Harwardt, M., Schoppe, S. & Kattmann, U. (1996). Vom Wasser aufs Land und zurück. Unterricht Biologie, 20 (218), Cypionka, R. (2012). Biologie verstehen: Pflanzen als Lebewesen in Entwicklung und Evolution. Beiträge zur Didaktischen Rekonstruktion 39. Oldenburg: Didaktisches Zentrum. Kattmann, U.; Duit, R., Gropengießer, H. & Komorek, M. (1997). Das Modell der Didaktischen Rekonstruktion Ein Rahmen für naturwissenschaftsdidaktische Forschung und Entwicklung. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 3 (3), Kattmann, U. & Schmitt, A. (1996). Elementares Ordnen: Wie Schüler Tiere klassifizieren. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 2 (2), ulrich.kattmann@uni-oldenburg.de
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