Schulinterner Kernlehrplan für die gymnasiale Oberstufe für das Fach

Biologie

(Stand: 02.06.2015)

Inhalt

1 Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit 3

2 Entscheidungen zum Unterricht 5

2.1 Unterrichtsvorhaben 5

2.1.1 Übersichtsraster der Unterrichtsvorhaben 5

2.1.2 Mögliche Konkretisierte Unterrichtsvorhaben 10

Einführungsphase 10

Grundkurs/Leistungskurs – Qualifikationsphase (Q1): Ökologie 20

Grundkurs / Leistungskurs: Qualifikationsphase (Q1): Genetik 29

Grundkurs/Leistungskurs: Qualifikationsphase (Q2): Neurophysiologie 33

Grundkurs/Leistungskurs: Qualifikationsphase (Q2): Evolution 42

2.2 Grundsätze der fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit 48

Der bilinguale Biologieunterricht (deutsch-englisch) 48

2.3 Grundsätze der Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung 48

2.3.1 Beurteilungsbereich: Sonstige Mitarbeit 49

2.3.2 Beurteilungsbereich: Klausuren 50

2.3.3 Beurteilungsbereich: Facharbeit 51

2.3.4. Bildung der Zeugnisnote 52

2.4 Lehr- und Lernmittel 52

3 Qualitätssicherung und Evaluation 53

1 Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit

Die Rahmenbedingungen der Schule ermöglichen einen ordnungsgemäßen laut Stundentafel der Schule vorgesehen Biologieunterricht.

Das Fach Biologie ist in der Einführungsphase in der Regel mit 3 – 4 Grundkursen vertreten. In der Qualifikationsphase können auf Grund der Schülerwahlen in der Regel 2 – 3 Grundkurse und ein Leistungskurs gebildet werden.

Der bilinguale Fachprofilunterricht der Sekundarstufe I kann in der Oberstufe fortgeführt werden. Das Fach Biologie bilingual ist in der Einführungsphase in der Regel mit 1 – 2 Grundkursen und in der Qualifikationsphase in der Regel mit 1 – 2 Grundkursen vertreten.

In der Qualifikationsphase kann ein Projektkurs Practical Advanced Biology gewählt werden. Die Unterrichtssprache ist Englisch.

Die Verteilung der Wochenstundenzahlen für den Biologieunterricht in der Sekundarstufe I und II ist wie folgt:

Jg.	Fachunterricht von 5 bis 6
5	BI (2)
6	BI (2)
	Fachunterricht von 7 bis 9 Fachprofilklassen mit den Schwerpunkten:
	natur- wissenschaftlich	bilingual –naturwissenschaftlich	gesellschafts-wissenschaftlich	bilingual
7	BI (2)	BI bili (2+1)	BI (2)	BI bili (2+1)
8	BI (2)	BI bili (2)	—	—
9	BI (2)	BI bili (2)	BI (2)	BI bili (2)
	Fachunterricht in der EF und in der QPH
10	BI / BI bili (3)
11	BI GK / BI bili GK (3); BI LK (5) Projektkurs: Practical Advanced Biology (2)
12	BI GK / BI bili GK (3); BI LK (5)

Die Unterrichtstaktung an der Schule folgt einem 45 Minutenraster, wobei angestrebt wird, dass der naturwissenschaftliche Unterricht möglichst in Doppelstunden stattfindet.

In nahezu allen Unterrichtsvorhaben wird den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit gegeben, Schülerexperimente durchzuführen; damit wird eine Unterrichtspraxis aus der Sekundarstufe I fortgeführt. Insgesamt werden überwiegend kooperative, die Selbstständigkeit des Lerners fördernde Unterrichtsformen genutzt, sodass ein individualisiertes Lernen in der Sekundarstufe II kontinuierlich unterstützt wird. Hierzu eignen sich besonders Doppelstunden. Um die Qualität des Unterrichts nachhaltig zu entwickeln, vereinbart die Fachkonferenz vor Beginn jedes Schuljahres neue unterrichtsbezogene Entwicklungsziele. Aus diesem Grunde wird am Ende des Schuljahres überprüft, ob die bisherigen Entwicklungsziele weiterhin gelten und ob Unterrichtsmethoden, Diagnoseinstrumente und Fördermaterialien ersetzt oder ergänzt werden sollen. Nach Veröffentlichung des neuen Kernlehrplans steht dessen unterrichtliche Umsetzung im Fokus. Hierzu werden sukzessive exemplarisch konkretisierte Unterrichtsvorhaben und darin eingebettet Überprüfungsformen entwickelt und erprobt.

