Alle klein, aber alle verschieden
| Autor/inn/en: | |
| Publikation: | 1.1.1999 |
| Lernstufe: | 3 |
| Übersicht: | Identifizierung von Proben, die von unbekannten Tieren oder Pflanzen stammen und auf den ersten Blick gleich erscheinen. |
| Angestrebte Kenntnisse: |
|
| Dauer: | 6 Unterrichtsstunden à 45 Minuten |
| Material: |
|
| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Wichtige Anmerkung: In dieser Unterrichtseinheit werden reproduzierbare Situationen von speziellen Situationen (im Text in violett hervorgehoben) unterschieden.
1. Unterrichtsstunde: Was ist in diesen Schälchen?
Methodologische Lernziele:
- Lernen, mit Beobachtungsinstrumenten umzugehen (Lupe und Binokular).
- In der Lage sein, die eigenen Vorschläge zu begründen.
Verhaltenslernziele:
- Neugier zeigen. Die eigene Vorstellungskraft aktivieren.
Pädagogische Vorgehensweise
Den Schüler/inne/n wird die Vorgehensweise und das Experimentierheft vorgestellt. Ausgehend von einer Diskussion über die Arbeit von Wissenschaftler/inne/n (am Beispiel der Paläontolog/inn/en) hilft die/der Lehrende den Schüler/inne/n dabei, sich wie Forscher/innen zu verhalten.
Ausgangssituation: Die Schüler/innen werden in 4er- oder 5er-Gruppen aufgeteilt. Sechs Schälchen unterschiedlichen Inhalts werden an jede Gruppe verteilt (die Schälchen sind nummeriert). Die/der Lehrende ermuntert die Schüler/innen, Vorschläge zur Identifizierung der kleinen Objekte zu machen. Sie müssen ihre Vorschläge begründen und Notizen in ihr Heft machen. Die Forscherlehrlinge werden prüfen, beobachten, Hinweise suchen, um sich an alles zu erinnern, was sie gemacht haben. Sie werden in ihr Heft schreiben und zeichnen.
Liste der verwendeten Proben (ihnen allen ist gemeinsam, dass sie von geringer Größe und den Schüler/inne/n wahrscheinlich unbekannt sind):
1. Kot von Stabheuschrecken |
2. Quinoasamen (Quinoa ist eine Pflanze aus Bolivien) |
3. Trockenhefe |
4. Kohlsamen |
5. Radieschensamen |
6. Eier von Stabheuschrecken |
- Forschungsaktivität: Die Schüler/innen beobachten jede Probe,
diskutieren untereinander und schlagen vor, um was es sich handeln
könnte. Außerdem schreiben sie die Gründe für ihre
Vorschläge auf. Den Schüler/inne/n wurde erklärt, dass keine
der Proben eine besondere Gefahr darstellt, sie sie aber dennoch nicht
probieren sollten. Die Schüler/innen verfügen über Lupen,
Skalpelle, Nadeln und ein Binokular. Die Schüler/innen riechen,
zerdrücken, öffnen (wenn es möglich ist).
Anmerkung: Ein Schüler verwendet zwei Lupen hintereinander, um eine
stärkere Vergrößerung zu erreichen.
- Zusammenlegung der Ergebnisse: Die/der Lehrende schreibt die Vorschläge jeder einzelnen Gruppe für jede nummerierte Probe an die Tafel. In der Tabelle 1 sind einige Beispiele der Vorschläge zusammengestellt. Schließlich schlagen alle Gruppen mehr oder weniger begründete Identifizierungsmöglichkeiten vor.
- Was können wir tun, um eure Vorschläge zu überprüfen und um zu erkennen, ob jemand Recht hat?
- Drei Überprüfungsmöglichkeiten wurden herasugearbeitet: in Büchern suchen, Objekte zum Vergleich mitbringen, (z.B.: Linsen einkaufen) und ein Mikroskop verwenden, um die Proben noch näher beobachten zu können.
