Untersuchung eines schulnahen Baches von der Quelle über ca. 15 km

(hier: Flothbach bei Stadthagen / Nds.):

Oberlauf mit Waldgebiet;

nach ca. 2 km landwirtschaftl. Nutzflächen

nach ca. 5 km Stadthagen mit Kläranlage

unterhalb Stadthagens durch landwirtschaftlich genutztes Gelände

Ablauf:

Inhalt

Ziel

Vorbesprechung: Arbeitsteilung

Vorstellen: persönl. Kursbuch

Abklären der speziellen Interessen und Fähigkeiten der Schüler/-innen (Video, Fotografie, Computer: BIONET)

Exkursion: gesamter Bach

erstes Kennenlernen Interesse wecken Fragestellungen sammeln

Auswertung und Planung: Aufbau des Baches und seiner Umgebung (Prall-/Gleithang, Überschwemmungszone. etc)

mögl. selbständiges Finden von Zielen für das Halbjahr

Exkursion:

Bachorganismen an e i n e r Unters.stelle

stichprobenartige quantitative Sammlung der Bachorganismen (Methodik)

Bestimmung und Auswertung in der Schule

Angepaßtheit der Organismen

an das Fließgewässer

Blick für biologische Phänomene schärfen

Gruppenteilige Exkursionen (Gruppen á 3 - 5 Schülern):

Untersuchung der Bachorganismen im gesamten Bachverlauf (an verschiedenen Untersuchungsstellen)

1. Phase mit selbständiger Schülerarbeit

Vergleich und Auswertung:

Es zeigen sich deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Untersuchungsstellen

Ursache für Unterschiede im Bachverlauf?

Hypothesen: bestimmte physikalische und chemische Faktoren sind für die Unterschiede in der Artenzusammensetzung und der Individuendichte verantwortlich

Kennenlernen und üben der naturwissenschaftlichen Vorgehensweise

gemeinsame Exkursion und Schule:

Messung physikal. Und chem. Faktoren (Temp.,Fließgeschw.,Sauerstoff, Nitrat, Ammonium,

Phosphat, BSB₅) an e i n e m U.-ort

(die Schüler/Innen lernen die verschiedenen Untersuchungsmethoden kennen)

Methodenkenntnis

Gruppenteilige Exkursionen zu den versch.

Untersuchungsstellen: phys.-chem.Messungen

(die Schüler/Innen wenden die erlernten Methoden selbständig an)

2. Phase mit selbständiger Schülerarbeit

Auswertung:

- Zusammenspiel der Faktoren

- Exkurs „Umkippen“ von Gewässern

- Messgrößen für die Wasserqualität (Schlüsselrolle des Sauerstoffs)

- Problem schwankender Meßwerte (durch Niederschläge) an derselben Messstelle im Jahresverlauf (chemische Daten erlauben keine sichere Aussage zur Wasserqualität)

theoret. Hintergrund schaffen, Generalisierung auf andere Gewässer

Angepaßtheit d. Organismen:

Verwendung als Leitorganismen: Zeigen langfristige Wasserqualität an

Biologische Wassergütebestimmung

allgemeine Bedeutung biologischer Verfahren für den Umweltschutz

Ursache für die Unterschiede?

Suche nach Ursachen der sinkenden Wasserqualität (Landwirtsch., Kläranlage)

gruppenteilige Kontrollexkursionen

Festigung der naturwissenschaftlichen Vorgehensweise

3. Phase mit selbständiger Schülerarbeit

Klärung von Abwässern:

Theorie: Kläranlage als technische Unterstützung natürlicher biol.-chemischer Vorgänge

Besuch einer Kläranlage

Anwendungsbezug biologischer Grundlagen für den Alltag

2. Halbjahr: „Verhalten von Tieren“

Untersuchung des Verhaltens ausgewählter Tierarten

Schwerpunkte: Beobachtungsfähigkeit

quantitative Erfassung von Verhalten

Deutung von Verhalten im Sinne der biologischen Bedeutung von

Verhaltensweisen mit Bezug zum natürlichen Lebensraum der Art

(öko-ethologische Deutung)

Pflege der Versuchstiere (Verantwortung)

Ablauf:

A) Was ist Verhalten? - Fragestellungen zum Thema Verhalten

(Bsp. Labormaus)

Dabei:

- Problematik von Laborverhalten (im Vergleich um Verhalten in natürl. Umgebung)

- Verhalten unter dem Aspekt der spezifischen Angepaßtheit einer Art an ihre Umwelt

(biologische Bedeutung von Verhalten)

Verhalten in Abhängigkeit von ökologischen Faktoren:

- Vergleich Verhalten der Haustiere Hund und Katze; Hütehunde

- Bezug zu Wildformen: Wolf Wildkatze/Luchs: Jagdweise (solitär / gemeinsch.)