Der Biologieunterricht soll Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen wecken und die Grundlage für das Lernen in Studium und Beruf in diesem Bereich vermitteln. Dabei werden fachlich und bioethisch fundierte Kenntnisse die Voraussetzung für einen eigenen Standpunkt und für verantwortliches Handeln gefordert und gefördert. Hervorzuheben sind hierbei die Aspekte Ehrfurcht vor dem Leben in seiner ganzen Vielfältigkeit, Nachhaltigkeit, Umgang mit dem eigenen Körper und ethische Grundsätze.

2 Entscheidungen zum Unterricht

2.1 Unterrichtsvorhaben

2.1.1 Übersichtsraster der Unterrichtsvorhaben

Einführungsphase

Unterrichtsvorhaben I:

Thema/Kontext: Kein Leben ohne Zelle I – Wie sind Zellen aufgebaut und organisiert?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe
UF2 Auswahl
K1 Dokumentation

Inhaltsfeld: IF 1 (Biologie der Zelle)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Zellaufbau w Stofftransport zwischen Kompartimenten (Teil 1)

Unterrichtsvorhaben II:

Thema/Kontext: Kein Leben ohne Zelle II – Welche Bedeutung haben Zellkern und Nukleinsäuren für das Leben?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF4 Vernetzung
E1 Probleme und Fragestellungen
K4 Argumentation
B4 Möglichkeiten und Grenzen

Inhaltsfeld: IF 1 (Biologie der Zelle)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Funktion des Zellkerns w Zellverdopplung und DNA

Unterrichtsvorhaben III:

Thema/Kontext:Erforschung der Biomembran – Welche Bedeutung haben technischer Fortschritt und Modelle für die Forschung?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

K1 Dokumentation
K2 Recherche
K3 Präsentation
E3 Hypothesen
E6 Modelle
E7 Arbeits- und Denkweisen

Inhaltsfeld: IF 1 (Biologie der Zelle)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Biomembranen w Stofftransport zwischen Kompartimenten (Teil 2)

Unterrichtsvorhaben IV:

Thema/Kontext: Enzyme im Alltag – Welche Rolle spielen Enzyme in unserem Leben?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

E2 Wahrnehmung und Messung
E4 Untersuchungen und Experimente
E5 Auswertung

Inhaltsfeld: IF 2 (Energiestoffwechsel)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Enzyme

Unterrichtsvorhaben V:

Thema/Kontext: Biologie und Sport – Welchen Einfluss hat körperliche Aktivität auf unseren Körper?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF3 Systematisierung
B1 Kriterien
B2 Entscheidungen
B3 Werte und Normen

Inhaltsfeld: IF 2 (Energiestoffwechsel)

Inhaltliche Schwerpunkte:

wDissimilation wKörperliche Aktivität und Stoffwechsel

Qualifikationsphase (Q1.1) GK/LK: Ökologie

Unterrichtsvorhaben I:

Thema/Kontext: Erforschung der Fotosynthese – Wie entsteht aus Lichtenergie eine für alle Lebewesen nutzbare Form der Energie?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

E1 Probleme und Fragestellungen
E2 Wahrnehmung und Messung
E3 Hypothesen
E4 Untersuchungen und Experimente
E5 Auswertung
E7 Arbeits- und Denkweisen

Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie)

Inhaltliche Schwerpunkte:

Fotosynthese
Umweltfaktoren

Unterrichtsvorhaben II:

Thema/Kontext: Autökologische Untersuchungen – Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

E1 Probleme und Fragestellungen
E2 Wahrnehmung und Messung
E3 Hypothesen
E4 Untersuchungen und Experimente
E5 Auswertung
E7 Arbeits- und Denkweisen

Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie)

Inhaltliche Schwerpunkte:

Umweltfaktoren und ökologische Potenz
Fotosynthese (nur GK)

Unterrichtsvorhaben III:

Thema/Kontext: Synökologie I – Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1: Wiedergabe
E5: Auswertung
E6 Modelle
K4 Argumentation

Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie)

Inhaltliche Schwerpunkte:

Dynamik von Populationen

Unterrichtsvorhaben IV:

Thema/Kontext: Synökologie II – Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

B2 Entscheidungen
B3 Werte und Normen

Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie)

Inhaltliche Schwerpunkte:

Stoffkreislauf und Energiefluss

Unterrichtsvorhaben V:

Thema/Kontext: Zyklische und sukzessive Veränderung von Ökosystemen – Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosystemen?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF2 Auswahl
K4 Argumentation
B2 Entscheidungen

Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie)

Inhaltliche Schwerpunkte:

Mensch und Ökosysteme

NUR LK: Untersuchungsvorhaben VI:

Thema/Kontext:Freilanduntersuchung – Welche Arten kommen wie oft und in welcher Dispersion in einem Ökosystem im Freiland vor?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

E1 Probleme und Fragestellung
E2 Wahrnehmung und Messung
E4 Untersuchungen und Experimente
E5 Auswertung
K4 Argumentation

Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie)

Inhaltliche Schwerpunkte:

Mensch und Ökosysteme
Umweltfaktoren und ökologische Potenz

Qualifikationsphase (Q1.2) GK/LK: Genetik

Unterrichtsvorhaben I:

Thema/Kontext: Humangenetische Grundlagen –Wo und wie sind Gene gelagert und inwiefern tritt ihre Information in Erscheinung?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe
UF4 Vernetzung
K4 Argumentation
E1 Probleme und Fragestellungen
E3 Hypothesen
E5 Auswertung

Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik)

Inhaltliche Schwerpunkte:

wChromosomentheorie wRekombinationsmechanismen wGenveränderungen wStammbäume

Unterrichtsvorhaben II:

Thema/Kontext: Molekulare Grundlagen der Vererbung – Wie ist ein Gen kodiert und wie wird es übersetzt? Welche Folgen ergeben sich aus Veränderungen der genetischen Information?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe
UF2 Auswahl
UF3 Systematisierung
UF4 Vernetzung
E2 Wahrnehmung und Messung
E5 Auswertung
E6 Modelle

Inhaltsfelder: IF 3 (Genetik)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Genexpression wGenregulation wEpigenetik

Unterrichtsvorhaben III:

Thema/Kontext: Angewandte Genetik – Welche Möglichkeiten werden durch die angewandte Genforschung eröffnet?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:#

UF1 Auswahl
E2 Wahrnehmung und Messung
E4 Untersuchungen und Experimente

Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Verfahrenstechniken und deren Anwendung

Unterrichtsvorhaben IV:

Thema/Kontext: Grenzen der modernen Genforschung – Ist in der Forschung alles erlaubt?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

K1 Dokumentation
K2 Recherche
K3 Präsentation
B1 Kriterien
B3 Werte und Normen
B4 Möglichkeiten und Grenzen

Inhaltsfelder: IF 3 (Genetik)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Stammzellenforschung wTransgene Organismen wDNA-Chips

Qualifikationsphase (Q2.1) GK/LK: Neurophysiologie

Unterrichtsvorhaben I:

Thema/Kontext: Bau und Funktion von Neuronen

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe
UF2 Auswahl
E2 Wahrnehmung und Messung
E5 Auswertung

darüber hinaus nur im LK:

UF 3 Systematisierung
UF 4 Vernetzung
E6 Modelle
K4 Argumentation

Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie)

Inhaltliche Schwerpunkte:

Bau des Neurons w Ruhepotential w Aktionspotential w Erregungsweiterleitung am Axon w Erregungsweiterleitung an Synapsen

Unterrichtsvorhaben II:

Thema/Kontext:Neuronale Informationsverarbeitung

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF 1 Wiedergabe
UF 2 Auswahl
UF 3 Systematisierung
UF 4 Vernetzung
E2 Wahrnehmung und Messung
E5 Auswertung
E 6 Modelle (explizit nur im GK)
K1 Dokumentation
K 3Präsentation
B2 Entscheidungen
B3 Werte und Normen
B4 Möglichkeiten und Grenzen

Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w synaptische Integrationw Second-messenger wWirkung von Synapsengiften