Tabelle 1: Beispiele für Identifizierungsvorschläge der Schüler/innen
|
- Probe 1:
Kot von Stabheuschrecken |
Vorschläge der Schüler/innen: Vogeldreck, Schneckenkot (wegen
der Grasreste), getrocknetes Moos (es hat die gleiche Farbe und die
gleiche Form)
Anmerkung: Die Schüler/innen haben pflanzliche Überreste gefunden. |
|
- Probe 3:
Trockenhefe |
Vorschläge der Schüler/innen: Gewürze (gleiche Größe und gleicher Geruch), Fischfutter (Geruch), Maisstärke |
|
- Probe 5:
Radieschensamen |
Vorschläge der Schüler/innen: Linsen (die Kinder glauben, sie wieder zu erkennen), Samen von Früchten, Kieselsteine (umstrittener Vorschlag: man kann sie zerdrücken) |
|
- Probe 6:
Eier von Stabheuschrecken |
Vorschläge der Schüler/innen: Eier (sie zerplatzen und scheinen Blut zu enthalten), eine kleine Eichel aus dem Wald (wegen der Form und des kleinen weißen Endes), Eier von Spinnen (in einem Tiermagazin gesehen) |
Die/der Lehrende erstellt Plakate, auf denen die Vorschläge der Schüler/innen für jede Probe zusammengefasst sind. Die Schüler/innen hatten weiterhin Zugang zu den verschiedenen Proben und haben ihre Beobachtungen fortgesetzt (in dieser Zeit kam es weder zur Keimung, noch zum Ausschlüpfen).
2. Unterrichtsstunde: Unsere Hypothesen
Kognitive Lernziele:
- Merkmale kennen, anhand derer man ein Ei identifizieren kann.
- Merkmale kennen, anhand derer man ein Samenkorn identifizieren kann.
Methodologische Lernziele:
- Sinnvolle Ideen überprüfen. Möglichkeiten vorschlagen, um die
eigene Hypothese zu überprüfen.
Verhaltenslernziele:
- Kreativ sein können.
Pädagogische Vorgehensweise
- Unterrichtsbeginn: Die/der Lehrende weist auf das Plakat hin, das alle
Identifizierungsvorschläge der ersten Unterrichtsstunde enthält. Bei
der gemeinsamen Diskussion wird festgestellt, dass sich zwei Vorschläge
sehr oft wiederholen: "Das ist ein Samenkorn" und "Das ist ein Ei". Die/der
Lehrende fordert die Schüler/innen nun auf, zu präzisieren, zu
erklären, wie man vorgehen muss, um das zu überprüfen.
Tabelle 2 enthält einige Beispiele von Vorschlägen.
- Die/der Lehrende schlägt vor, die von den Schüler/inne/n
vorgeschlagenen Überprüfungsverfahren anzuwenden. Sie/er
erklärt aber, dass zuerst die genaue Vorgehensweise erläutert werden
muss. Diese Phase ist besonders wichtig, um alle von den Schüler/inne/n
verlangten Materialien zusammenzusuchen.
- Die Schüler/innen vergegenwärtigen sich die in der vorherigen
Unterrichtsstunde gestellte Frage.
- Die Schüler/innen schlagen Möglichkeiten vor, wie sie ihre
Vorschläge überprüfen könnten. Am häufigsten werden
das Beobachten und das Zurückgreifen auf Dokumentation genannt.
Forschungsarbeit
Jede/r Schüler/in soll in ihrem/seinem Experimentierheft die Mittel nennen, die sie/er verwenden möchte, um einige ihrer/seiner Vorschläge zu überprüfen (wahlweise). Sie/er soll das Material benennen, das sie/er brauchen wird, und den Ablauf ihrer/seiner Überprüfungsarbeit beschreiben. Danach teilt jede/r Schüler/in den anderen Gruppenmitgliedern ihre/seine Ideen mit. Die anderen Schüler/innen sollen ihr/ihm Fragen stellen, Kommentare machen und ihre Kritik über ihre/seine Ideen vorbringen. Dieser Meinungsaustausch zwischen den Schüler/inne/n führt zu einer Auswahl von gemeinsamen Forschungsthemen.
