Aufgabe: Wie geht ein Naturwissenschaftler vor? Stand:

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1 Aufgabe: Wie geht ein Naturwissenschaftler vor? Stand: Jahrgangsstufe 5 Fach/Fächer Übergreifende Bildungs- und Erziehungsziele Biologie Alltagskompetenz und Lebensökonomie Berufliche Orientierung Bildung für nachhaltige Entwicklung (Umweltbildung, Globales Lernen) Ökonomische Verbraucherbildung Politische Bildung Familien- und Sexualerziehung Gesundheitsförderung Interkulturelle Bildung Kulturelle Bildung Medienbildung/Digitale Bildung Soziales Lernen Sprachliche Bildung Technische Bildung Verkehrserziehung Werteerziehung Zeitrahmen Benötigtes Material Wie geht ein Naturwissenschaftler vor? : 45 Minuten Zusatzaufgabe Fehlerquellen : 5 Minuten Arbeitsblatt, Schere, Kleber Hausaufgabe: Kressesamen, Küchenpapier, Petrischalen oder Deckel von Marmeladengläsern Lehrplanbezug B5 Lernbereich: 2 Biologie, die Wissenschaft von den Lebewesen fachbezogene Kompetenzen Kompetenzerwartung Die Schülerinnen und Schüler: begründen, dass es sich bei Pflanzen um Lebewesen handelt, indem sie mithilfe grundlegender biologischer Untersuchungsmethoden ihr bereits erworbenes Wissen anwenden, um einerseits an naturwissenschaftliche Vorgehensweisen herangeführt zu werden und andererseits Pflanzen als Lebewesen zu achten. Seite 1 von 11

2 Inhalt Kennzeichen von Lebewesen an Beispielen aus dem Pflanzenund Tierreich: Stoffwechsel, Reizbarkeit, Wachstum/Entwicklung, Fortpflanzung, eigenständige Bewegung, Aufbau aus Zellen prozessbezogene Kompetenzen Kompetenzerwartung Die Schülerinnen und Schüler: verwenden mithilfe von genauen Anleitungen sehr einfach zu handhabende Mess- und Laborgeräte wie Meterstab, Lupe oder Gläser sachgerecht, um Untersuchungen wie Messungen oder Experimente durchzuführen. (Ek) unterscheiden aus einer vorgegebenen Auswahl die Phasen der naturwissenschaftlichen Untersuchung, um einfache biologische Fragestellungen nach dem Vorgehen der Naturwissenschaft zu bearbeiten. (Ek) identifizieren mögliche Fehlerquellen bei der Planung von Beobachtungen, Vergleichen und Experimenten. Sie wählen aus einer vorgegebenen Zusammenstellung Möglichkeiten der Fehlervermeidung aus, die in der Anordnung bzw. Durchführung liegen. So erlangen sie einen Einblick in die Notwendigkeit gewissenhafter Planung und sorgfältigen Arbeitens. (Ek) protokollieren einfache Arbeitsabläufe und Ergebnisse nach einem vorgegebenen Schema, um sie (z. B. mit Hilfe von kurzen Texten, einfachen Tabellen, Grafiken, Zeichnungen) darzustellen. (K) Inhalt einfache Messgeräte, deren Bezeichnungen und sachgerechte Verwendung (z. B. Thermometer, Meterstab, Stoppuhr, Waage) (Ek) Phasen des naturwissenschaftlichen Erkenntnisweges: Frage, Hypothese, naturwissenschaftliche Untersuchung planen und durchführen, Datenauswertung (Ek) Anlage und Struktur einfacher Protokolle zu Arbeitsabläufen; einfache Wertetabellen (K) Hinweise zur Aufgabenstellung Zielsetzung Testaufgabe Übungs-, Anwendungs-, Vertiefungs-, Transferaufgabe Lernaufgabe (neues Erarbeiten) Seite 2 von 11