- Bezug der Jagdformen zur Ökologie: Beutespektrum, Konkurrenzvermeidung

B) Erfassung und Analyse von Verhalten: Arbeitsmethodik

Bsp. Wandkontaktverhalten der Labormaus

C) Kleingruppenarbeit ( 2 - 4 Schüler/Innen):

Ausgewählte Verhaltensweisen von in der Schule zur Verfügung stehenden

Tieren: (Phase mit selbständiger Schülerarbeit)

- Labormäuse

- Rennmäuse (Vergleich zu Labormäusen)

- Fische (Gubbys, Stichlinge)

- Ameisen (Arbeit im Formicarium)

- Spinnen (Jagdverhalten, Netzbau, intraspezifisches Verhalten)

- Asseln

- Grillen

- Flußkrebs

Ablauf dieser Phase:

- Auswahl der Tierart (d.d. Gruppen nach Beratung d.d. Fachlehrer)

- Informationen sammeln über diese Tierart (v.a. Lebensweise, Ökologie): Literaturarbeit

- Versuchsplanung (Absprache mit Kurslehrer) und Vorstellen dieser Planung im Plenum

- Versuchsdurchführung mit Protokollierung

- Auswertung (mit Hilfe des Kurslehrers), schriftlicher Bericht

- Vorstellen der Ergebnisse der eigenen Arbeit im Plenum

3. Halbjahr: Lebensmittel

Ergänzungen zur Ernährungslehre,

Analyse von Lebensmittelinhaltsstoffen,

Herstellung von Lebensmitteln

Schwerpunkt:

Bewußtere Einstellung zur Ernährung

Kennenlernen quantitativer Laboranalyseverfahren

Literaturarbeit

Ablauf:

0. Planung des Kurses, Auswahl des eigenen Schwerpunktes

Jeder Schüler erstellt ein schriftliches Referat zu einem Ernährungsthema;

für dieses Thema ist er im Kursverlauf der „Experte“.

1. Was essen wir?

- Gemeinsames Frühstück: Essen bedeutet mehr als Nahrungsaufnahme!

Die Schüler stellen die Nahrungsmittel zusammen, die sie üblicherweise essen.

- Inhaltsstoffe der Lebensmittel (Ergänzung zum Pflichtunterricht)

- Analyse der eigenen Nahrung (Nährstoffe, Energiegehalt) mit Hilfe des Programms „ERNA“ (s. Software)

- Bewertung: Expertenbefragung (Ernährungsberaterin der Krankenkasse)

- Exkurs Milch:

Vergleich verschiedener Milchsorten nach Geschmack und Inhaltsstoffen:

H-Milch, Frischmilch, naturbelassene Milch; Vollmilch, teilentrahmte Milch

2. Themengleiche Gruppenarbeit: Quantitative Analyse ausgewählter Inhaltsstoffe:

a) Vitamin C in Lebensmittel

Bedeutung von Vitamin C : Schülerreferat

halbquantitative Erfassung durch Titration mit DCPIP (Kennenlernen einer Labormethode mit Erstellen von Eichkurven) an zwei Beispielen (Vergleich Fruchtsaft - Limonade z.B.)

- Fruchtsaft - Nektar - Fruchtsaftgetränk - Limonade

- Kartoffeln

- Einfluß von Lagerung und Erhitzen auf den Vitamin C-Gehalt

b)Schadstoffe in Lebensmitteln: Nitrat und Nitrit

Problematik von Nitrat und Nitrit in Lebensmitteln (Kurslehrer)

Erfassung des Nitrats mit den den Schülern aus dem Bachkurs bekannten Verfahren

(Wasseranalysesatz Merkoquant) an einem Beispiel (z.B. Vergleich verschiedener Gemüse- und Salatsorten)

3. Selbständige Gruppenarbeit an einem selbstgewählten Thema aus den Bereichen

(Phase mit selbständiger Schülerarbeit)

a) Vergleich des Vitamin C-Gehaltes in Lebensmittel

Apfel: verschiedene Sorten, verschiedene Seiten (rote - gelbe Seite)

Fruchtsaft - Nektar - Fruchtsaftgetränk - Limonade

Kartoffeln (verschiedene Sorten)

Einfluß von Lagerung und Erhitzen (v.a. bei Kartoffeln, Sauerkraut) auf den Vitamin C-Gehalt

b) Schadstoffe in Lebensmitteln: Nitrat und Nitrit

Vergleich verschiedener Lebensmittel

Vergleich gleichartiger Lebensmittel unterschiedlicher Herkunft: konventioneller und

ökologischer Anbau (Bsp. Salat, Kartoffeln)