Tabelle 2: Individuelle Überprüfungsvorschläge
| Jede Probe | Wenn ich der Meinung bin, dass es sich um ein Ei handelt,... |
...nehme ich das Ei und zerdrücke es, oder ich schneide es in zwei
Hälften und dann beobachte ich es mit dem Binokular, um zu sehen,
was im Innern ist. Das, was hier im Innern ist, ist das, was in einem
Ei ist.
Anmerkung: Das setzt eine Nachforschung voraus, über das, was ein Ei enthält. |
| Wenn ich der Meinung bin, dass es sich um ein Samenkorn handelt... |
1) Um zu erkennen, ob es eine Linse ist, genügt es, Linsen
mitzubringen und zu vergleichen. Wenn es gleich aussieht, ist es eine
Linse.
2) Man muss es öffnen und hineinschauen, aber wir wissen nicht, wie ein Samenkorn innen aussieht. Wir schauen im Lexikon nach, um zu sehen, wie ein Samenkorn innen aussieht. 3) Wir pflanzen das Samenkorn, wir müssen aber mehrere pflanzen, denn, wenn das bei dem einen nicht funktioniert, wissen wir nicht, ob es sich um ein Samenkorn handelt. |
|
| Probe 6 (Stabheuschreckeneier) | Wenn ich der Meinung bin, dass es sich um Schneckenkot handelt... | ... ziehe ich Schnecken auf und vergleiche ihre Ausscheidungen mit denjenigen der Probe. |
3. Unterrichtsstunde: Was können wir tun, um unsere Hypothesen zu überprüfen?
Methodologische Lernziele:
- Ein Beobachtungsprotokoll erstellen können im Hinblick auf die
Überprüfung der Hypothesen.
Verhaltenslernziele:
- Kreativ sein können.
Pädagogische Vorgehensweise
Es geht darum, Protokolle zu erarbeiten, mit denen die folgenden Vorschläge überprüft werden sollen:
1) Bei dem Inhalt von Schälchen Nr. 6 handelt es sich um Schneckenkot.
2) Bei einige Proben handelt es sich um Samenkörner.
- Jede Gruppe muss erklären, was gemacht werden soll, welches Material notwendig ist, wie die Aufgaben verteilt werden sollen.
- Der/die Berichterstatter/in soll sich auf die Notizen stützen, die in das Experimentierheft geschrieben wurden.
- Tabelle 3 zeigt Beispiele von zusammengetragenen Vorschlägen.
Tabelle 3: Gemeinsame Vorschläge zur Überprüfung
| Was ihr machen wollt (Probe 6): "Schnecken finden, sie in eine ausreichend große Schachtel legen; Gras, Blätter, Holzstückchen, Moos, einen Teller mit Wasser dazulegen. Versuchen herauszufinden, was sie fressen. Man lässt sie eine Weile, zieht dann Handschuhe an und sieht nach, ob Kot vorhanden ist". |
Materialliste und wer das Material mitbringt:
Die Schüler/innen verpflichten sich, das gesamte notwendige Material mitzubringen. |
|
Was ihr machen wollt (mit allen Proben):
"Wir nehmen 6 Blumentöpfe, weil es ja vielleicht 6 Samenkörner sind, wir nummerieren sie mit kleinen Schildchen, und wenn etwas daraus wächst, ist es ein Samenkorn. Wir stecken mehrere Samenkörner in die Blumentöpfe, weil es möglich ist, dass eins davon nicht wächst. Wenn wir mehrere hineinstecken, ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass etwas wächst. Wir gießen, aber wir müssen Löcher in die Blumentöpfe machen, damit das Wasser ablaufen kann. Sonst bleibt das Wasser in den Töpfen stehen und das lässt sie verfaulen. Bei einigen Pflanzen muss dass Wasser drinnen bleiben und bei anderen nicht. Die Hälfte der Blumentöpfe, die mit den Löchern, begießen wir von oben und die anderen von unten, im Untersetzer. Wir müssen die Blumentöpfe ins Haus stellen, weil es draußen zu kalt ist. Sie brauchen Licht, also werden wir sie in die Nähe der Fenster stellen. Aber wenn die Sonne zu stark darauf scheint, es also sehr warm ist, müssen wir sie woanders hinstellen." |
Materialliste und wer das Material mitbringt:
|
Bei den Eiern wurde keine Vermutung aufgestellt. Aber im Laufe der Woche sind einige Stabheuschrecken aus den Eiern geschlüpft (das war unvermeidlich). Die Gruppe, die mit dem Studium dieser Probe beauftragt war, hat mehrere Annahmen aufgestellt und ihre Untersuchungen fortgesetzt (siehe weiter unten).
