Von der Be­ob­ach­tung zum Ex­pe­ri­ment - — Putz­ver­hal­ten bei Step­pen­gril­len (Gryl­lus as­si­mi­lis)

Kom­pe­ten­zen in den Na­tur­wis­sen­schaf­ten (Bil­dungs­plan 2004, S. 174)

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen ...

• na­tur­wis­sen­schaft­li­che Fra­ge­stel­lun­gen mit vor­ge­ge­be­nen An­wei­sun­gen und Hilfs­mit­teln er­schlie­ßen;
• Be­ob­ach­tun­gen und Ex­pe­ri­men­te zum Er­kennt­nis­ge­winn nut­zen;
• be­ob­ach­ten, be­schrei­ben und ver­glei­chen;
• Ex­pe­ri­men­te pla­nen, durch­füh­ren, pro­to­kol­lie­ren, aus­wer­ten und Feh­ler ana­ly­sie­ren;
• Ex­pe­ri­men­te im Hin­blick auf ihre Aus­sa­ge­kraft ana­ly­sie­ren und be­wer­ten;
• Hy­po­the­sen bil­den und ex­pe­ri­men­tell über­prü­fen.

 

Stan­dard Klas­se 6 (Bil­dungs­plan, S. 205):

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen ...

• Phä­no­me­ne aus der be­leb­ten Natur be­schrei­ben und ein­fa­che Er­klä­run­gen fin­den. Sie kön­nen ein­fa­che Ex­pe­ri­men­te unter An­lei­tung durch­füh­ren und die Er­geb­nis­se pro­to­kol­lie­ren;
• ty­pi­sche Merk­ma­le der In­sek­ten und die Le­bens­wei­se ver­schie­de­ner Ver­tre­ter be­schrei­ben.

 

Über­le­gun­gen zum Un­ter­richt:

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­hal­ten in einem Be­ob­ach­tungs­be­häl­ter je eine Step­pen­gril­le (Gryl­lus as­si­mi­lis) zur Be­ob­ach­tung.

Der Ar­beits­auf­trag lau­tet: „ Be­ob­ach­te 5 Mi­nu­ten lang die Gril­le und no­tie­re deine Be­ob­ach­tun­gen! “ Im An­schluss daran wer­den die Schü­ler­be­ob­ach­tun­gen in einer Ta­bel­le (siehe Ar­beits­auf­trä­ge) ge­sam­melt. Im wei­te­ren Ver­lauf sol­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ihre Äu­ße­run­gen dar­auf­hin be­ur­tei­len, ob es sich dabei um „Be­ob­ach­tun­gen“ und/oder „In­ter­pre­ta­tio­nen/Deu­tun­gen“ han­delt. Den Schü­le­rin­nen und Schü­lern wird dabei deut­lich, dass eine Be­schrei­bung nur die ob­jek­tiv be­ob­acht­ba­ren Fak­ten be­inhal­ten darf, um keine vor­ei­li­gen In­ter­pre­ta­tio­nen/Deu­tun­gen zu tref­fen. In­ter­pre­tie­ren­de Aus­sa­gen der Schü­le­rin­nen und Schü­ler sol­len nun in Be­ob­ach­tungs­aus­sa­gen um­for­mu­liert wer­den.

Vor die­sem Hin­ter­grund er­folgt eine zwei­te Be­ob­ach­tungs­pha­se, in der nun aus­schließ­lich Be­ob­ach­tungs­aus­sa­gen for­mu­liert wer­den sol­len.

Die Be­ob­ach­tung „ Die Gril­le zieht die An­ten­ne durch die Mund­werk­zeu­ge. Dabei be­wegt sie die Mund­werk­zeu­ge “ führt nun zur der Fra­ge­stel­lung „ Wel­ches Ziel ver­folgt die Gril­le mit die­sem Ver­hal­ten? “

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler sol­len nun vor dem Hin­ter­grund ihres ei­ge­nen Fach- und All­ge­mein­wis­sens ein Ex­pe­ri­ment mit Gril­len pla­nen. Unter An­lei­tung fol­gen sie dabei der hy­po­the­ti­co-de­duk­ti­ven Me­tho­de der Er­kennt­nis­ge­win­nung.

