Seminar: Computer im Biologieunterricht

Dozent: B.Durst

WS 98/99

1. Projektbeschreibung

In dieser CD-ROM wird der Schwerpunkt auf der pflanzlichen Zelle gelegt. Die CD-ROM ist eigentlich in 2 Teile aufgeteilt zum einen die Zelle mit ihren unterschiedlicher Strukturen, zum anderen der Chloroplast mit seiner Funktion und Bauweise.

1. Die Pflanzliche Zelle

1.1. Die Zelle als Ganzes

Hier wird eine Übersicht gezeigt in Form eines Models über das Innenleben der Zelle, zudem hat man die Möglichkeit durch die Maus die Zelle so zu drehen, daß man sie von allen Seiten sieht.

1.2. Die einzelnen Zellbestandteile

Das Wissen kann man vertiefen indem man die Zelle abbilden läßt mit den verschiedenen Zellbestandteile drumherum. Bei einem Klick auf diese Bestandteile wird über diese ein Kurzfilm gezeigt:

Zellkern,Nukleus	E.R.	Golgi- Apparat	Zell- skellett	Micro- bodies	Mito- chondrien	Zell-wand	Plasma- lemma	Vakuole
Struktur	Funktion	Aufbau	Struktur	Funktion	Teilung	Struktur	Aufbau	Aufbau

2.Der Chloroplast

Auf der CD-ROM wird der Chloroplast in 3 Schritten beschrieben:

2.1. Funktion des Chlorplasten

Hier wird die Photosynthese zum selber ausprobieren angeboten. Man kann die Stoffe und das Sonnenlicht aktivieren und es werden die Reaktionen gezeigt.

Darüber hinaus hat man die Möglichkeit durch ein Klick auf das Reagenzglas Details erfahren:

a.) Stärkenachweis, b.)Sauerstoffnachweis und c.)Licht-Dunkel-Reaktion.

2.2. Struktur des Chlorplasten

4 Möglichkeiten werden hier eröffnet wie man den Chlorplasten besser strukturell erfassen kann:

1. Chloroplast mit Hülle

2. Chlorplast ohne Hülle

3. Chlorplast im Ausschnitt

4. Flug durch den Chlorplasten

2.3. Entwicklung

Hier wird eine kurze Zusammenfassung angegeben über die Entstehung und die Entwicklung zum funktionstüchtigen Chloroplasten.

2.4. Ein kurzer Überblick über den Chloroplastenkapitel:

1. Begründung

Damit diese Begründung nachvollziehbar ist, möchte ich mich der Projektbeschreibung bedienen, um entlang dieser die einzelnen Tops herausgreifen, die diese CD so interessant machen.

Zu 1.1:

Dieses Modell hat den Vorteil, daß man es drehen und wenden kann wie man möchte und so die Zelle in ihrer 3-dimensionalen Form betrachten kann. Leider kann man nicht immer die einzelnen Strukturen auf Anhieb zuordnen, aber sie lassen sich trotzdem identifizieren wenn man sich mit ihnen befaßt.

Zu 1.2.

Nach der Übersicht kann man in die Details gehen, und so die einzelnen Zellbestandteile kennenlernen. Meistens sind es Elektronenmikroskopische Aufnahmen, aber man kann diese Bestandteile in Aktion erleben. Ich finde man bekommt dadurch eine bessere Vorstellung von den Vorgängen, die man ansonsten nur aus Büchern kennt. Beim Plasmalemma wird nur ein Modellfilm, allerdings werden die einzelnen Teilchenbewegungen wie z.Bsp. die Flip-Flop-Bewegungen der Moleküle eindrucksvoll gezeigt.

Zu 2.2.

Die Photosynthese zum selber ausprobieren wird hier angeboten, man gebe Licht, dann aktiviere man die entsprechenden Moleküle und schon wird die Photosynthese im Gang gesetzt. Man spart dadurch den ganzen Versuchsaufbau und die Materialien, und man kann den Versuch so oft wiederholen wie man möchte. Darüber hinaus kann man auch andere Reaktionen auf dem Bildschirm durchführen, die in der Realität sehr aufwendig wären.

Zu 2.3.

Wer gerne durch die einzelnen Strukturen des Chlorplasten reist, hat hier die Möglichkeit durch ihn zu fliegen. Aber wem das zu schnell geht, kann sich auch für das wandern entscheiden, dann hat er nämlich alle Zeit der Welt die einzelnen Strukturen kennenzulernen.

Abschließend möchte ich gerne noch ein Fazit ziehen, da es in der heutigen Zeit sehr an Unterrichtsmaterialien mangelt, und das Geld an den Schulen knapp ist, kann man zum einen eine ganze Reihe von Versuchen vorführen ohne großen Aufwand, zum anderen besteht nicht unbedingt die Gefahr, daß die Schüler das Medium ihres Zweckes entfremden.

