Übersicht über Module 1-5 — Selbsteinschätzung Vorwissen

Materialien zur Unterrichtseinheit - Fotosynthese Sek. I

Vorbemerkungen zur Unterrichtseinheit Fotosynthese Klasse 7/8

Stellung der UE Fotosynthese im Biologieunterricht/ Lernvoraussetzungen der SuS

Im Biologieunterricht Klasse 5/6 steht die organismische Betrachtungsebene im Mittelpunkt. Der Biologieunterricht in Klasse 7/8 transportiert zwei für die Biologie zentrale, aber für die SuS neue Betrachtungsebenen für biologische Systeme, nämlich die zelluläre und die Ebene der Ökosysteme (bzw. Biosphärenbene). Das anzustrebende Verständnis von Fotosynthese verlangt von den SuS beide Betrachtungsebenen auf denselben Prozess sicher anwenden zu können, d.h. zwischen beiden Betrachtungsebenen wechseln zu können. Es ist daher wünschenswert, dass zumindest die zelluläre Betrachtungsebene den SuS schon vor der Behandlung der Fotosynthese bekannt ist. Der vorliegende Unterrichtsgang fußt daher auf einer Behandlung der zellulären Organisation. Wesentliche Standards zu diesem biologischen Prinzip sollten bereits erfüllt sein: Die SuS können...mit dem Lichtmikroskop sachgerecht umgehen... unter Anleitung einfache Präparate herstellen....erklären, dass Lebewesen aus Zellen aufgebaut sind....den Aufbau einer typischen tierischen und pflanzlichen Zelle beschreiben... lichtmikroskopische Bilder interpretieren...können (s. mögliche Eingangsdiagnose für Vorwissen  ). Denkbar ist auch eine Platzierung der hier skizzierten UE Fotosynthese nach der UE Ernährung des Menschen, da Kenntnisse aus diesem Bereich fruchtbar genutzt werden können (z.B. Stärke/ Glucose als Nährstoffe; Nachweisverfahren).

Die Entwicklung des Verständnisses von Fotosynthese geht im vorliegenden Unterrichtsbeispiel von der den SuS bekannten organismischen Betrachtungsebene (hier: Kartoffelpflanze) aus und führt zu den abstrakteren zellulären und globalen Betrachtungsebenen. Es wird davon ausgegangen, dass die SuS aus dem Fach Naturphänomene und aus ihrem Alltagswissen (eventuell auch aus der Beschäftigung mit Pflanzen in Klasse 5/6) bereits Vorstellungen mitbringen, die sie aktiv in die UE Fotosynthese einbringen können (z.B. Tiere verbrauchen Sauerstoff, eine brennende Kerze verbraucht Sauerstoff, Pflanzen verbessern die Luft etc.). Diese gilt es im Rahmen der UE zu einem systematischen Fachwissen zu ordnen.

Kompetenzerwerb

„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; Leitgedanken zum Kompetenzerwerb Biologie; S. 203).

In den Bildungsstandards Biologie Klasse 8 sind Experimente zur Fotosynthese ausdrücklich verankert. Darüber hinaus sind die Möglichkeiten zum Experimentieren in Klasse 7/8 sehr eingeschränkt. Ein wichtiger Aspekt der skizzierten UE ist der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung. Dabei sollten die in Klasse 5/6 angelegten Kompetenzen in diesem Kompetenzbereich (z.B. Samenkeimung; siehe ZPG Biologie Sek 1) weiter entwickelt werden.

Die im Folgenden skizzierte UE Fotosynthese entwickelt vor allem Kompetenzen in den Bereichen Erkenntnisgewinnung und Fachwissen. Im Einzelnen bezieht sie sich auf die folgenden im Bildungspan verankerten prozess- und inhaltsbezogenen Bildungsstandards:

1. Prozessbezogene Standards: Kompetenzerwerb in den Naturwissenschaften

(=Kompetenzbereiche Erkenntnisgewinnung [E], Bewerten [B], Kommunikation [K])

• naturwissenschaftliche Fragestellungen mit vorgegebenen Anweisungen und Hilfsmitteln erschließen [E]
• Probleme analysieren, Lösungsstrategien entwickeln und diese sachgerecht diskutieren [E,K]
• Beobachtungen und Experimente zum Erkenntnisgewinn nutzen [E]
• Texte und grafische Darstellungen interpretieren, Kernaussagen erkennen, diese mit erworbenem Wissen verknüpfen und daraus Schlüsse ziehen [K,B]
• eigene Darstellungen strukturieren, auf das Wesentliche reduzieren und sachlogisch argumentieren [K]
• Möglichkeiten und Folgen ihres eigenen Handelns erkennen und Konsequenzen im Sinne der Nachhaltigkeit ziehen [B]
• Experimente planen, durchführen, protokollieren, auswerten und Fehler analysieren [E,K]
• Experimente im Hinblick auf ihre Aussagekraft analysieren und bewerten [E,B]
• Hypothesen bilden und experimentell überprüfen [E]
• qualitative und quantitative Betrachtung als Möglichkeiten der Beschreibung und Erklärung nutzen [K]
• Modelle zur Erklärung von Sachverhalten entwickeln, anwenden, deren Gültigkeitsbereiche prüfen [E]
• die Fachsprache angemessen verwenden [K]

2. Inhaltsbezogene Standards: Kompetenzen und Inhalte – Biologie Klasse 8

(= Kompetenzbereich Fachwissen [Basiskonzepte, biologische Prinzipien])
Grundlegende biologische Prinzipien

• Struktur und Funktion : Bei allen biologischen Strukturen ist der Zusammenhang zwischen Bau und Funktion zu erkennen. Beispiele hier: Moleküle, Zellen .... eines Lebewesens.
• Zelluläre Organisation : Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut. Zellen müssen aus energetischen Gründen gegen die Außenwelt abgetrennt sein, aber mit dieser in Stoff- und Energieaustausch stehen.
• Energieumwandlung : Fotosynthese und Zellatmung sind Vorgänge zur Energieumwandlung in Lebewesen

ZELLULÄRE ORGANISATION DER LEBEWESEN

Die Schülerinnen und Schüler können

• qualitative und quantitative Experimente zum Gaswechsel und zur Stärkesynthese bei der Fotosynthese durchführen;
• die Wortgleichung der Fotosynthese angeben;
• erklären, dass bei der Fotosynthese Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt wird.

 

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