MODUL 7A: Lernblatt D 17/18/19 Artenvielfalt Wie Pflanzen keimen Zeit 50 Min (Samen säen) über 4 Wochen jeden Tag 5 Min 50 Min (Diskussion der Experimente) Material 150 Rucola- oder Flachssamen 150 Enziansamen (oder andere schwer keimende Samen setze dich mit einem Botanischen Garten in Verbindung) Lichtfilter (farbige Folien): gelb, rot, blau und schwarz 30 kleine Plastiktöpfe oder Petrischalen Blumenerde Messgläser (500 ml) Tabellen (Mediengalerie, Artenvielfalt, Modul 7) Kopien der Lernblätter D17-D19 Dieses Modul ist in zwei Teile geteilt Modul 7A: Keimversuche ansetzen, beobachten und auswerten. Die SchülerInnen machen verschiedene Versuche, bei denen sie herausfinden, welche Faktoren die Samenkeimung beeinflusse. Modul 7A ist auch in drei Teile unterteilt: Vorbereitung (50 Min), Beobachtung (jeden Tag 5 Min - 4 Wochen lang), Diskussion (50 Min). Modul 7B: Wann keimen Pflanzen? Die Samenruhe schützt Pflanzen davor in Zeiten zu keimen, die für die jungen Pflänzchen nicht günstig sind. Das Lernspiel steht im engen Zusammenhang zu den Keimversuchen, die in Modul 7A gemacht werden und sollte, wenn möglich, unmittelbar anschließend durchgeführt werden. Modul 7A: Keimversuche ansetzen, beobachten und auswerten In Modul 7A machen die SchülerInnen verschiedene Versuche, bei denen sie herausfinden, welche Faktoren die Samenkeimung beeinflussen. Die SchülerInnen finden durch selbständiges Experimentieren und Beobachten heraus, dass manche Pflanzensamen unter verschiedensten Bedingungen keimen, während andere Samen sehr spezielle Bedingungen benötigen. Modul 7 ist in drei Teile unterteilt: Vorbereitung (50 Min), Beobachtung (jeden Tag 5 min 4 Wochen lang), Diskussion (50 Min). Lernziele SchülerInnen verstehen, welche Faktoren die Pflanzenkeimung beeinflussen. SchülerInnen verstehen, dass manche Samen sehr leicht keimen, während manche Samen sehr spezielle Bedingungen benötigen, um zu keimen. Fertigkeiten Experimentieren genaues Beobachten Schlüsse ziehen SchlüsselwOrte Samen Keimung Keimbedingungen Fächerübergreifende Aktivität Mathematik 1. Vorbereitung Besorge die benötigten Materialien. Wir empfehlen Rucola- oder Flachssamen, da diese sehr leicht keimen. Samen, die weniger leicht keimen sind z. B. Küchenschellen- oder Enziansamen. Frage auch falls möglich in einem Botanischen Garten, ob diese dir bei der Auswahl der Samen helfen können. Du benötigst ca. 200 leicht keimende und 200 nur unter bestimmten Bedingungen keimende Samen. Gib die Samen in zwei verschiedene Schüsseln und beschrifte diese. Wie werden die Samen ausgesät 1. Fülle 30 kleine Töpfe (oder Petrischalen) mit Erde bis knapp unter den Rand. 2. Jede Gruppe erhält 10 Töpfe. 3. In jeden Topf kommen 10 Samen. 204
4. Bereite die Schüssel mit den leicht zukeimenden Samen (Rucola, Flachs) und die Schüssel mit den schwer keimenden Samen vor. 5. Die SchülerInnen sollen sich jeweils 10 Samen pro Topf aus der entsprechenden Schüssel herausnehmen. 6. Jede Gruppe beschriftet ihre Töpfe wie folgt: Gruppenname (z. B. Wasser), A (= Samen die leicht keimen), Gruppenname, B (= Samen, die nicht leicht keimen). 7. Jede Gruppe bepflanzt 5 Töpfe mit je 10 Samen, die leicht keimen und 5 Töpfe mit je 10 Samen, die weniger leicht keimen. 