Basiskonzepte verändern den Blick auf die Inhalte

Aufleger, Monika

Förtsch, Christian

Neuhaus, Birgit

Rutkowski, Annemarie

Spangler, Michael

Traub, Dagmar

German

Open Access LMU

1Didaktik der Biologie – LMU München 1Unterrichtsplanungaus Perspektive verschiedener BasiskonzepteAnwendung der Erkenntnisse2Didaktik der Biologie, Didaktik der Mathematik – LMU München 2Allgemeine Einführung: Konzeptorientierung verändert nach: Neuhaus (2023)Grundlegende Konzepte der Biologie1. Polarität2. Verwandlung/Fixierung3. Ordnung/Unordnung4. Selbständigkeit/Abhängigkeit5. Grenzöffnung/Grenzschließung6. Verflechtung/Entflechtung7. Variabilität/Uniformität8. Anpassung/Beharrung9. Aufwertung/Abwertung10. Bewegung/Ruhe11. Bedeutungsbildung/Bedeutungsabbau12. Informationsspeicherung/Informationslöschung 1. Fortpflanzung, Vielfalt, Angepasstheit2. Strukturen und Funktionen3. Stoff, Energie, Zeit, Ebenen4. Regulation, Wechselwirkung, Information, sowie als eigenes Feld5. Mensch1. Struktur und Funktion2. Entwicklung3. System• Variabilität und Angepasstheit• Steuerung und Regelung• Information und Kommunikation• Stoff- und Energie-umwandlung• Reproduktion• Organisationsebenen1. Struktur und Funktion2. Reproduktion3. Kompartimentierung4. Steuerung und Regelung5. Stoff- und Energie-umwandlung6. Information und Kommunikation7. Variabilität und Angepasstheit8. Geschichte und Verwandtschaft1. Struktur und Funktion2. Stoff- und Energie-umwandlung3. Information und Kommunikation4. Steuerung und Regelung5. individuelle und evolutive EntwicklungUniverselle Lebensprinzipien(Schaefer, 1990)Erschließungs-felder(Baalmann et al., 2002)Basiskonzepte der Bildungsstandards für den mittleren Schulabschluss(KMK, 2005 & bayr. Lehrplan)Basiskonzepte der EPA (KMK, 2004)Basiskonzepte der Bildungsstandards für die Oberstufe(KMK, 2020)3Didaktik der Biologie – LMU München 3UnterrichtsplanungAus Perspektive verschiedener BasiskonzepteEntwicklungStruktur & Funktion Information &KommunikationSteuerung & RegelungStoff- & Energieumwandlung4Didaktik der Biologie – LMU München 4UnterrichtsplanungAus Perspektive verschiedener BasiskonzepteHinführungsphase Lernziel Arbeitsauftrag5Didaktik der Biologie – LMU München 5▪ HinführungsphaseUnterrichtsplanungAus Perspektive verschiedener BasiskonzepteStruktur /Funktion Individuelle und evolutive EntwicklungMaterial Abbildungen von Vergrößerungen der Strukturen der mehr-fach eingestülpten DarmwandAbbildungen der Verdauungsorgane/-bereiche bei Hydra, Regenwurm und MenschFragestellung „Was könnten diese Strukturen mit der Funktion des Dünndarms zu tun haben?“„Diese Tierstämme haben sich im Laufe der Zeit nacheinander entwickelt. Warum blieb es nicht bei der Ausformung wie bei Hydra stehen?“vgl. Neuhaus, Nachreiner, Oberbeil & Spangler (2014)  Gymnasium Realschule Mittelschule6Didaktik der Biologie – LMU München 6▪ HinführungsphaseUnterrichtsplanungvgl. Neuhaus, Nachreiner, Oberbeil & Spangler (2014) Aus Perspektive verschiedener BasiskonzepteSteuerung und RegelungInformation und KommunikationStoff- und EnergieumwandlungMaterial Zitat am Tag nach Weihnachten: „Bitte nichts Fettes mehr!“ – Dazu Bild von einem Mittel gegen Sodbrennen.Sprechblasen: „Ich bin so satt!“, „Ich muss mal!“, „Ich habe ordentlich Hunger!