1. Lernziele:

1. Vorstellungserweiterung der einzelnen Strukturen einer Zellen

2. Besseres Verständnis für die Funktionen einzelner Bestandteile der Zelle

3. Einführung in die wissenschaftliche Arbeit mit einem Computer

4. Selbstständige Durchführung der einzelnen Versuche, Umgang mit Versuchsergebnisse

2. Verlaufsplan:

Diese CD-Rom kann man in 3 Teilen unterteilen ( andere Möglichkeiten gibt es sicherlich auch):

1. Die pflanzliche Zelle als Ganzes mit ihren Zellbestanteile

2. Der Chloroplast als Ort photosynthetischer Aktivität

3. Die Photosynthese und deren molekulare Zusammenhänge.

Da der Punkt 1 ziemlich umfangreich ist muß man sich schon entscheiden wo man die Schwerpunkte legt, sicherlich ist es auch eine Alternative daraus 2 Stunden zu machen, mehr ist allerdings nicht sinnvoll, weil die Oberstufe sicherlich nicht so viel detailliertes Wissen abverlangt.

3. Unterrichtsstunden

1.Unterrichtsstunde: Die pflanzliche Zelle

a.) Vorstellung der Stunde

Zum Thema pflanzliche Zelle, habe ich mir folgenden Aufbau einer Stunde überlegt.

Die Schüler bekommen zuerst die Chance sich in das Programm einzuarbeiten. Der Lehrer sollte zuerst eine Einführung übernehmen, und die einzelnen Funktionen erklären.

Nach dieser Einführung, soll die Aufgabe vom Lehrer gestellt und erläutert werden.

Aufgabe:

Mit Hilfe des Programms bzw. der einzelnen Filme, sollen die einzelnen Zellbestandteile zusammengetragen werden, gemäß folgendem Tabellenmuster:

Organell

Funktion

Aufbau

Den Schülern soll jetzt Raum gelassen werden die Aufgabe zu erfüllen, um anschließend dieses Wissen an der Tafel zu übertragen. Nachdem alle Schüler die Aufgabe erledigt haben, werden die Ergebnisse in einer Tabelle an der Tafel festgehalten, ggf. korigiert.

Anschließend kann man als Hausaufgabe ein Ausdruck des 1.Bildes nehmen, auf dem dann alle erkennbaren Zellorganellen zusammengetragen werden. Andererseits kann man diese Übertragung von Wissen auch in der Stunde übernehmen

b.) Ablauf

Zeit	Ziele	Lehrerverhalten	Schülerverhalten	Sozialform	Medien
5 Min	SS lernen Rechner & Programm bedienen	Einführung in das Programm	SS Schüler hören zu	Lehrervortrag	PC / CD-Rom Tafel
5 Min	Einführung in die Aufgabenstellung	Erklärung der Aufgabe	SS machen sich Notizen	Lehrervortrag	PC
20 Min	Aufgabe umsetzen	Koordination / Überwachung	SS schreiben		PC
5 Min	Übertragung von Wissen	s.o.	s.o.		s.o.
5 Min	Zusammenfassung	Wiederholung des Wissens	SS arbeiten mit	Frontal-unterricht	Tafel

Exemplarisch für den 2. großen Teil dieses Mediums habe ich mir die Photosynthese als Thema der 2. Unterrichtsstunde herausgesucht. Sicherlich gibt es ein Paar Möglichkeiten mehr, aber hiermit bekommen die Schüler den Reiz selber etwas auszuprobieren, im Sinne eines interaktiven Unterrichtes.

2. Unterrichtsstunde: Die Photosynthese

a.) Vorstellung der Stunde:

Zu den Vorbereitungen, die zu dieser Stunde dazugehören, ist hilfreich den Computer zu starten und bis zum Chloroplastenkapitel die CD-Rom starten. Nach einer kurzen Einführung in das Programm, kann der Lehrer dazu übergehen, die Aufgabe zu stellen.

Die Stunde ist in 2 Teilen unterteilt:

1. Ausarbeitung von Wissen mit Hilfe des Lehrers

2. Eigenständige Wissensaneignung.

Beim 1. Punkt sollte der Chloroplast mit Schwerpunkt auf seine Funktion an der Tafel zusammengefaßt werden, oder als Alternative mittels eines an einem Laptop angeschlossenem Projektors gezeigt werden.

Danach sollte dazu übergegangen werden, die Aufgabe zu erläutern. Die Aufgabe würde folgendermaßen aussehen:

Man bildet 3 Gruppen von Schülern, die sich mit unterschiedlichen Versuchen auseinandersetzen dürfen, und man läßt sie diese Versuche durchführen. Vorher teilt man ihnen folgende Tabelle aus:

Versuchsaufbau

Durchführung

Ergebnis

mögliche Interpretation

Anschließend sollte man das Wissen durch zusammentragen der Aufgabenergebnisse überprüfen.

b.)Ablauf:

Sicherlich kann in einer anderen Kombination die Stunden gestalten, es bleibt somit dem Leser überlassen wie er die einzelnen "Puzzle"-Teilchen miteinander kombiniert.