Unterrichtsvorhaben III:

Thema/Kontext: Grundlagen der Wahrnehmung und des Lernens

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Widergabe
UF 4 Vernetzung
E5 Auswertung (GK)
E6 Modelle (LK)
K2 Recherche
K3 Präsentation
B 1 Kriterien

Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Bau und Funktion des Gehirns w Reizaufnahme und Verarbeitung w Lernvorgänge w Erkrankungen des Gehirns w Hirnforschung w Messmethodik

Unterrichtsvorhaben IV:

Thema/Kontext: Sinnesorgan (am Beispiel des Auges) (Nur LK)

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF 3 Systematisierung
UF 4 Vernetzung
E1 Probleme und Fragestellungen
E6 Modelle
K1 Dokumentation
K3 Präsentation

Inhaltsfeld: IF 4 ( Neurobiologie)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Bau des Auges und der Netzhaut w Präparation des Auges (Schwein)

w Fototransduktion w Farb- und Kontrastwahrnehmung (laterale Inhibition)

Unterrichtsvorhaben V:

Thema/Kontext: Stress – Ein komplexes Phänomen aus der Zusammenarbeit von Nerven- und Hormonsystem

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Widergabe
UF 2 Auswahl
UF 4 Vernetzung
E 6 Modelle

Inhaltsfeld: IF 5 (Neurobiologie)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Sympathicus und Parasympathicus w

Qualifikationsphase (Q2.2) GK und LK: Evolution

Unterrichtsvorhaben I:

Thema/Kontext: Evolution in Aktion – Welche Faktoren beeinflussen den evolutiven Wandel?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe
UF4 Vernetzung
K4 Argumentation (nur LK)
E7 Arbeits- und Denkweisen (nur LK)

Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution)

Inhaltliche Schwerpunkte:

wGrundlagen evolutiver Veränderung wArt und Artbildung w Entwicklung der Evolutionstheorie (nur LK)

Unterrichtsvorhaben II:

Thema/Kontext: Spuren der Evolution – Wie kann man Evolution sichtbar machen?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

E2 Wahrnehmung und Messung
E3 Hypothesen

Inhaltsfelder: IF 6 (Evolution), IF 3 (Genetik)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Art und Artbildung w Stammbäume (Teil 1)

Unterrichtsvorhaben III:

Thema/Kontext: Evolution von Sozialstrukturen – Welche Faktoren beeinflussen die Evolution des Sozialverhaltens?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF2 Auswahl
UF4 Vernetzung
K2 Recherche

Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution)

Inhaltliche Schwerpunkte:

wEvolution und Verhalten

Unterrichtsvorhaben IV:

Thema/Kontext: Humanevolution – Wie entstand der heutige Mensch?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF3 Systematisierung
K4 Argumentation
E7 Arbeits- und Denkweisen

Inhaltsfelder: IF 6 (Evolution), IF 3 (Genetik)

Inhaltliche Schwerpunkte:

w Evolution des Menschen w Stammbäume (Teil 2)

2.1.2 Mögliche Konkretisierte Unterrichtsvorhaben

Einführungsphase

Unterrichtsvorhaben I: Kein Leben ohne Zelle I – Wie sind Zellen aufgebaut und organisiert?

Inhaltsfeld: IF 1 Biologie der Zelle

Inhaltliche Schwerpunkte:

Zellaufbau
Stofftransport zwischen Kompartimenten (Teil 1)

Zeitbedarf: ca. 16 Std. à 45 Minuten

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Welches Vorwissen bringen die SuS aus der SI mit?

Überprüfung Zelle, Gewebe, Organ und Organismus

Lernprogramm Mikroskopie

Einfache Informationstexte zum Nacharbeiten des Basiswissens

Möglichst selbstständiges Aufarbeiten des Basiswissens zu den eigenen Problemstellen.

Wie sind Zellen organisiert, und wie können wir sie erforschen?