Nitritgehalt in frischem, einmal gekochtem und wiederaufgewärmtem Spinat

c) Produktion von Lebensmitteln

- Brotbacken (Vergleich versch. Brotsorten, Vollkorn, Weißmehl)

- Joghurth und Quark

- Käse (Mozarella)

- Frischkornbrei, Keimlinge

- Marmelade

- Sauerkraut

Ablauf dieser Phase:

a) Auswahl des Themas

b) Informationen über das zu untersuchende Nahrungsmittel bzw. die industrielle Nahrungsmittelproduktion und über die Herstellung im häuslichen Bereich (auch alte Verfahren) sammeln (Literatur, Befragung von Experten)

c) Versuchsplanung

d) praktische Durchführung

e) Erstellen eines Projektberichtes

f) Plenum:

Vorstellen der Arbeitsergebnisse

Bericht über die eigenen Erfahrungen

Besuch von nahrungsmittelproduzierenden Betrieben: Bäckerei, Molkerei

f) Abschluß:

Gemeinsames Frühstück - danach

dabei Einbringen der Kurserfahrung: neue Möglichkeiten des Frühstücks kennenlernen

4. Halbjahr: Das Forschungssemester

Im Verlauf des 3. Halbjahres erhalten alle Schüler eine Vorschlagsliste zu möglichen Themen (Themenvorschläge)

Bis zum Ende des 3. Halbjahres (Ende Herbstferien) sollen sich die Schüler (nach Absprache mit dem Kurslehrer) für ein Thema entschieden haben; dabei sind Gruppen bis max. 3 Schüler/Innen zulässig.

Anschließend informieren sich die Schüler in Bibliotheken in der Schule und am Ort über den theoretischen Hintergrund ihres Themas und erstellen ein kurzes Dossier, das das Thema vorstellt (etwa Lebensweise der untersuchten Tierart, Hintergrundinformationen). Das

Dossier enthält auch erste Ideen zur experimentellen Vorgehensweise. Es wird dem Kurslehrer abgegeben und einzeln mit den Gruppen durchgesprochen (v.a. bezüglich der Realisierbarkeit)

Am Beginn des 4. Halbjahres stellen die Gruppen ihr Thema dem Plenum in 5-Minuten-Referaten vor. Zentral wichtig ist dabei die zu untersuchende Fragestellung und erste Ideen zur praktischen Durchführung. Das Plenum gibt, wenn möglich, Anregungen zur Durchführung bzw. nimmt kritisch zu den Vorschlägen der ausführenden Gruppe Stellung.

Persönliches Kursbuch:

Jeder Schüler führt ein persönliches Kursbuch mit genauen Angaben, wann er wieviel

Zeit mit welcher Tätigkeit zum Thema gebraucht hat.

Dieses Kursbuch legt er jede Woche dem Kurslehrer vor.

Praktische Arbeit:

Die praktische Arbeit soll möglichst in den dafür vorgesehenen Stunden in der Schule stattfinden. Es ist davon auszugehen, daß in der Regel diese Zeit nicht ausreicht; die Schüler erhalten Gelegenheit, auch länger (zu abgesprochenen Zeiten) in der Schule zu arbeiten.

Sollten Arbeiten nur im Freiland bzw. außerhalb der Schule möglich sein, berichtet die (gesamte) Gruppe in den Unterrichtsstunden dem Kurslehrer, evt. auch den anderen Schülern über den Stand ihrer Arbeiten. Das weitere Vorgehen wird besprochen.

Die Schüler bringen auch ihre bisherigen Versuchsergebnisse mit.

Die Gruppe braucht nicht die gesamte Unterrichtszeit anwesend sein,wenn sie außerhalb der Schule arbeitet und das auch nachweist.

Sollte es notwendig sein, einer Gruppe vor Ort zu helfen, suchen Schüler der Gruppe

und Kurslehrer gemeinsam den Untersuchungsort auf und besprechen evt. Probleme vor Ort (in oder außerhalb der vorgesehenen Unterrichtszeit).Wichtig ist, daß jede Gruppe

k o n t i n u i e r l i c h jede Woche Arbeitsergebnisse vorweisen kann bzw. ihre Arbeit darlegen kann.

Forschungsbericht:

Jede Gruppe erstellt gemeinsam eine schriftliche Arbeit zu ihrem Thema, die in der Gliederung einer wissenschaftlichen Arbeit entspricht, also beinhaltet:

- Einleitung (Vorstellen des Themas)

- Material und Methode

- Ergebnisse

- Diskussion

- Zusammenfassung

Der Umfang der Arbeit ist offen. Sie muß 2 Wochen vor dem Zensurenstopp (Konferenz) abgegeben werden.

Vorstellen der eigenen Arbeitsergebnisse im Plenum