Die Lebensbedingungen des Mehlkäfers

Autor/inn/en:
Publikation:	1.1.1999
Lernstufen:	2, 3
Übersicht:	Unterrichtseinheit mit 4 Unterrichtsstunden à 45 Minuten zum Thema "Rolle und Stellung der Lebewesen in ihrer Umgebung". Das Experiment wurde hier an Mehlkäferlarven ausgeführt. Berichterstattung von einer Unterrichtsstunde in einem sozialen Brennpunkt auf dem Land, die die Schwierigkeiten bei der Fragestellung, den Niederschriften und der Kommunikation hervorhebt.
Angestrebte Kenntnisse:	Einzigartigkeit und Vielfalt der Lebewesen, die unterschiedlichen Entwicklungsstufen eines Lebewesens
Dauer:	4 Unterrichtsstunden à 45 Minuten
Herkunft:	La main à la pâte, Paris

Die vorgeschlagene Unterrichtseinheit hat in einer Klasse von 27 Schüler/innen (18 Schüler/innen der 3. Grundschulklasse und 9 Schüler/innen der 4. Grundschulklasse) in einem sozialen Brennpunkt auf dem Land stattgefunden. Die/der Lehrende wurde zeitweise durch Hilfserzieher/innen unterstützt.
Die einzelnen Stunden dieser Unterrichtseinheit wurden auf 45 Minuten begrenzt, einige Gruppen haben jedoch auch Beobachtungen zwischen den Unterrichtsstunden angestellt.

Praktische Informationen

Mehlkäfer (Tenebrio molitor): Die Larve wird umgangssprachlich auch Mehlwurm genannt.
Wo kann man sie sich beschaffen: Im Larvenstadium in Anglergeschäften.
Züchtungsumgebung: Mischung aus Vollkornmehl und Trockenhefe.
Einen Glasbehälter mit Verschluss verwenden (ständig ein wenig Luft hineinlassen). Das Eierlegen mit einer kleinen Schutzhöhle (aus Tüchern...) begünstigen. Glas an einen dunklen und ruhigen Ort stellen. Optimale Temperatur: zwischen 25 °C und 30 °C. Diese Tiere brauchen nur sehr wenig Wasser.
Entwicklungsdauer: Je nach Temperatur zwischen 4 Monaten und mehr als ein Jahr. Wird die Kultur in den Kühlschrank gelegt, kann die Entwicklung verlangsamt werden (das Puppenstadium wird dadurch verzögert).
Ei: Inkubationszeit von 1 bis 2 Monaten,
Larve: 2 bis 5 Monate (in diesem Zeitraum können 6 bis 19 Häutungen beobachtet werden).
Puppe: 10 bis 20 Tage. Adulte Tiere: 23 bis 60 Tage.
Wie werden sie ernährt: Die Nährlösung mit Hefe genügt. Für ein schnelleres Wachstum können von Zeit zu Zeit Möhren, Brot oder Bananen zugefüttert werden.
Wie kann man mit ihnen umgehen: Sie sind harmlos und verursachen daher keine Probleme. Mit einem Sieb kann man die Larven, Puppen und Eier leicht einsammeln.
Wie kann man sie loswerden: Nach 24 Stunden in der Gefriertruhe sind Eier, Larven, Puppen und ausgewachsene Tiere tot.

Schema: Die verschiedenen Lebensstadien des Mehlkäfers

Kommentar von La main à la pâte

In der 4. Unterrichtsstunde gibt die/der Lehrende aus ihrer/seiner Sicht eine genaue Analyse der Unterrichtseinheit wieder:

Arbeit der Kinder
Arbeitsorganisation in der Klasse
Versuchsbeispiele
Niederschriften

Erste Unterrichtsstunde

Kognitive Lernziele:
- Wissen, dass ein Lebewesen besondere Eigenschaften und Bedürfnisse hat.
Methodologische Lernziele:
- Die reale Umgebung beobachten und die Beobachtungen schriftlich dokumentieren können.
- Fragen formulieren können.
Verhaltenslernziele:
- Die eigenen spontanen Reaktionen (Abneigung, Aggressivität) gegenüber unbekannten Lebewesen in den Griff bekommen und sich Fragen stellen.
- Austausch innerhalb der Gruppe:
Die eigenen Ideen zum Ausdruck bringen, zuhören und die Ideen der anderen respektieren.