Zelltheorie

Organismus, Organ, Gewebe, Zelle

Aufbau pro- und eukaryotischer Zellen

Aufbau und Funktion von Zellorganellen

Zellkompartimentierung

Zelldifferenzierung

Endo – und Exocytose

Endosymbiontenhypothese

stellen den wissenschaftlichen Erkenntniszuwachs zum Zellaufbau durch technischen Fortschritt an Beispielen (durch Licht-, Elektronen- und Fluoreszenzmikroskopie) dar (E7).

beschreiben den Aufbau pro- und eukaryotischer Zellen und stellen die Unterschiede heraus (UF3).

beschreiben Aufbau und Funktion der Zellorganellen und erläutern die Bedeutung der Zellkompartimen-tierung für die Bildung unterschiedlicher Reaktions-räume innerhalb einer Zelle (UF3, UF1).

ordnen differenzierte Zellen auf Grund ihrer Strukturen spezifischen Geweben und Organen zu und erläutern den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion (UF3, UF4, UF1).

erläutern die membranvermittelten Vorgänge der Endo- und Exocytose (u. a. am Golgi-Apparat) (UF1, UF2).

erläutern die Bedeutung des Cytoskeletts für den intrazellulären Transport [und die Mitose] (UF3, UF1).

präsentieren adressatengerecht die Endosymbiontenhypothese mithilfe angemessener Medien (K3, K1, UF1).

Mikroskopie einfacher Pflanzenpräparate

Bilder und Modelle der Zelle

Stationenlernen zu Zellorganellen und Dichtegradientenzentrifugation

Mikroskopieren verschiedener (Fertig)Präparate mit verschiedenen Geweben und Zelltypen

Filme und Animationen zur Endo-und Exocytose sowie der Endosymbiontenhypothese

Vergleich von Modellen und mikroskopischen Bildern von Zellen

Ausgehend von der Lichtmikroskopie beschäftigen sich die SuS ausführlicher mit eukaryotischen Zellen und dann im Vergleich mit prokaryotischen

Präsentationskompetenz üben

Wie beeinflussen gelöste Stoffe den Zustand von Zellen

Plasmolyse

Brownsche-Molekularbewegung

Diffusion

Osmose

führen Experimente zur Diffusion und Osmose durch und erklären diese mit Modellvorstellungen auf Teilchenebene (E4, E6, K1, K4).

führen mikroskopische Untersuchungen zur Plasmolyse hypothesengeleitet durch und interpretieren die beobachteten Vorgänge (E2, E3, E5, K1, K4).

recherchieren Beispiele der Osmose und Osmoregulation in unterschiedlichen Quellen und dokumentieren die Ergebnisse in einer eigenständigen Zusammenfassung (K1, K2).

Mikroskopie rote Zwiebel in verschiedenen Stadien der Plasmolyse

Kartoffel/Rettich-Experimente

ausgehöhlte Kartoffelhälfte mit Zucker, Salz und Stärke
Rettich Hustensaft
Kartoffelstäbchen

Informationstexte, Animationen und Lehrfilme zur Brownschen Molekularbewegung (physics-animations.com)