“Comic: Verdauungsapparat im Körperumriss dargestellt, oben/im Verlauf/unten sind ganze Äpfel zu sehen.Fragestellung Warum hat man nur unter bestimmten Bedingungen diese Probleme? (viel Fett; Verdauungssäfte je nach Bedarf)Wie entstehen solche Empfindungen?(Füllung von Magen/Enddarm, Höhe des Blutzuckerspiegels…)Weshalb läuft es im Organismus nicht so ab?(Sinn der Verdauung: Zerkleinerung; Ziel: E-Freisetzung u.a.) Gymnasium Realschule Mittelschule7Didaktik der Biologie – LMU München 7▪ LernzieleUnterrichtsplanungAus Perspektive verschiedener BasiskonzepteStruktur /Funktion Individuelle und evolutive EntwicklungSteuerung und RegelungInformation und KommunikationStoff- und EnergieumwandlungDie Schüler können erläutern, inwiefern die mehrfache Einstülpung der Darmwand durch die Oberflächen-vergrößerung einem Lebewesen Vorteile verschafft.Die Schüler können den Zusammenhang zwischen der Entwicklungshöhe der Tierstämme und der Komplexität und Leistungsfähigkeit ihrer Organe am Beispiel der Verdauungsorgane erläutern.Die Schüler können erläutern, weshalb bei unter-schiedlicher Ernährung bestimmte Verdaungs-säfte in unter-schiedlichen Mengen ausgeschüttet werden.Die Schüler können erläutern, wie der Mensch gezielt auf die Reize von den inneren Organen reagiert, um seinen Stoffwechsel auf die sich ändernden Bedingungen anzupassen.Die Schüler können erläutern, dass die Stoff-umwandlungen bei der Verdauung notwendig sind, um die in der Nahrung gespeichert Energie freisetzen zu können.vgl. Neuhaus, Nachreiner, Oberbeil & Spangler (2014)  Gymnasium Realschule Mittelschule8Didaktik der Biologie – LMU München 8▪ ArbeitsaufträgeUnterrichtsplanungAus Perspektive verschiedener BasiskonzepteStruktur /Funktion Entwicklung Steuerung und RegelungInformation und KommunikationStoff- und EnergieumwandlungDer innere Bau der Lunge lässt sich in gewisser Hinsicht mit dem Bau der Darmwand vergleichen. Erläutere, worin die Gemeinsamkeit liegt und welchen Vorteil dieser Bau für die Wirkungsweise der Organe hat.Vergleiche die Abbildungen der Verdauungsorgane des Menschen und des Regenwurms, stelle Unterschiede beim Bau heraus und formuliere begründete Vermutungen, welche Folgen die Unterschiede für die Leistungsfähigkeit jeweils haben.Beschreibe, welche Anteile der Verdauungssäfte in größerer Menge ausgeschüttet werden müssen, wenn man Rührei, fetten Entenbraten oder süßen Kuchen gegessen hat.Erläutere, weshalb es notwendig ist, dass innere Organe an das Gehirn Zustände wie den Füllungszustand oder den Zuckergehalt (im Blut) melden und wie das Gehirn jeweils passend reagiert.Erstelle ein Fließschema, in dem alle wesentlichen Vorgänge von der Stoffaufnahme über die -um-wandlung bis zur -abgabe dargestellt werden und verdeutliche, welche Funktionen die Nahrungs-bestandteile für den Menschen besitzen.vgl. Neuhaus, Nachreiner, Oberbeil & Spangler (2014)  Gymnasium Realschule Mittelschule9Didaktik der Biologie – LMU München 9Struktur und Funktion Individuelle und evolutive Entwicklung Abstrahiertes VorgehenHinführung:Struktur/Funktion sichtbar machen durch:• Struktur/Funktion besonders plastisch machen• Struktur/Funktion ausschaltenWelche Strukturen sind Voraussetzung für eine Funktion?Arbeitsweise:Beobachten und Beschreiben, was man sieht. Strukturen den Funktionen zuordnen.Wenn möglich als Einstieg: Verfremden der