Pädagogische Vorgehensweise

Ausgangssituation

Die Klasse wird in Gruppen von 4 bis 5 Schüler/innen aufgeteilt. Die/der Lehrende hat in jeder Gruppe Mehlkäferlarven gleichen Alters verteilt. Es gab wenig Abneigungsreaktionen und viel Enthusiasmus. Die/der Lehrende hat den Schüler/inne/n vorgeschlagen, ihre Beobachtungen und Fragen aufzuschreiben.

Fragenbeispiele:

"Um wie viel Uhr legen sie sich schlafen und wann stehen sie auf?"
"Fallen sie wieder auf ihre Beine?"
"Spritzen sie mit ihrem kleinen spitzen Hinterteil Gift aus?"
"Wie lange können sie überleben, ohne zu fressen?"
"Ist das ein Männchen oder ein Weibchen? Ein Junge oder ein Mädchen?"
"Haben sie eine Familie?"

Zusammenfassung

Die/der Lehrende schreibt die Fragen der Schüler/innen ab und schlägt vor, diese erste Liste zu ordnen. Sie/er hilft den Schüler/inne/n dabei, die Fragen zu sortieren (nach großen Themen wie Ernährung oder Fortpflanzung). Einige Fragen werden dann neu formuliert, was zu einer zweiten Liste von Fragen führt.

Fragenbeispiele:

"Wie unterscheiden sich die Erwachsenen von den Kindern?"
"Haben sie es gerne hell?"
"Wie heißen sie?"
"In welchem Land leben sie?
"Wie vermehren sie sich?
"Was fressen sie?"

Organisation der Versuche

Die/der Lehrende hat die Fragen für eine Versuchsreihe in der Klasse ausgewählt. Sie/er schlägt vor, sich zunächst mit den Fragen der Lebensbedingungen zu beschäftigen (Temperatur und Licht).

Zweite Unterrichtsstunde

Methodologische Lernziele:
- Hypothesen formulieren
- Ein Versuchsprotokoll ausarbeiten (anhand dessen man die Hypothesen überprüfen kann)
Verhaltenslernziele:
- Die eigenen Ideen hinterfragen
- Erkundungen über einen längeren Zeitraum durchführen
- Einer anderen Schülerin oder einem anderen Schüler helfen und ihre/seine Ideen akzeptieren

Ablauf

Mit der gesamten Klasse: Wie bekommen wir Antworten auf unsere Fragen?

Die/der Lehrende wiederholt die Fragestellung und befragt die Schüler/innen, mit welchen Mitteln sie darauf antworten könnten.
Einige Schüler/innen schlagen vor, in einem Buch nachzusehen. Andere schlagen ein Experiment vor. Die Vorschläge sind oft ungeschickt und manchmal undurchführbar. Einige Schüler/innen schlagen Experimente vor, "nur um einmal zu sehen, was passiert", ohne Zusammenhang mit einer bestimmten Frage.
Die/der Lehrende beschließt, die Klasse in Zweiergruppen aufzuteilen, die mit Unterstützung der Hilfserzieher/innen eine der Fragen behandeln sollen.

Gruppenarbeit: Hypothesen aufstellen und ein Experiment ausarbeiten

Jede Gruppe hat eine der folgenden Fragen bearbeitet: "Mögen sie es warm?", "Mögen sie es hell?"

Anmerkung: Die/der Lehrende hat beschlossen, den Namen des "Tierchens" nicht zu nennen, um zu verhindern, dass die Schüler/innen Informationen über das Tierchen herausbekommen.

Einige Gruppen hatten schon einen Vorschlag für eine Antwort auf die Frage, andere nicht. Im ersten Fall hatte die/der Lehrende Mühe, die Schüler/innen von der Notwendigkeit zu überzeugen, diese Antwort zu überprüfen.

Kommentar von La main à la pâte

Für einige Kinder sind ihre Behauptungen so "wahr", dass diese nicht als Annahmen gelten können und es demnach aus ihrer Sicht auch nicht erforderlich ist, sie zu überprüfen.