8. Die SchülerInnen zählen die einzelnen Samen auf einem weißen Papier, da sie auf diese Weise besser sichtbar sind. 9. Legt die Samen auf der Erde aus und deckt sie mit etwas Erde zu (nur eine dünne Schicht Erde darüber verteilen, die Samen nicht in die Erde drücken). 10. Gießt die Töpfe regelmäßig. Achtet darauf, dass jeder Topf immer feucht ist, aber das Wasser nicht darin steht. (Die Gruppe, die den Faktor Wasser testet, verwendet dazu genau vorgegebene Wassermengen). Die Keimexperimente Teile die Klasse in drei Gruppen. Jede Gruppe untersucht einen speziellen Faktor (Licht, Wasser, Temperatur), welcher die Pflanzenkeimung beeinflussen könnte: 1. Die Lichtgruppe hat 10 Töpfe. 5 Töpfe mit Rucola- oder Flachssamen und 5 Töpfe mit Samen, die nur unter speziellen Bedingungen keimen. Jeweils ein Topf von jeder Samenart wird mit einem speziellen Lichtfilter bedeckt (blaue, gelbe, rote Folie und schwarzes Papier), ein Topf bleibt unbedeckt (Kontrolle) z.b. 1 Topf Rucolasamen mit blauem Filter, ein Topf Enziansamen mit blauem Filter, ein Topf Rucolasamen mit gelbem Filter, ein Topf Enziansamen mit gelbem Filter, etc. Ein Topf mit Rucola- und ein Topf mit Enziansamen bleibt unbedeckt. Sie dienen als Kontrolle, ob die Samen überhaupt keimen und wie schnell sie das unter normalen Bedingungen tun. 2. Die Wassergruppe hat 10 Töpfe. 5 Töpfe mit Rucola- oder Flachssamen und 5 Töpfe mit Samen, die nur unter speziellen Bedingungen keimen. Jeweils ein Topf mit Rucolasamen und ein Topf mit Enziansamen werden mit unterschiedlichem Wasser gegossen: Mineralwasser, destilliertem Wasser, Wasser mit einem Teelöffel Salz, Wasser mit 10 rostigen Nägeln. Als Kontrollgruppe wird jeweils ein Topf mit Leitungswasser gegossen. Mit einem Messbecher wird jeweils die gleiche Menge Wasser auf die entsprechenden Töpfe verteilt. Achtet darauf, dass die Erde immer feucht bleibt, aber die Samen nicht im Wasser stehen. Die Samen müssen wahrscheinlich nicht täglich gegossen werden. 3. Die Temperaturgruppe hat 10 Töpfe. 5 Töpfe mit Rucola- oder Flachssamen und 5 Töpfe mit Enziansamen. Die Töpfe werden an unterschiedlichen Stellen aufbewahrt: im Freien, im Klassenzimmer auf einem Schrank, auf der Heizung (im Sommer auf dem Fensterbrett), in einem Kühlschrank, einmal zwei Wochen im Freien und zwei Wochen im Klassenzimmer. Führe genau dieselben Experimente mit leicht zu keimenden Samen und weniger leicht zu keimenden Samen durch. 2. Beobachtung Die Töpfe werden 4 Wochen lang beobachtet. Jeden Tag benötigen die SchülerInnen 5 Minuten, um ihre Samen zu gießen, zu beobachten und ihre Beobachtungen in ihrem Heft zu notieren. 205
3. Auswertung und Diskussion 1. Teile Lernblatt D17, D18 und D19 aus. 2. Ein Lernblatt ist für die Rucolasamen (A) und ein Lernblatt für die Enziansamen (B) gedacht. 3. Erkläre den SchülerInnen, wie man die Tabellen auf den Lernblättern benützt. Jede Spalte stellt einen Blumentopf dar. Die Spalte wird im Feld darunter beschriftet. 4. z.b. 1. Spalte: A: Leitungswasser, 2. Spalte: A: Destilliertes Wasser, etc. 5. Anschließend werden die kleinen Kästchen ( ) ausgeschnitten. Anschließend werden diese übereinander in die entsprechenden Felder geklebt. 6. So entsteht in jedem Feld eine Säule (wie in einem Säulendiagramm). Siehe dazu auch Pflanzen, die wir Essen, Modul1. 