4. Unterrichtsstunde: Die Baustelle
Methodologische Lernziele:
- Nach einem Protokoll eine Beobachtung/ein Experiment machen.
Verhaltenslernziele:
- Die Ideen eines anderen Schülers akzeptieren.
- Die Arbeit der anderen respektieren.
Pädagogische Vorgehensweise:
Unterrichtsbeginn: Mit welchen Proben arbeiten wir?
Die Rolle des Bauleiters: Die/der Lehrende überprüft die Sachen, die
die Schüler/innen mitbringen sollten. Er gibt das Startzeichen für
den Beginn der Experimente und ermuntert die Schüler/innen
aufzuschreiben, was sie machen, vor allem dann, wenn sie etwas machen, was
nicht im Protokoll vorgesehen war.
Bei den Stabheuschrecken:
Die/der Lehrende fragt die Kinder, ob sie überprüfen können, ob die Stabheuschrecken tatsächlich aus den Eiern geschlüpft sind.
Forschungstätigkeit innerhalb der Stabheuschrecken-Gruppe. Wenn die kleine Stabheuschrecke zur Welt kommt, entfaltet sie sich im wahrsten Sinne des Wortes aus der Eierschale (die Stabheuschrecke ist mindestens zweimal so lang wie das Ei). Des Weiteren bleibt sie oft noch einige Stunden oder einige Tage lang am Schwanz oder an einem Bein mit der Eierschale verbunden. Diese beiden Ereignisse haben die Schüler/innen spontan dazu gebracht, die Beziehungen zwischen den kleinen Stabheuschrecken und den Eiern zu hinterfragen. Das sind ihre Vermutungen:
| Die Probe 6 ist ein Ei, und die Stabheuschrecke kommt aus einem Ei. | Der Name des Tieres wurde den Schüler/inne/n auf Nachfrage verraten. |
| Ein Insekt (durch seine 6 Beine als solches identifiziert) ist in die Klasse eingedrungen und hat Eier gelegt. Die Jungtiere saugen den Inhalt des Eis auf. | Laut diesem Schüler sind die Eier, die dieses Insekt gelegt haben soll, verschwunden und es sind andere Eier als diejenigen, die die Schüler/innen untersuchen. |
| Es gibt sicher ein ausgewachsenes (großes) Tier, das die Eier gelegt hat, und das sind die Kleinen. Die Kleinen krallen sich an andere Eier und saugen die Flüssigkeit auf. | Idee wie oben. |
| Diese Insekten sind in die Klasse hereingekommen und saugen mit ihrem Schwanz den Inhalt des Eis auf. | Begründung: Wenn man das Ei vom Schwanz entfernt und es zerdrückt, ist es leer. |
| Die kleinen Stabheuschrecken kommen wirklich aus den Eiern. | Ein Kind hat kürzlich einen Dokumentarfilm über tropische Insekten gesehen und behauptet zu wissen, dass Stabheuschrecken Pflanzen fressen. |
Ein Schüler aus der Stabheuschrecken-Gruppe hat ein neues Experiment vorgeschlagen: Ein Ei isolieren, um zu zeigen, dass daraus eine Stabheuschrecke schlüpft.