Zwei Fälle können auftreten:
Entweder wissen sie die Antwort tatsächlich und haben den Eindruck, ihre Zeit zu verschwenden. Sie warten ungeduldig darauf, endlich zu experimentieren, um Antworten auf ihre wirklichen Fragen zu finden. Dieses Problem kann durch gruppendifferenzierte Arbeit gelöst werden sowie dadurch, dass die Kinder die zu behandelnde Frage selbst aussuchen dürfen.

Oder sie liegen falsch, dann können nur andere Schüler/innen bei der Vorstellung der in den einzelnen Gruppen gewonnenen experimentellen Ergebnisse versuchen, sie zum grübeln bringen.

Eine Zusammenfassung der jeweiligen Unterrichtsstunde erlaubt eine Bestandsaufnahme derjenigen Beobachtungen und Schlussfolgerungen, deren sich die Klasse sicher ist (die dann den Status "Wissen" bekommen), und derjenigen, die im Widerspruch zu den anfänglichen Hypothesen stehen (letztere erfordern weitere Nachforschungen).

Dritte Unterrichtsstunde

Methodologische Lernziele:
- Ein Versuchsprotokoll anfertigen.
- Ergebnisse beobachten und schriftlich dokumentieren.
- Die Ergebnisse im Zusammenhang mit der untersuchten Fragestellung interpretieren.
- Einen Bericht über das Experiment erstellen.
Verhaltenslernziele:
- Gewissenhaft und genau sein (beim Beobachten des Verhaltens der Tiere).
- Die eigene Aufgabe kritisch betrachten und akzeptieren, dass man in manchen Fällen wieder von vorn anfangen muss.

Ablauf

Versuchsphase

Wiederholung der Fragen:

"Wodurch unterscheiden sich die Erwachsenen von den Kindern?"
"Haben sie es gerne hell?"
"Wie heißen sie?"
"In welchem Land leben sie?"
"Wie vermehren sie sich?"
"Was fressen sie?"

Die Schüler/innen führen in Zweiergruppen die vorher von ihnen geplanten Experimente oder Nachforschungen durch und notieren die Ergebnisse und Informationen, die sie herausgefunden haben.

Für einige Versuche sind mehrtägige Beobachtungen notwendig.

Wegen unerwarteter Ereignisse (Verpuppung) konnten die Schüler/innen die vorgesehenen Ergebnisse nicht beobachten. Manche waren damit einverstanden, noch einmal von vorn anzufangen.

Beispiele für Hypothesen der Schüler/innen

1. Frage: "Mögen sie es warm?"
In den Gedanken der Kinder gibt es (außer "ja" oder "nein") keine echte Vermutung. Es geht vielmehr in die Richtung "wir wissen es nicht" oder "wir werden es sehen". Sie wollen einfach beobachten, die Frage bleibt völlig offen. (Hingegen kann es passieren, dass die Kinder nach den Beobachtungen Vermutungen formulieren.)

2. Frage: "Mögen sie es hell?"
Die spontane Antwort ist: "Es hat Angst vor der Sonne. Das Tierchen war in meiner Hand; ich habe es in die Sonne gelegt und dann ist es unter meine Hand gekrochen." Infolge einer zufälligen Beobachtung gibt es dieses Mal eine Vermutung: "Sie mögen es nicht gerne hell."

Von den Schüler/inne/n vorgeschlagene Experimente

1. Frage: "Mögen sie es warm?"
- Erster Vorschlag: "Wir legen einige Tiere neben dem Heizkörper in ein Terrarium und schauen, ob sie auf die Wärme reagieren."
Anmerkung: Die Frage an alle Schüler/innen, was sie von diesem Versuch hielten, hat schon dazu geführt, dass diese Gruppe den Elan, mit dem sie sich in die Arbeit stürzen wollte, verloren hat.
- Zweiter Vorschlag: "Wir legen einige Tiere in ein großes Terrarium und stellen das eine Ende des Terrariums in die Nähe des Heizkörpers. Wenn die Tiere es gerne warm haben, werden wir sie in der Nähe des Heizkörpers wieder finden. Wenn nicht, werden sie in die andere Ecke kriechen."
Kommentar: "Dieser Vorschlag ist nicht annehmbar." Was heißt das: "Es gerne warm haben? Und wenn es neben dem Heizkörper zu heiß ist? Dann gehen sie vielleicht in die andere Ecke, auf die "angenehm" warme Seite des Terrariums und die Kinder würden daraus schließen, dass sie es gerne kalt mögen!" Daraufhin haben die Schüler/innen ihre Fragen besser formuliert. Aus "Mag es das Tier gerne warm?" ist z. B "Ist es wärmeempfindlich" geworden.