3 Erforderliches Vorwissen Sozialform(en) Einzelarbeit Partnerarbeit Gruppenarbeit Hinweise zum Unterricht Die Aufgaben sind für eine Einzelarbeit formuliert, können aber jederzeit mit entsprechender Umformulierung auch in Partner- oder Gruppenarbeit bearbeitet werden. Die einzelnen Textbausteine werden in diesem Vorschlag auf ein vorgefertigtes Arbeitsblatt geklebt, so dass die Schüler die Abstände für Aufgabe 2) bereits entsprechend frei halten. Werden die Textbausteine ins Heft geklebt, sollte ein entsprechender Hinweis erfolgen. Als Hausaufgabe würde sich anbieten, die in der Theorie besprochene Untersuchung, selbst durchzuführen. Beispiele für Produkte und Lösungen der Schülerinnen und Schüler Seite 3 von 11

4 Wie geht ein Naturwissenschaftler vor? Phänomen Leonie hat beobachtet, dass Tomaten aus dem Gewächshaus früher reif sind. Dir fällt etwas auf, das du dir nicht erklären kannst. Das möchtest du herausfinden. Fragestellung Sie fragt sich: Wachsen Pflanzen im Gewächshaus schneller? Du formulierst eine Frage, die untersucht werden kann. Hypothese Sie vermutet, dass Kresse im Gewächshaus größer wird als Kresse im Freiland. Du schreibst auf, was du als Ergebnis erwartest. Planung und Durchführung der Untersuchung Sie besorgt zwei Marmeladengläser, Küchenpapier und Kressesamen, gibt in jeden Deckel 15 Samen, drückt diese fest und stellt sie an die Fensterbank. Sie hält beide Ansätze feucht und stülpt über einen Deckel ein Marmeladenglas. Sobald möglich, misst sie täglich die Länge der Kresse mit einem Lineal und notiert ihre Messungen in einer Tabelle. Du notierst die benötigten Materialien beziehungsweise den Versuchsaufbau. Du beschreibst die Durchführung. Du dokumentierst deine Beobachtungen. Auswertung Leonie hat ihre Tabelle ausgewertet und stellt fest, dass ihre Vermutung richtig ist Du vergleichst deine Beobachtungen mit deiner Vermutung. Seite 4 von 11

5 Quellen- und Literaturangaben Literatur Titel Erscheinungsort / Jahr Biologie Realschule Bayern Handreichungen für den Unterricht (Kopiervorlagen zur Erprobung); Cornelsen Verlag Berlin, 2012 Verlag Cornelsen Verlag Titel Herausgeber Erscheinungsort / Jahr Verlag Seiten Erlebnis Biologie 2; 7./8. Schuljahr Lehrermaterialien Tipps und Lösungen Teil 2 Dobers, Joachim; Freundner-Huneke, Imme; Schulz, Siegfried; Zeeb, Annely Braunschweig, 2008 Schroedel Verlag Teil II Erleben mit allen Sinnen ( ) 13 Titel Lernbox Naturwissenschaften: Forschen wie ein Naturwissenschaftler; Das Arbeits- und Methodenbuch Autoren Verlag Verlag Seiten Lutz Säudel, Brigitte Werber, Rita Wodzinski Seelze/Velber/2006 Erhard Friedrich Verlag GmbH S Abbildungen Titel Autor Zeichnungen Barbara Gumpendobler Seite 5 von 11