Demonstrationsexperimente mit Tinte oder Methylenblau zur Diffusion

Wie beeinflussen gelöste Stoffe den Zustand von Zellen

Plasmolyse

Brownsche-Molekularbewegung

Diffusion

Osmose

Unterrichtsvorhaben II: Kein Leben ohne Zelle II – Welche Bedeutung haben Zellkern und Nukleinsäuren für das Leben? Inhaltsfeld: IF 1 Biologie der Zelle Inhaltliche Schwerpunkte: Zellaufbau Makromoleküle Stofftransport zwischen Kompartimenten (Teil 1) Zeitbedarf: ca. 17 Std. à 45 Minuten
Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte	Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …	Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden	Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz
Erhebung und Reaktivierung von SI-Vorwissen		Strukturlegetechnik zu Makromolekülen und Genetik
Welche Bedeutung haben der Zellkern und die DNA für die Zelle? Erforschung der Funktion des Zellkerns in der Zelle Mitose (Rückbezug auf Zelltheorie) Zellzyklus und Bedeutung der Interphase Aufbau und Vorkommen von Nukleinsäuren Aufbau der DNA Mechanismus der DNA-Replikation in der S-Phase der Interphase	benennen Fragestellungen historischer Versuche zur Funktion des Zellkerns und stellen Versuchs-durchführungen und Erkenntniszuwachs dar (E1, E5, E7). werten Klonierungsexperimente (Kerntransfer bei Xenopus) aus und leiten ihre Bedeutung für die Stammzellforschung ab (E5). begründen die biologische Bedeutung der Mitose auf der Basis der Zelltheorie (UF1, UF4). erläutern die Bedeutung des Cytoskeletts für [den intrazellulären Transport und]die Mitose (UF3, UF1). ordnen die biologisch bedeutsamen Makromoleküle [Kohlenhydrate, Lipide, Proteine], Nucleinsäuren den verschiedenen zellulären Strukturen und Funktionen zu und erläutern sie bezüglich ihrer wesentlichen chemischen Eigenschaften (UF1, UF3). erklären den Aufbau der DNA mithilfe eines Strukturmodells (E6, UF1). beschreiben den semikonservativen Mechanismus der DNA-Replikation (UF1, UF4).	Acetabularia–Experimente von Hämmerling Experiment zum Kerntransfer bei Xenopus Online Lernprogramme und Animationen zur Mitose Mitosestadien der Wurzelspitzen bei Allium cepa mit Karminessigsäure (Quetschpräparate) Bauen von Modellen Strukturmodell Forschungsergebnisse (z.B. Chargaff) Modelle zum selber Bauen, z.B. http://www.ipn.uni-kiel.de/eibe/UNIT06DE.PDF In bilingualen Kursen: DNAftb.org Extraktion von DNA Animationen Experiment Meselson-Stahl nachvollziehen	Einübung des wissenschaftlichen Erkenntniswegs Üben der Modellkritik Dreidimensionale Vorstellung Einübung des wissenschaftlichen Erkenntniswegs
Welche Möglichkeiten und Grenzen bestehen für die Zellkulturtechnik? Zellkulturtechnik in der Biotechnologie, Biomedizin, Pharmazeutischen Industrie	zeigen Möglichkeiten und Grenzen der Zellkulturtechnik in der Biotechnologie und Biomedizin auf (B4, K4).	Pro und Kontra-Diskussion zum Thema: „Können Zellkulturen Tierversuche ersetzen?“

Unterrichtsvorhaben III: Erforschung der Biomembran – Welche Bedeutung haben technischer Fortschritt und Modelle für die Forschung?

Inhaltsfeld: IF 1 Biologie der Zelle

Inhaltliche Schwerpunkte:

Biomembranen
Stofftransport zwischen Kompartimenten (Teil 2)

Zeitbedarf: ca. 22 Std. à 45 Minuten

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Wie ist die Biomembran aufgebaut, und wie wurden Modellvorstellungen ihres Aufbaus im Forschungsverlauf modifiziert?

Aufbau und Eigenschaften von Lipiden und Phospholipiden

Erforschung der Biomembran (historisch-genetischer Ansatz)

Bilayer-Modell

Sandwich-Modelle

Fluid-Mosaic-Modell

Erweitertes Fluid-Mosaic-Modell (Kohlenhydrate in der Biomembran)

Markierungsmethoden zur Ermittlung von Membranmolekülen (Proteinsonden)

dynamisch strukturiertes Mosaicmodel (Rezeptor-Inseln, Lipid-Rafts)

naturwissenschaftliche Arbeits- und Denkweisen

ordnen die biologisch bedeutsamen Makromoleküle [Kohlenhydrate,] Lipide, [Proteine, Nucleinsäuren] den verschiedenen zellulären Strukturen und Funktionen zu und erläutern sie bezüglich ihrer wesentlichen chemischen Eigenschaften (UF1, UF3).

stellen den wissenschaftlichen Erkenntniszuwachs zum Aufbau von Biomembranen durch technischen Fortschritt an Beispielen dar und zeigen daran die Veränderlichkeit von Modellen auf (E5, E6, E7, K4).

recherchieren die Bedeutung und die Funktionsweise von Tracern für die Zellforschung und stellen ihre Ergebnisse graphisch und mithilfe von Texten dar (K2, K3).

recherchieren die Bedeutung der Außenseite der Zellmembran und ihrer Oberflächenstrukturen für die Zellkommunikation (u. a. Antigen-Antikörper-Reaktion) und stellen die Ergebnisse adressatengerecht dar (K1, K2, K3).