7. Vergleiche die Ergebnisse. Von den Rucolasamen sind wahrscheinlich mehr als von den Enziansamen. 8. Diskutiere die Ergebnisse mit den SchülerInnen. Obwohl die Umweltfaktoren für beide Samenarten gleich waren, sind von der einen Art wesentlich mehr als von der anderen. 9. Vergleicht die Samen untereinander. Welche Bedingungen waren für die Keimung günstiger? Hintergrundinformation Die SchülerInnen arbeiten wie WissenschafterInnen. Dazu gehört sehr genaues Arbeiten und die Tatsache, dass immer nur ein Faktor pro Experiment verändert werden soll. Das heißt, dass z. B. in der Wassergruppe nur die Wasserqualität geändert wird. Die Wassermenge, Lichtverhältnisse und Temperatur bleiben gleich. In der Lichtgruppe sollte nur der Faktor Licht geändert werden. Das heißt, die Temperatur bleibt für alle Töpfe möglichst gleich und die Pflanzen sollten zur gleichen Zeit mit der gleichen Menge an Wasser gegossen werden. Ein einfaches Diagramm entsteht Nach vier Wochen werden die Daten in die Arbeitsblätter geklebt. Die Kästchen veranschaulichen, wie ein einfaches Diagramm aufgebaut ist. Erweiterung Neben den Spalten kann die y-achse eingetragen werden (Anzahl der Samen), unter den Spalten die x-achse (Faktor). 206
Wie Pflanzen keimen 1. Auswertung der...- Versuche Die Forscher in unserer Gruppe sind 2. In den einzelnen Töpfen sind verschieden viele Samen : Jedes Feld stellt einen Topf dar. Schreibe unter das Feld, wie der Topf behandelt wurde. Schneide die einzelnen Kästchen aus, klebe für jeden Samen der ist, eines in das entsprechende Feld. 3. In den Töpfen, die mit A gekennzeichnet waren... Samen (Name + Anzahl der Samen). " LERNBLATT D/17
4. In den Töpfen, die mit B gekennzeichnet waren... Samen (Name + Anzahl der Samen). " LERNBLATT D/18
6. Vergleiche die beiden Tabellen untereinander. Von welcher Samenart sind mehr? 7. Vergleiche die einzelnen Spalten in jeder Tabelle. Was war für das Keimen der Samen am besten? Kannst du dir erklären, warum das so ist? Die Samen A keimen. am besten, weil Die Samen B keimen am besten, weil 2 Dinge, die ich heute herausgefunden habe: 1: 2: LERNBLATT D/19
MODUL 7B Artenvielfalt Wie Pflanzen keimen Zeit 90 Min Material Symbole für die Keimgeschichte (Mediengalerie, Artenvielfalt, Modul 8) Uhu patafix (Klebemasse, die man auf Symbole heften kann) Spielunterlagen (Mediengalerie, Artenvielfalt, Modul 7, Spielunterlagen, Pflanzenkarten) Fertigkeiten Hypothesen aufstellen Begründen Fächerübergreifende Aktivität Deutsch Modul 7B: Wann keimen Pflanzen? Überblick Die Samenruhe schützt Pflanzen davor in Zeiten zu keimen, die für die jungen Pflänzchen nicht günstig sind. Das folgende Lernspiel steht im engen Zusammenhang zu den Keimversuchen, die in Modul 7A gemacht werden und sollte, wenn möglich, unmittelbar anschließend durchgeführt werden. Geänderte Temperatur- oder Lichtverhältnisse führen oft dazu, dass die Pflanzen ihre Samenruhe beenden und zu keimen beginnen. Im Laufe des Spiels müssen die SchülerInnen in Kleingruppen ihr Wissen über Pflanzenkeimung heranziehen um entscheiden zu können, welche Keimungsbedingungen ideal für verschiedene Pflanzen sind. Sie müssen ihre Entscheidungen auch begründen. Alle Spielunterlagen