Die Er­ar­bei­tung ori­en­tiert sich an fol­gen­dem Sche­ma:

• Be­ob­ach­tun­gen der Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren zu einer Fra­ge­stel­lung .
• Die Fra­ge­stel­lung wird zu­erst durch spon­ta­ne Ver­mu­tun­gen der Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­ant­wor­tet.
• Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler sol­len nun eine be­grün­de­te Ver­mu­tung for­mu­lie­ren, indem sie ihr Fach­wis­sen zum Thema In­sek­ten, ihr All­ge­mein­wis­sen und evtl. Wis­sen aus einer kur­zen Re­cher­che in ihre Über­le­gun­gen mit ein­be­zie­hen. An die­ser Stel­le fin­det auch eine Plau­si­bi­li­täts­prü­fung der ver­schie­de­nen Ver­mu­tun­gen statt. Ver­mu­tun­gen, die ent­we­der nicht prüf­bar oder ab­we­gig er­schei­nen, wer­den ver­wor­fen.
• Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ei­ni­gen sich auf die be­grün­de­te Ver­mu­tung „Die Gril­le nimmt ihre An­ten­ne zwi­schen die Mund­werk­zeu­ge, um sie zu put­zen.“ Be­grün­dung: An­ten­nen sind Sin­nes­or­ga­ne, die eine wich­ti­ge Be­deu­tung für die Gril­le haben und stets funk­ti­ons­fä­hig sein müs­sen. Daher soll­te die Gril­le sie re­gel­mä­ßig rei­ni­gen. Damit haben die Schü­le­rin­nen und Schü­ler eine Hy­po­the­se (= vor­läu­fi­ge Ant­wort auf eine Fra­ge­stel­lung) for­mu­liert, die über­prüft wer­den kann.
• Im Sinne na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Er­kennt­nis­ge­winns müs­sen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nun auf Grund­la­ge ihrer Hy­po­the­se ein Ex­pe­ri­ment ent­wi­ckeln. Sie for­mu­lie­ren zu­erst eine Vor­aus­sa­ge/Pro­gno­se in Form re­gel­mä­ßi­ger Be­zie­hun­gen zwi­schen Vor­aus­set­zung/Be­din­gung („ Wenn …“) und Fol­gen („ dann …“).

„ Wenn das be­ob­ach­te­te Ver­hal­ten der Gril­le dazu dient, die An­ten­nen zu put­zen, dann soll­te die Gril­le die­ses Ver­hal­ten zei­gen, wenn ihre An­ten­nen ge­zielt ver­schmutzt wer­den. “

Soll­ten die Schü­le­rin­nen und Schü­ler das Pro­blem „ Nutzt die Gril­le die Krei­de als Nah­rung? “ an die­ser Stel­le noch nicht be­merkt haben, kann dies auch spä­ter noch the­ma­ti­siert wer­den.

For­schen­de sind in die­sem Falle Schü­le­rin­nen und Schü­ler der Klas­se 6. Deren Hin­ter­grund­wis­sen ist letzt­lich ent­schei­dend für die Pla­nung und Durch­füh­rung des Ex­pe­ri­ments. Wis­sen, wel­ches die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nicht haben kön­nen, muss auch nicht von ihnen be­rück­sich­tigt wer­den, damit die Hy­po­the­se und das dar­aus ab­ge­lei­te­te Ex­pe­ri­ment als „wis­sen­schaft­lich“ be­zeich­net wer­den kann. Fol­gen­de Kri­te­ri­en müs­sen er­füllt sein, damit von einer guten Hy­po­the­se ge­spro­chen wer­den kann:

• Prüf­bar­keit : Die Hy­po­the­se muss prin­zi­pi­ell über­prüf­bar sein.
• In­ter­ne Kon­sis­tenz : Sie darf sich nicht selbst wi­der­spre­chen.
• Ex­ter­ne Kon­sis­tenz : Sie darf dem all­ge­mein ak­zep­tier­ten Hin­ter­grund­wis­sen nicht wi­der­spre­chen und das ist in die­sem Fall das Hin­ter­grund­wis­sen der Schü­le­rin­nen und Schü­ler.
• Er­klä­rungs­wert : Sie soll­te einen hohen Er­klä­rungs­wert be­sit­zen.
• Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler sol­len nun die ent­spre­chen­de Ver­suchs­an­ord­nung genau pla­nen, das Ex­pe­ri­ment durch­füh­ren und do­ku­men­tie­ren. Dabei ist es in die­sem Fall nicht not­wen­dig eine Kon­troll­grup­pe zu pla­nen, da das pro­gnos­ti­zier­te Er­geb­nis al­lei­ne die Hy­po­the­se hin­rei­chend be­stä­ti­gen kann, wenn aus­ge­schlos­sen wer­den kann, dass die Gril­le den auf­ge­tra­ge­nen Schmutz frisst.
• Die Er­geb­nis­se des Ex­pe­ri­ments füh­ren zur Fal­si­fi­ka­ti­on bzw. Ve­ri­fi­ka­ti­on der Hy­po­the­se.
• Die Do­ku­men­ta­ti­on er­folgt in Form eines wis­sen­schaft­li­chen Pro­to­kolls:

1. Pro­to­koll­kopf: Thema, Datum, Klas­se, Pro­to­kol­lant (un­ter­stri­chen), wei­te­re Mit­ar­bei­ter.
2. Ein­lei­tung: Ent­hält die Fra­ge­stel­lung, vor­aus­ge­gan­ge­ne Be­ob­ach­tun­gen, Hin­ter­grund­wis­sen und die Hy­po­the­se sowie die Vor­aus­sa­ge/Pro­gno­se.
3. Ma­te­ri­al/Me­tho­den: Hier wer­den alle An­ga­ben zu den ver­wen­de­ten Ma­te­ria­li­en und der ge­nau­en Durch­füh­rung des Ex­pe­ri­ments ge­macht. Nur da­durch ist eine Wie­der­hol­bar­keit des Ex­pe­ri­men­tes durch an­de­re Per­so­nen mög­lich.
4. Er­geb­nis­se: Hier wer­den alle Be­ob­ach­tun­gen exakt be­schrie­ben. Es fin­det keine In­ter­pre­ta­ti­on statt.
5. Dis­kus­si­on: Aus­ge­hend von der Fra­ge­stel­lung und der Hy­po­the­se wer­den hier nun die Er­geb­nis­se in­ter­pre­tiert und die Hy­po­the­se be­wer­tet. Feh­ler­mög­lich­kei­ten wer­den dis­ku­tiert und Ver­bes­se­rungs­vor­schlä­ge ent­wi­ckelt. Die For­mu­lie­rung wei­te­rer Ver­mu­tun­gen als Ar­beits­hy­po­the­sen für wei­te­re Ex­pe­ri­men­te ist mög­lich.
6. Li­te­ra­tur: Wur­den Quel­len ver­wen­det (Text oder Ab­bil­dun­gen) müs­sen diese in einer stan­dar­di­sier­ten Form ge­nannt wer­den.

 

Li­te­ra­tur:

Lam­precht, J, Langlet, J. & Schrö­der, E. (2002) : Ver­hal­tens­bio­lo­gie im Un­ter­richt. Neue Er­geb­nis­se – Neue Kon­zep­te. Band 1 Ver­hal­tens­öko­lo­gie. Aulis Ver­lag Deub­ner. Köln.

Lan­des­in­sti­tut für Schul­ent­wick­lung (Hrsg.) (2010): Na­tur­wis­sen­schaft und Tech­nik. Me­tho­den im Fach NWT. An­re­gun­gen zu Mess- und Ar­beits­me­tho­den, Com­pu­ter­ein­satz und Be­wer­tung. Lan­des­in­sti­tut für Schul­ent­wick­lung.

 

 

Von der Be­ob­ach­tung zum Ex­pe­ri­ment - Putz­ver­hal­ten bei Step­pen­gril­len: Her­un­ter­la­den [doc] [75 KB]

Von der Be­ob­ach­tung zum Ex­pe­ri­ment - Putz­ver­hal­ten bei Step­pen­gril­len: Her­un­ter­la­den [docx] [32 KB]

Von der Be­ob­ach­tung zum Ex­pe­ri­ment - Putz­ver­hal­ten bei Step­pen­gril­len: Her­un­ter­la­den [pdf] [440 KB]

 

 

Wei­ter zu Er­kennt­nis­theo­re­ti­sches Vor­ge­hen