Leitgedanken zum Kompetenzerwerb für die Biologie

„Neben den Aufgaben, den Schülerinnen und Schülern Wissen über Lebewesen zu vermitteln und sie zur Wertschätzung der Natur anzuleiten, ist es [...] ein wesentliches Ziel des Biologieunterrichts, ihnen wichtige Erkenntnisse und Entwicklungen in den Biowissenschaften durchschaubar und verständlich zu machen.“ (Bildungsplan Gymnasium Baden-Württemberg 2004, Seite 202).Der Biologieunterricht darf sich nicht im bloßen Erlernen von Fakten erschöpfen, sondern soll als erklärender Unterricht auf grundlegende Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten sowie auf Kenntnisse und Methoden der anderen Naturwissenschaften zurückgreifen. (Bildungsplan Gymnasium Baden-Württemberg 2004, Seite 202)

Bezüge zum Bildungsplan

(anhand des Bildungsplans für Gymnasien in Baden-Württemberg; dies gilt entsprechend für die Schulen der anderen Bundesländer)Die Sendung zeigt Beispiele, wie verschiedene Lebewesen in der Lage sind, sogar auf glatten Oberflächen zu haften und wie Wissenschaftler am Max-Planck-Institut in Stuttgart-Vaihingen diese phänomenalen Haftkräfte erforschen. Die Sendung eignet sich gut, um einige der grundlegenden Prinzipien der Biologie bewusst zu machen oder zu vertiefen, zum Beispiel in den Klassenstufen 5/6 und 9/10:

• Angepasstheit von Lebewesen in Bau und Lebensweise: Haftorgane bei Insekten, Geckos,... beziehungsweise Klebefallen verschiedener Lebewesen (Spinnen, insektenfressende Pflanzen,...)
• Struktur und Funktion: Der Bau der Haftorgane steht in direktem Zusammenhang mit deren Funktion – Umfangvergrößerung der Haftorgane durch feinste Härchen führt zu besserer Haftung.
• Wechselwirkungen zwischen Lebewesen: Lebewesen beeinflussen sich gegenseitig und sind voneinander abhängig – zum Beispiel Symbiose zwischen einer Wanzenart und der Wanzenpflanze.

In Bezug auf die Methodenkompetenz eignen sich die Sendungen hervorragend zum Üben aufmerksamen Zuhörens und Beobachtens mit anschließender Informationssicherung.

Für die Klassenstufe 5/6 des Gymnasiums kann die Sendung beispielsweise eingesetzt werden, um

• „Phänomene aus der belebten Natur zu beschreiben und einfache Erklärungen zu finden.“ (Bildungsplan Gymnasium Baden-Württemberg 2004, S.205)
• „Angepasstheiten an den Lebensraum durch Abwandlung von Körperbau [...] an konkreten Beispielen zu erläutern.“ (Bildungsplan Gymnasium Baden-Württemberg 2004, S.205)
• anhand der Zugehörigkeit verschiedener Klebekünstler zu unterschiedlichen Gruppen von Lebewesen den Formenreichtum und die Vielgestaltigkeit der Lebewesen aufzuzeigen.

Da Klebekünstler aus verschiedenen Tiergruppen dargestellt werden, kann die Sendung im Anschluss an die Behandlung der unterschiedlichen Tiergruppen zur Vertiefung und Wiederholung eingesetzt werden.Aufgrund mangelnder physikalischer und chemischer Grundkenntnisse kann in dieser Klassenstufe nicht auf die genaue Funktionsweise der Haftorgane eingegangen werden.

Für die Klassenstufe 9/10 des Gymnasiums eignet sich die Sendung dazu,

• das Verständnis der Lebensphänomene durch Betrachtungen modellhaft auch auf molekularer Ebene zu vertiefen. (Bildungsplan Gymnasium Baden-Württemberg 2004, S.204)
• „Erkenntnisse und Betrachtungsweisen anderer Naturwissenschaften zum Verständnis nutzen.“ (Bildungsplan Gymnasium Baden-Württemberg 2004, S.203)
• den Schülerinnen und Schüler das Forschungsgebiet der Bionik, bei dem es um die technische Nachahmung der Natur geht, vorzustellen.
• Beispiele von Wechselwirkungen zwischen Lebewesen wie Symbiose und Parasitismus kennen zu lernen und diese als Anpassung an ihre Umwelt zu begreifen.

Unterrichtsvorschlag

Ein möglicher Stundeneinstieg ist die Fragestellung, wie es Geckos und vielen Insektenarten gelingt, an glatten Wänden hochzugehen beziehungsweise kopfüber an der Decke zu spazieren. Im Idealfall wird diese Fragestellung durch die Begegnung mit dem lebenden Objekt verbunden (Gecko oder Stubenfliege aus der Tierhandlung). Dies steigert sicherlich die Motivation, sich mit der Thematik zu beschäftigen. In diesem Zusammenhang sollte beachtet werden, dass auch auf die Lebensweise der mitgebrachten Tierarten eingegangen wird. Alternativ zum lebenden Objekt können natürlich auch geeignete Abbildungen eingesetzt werden. Nun sollten die Schüler die Möglichkeit haben, selbständig Hypothesen aufzustellen. Neben den in der Sendung genannten Klebemechanismen könnten folgende Vorschläge genannt werden: Saugnäpfe / chemische Kleber / feine Häkchen

Im Anschluss werden die Hypothesen der Schüler anhand der Sendung mit den Forschungsergebnissen der Wissenschaftler des Max-Planck-Institutes überprüft. In einer an den Film anschließenden Diskussion werden Vor- und Nachteile aller genannten Klebemechanismen erörtert:

• Saugnäpfe scheiden aus, da sie auf rauen und staubigen Oberflächen niemals randdicht aufsetzen und haften bleiben können.
• chemische Kleber bräuchten Zeit zum Aushärten; außerdem bekäme das arme Tier kein Bein mehr hoch.
• feine Häkchen scheiden aus, da sie auf sehr glatten Oberflächen wie Glas keinen Halt finden.
• zwischenmolekulare Wechselwirkungen wie zum Beispiel Van-der Waals-Wechselwirkungen funktionieren sowohl auf rauen als auch auf glatten Oberflächen; im Gegensatz zum chemischen Kleber ist die Haftung in diesem Fall reversibel.

Dieser Unterrichtsgang entspricht dem für alle Naturwissenschaften typischen Vorgehen: beobachten, Hypothesen aufstellen und überprüfen, Erkenntnisse formulieren.