siehe Mediengalerie, Artenvielfalt, Modul 7, Wann keimen Pflanzen, Lernziele SchülerInnen lernen, Hypothesen zu formulieren. SchülerInnen wenden bereits erarbeitetes Wissen in neuen Situationen an. SchülerInnen verstehen, dass verschiedene Samen unterschiedliche Keimbedingungen haben. SchülerInnen verstehen, welche Faktoren die Pflanzenkeimung beeinflussen. Vorbereitung Drucke die Symbole für die Keimgeschichte aus und kopiere sie vergrößert auf ein A3 Papier. Wenn du die Symbole laminierst, kannst du sie öfter verwenden. Befestige eine Magnetfolie, einen Klebestreifen oder Uhu patafix an der Hinterseite der Symbole, sodass sie an die Tafel geklebt werden können. Drucke die Spielkarten aus. Pro Gruppe brauchst du 5 Spielunterlagen (A4), 5 verschiedene Pflanzenkarten (Rose, Klatschmohn, Leberblümchen, Akelei und Liebesgras), 2 Kopien der 9 Infokarten (A4). Unterrichtsverlauf 1. Teile die Symbole für die Keimgeschichte (Mediengalerie, Artenvielfalt, Modul 7, Keimsymbole) an SchülerInnen in der Klasse aus. 2. Unterteile die Tafel mit zwei Linien in 4 Felder. Jedes Feld symbolisiert eine Jahreszeit (Frühling, Sommer, Herbst und Winter). 3. Lies die Keimgeschichte vor (siehe Hintergrundinformation). Jedes mal, wenn eines der ausgeteilten Symbole im Text genannt wird, klebt der/die betreffende SchülerIn das jeweilige Symbol in das entsprechende Jahreszeitenfeld auf die Tafel. 4. Am Ende der Geschichte sind die verschiedenen Faktoren, die die Samenkeimung beeinflussen, auf der Tafel zu sehen - die Jahreszeiten, der Schnee, die Sonneneinstrahlung, die Temperatur aber auch die Samen selbst. So sind zum Beispiel Maiglöckchensamen echte Langschläfer, da sie erst nach zwei Wintern in der Erde keimen. 210
5. Diskutiere mit den SchülerInnen, wie sich die jeweiligen Faktoren im Laufe der Jahreszeiten ändern. 6. Teile die Klasse in Vierergruppen und gib jeder Gruppe ein Wann keimen Pflanzen Set (Mediengalerie, Artenvielfalt, Modul 7, Spielunterlagen, Pflanzenkarten). Jedes Set besteht aus: - 5 Kopien des Spielunterlagen in A4 Format - 5 verschiedene Pflanzenkarten (Rose, Klatschmohn, Liebesgras, Leberblümchen und Akelei) - 2 Sets der 9 Infokärtchen 7. Mache die SchülerInnen darauf aufmerksam, dass sie nicht alle Felder auf den Pflanzenkarten mit Infokarten belegen können (oft passen nur 2 oder 3 Infokarten zu einer bestimmten Pflanze). 8. SchülerInnen spielen Wann keimen Pflanzen? Die Spielregeln findest du in der Hintergrundinformation. 9. Diskutiere mit den SchülerInnen die Ergebnisse des Spiels. Welche Faktoren beeinflussen die Pflanzenkeimung? Hintergrundinformation Keimgeschichte Es ist Herbst und die ersten Blätter beginnen von den Bäumen zu fallen. Während sich viele Bäume auf diese Weise auf den Winter vorbereiten, erwacht mitten im Wald eine kleine Pflanze, die Schneerose. Voller Freude ruft die kleine Pflanze aus: Während die meisten anderen Pflanzen in den Winterschlaf fallen, erwache ich und meine kleinen Wurzeln beginnen zu wachsen! Die Schneerose keimt nämlich im Herbst und trägt die ersten Blüten zu Frühlingsbeginn. Der Winter kommt und bringt in diesem Jahr besonders viel Schnee. Gleich neben dem Wald, in einem kleinen Acker, lebt eine andere Pflanze, der Weizen. Mitten im kalten