2. Frage: "Mögen sie es hell?"
- Vorschlag: "Man unterteilt ein Terrarium in eine abgedunkelte Hälfte und eine Hälfte mit Tageslicht (mit einer kleinen Tür, um von der einen Seite auf die andere gelangen zu können). Man legt die Tiere in die Mitte. Wenn sie es gerne hell haben, werden sie im Hellen bleiben, wenn nicht, werden sie auf die dunkle Seite gehen."

Beispiele für Experimente, die in der Klasse durchgeführt wurden

1. Frage: "Mögen sie es warm?"
Der zweite Vorschlag wurde durchgeführt.
Ergebnis des Versuchs: Die Ergebnisse waren verfälscht. Denn die Larven, alle vom selben Stamm, begannen an diesem Nachmittag ihr Puppenstadium und bewegten sich nicht mehr. Der Versuch hat nicht lang gedauert und hat Raum für andere sich ergebende Fragen und Aufgaben gelassen (siehe die Unterrichtsstunde "Die Entwicklung des Mehlkäfers"). Bis heute wurde dieser Versuch nicht wiederholt.

2. Frage: "Mögen sie es hell?"
Der vorgeschlagene Versuch wurde durchgeführt. Aus den bereits genannten Gründen hat auch dieser Versuch nur kurz gedauert. Aber er wurde zu einem späteren Zeitpunkt mit voll entwickelten Tieren erfolgreich durchgeführt.

Kommentar von La main à la pâte

Wenn man die Larven in den Kühlschrank legt, wird ihre Verwandlung verlangsamt, während sie bei (nicht zu starker) Wärme beschleunigt wird. Man kann den Einfluss der Temperatur auf die Entwicklung untersuchen, indem man verschiedene Versuchstiere gleichzeitig unterschiedlichen Temperaturen aussetzt.

Vierte Unterrichtsstunde

Kognitive Lernziele:
- Umweltfaktoren beeinflussen das Verhalten der Tiere.
Methodologische Lernziele:
- Die eigene Arbeit der gesamten Klasse mündlich vorstellen.
- Auf die Fragen der anderen Schüler/innen antworten, argumentieren.
- Erklärungen vorschlagen.
Verhaltenslernziele:
- Kritik von den anderen Schüler/inne/n annehmen.

Ablauf

Jede Gruppe stellt ihre Forschungsarbeit der Klasse vor: die Versuche, die Ergebnisse, die Schlussfolgerungen. Sie stützt sich hierzu auf ihren Bericht und ihre (in einem Heft eingetragenen) Notizen.

Die/der Lehrende hilft ihnen, falls nötig, ihre Erklärungen besser zu formulieren und allgemeine Schlussfolgerungen zu ziehen, die alle Ergebnisse berücksichtigen. Dann wird gemeinsam ein Text formuliert.

Kommentar der Lehrerin/des Lehrers

Zu den Schülerfragen: Die Fragen werden oft ungeschickt gestellt und erfordern eine "übersetzung". Es ist festzustellen, dass sich die Mehrheit der Schüler/innen an den Hauptthemen "Fortpflanzung, Ernährung, Verteidigung, usw." orientiert. Einige Fragen können nur mit Hilfe der Dokumentation (Nachschlagewerke, Internet) beantwortet werden. Dies gehört auch zu einer wissenschaftlichen Herangehensweise (Name des Tieres suchen, in welchem Land kommt es vor?).

Ich habe nur Fragen ausgewählt, die eine schnelle und/oder einfache Beobachtung ermöglichen. (Die Untersuchung der Ernährung oder des Abwehrsystems gegen Feinde behandele ich z.B. im Zusammenhang mit der Erkundung der Stabheuschrecken.)

Zur Motivation der Schüler/innen:
Die Ausgangssituation kann schnell "künstlich" erscheinen mit der Folge, dass die Fragen der Schüler/innen an Spontaneität verlieren. Dasselbe gilt für die Hypothesen, die Vorschläge für Experimente, das Aufschreiben der Ergebnisse und die Zusammenfassung der Schlussfolgerungen. Es kann passieren, dass die Schüler/innen einfach "Schule spielen" und einer Aufforderung der/des Lehrenden folgen. Es ist zu hoffen, dass sich das Interesse für die wissenschaftliche Vorgehensweise und der Spaß, der damit verbunden ist, mit der Praxis entwickeln.