Die anderen Gruppen:
- Die Schüler/innen der Samenkörner-Gruppe haben gesät und ihre Aussaat gut gepflegt. Außer den 6 ursprünglichen Proben haben sie noch weitere Samen mitgebracht. Alle Samen der Kinder haben gekeimt. Die Pflanzen sind gut gewachsen (Weizen, Mais, Bohnen, grüne Bohnen).
- Anlegen einer Schneckenzucht
5. Unterrichtsstunde: Und wenn wir eine Zwischenbilanz ziehen würden?
Methodologische Lernziele:
- Sprachbereich: In der Lage sein, die eigenen Notizen zu ordnen, um einen
Bericht zu erstellen.
Verhaltenslernziele:
- Bei der Berichterstattung gewissenhaft sein (man darf sich nichts
ausdenken).
Pädagogische Vorgehensweise
Die/der Lehrende erklärt, dass es Zeit ist, bei den Experimenten eine Zwischenbilanz zu ziehen, weil einige Gruppen schon Ergebnisse haben. Sie/er fordert die Schüler/innen auf, in ihrem Heft eine besondere Seite vorzubereiten, um die gesamte Vorgehensweise von Anfang an zusammenzufassen.
Strukturierung: Die Schüler/innen sollen auf das zurückkommen, was sie während der vorherigen Stunden notiert haben, um die Rubriken auf dieser besonderen Seite auszufüllen. Über den Titel jeder einzelnen Rubrik wird diskutiert (siehe Tabelle 4).
Tabelle 4: Titel der Rubriken und ihre Neuformulierungen
| Formulierungen der/des Lehrenden | Neuformulierungen eines Schülers |
|---|---|
| Mein Problem (das, was ich suchte) | Titel bleibt gleich |
| Meine Annahmen | Es ist vielleicht; ich weiß nicht genau, aber... |
| Meine Experimente | Was ich gemacht habe |
| Meine Beobachtungen, meine Ergebnisse | Was habe ich festgestellt? |
| Meine Schlussfolgerungen | Daraus kann man folgern, dass.. |
6. Unterrichtsstunde: Und wenn ihr uns erzählen würdet, was ihr gemacht habt?
Kognitives Lernziel:
- Einige Besonderheiten der Eier und Samenkörner ausmachen,
Fortpflanzungsstrukturen.
Methodologisches Lernziel:
- Einen mündlichen Bericht über eine wissenschaftliche
Vorgehensweise machen können.
Verhaltenlernziel:
- Ehrlich und bescheiden sein können.
Pädagogische Vorgehensweise
Die/der Lehrende fordert die Mitglieder aller Gruppen auf, ihre Arbeit und ihre Ergebnisse vor der Klasse zu präsentieren. Sie/er erläutert, dass es sich um ein gemeinschaftliches Referat handelt und dass der/die referierende Schüler/in sich auf die Informationen der besonderen Seite von der vorherigen Woche stützen soll. Weiterhin weist sie/er darauf hin, dass auch anderes Material und andere Seiten des Heftes für das Referat verwendet werden können.
Während der Referate ermuntert die/der Lehrende, die/der ja Zeuge der tatsächlichen Experimente gewesen war, die Schüler/innen, nicht nur über die gelungenen sondern auch über die erfolglosen Versuche zu berichten.
Die/der Lehrende enthüllt den Namen der Proben und hilft den Schüler/inne/n zu verstehen, warum es zu Fehlern kommen konnte. Beispiel 1: Der Kot von Schnecken enthält, wie der Kot von Stabheuschrecken, unverdaute pflanzliche Überreste. Beispiel 2: Die Quinoasamen keimen schnell (innerhalb eines Tages), aber die jungen Pflänzchen sind sehr empfindlich. Sie/er erklärt den Schüler/inne/n ebenfalls, dass die Arbeit über den Kot jetzt abgeschlossen ist, während das Studium des pflanzlichen Lebens weitergehen wird (Entwicklungszyklus).