Winter, der Nebel liegt über den Feldern und nur selten wärmen einige Sonnenstrahlen den Ackerboden, beginnt die Weizenpflanze zu keimen. Während des Frühjahres wächst der Weizen und wenn der Sommer kommt, können die Früchte geerntet, getrocknet und zu Mehl vermahlen werden. Langsam wird es Frühling und in den ersten warmen Tagen schmilzt der Schnee. Die ersten Blumen, darunter auch die Schneerose, blühen bereits und die Bäume tragen schon wieder die ersten Blätter. Im Frühjahr beginnen viele Pflanzen zu keimen. Eine von ihnen ist die Bohne. Die letzte Pflanze, die wir kennen lernen ist das Maiglöckchen. Dieses kleine Blümchen lebt in der Mitte des Waldes und Anfang Sommer trägt es viele kleine, weiße Blüten, die wie Glöckchen ausschauen. Diese kleine Pflanze keimt auch im Frühling. Bevor die Samen keimen können, müssen sie jedoch zwei Winter lang in der Erde ruhen. Erst dann erwacht das Maiglöckchen. Was für eine Schlafmütze! Samenruhe Die Samenruhe (Dormanz) verhindert, dass Samen bei ungünstigen Umweltbedingungen keimen. Nur wenn die Umweltbedingungen passend sind (Temperatur, genug Wasser, Licht), setzt die Keimung ein. Die Samenruhe kann bei einigen Pflanzen mehrere Jahre dauern. Faktoren, die die Samenruhe beenden, sind von Art zu Art verschieden. Sehr viele Pflanzen keimen im Frühjahr, sobald eine bestimmte Temperatur überschritten ist und die Tage und somit die Sonnenstunden länger werden. Manche Pflanzen keimen aber auch im Herbst oder sogar im Winter. Es gibt auch Pflanzensamen, die erst keimen, wenn ein Feuer stattgefunden hat. 211
Spielregeln: Wann keimen Pflanzen? Das Spiel wird in Gruppen zu je 5 MitspielerInnen gespielt. Die SchülerInnen schneiden die Infokärtchen aus und legen sie auf einen Stapel in die Mitte des Tisches. Jede/r MitspielerIn erhält eine Spielunterlage und eine der fünf Pflanzenkarten. Jede/r klebt die Pflanzenkarte in das, dafür vorgesehene Feld auf der Spielunterlage. Nun darf jede/r MitspielerIn der Reihe nach eine Infokarte vom Stapel abheben und überprüft auf ihrer/seiner Pflanzenkarte, ob diese Infokarte verwendet werden kann oder nicht. Passt sie in eines der Felder, wird sie dort eingeklebt, passt sie nicht, kommt sie unter die anderen Karten in den Stapel zurück. Das Spiel wird so lange gespielt bis alle Infokarten verbraucht sind. Manche MitspielerInnen können nur ein oder zwei Kärtchen auf ihre/seine Pflanzenkarte kleben, andere 4-5. Abschließend kreuzt jede/r MitspielerIn die ausgewählten Keimungsbedingungen auf der Spielunterlage unter Denkaufgabe an. Die Ergebnisse werden untereinander verglichen und gemeinsam überlegt, ob auch die richtigen Antworten gegeben wurden. Im Anschluss an das Spiel vergleichen die Gruppen untereinander, ob sie die gleichen Ergebnisse erzielt haben und versuchen, Erklärungen dafür zu finden. In den Pflanzenkarten sind die Lebenszyklen von fünf verschiedenen Pflanzen graphisch dargestellt. Die Rose verteilt ihre Samen im Winter und keimt im Frühjahr. Der Klatschmohn verteilt seine Samen im Herbst und keimt im Frühjahr. Das Liebesgras verteilt seine Samen im Winter und keimt im Sommer. Das Leberblümchen verteilt die Samen im Frühjahr und keimt im Herbst. Die Akelei verteilt die Samen im Sommer und keimt im Winter. 212