6 Wie geht ein Naturwissenschaftler vor? Information: Leonie ist aufgefallen, dass sie Tomaten aus dem Gewächshaus ihrer Großmutter früher essen kann als diejenigen von ihrer Mutter, die sie im Freiland züchtet. Sie fragt sich: Wachsen Pflanzen im Gewächshaus schneller?. Diese Frage möchte sie wie ein Naturwissenschaftler bearbeiten. Da Tomatenpflanzen relativ lang brauchen, um zu wachsen, hat Leonie folgende Idee: Sie baut ein Minigewächshaus und überprüft ihre Vermutung mit Kresse. Sie legt in die Deckel von zwei Marmeladengläsern Küchenpapier, bestreut sie mit jeweils 15 Kressesamen, drückt diese fest und besprüht sie mit Wasser. Nun stellt sie beide Deckel auf die Fensterbank ihres Zimmers und stülpt über eines ein Marmeladenglas. Beide Deckel hält sie immer schön feucht. Schon nach zwei Tagen beginnen die Samen im Marmeladenglas zu sprießen, während die Samen ohne Glas noch nicht so weit sind. Leonie misst täglich die Länge der Kresse und notiert ihre Beobachtungen. Sie kommt zu dem Schluss, dass Pflanzen im Gewächshaus schneller wachsen. Seite 6 von 11

7 Aufgabe: Erstelle zu Leonies Versuch ein Versuchsprotokoll. 1. Schneide folgende Aussagen, die Leonies Vorgehen beschreiben, aus und klebe sie in der richtigen Reihenfolge auf das Arbeitsblatt Wie geht ein Naturwissenschaftler vor?. Hypothese Sie vermutet, dass Kresse im Gewächshaus größer wird als Kresse im Freiland. Phänomen Leonie hat beobachtet, dass Tomaten aus dem Gewächshaus früher reif sind. Auswertung Leonie hat ihre Tabelle ausgewertet und stellt fest, dass ihre Vermutung richtig ist. Planung und Durchführung der Untersuchung Sie besorgt zwei Marmeladengläser, Küchenpapier und Kressesamen, gibt in jeden Deckel 15 Samen, drückt diese fest und stellt sie an die Fensterbank. Sie hält beide Ansätze feucht und stülpt über einen Deckel ein Marmeladenglas. Sobald möglich, misst sie täglich die Länge der Kresse mit einem Lineal und notiert ihre Messungen in einer Tabelle. Fragestellung Sie fragt sich: Wachsen Pflanzen im Gewächshaus schneller? Seite 7 von 11

8 2. Schneide folgende Textbausteine, die das Vorgehen eines Naturwissenschaftlers allgemein beschreiben, aus und ordne sie in logischer Reihenfolge den Pfeilen zu, indem du sie unter Leonies Vorgehen auf das Arbeitsblatt klebst. Du formulierst eine Frage, die untersucht werden kann. Du vergleichst deine Beobachtungen mit deiner Vermutung. Du schreibst auf, was du als Ergebnis erwartest. Dir fällt etwas auf, das du dir nicht erklären kannst. Das möchtest du herausfinden. Du notierst die benötigten Materialien beziehungsweise den Versuchsaufbau. Du beschreibst die Durchführung. Du dokumentierst deine Beobachtungen. Seite 8 von 11

9 Arbeitsblatt: Wie geht ein Naturwissenschaftler vor? Seite 9 von 11

10 Versuchsprotokoll Name: Datum: Phänomen Fragestellung Hypothese Materialien/Versuchsaufbau: Planung und Durchführung der Untersuchung Durchführung: Beobachtung: Auswertung Seite 10 von 11

11 Mögliche Hausaufgaben: 1. Führe Leonies Versuch selbst durch. 2. Fertige ein Versuchsprotokoll für ein selbst gewähltes Beispiel an. Mögliche Zusatzaufgabe Fehlerquellen Leonies kleiner Bruder Florian möchte seiner Schwester nacheifern und ebenso Kresse in einem Minigewächshaus züchten. Allerdings kommt es bei Florians Ansatz nie zu einer Ernte. Beschreibe drei Fehler, die Florian bei der Planung oder Durchführung seiner Untersuchung passiert sein könnten. 1 1 Hilfe 1: Fehlerquellen Hier findest du einige Situationen, die darstellen, welche Fehler Florian passiert sein könnten. 3 Tage Bettruhe Seite 11 von 11