SituationVertiefung:Wie sieht eine Struktur aus, die besonders gut/schlecht die entsprechende Funktion erfüllt?Hinführung: Vergleich von Tiergruppen oder Entwicklungsphasen eines OrganismusWas ist angepasst? Körperbau oder Lebensweise? Was bringt die Struktur/das Verhalten dem Stamm/der Entwicklungsphase?Arbeitsweise: Beobachten und VergleichenWenn möglich als Einstieg: Verfremden der SituationVertiefung:Folgen ableiten, wenn bestimmte Organe besser/schlechter angepasst wärenUnterrichtsplanungAbstrahiertes Vorgehenvgl. Neuhaus, Nachreiner, Oberbeil & Spangler (2014) 10Didaktik der Biologie – LMU München 10Information und Kommunikation Steuerung und Regelung Stoff- und EnergieumwandlungAbstrahiertes VorgehenHinführung:Unterscheidung zwischen Kodierung/Dekodierung (Vorgang im Individuum) und Senden/Empfangen (Vorgang zwischen Individuum und Außenwelt).Was muss gegeben sein, damit Kommunikation abläuft? Wo können Brüche sein? Wie wird das strukturell erfüllt?Arbeitsweise:Konzept abstrahieren. Auf andere Verhaltensweisen/Organismen übertragen.Vertiefung: Inwiefern sind bestimmte Krankheiten einfach organismische „Kommunikationsstörungen“? (fehlerhafte Rezeptoren, mutierte Signalformen u.a.)Hinführung:Versuch oder Situation schaffen, in der ein Regelvorgang besonders sichtbar wird. Was ist die Störung, was wird geregelt, was ist der Sollwert?Arbeitsweise:Arbeit mit Modellen. Vertiefung (hier eher Vernetzung): Warum ist das Erreichen des Sollwerts aus systemischer Sicht (also für den geregelten Mechanismus) wichtig?Hinführung:Ersichtlichen Stoffwechsel (bzw. die Stoffveränderung) oder Energieumwandlung deutlich machenZu welchem Zweck wird der Stoff verändert? Wie kommt die Energieumwandlung zustande?Arbeitsweise:Arbeit mit Modellen. Vertiefung:Folgen einer Vergiftung bei StoffwechselvorgängenUnterrichtsplanungAbstrahiertes Vorgehenvgl. Neuhaus, Nachreiner, Oberbeil & Spangler (2014) 11Didaktik der Biologie – LMU München 11Wir befinden uns in der Jahrgangstufe 8, Thema Reflexbogen:Planen Sie zu dieser Thematik ausgewählte Unterrichtsphasen/-methoden ▪ Lernziel▪ Material Hinführungsphase▪ Frage Hinführungsphase▪ Lernaufgabemit besonderer Berücksichtigung der Basiskonzepte:▪ Struktur und Funktion▪ individuelle Entwicklung▪ evolutionäre Entwicklung▪ Information und Kommunikation▪ Steuerung und Regelung. Aufgabe VBasiskonzepteNutzen Sie das Aufgabenblatt „Aufgabe V –Konzeptorientierung“ aus der Handreichung für Lehrkräfte.. Gymnasium Realschule Mittelschule12Didaktik der Biologie – LMU München 12▪ Überlegen Sie sich zum Inhalt aus Aufgabe V unterschiedliche digitale Medien, die Sie in den Unterrichtsphasen (Hinführungsphase, Erarbeitungsphase/ Lernaufgabe, Sicherungsphase/ Übungsphase) nutzen können.▪ Verändern Sie ggf. auch Lernziel, Frage der Hinführungsphase, und LernaufgabeAufgabe VIBasiskonzepteNutzen Sie das Aufgabenblatt „Aufgabe VI –Konzeptorientierung“ aus der Handreichung für Lehrkräfte.13Didaktik der Biologie – LMU München 13▪ Selber zeichnen▪ Bildbearbeitung– Paint.Net (→ Tutorial)– Photoschop CS 2 (→ Tutorial)▪ Zeichenprogramme– Paint (→ Tutorial)– Krita (→ Tutorial)▪ 3-D-Modellierungen– Tinkercard (→ Tutorial)– Blender (→ Tutorial)▪ Animationsfilme– Animaker (→ Tutorial)– Blender (→ Tutorial)▪ Filme: – Freecutter (→ Tutorial)– Da Vinci