Zu den Notizen:
- Ich habe den Fehler gemacht, den Kindern lose Blätter zu geben, das ist unbedingt zu vermeiden. Sie verlieren sie oder bringen sie durcheinander. Die Idee des Notizbuches oder des "Experimentierheftes" ist viel besser.
- Am Anfang haben es die Schüler/innen nicht für notwendig erachtet, sich Notizen zu machen. Ich habe sie dazu gezwungen, da ich ihnen den Misserfolg ersparen wollte, dem sie durch die fehlende schriftliche Dokumentation unweigerlich ausgesetzt gewesen wären; Wir hätten nur Zeit und Motivation verloren. Dagegen bin ich nicht eingeschritten, wenn sie vergessen hatten, ihre Beobachtungen zu datieren. Ich habe ihnen diese Informationen gegeben, sobald sie feststellten, dass sie sie brauchen.

Zum Arbeiten mit Lebewesen:
Sich mit Lebewesen zu befassen, bringt viel Unerwartetes mit sich. Das führt zu Schwierigkeiten, macht aber auch den Charme aus. Ein weiteres Problem ist der Zeitfaktor. Man arbeitet oft über einen langen Zeitraum (mehrere Tage oder länger). Das ist einer der interessanten Aspekte des Biologieunterrichts. Damit muss man aber umgehen können!

Zur Arbeitsorganisation in der Klasse:
Wie ist die Arbeit in der Klasse zu organisieren? Mit der gesamten Klasse? In kleinen Gruppen? Einzeln?

Am Anfang hat die gesamte Klasse in kleinen Gruppen gearbeitet, zu festen Zeiten, die für diese Tätigkeit vorgesehen waren. Nur der Erfahrungsaustausch fand mit allen Schüler/inne/n gemeinsam statt. Dann habe ich mich aus Bequemlichkeit dazu entschieden, die Klasse in Mannschaften einzuteilen. Die Untersuchungen, die über einen längeren Zeitraum gingen, habe ich lediglich mit einer Gruppe motivierter Kinder durchgeführt, mit dem Hintergedanken, dass dadurch die Motivation zu einem späteren Zeitpunkt auch auf die anderen überspringen würde. Dieses scheint sich zu bestätigen.

Zu möglichen Erweiterungen:
- Aufgrund der Begeisterung über die "Referate" habe ich den Schüler/inne/n vorgeschlagen, weitere Referate zu unterschiedlichen Themen vorzubereiten (über Insekten, den menschlichen Körper, Erdkunde,...).
- Zwei Kinder begeistern sich für Stabheuschrecken. Sie haben eine Arbeit zur Untersuchung dieser Tiere begonnen.
- Die traditionelle "Lernzielkontrolle" wurde durch eine Situation mit der Fragestellung ersetzt: Kann ich etwas hinterfragen und treffende Beobachtungen anstellen?
- In unserer Klasse wird die traditionelle Aufführung beim Schulfest durch "Minivorträge" über unsere Arbeiten im Sachunterricht ersetzt.

Zur wissenschaftlichen Herangehensweise:
Der Begriff der "wissenschaftlichen Herangehensweise" darf nicht zu eng gefasst werden. Das klassische Schema "Beobachtung – Hinterfragung – Aufstellung von Hypothesen – Versuch – Überprüfung der Hypothesen – Schlussfolgerung" kann umgeworfen werden: "Experimente" werden zu einfachen Beobachtungen und die Hypothese kann auch mal nach dem Versuch formuliert werden.

Kommentar von La main à la pâte

Die/der Lehrende weist hier auf die "BHEAIZ"-Herangehensweise hin: Beobachtung, Hypothese, Experiment, Argumentation, Interpretation, Zusammenfassung. Diese in der Grundschule oft angewendete Methode sollte jedoch nicht als "das" Modell für eine experimentelle Herangehensweise verstanden werden.

Material

Mehlkäferlarven
Terrarium mit Deckel
Vollkornmehl, Hefe, Tuch
In etwas Wasser getränkte Watte