Demonstrationsexperiment zum Verhalten von Öl in Wasser

Modelle zu Phospholipiden in Wasser (Micellarmodell)

(Bezug auf Lerninhalte aus Unterrichtsvorhaben 2)

Auf die grundlegenden Eigenschaften von Proteinen und Kohlenhydraten wird bereits an dieser Stelle bei Bedarf kurz eingegangen

Versuche von Gorter und Grendel mit Erythrozyten (1925) zum Bilayer-Modell

Wissenschaftl. Erkenntnisse anhand von Abstracts oder Experimenten, z.B. G. Palade, 1950er; Davson und Danielli, 1930er;Singer und Nicolson (1972); Heterokaryon-Experimente von Frye und Edidin (1972)

Abbildungen auf der Basis von Gefrierbruchtechnik und Elektronenmikroskopie

sukzessives Modifizieren der Modellvorstellung aufgrund neuer Erkenntnisse wird herausgestellt

Wie macht sich die Wissenschaft die Antigen-Antikörper-Reaktion zunutze?

Moderne Testverfahren (ELISA)

Elisa Test

Wie werden gelöste Stoffe durch Biomembranen hindurch in die Zelle bzw. aus der Zelle heraus transportiert

Passiver Transport

Aktiver Transport

beschreiben Transportvorgänge durch Membranen für verschiedene Stoffe mithilfe geeigneter Modelle und geben die Grenzen dieser Modelle an (E6).

„Gespielte“ Modelle

Transformation Text – Modellzeichnung

Rückbezug auf Prinzip der Kompartimentierung

Zusammenfassung der Transportvorgänge in der Zelle, Zuordnung aktiv/passiv

Unterrichtsvorhaben IV: Enzyme im Alltag – Welche Rolle spielen Enzyme in unserem Leben?

Inhaltsfeld: IF 2 Energiestoffwechsel

Inhaltliche Schwerpunkte:

Enzyme

Zeitbedarf: ca. 19 Std. à 45 Minuten

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Wie sind Zucker aufgebaut und wo spielen sie eine Rolle?

Monosaccharid, Disaccharid

Polysaccharid

Wie sind Proteine aufgebaut und wo spielen sie eine Rolle?

Aminosäuren

Peptide, Proteine

Primär-, Sekundär-, Tertiär-, Quartärstruktur

ordnen die biologisch bedeutsamen Makromoleküle Kohlenhydrate, [Lipide,] Proteine, [Nucleinsäuren] den verschiedenen zellulären Strukturen und Funktionen zu und erläutern sie bezüglich ihrer wesentlichen chemischen Eigenschaften (UF1, UF3).

Proteinmodelle bauen

Die Quartärstruktur wird am Beispiel von Hämoglobin veranschaulicht.

Vergleich mit Computermodellen (Proteine)

Vergleich chemische Eigenschaften Amylose und Cellulose

Welche Wirkung / Funktion haben Enzyme, und wie wird ihre Aktivität reguliert?

Aktives Zentrum

Allgemeine Enzymgleichung

Substrat- und Wirkungsspezifität

Katalysator

Biokatalysator

Endergonische und exergonische Reaktion

Aktivierungsenergie, Aktivierungsbarriere / Reaktionsschwelle

pH-Abhängigkeit

Temperaturabhängigkeit

Schwermetalle

Substratkonzentration / Wechselzahl

kompetitive Hemmung,

allosterische (nicht kompetitive) Hemmung

Substrat und Endprodukthemmung

Enzyme im Alltag, in Technik und Medizin

erläutern Struktur und Funktion von Enzymen und ihre Bedeutung als Biokatalysatoren bei Stoffwechselreaktionen (UF1, UF3, UF4).

stellen Hypothesen zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren auf und überprüfen sie experimentell und stellen sie graphisch dar (E3, E2, E4, E5, K1, K4).

beschreiben und erklären mithilfe geeigneter Modelle Enzymaktivität und Enzymhemmung (E6).

beschreiben und interpretieren Diagramme zu enzymatischen Reaktionen (E5).

Recherchieren Informationen zu verschiedenen Einsatzgebieten von Enzymen und präsentieren und bewerten vergleichend die Ergebnisse (K2, K3, K4).

geben Möglichkeiten und Grenzen für den Einsatz von Enzymen in biologisch-technischen Zusammenhängen an und wägen die Bedeutung für unser heutiges Leben ab (B4).

z.B. Moosgummimodelle

Experimente zur Enzymatik, z.B.