Resolve (→ Tutorial)▪ Podcasts– Audiacity (→ Tutorial)– Ardour (→ Tutorial)Digitalisierung?Hinführungsphase14Didaktik der Biologie – LMU München 14Digitalisierung?Erarbeitungs-, Sicherungs-, ÜbungsphaseErarbeitungsphase (Lernaufgabe)▪ H5P oder Learningapps▪ 3D Animation nutzen (z.B. https://apkpure.com/reflex-arc-3d/com.reflexarc.android)▪ Interaktiven Medienmodul nutzen, z.B. Thema Immunreaktion (https://nawitonic.de/110_immuneresponse_basic_modules.html)▪ Selbstreguliertes Lernen: mebis Kurs (Basiskonzepte erarbeiten)Sicherungs-/Übungsphase▪ Erstellung verschiedener Produkte durch die Schüler– einer Animation mit PPT, um Strukturen des Körpers beim Kniesehnenreflex mit Komponenten des Reiz-Reaktionsschemas zu analogisieren– eines Stop-Motion-Films zur unspezifischen und spezifischen Immunantwort (z.B. mit der App Stop Motion Studio) – eines Erklärvideo erstellen (z.B. zu Reiz-Reaktionsschema oder Immunreaktion mit mysimpleshow.com/PPT/…)– eines Comics (z.B. die Immunreaktion als Comic darstellen mit z.B. ComicLife, Comic Book)– Dokumentation der Versuche durch die Schüler als Video (z. B. zum Kniesehnenreflex) oder als Comic mit Comic App (z.B. Comic Life, Comic Book)▪ Interaktive Sicherung/Lernzielkontrolle mit h5p/learningapps (Drag&Drop, Lückentext)▪ Basiskonzepte sichern: mebis Kurs (Book-Creator, Powerpoint, Cryptpad)15Didaktik der Biologie – LMU München 15▪ Beschlüsse der Kultusminterkonferenz. (2005). Bildungsstandards im Fach Biologie. https://www.kmk.org/fileadmin/veroeffentlichungen_beschluesse/2004/2004_12_16-Bildungsstandards-Biologie.pdf (Aufgerufen am 11.03.2021)▪ Neuhaus, B.J. (2023, in Vorbereitung). Auswahl und Verknüpfung der Lerninhalte. In: Gropengießer, Harms. Fachdidaktik Biologie, 13. Auflage. Aulis Verlag. ▪ Neuhaus, B. J., Nachreiner, M., Oberbeil, L. & Spangler, M. (2014). Basiskonzepte zur Planung von Biologieunterricht: Ein Gedankenspiel. Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht (MNU), 67(3), 106–165.Quellen und LiteraturverzeichnisLiteratur16Didaktik der Biologie – LMU München 16▪ Titelbild: Bild von Gerd Altmann auf Pixabay: https://pixabay.com/images/id-5464441/▪ Aufgaben: Bild von StartUpStockPictures auf Pixabay: https://pixabay.com/images/id-594090/Quellen und LiteraturverzeichnisBilder17Didaktik der Biologie – LMU München 17Lehrstuhl für Didaktik der BiologieProjekt DigitUS BiologieProf. Dr. Birgit J. NeuhausDr. Monika AuflegerDr. Christian FörtschDr. Dagmar FrickAnnemarie RutkowskiMichael SpanglerWinzererstraße 4580797 Münchendigitus@bio.lmu.deFragen?KontaktErstellt von Didaktik der Biologie, LMU München, im Projekt DigitUS. Die Logos von DigitUS und seiner Projektpartner sind urheberrechtlich geschützt.DigitUS (Digitalisierung von Unterricht in der Schule) wird aus Mitteln des Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert (FKZ: 01JD1830A).Lizenzhinweis: "Unterrichtsplanung aus Perspektive verschiedener Basiskonzepte - Anwendung der Erkenntnisse ", erstellt von B. Neuhaus, D. Traub, M. Aufleger, A. Rutkowski, C. Förtsch und M. Spangler im Projekt DigitUS und lizenziert als CC BY SA 4.0. 

3_B06_Unterrichtsplanung-Gym-Basiskonzepte

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3_B06_Unterrichtsplanung-Gym-Basiskonzepte

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