Wissenschaftliche Kommunikation: Alle Schüler/innen einer Gruppe erklären ihre Vorgehensweise und stützen sich dabei auf das Heft. Das Referat wird ausschließlich mündlich gehalten. Die Schüler/innen neigen dazu, ihre Vorgehensweisen zu beschönigen, indem sie das, was nicht funktioniert hat, mehr oder weniger absichtlich verschweigen. Die Vorgehensweise korrekt und ehrlich wiederzugeben ist die Arbeit einer Wissenschaftlerin oder eines Wissenschaftlers. Tabelle 5 fasst die Referate von drei Gruppen zusammen.
Schriftliche Wiedergabe der Schülerreferate der drei Gruppen
Samenkörner-Gruppe: Wir wollten wissen, ob es Samenkörner sind. Alles ist gewachsen, außer Nr. 1 und Nr. 3; das waren folglich keine Samenkörner. (In Wirklichkeit haben die Schüler/innen die Stabheuschreckeneier und die Radieschensamen vermischt, so dass aus der "Aussaat" Pflänzchen wuchsen.) Unter dem Protest der Stabheuschrecken-Gruppe, die beweisen wollte, dass es sich bei der Probe 6 um Eier handelt, hat die/der Lehrende die Schüler/innen aufgefordert, die Proben 4 und 6 zu vergleichen und dann die Pflänzchen in den Töpfen 4 und 6 miteinander zu vergleichen. Die Schüler/innen haben festgestellt, dass sich die beiden Proben sehr ähnelten und dass die erhaltenen Pflänzchen praktisch identisch waren. Sie haben eingeräumt, dass eine Vermischung stattgefunden haben musste.
Stabheuschrecken-Gruppe: Wir wollten wissen, ob es Insekteneier sind. Wir haben Eier genommen und sie in eine Schachtel gelegt. Es sind tatsächlich Insekten daraus geschlüpft. Außerdem haben wir Eier aufgeschlagen und sowohl Eigelb als auch etwas Blut beobachtet. Einer der Schüler gibt zu, dass es nicht so einfach war, und er erzählt die Episode, als drei von ihnen glaubten, dass Insekten in die Klasse eingedrungen seien, um den Inhalt der Eier oder der Samen aufzusaugen (zu diesem Zeitpunkt war sich die Gruppe über die Identität der Probe noch nicht ganz sicher).
Schnecken-Gruppe: Wir haben Schnecken in eine Schachtel getan und haben sie mit Gras, Salat und Blättern ernährt. Wir haben ihren Kot aufgesammelt und ihn trocknen lassen. Wir haben den Schneckenkot mit der Probe verglichen (mit dem Binokular). Der Schneckenkot hat nicht die gleiche Form, aber innen drin waren Fäden, so wie in der Probe. Wir denken also, dass es sich wirklich um Schneckenkot handelt.
Kommentar von La main à la pâte
Kommunikation und Verwaltung der Gruppen: In dieser Unterrichtseinheit teilen die Gruppen ihre Arbeitsergebnisse erst am Ende der Unterrichtseinheit mit. Man hätte sich jedoch auch dazu entschließen können, die Beobachtungen und die aufgetretenen Probleme am Ende jeder Unterrichtsstunde mitzuteilen. Eine solche Vorgehensweise bereichert die Diskussionen und ermutigt zur Formulierung neuer Vorschläge. Die Erfahrung, aus einem einzigen Ei eine Stabheuschrecke ausschlüpfen zu lassen, kann alle Schüler/innen fesseln, genauso das Pflanzen von Samen. Die Aufmerksamkeit der Schüler/innen während der abschließenden Zusammenfassung ist in diesem Fall größer und die Teilnahme noch aktiver.
