Messen der „Reaktionszeit“
Experiment „Reaktionszeit“
Eine gezielte und kontinuierliche Kompetenzentwicklung bedarf handlungsorientierter Unterrichtssituationen. Der Unterricht soll von konkreten Beispielen und Phänomenen ausgehen. Einen besonderen Schwerpunkt bildet das eigenständige Experimentieren.
Bei der konkreten Arbeit an biologischen Objekten erkennen die Schülerinnen und Schüler Handlungsmuster, welche sie auf neue Situationen übertragen können.
Bildungsplan 2004, S. 203
Vorbemerkungen
Die Schülerinnen und Schüler sind vertraut mit naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen. Ihnen ist bekannt, dass naturwissenschaftliche Experimente empirische Untersuchungen darstellen, die auf der Grundlage erhobener Daten Zusammenhänge zwischen Ursache und Wirkung überprüfen. Die Durchführung von Experimenten folgt bestimmten Regeln, die letztlich das Ziel haben nachvollziehbare, wiederholbare und vergleichbare Ergebnisse zu garantieren. Ausgangspunkt eines Experiments ist häufig ein beobachtbarer Sachverhalt oder ein Problem, wodurch Fragen über Zusammenhänge und Bedingungen aufgeworfen werden.
Den Schülerinnen und Schülern ist bewusst, dass die Planung und Durchführung eines Experiments eine möglichst präzise formulierte Fragestellung voraussetzt. Auf Grundlage einer begründeten Annahme/Hypothese (= vorläufige Antwort auf eine Frage) wird ein standardisiertes Experiment geplant, dessen Ergebnis auf Grundlage der Hypothese vorausgesagt wird (Deduktion). Die Durchführung des Experiments dient der Testung der Hypothese. Die Bestätigung, vor allem aber die Widerlegung der Hypothese hat immer eine kritische Analyse der Versuchsdurchführung und eine Bewertung der Ergebnisse zur Folge (Fehlerdiskussion).
Schülerinnen und Schüler planen am Ende der Sek. I ihre Experimente weitgehend selbständig und können auch ihre Planungen auch umsetzen. Sie wählen geeignete Formen der Ergebnisdarstellung, nutzen angemessene statistische Methoden (z.B. Mittelwert, Median, Standardabweichung, etc.) und sind in der Lage ihre Ergebnisse zu interpretieren. Ihnen ist bekannt, dass bei einem Experiment, das valide Ergebnisse liefern soll, immer nur ein Faktor verändert werden darf und eine Kontrollgruppe notwendig ist. Sie sind in der Lage ihre Vorbereitungen, Planungen und Experimente sowie deren Ergebnisse und Interpretationen übersichtlich und vollständig, im Sinne eines standardisierten Protokolls, zu erstellen.
Leitgedanken zum Kompetenzerwerb der Naturwissenschaften Bildungsplan 2004, S.174f
Die Schülerinnen und Schüler können…
- naturwissenschaftliche Fragestellungen mit vorgegebenen Anweisungen und Hilfsmitteln erschließen;
- Beobachtungen und Experimente zum Erkenntnisgewinn nutzen;
- aus Einzelerkenntnissen Regeln ableiten und deren Gültigkeit überprüfen;
- Erkenntnisse und Gesetzmäßigkeiten auf vergleichbare Sachverhalte übertragen;
- beobachten, beschreiben und vergleichen;
- Experimente planen, durchführen, protokollieren, auswerten und Fehler analysieren;
- Hypothesen bilden und experimentell überprüfen;
- Experimente im Hinblick auf ihre Aussagekraft analysieren und bewerten;
- qualitative und quantitative Betrachtung als Möglichkeiten der Beschreibung und Erklärung nutzen;
- naturwissenschaftliche Ergebnisse und Prognosen überprüfen und beurteilen.
Diese Leitgedanken können dem Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung zugeordnet werden (KMK, 2004; Bildungsstandards im Fach Biologie für den Mittleren Schulabschluss)
Die Schülerinnen und Schüler können…
- eigene Darstellungen strukturieren, auf das Wesentliche reduzieren und sachlogisch argumentieren;
- Sachverhalte verständlich, übersichtlich und adressatengerecht dokumentieren und präsentieren;
- konkrete Sachverhalte mit Symbolen, Formeln, Gleichungen, Diagrammen und Simulationen darstellen und veranschaulichen;
- Datenmaterial und Statistiken interpretieren und bezüglich ihrer Aussagekraft bewerten.
Diese Leitgedanken können dem Kompetenzbereich Kommunikation zugeordnet werden (KMK, 2004; Bildungsstandards im Fach Biologie für den Mittleren Schulabschluss)
Standards der Biologie Klasse 10
Grundlegende biologische Prinzipien
- Struktur und Funktion
- Information und Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
- die Sinnesorgane des Menschen im Überblick beschreiben;
- das Wirkungsprinzip der Sinneszellen als Signalwandler beschreiben. Sie wissen, dass Reize in elektrische Signale umgewandelt werden, die zum Zentralnervensystem weitergeleitet und dort verarbeitet werden;
- den Bau des Nervensystems im Überblick und die grundlegende Bedeutung des peripheren, des zentralen und des vegetativen Nervensystems beschreiben.
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