Leitfähigkeit Harnstoff/Urease;

Lugol + Amylase; Ananas-/Kiwisaft und Quark/Milch; Milch und Lipase

Experimente zur pH und/oder Temperaturabhängigkeit der Enzymaktivität

Graphen zur kompetitiven und allosterischen Hemmung.

Internetrecherche im Selbstlernzentrum

Einübung des wissenschaftlichen Erkenntniswegs: molekulare Reaktion nachvollziehen über Messung abstrakter Parameter, Variation der Standardsituation

Enzyme in Waschmitteln (Proteasewirkung)

irreversible Hemmung durch Schwermetalle

Unterrichtsvorhaben IV: Biologie und Sport

Inhaltsfeld: IF 2 Energiestoffwechsel

Inhaltliche Schwerpunkte:

Dissimilation
Körperliche Aktivität und Stoffwechsel

Zeitbedarf: ca. 26 Std. à 45 Minuten

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Wie wird Energie erzeugt und transportiert, und wie kann man dies untersuchen

Energieumsatz (Grundumsatz und Leistungsumsatz)
Direkte und indirekte Kalorimetrie
NAD⁺ und ATP
Tracermethode
Glykolyse
Zitronensäurezyklus
Atmungskette

stellen Methoden zur Bestimmung des Energieumsatzes bei körperlicher Aktivität vergleichend dar (UF4).

erläutern die Bedeutung von NAD⁺ und ATP für aerobe [und anaerobe] Dissimilationsvorgänge (UF1, UF4).

präsentieren eine Tracermethode bei der Dissimilation adressatengerecht (K3).

erklären die Grundzüge der Dissimilation unter dem Aspekt der Energieumwandlung mithilfe einfacher Schemata (UF3).

beschreiben und präsentieren die ATP-Synthese im Mitochondrium mithilfe vereinfachter Schemata (UF2, K3).

erklären mithilfe einer graphischen Darstellung die zentrale Bedeutung des Zitronensäurezyklus im Zellstoffwechsel (E6, UF4).

Kalorietabellen

Präsentationen üben, z.B. mit Hilfe bewegter Poster, PPP mit Animationen oder interaktiver Folien

Wie reagiert der Körper auf unterschiedliche Belastungssituationen und wie unterscheiden sich verschiedene Muskelgewebe voneinander?

Belastungstest
Schlüsselstellen der körperlichen Fitness
Muskelaufbau
Zelle: Sauerstoffschuld, Energiereserve der Muskeln, Glykogenspeicher
Lactat-Test
Milchsäure-Gärung
Sauerstoff – und Kohlenstoffdioxidtransport im Blut
Sauerstoff Kohlenstoffdi-oxidkonzentration im Blut
Erythrozyten
Hämoglobin/ Myoglobin
Bohr-Effekt

erläutern den Unterschied zwischen roter und weißer Muskulatur (UF1).

präsentieren unter Einbezug geeigneter Medien und unter Verwendung einer korrekten Fachsprache die aerobe und anaerobe Energieumwandlung in Abhängigkeit von körperlichen Aktivitäten (K3, UF1).

überprüfen Hypothesen zur Abhängigkeit der Gärung von verschiedenen Faktoren (E3, E2, E1, E4, E5, K1, K4).

erläutern die Bedeutung von NAD⁺ und ATP für [aerobe] und anaerobe Dissimilationsvorgänge (UF1, UF4).

Lactatstufentest (theoretisch)

Joghurt/Sauerkrautherstellung

Hämatokritwert zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit der Erythrozyten

Muskelkater

Rückbezug auf aerobe Prozesse, energetische Bilanz Gärung/Atmung,

Rückbezug auf evolutive Aspekte (Stoffwechsel in einer Atmosphäre ohne Sauerstoff)

Bindungsfähigkeit von Monooxiden an Hämoglobin

Wie beeinflussen verschiedene Trainingsformen und leistungssteigernde Substanzen den Körper?

Ernährung und Fitness
Kapillarisierung
Mitochondrien
Glycogenspeicherung
Myoglobin
Formen des Dopings: Anabolika, EPO, …

erläutern unterschiedliche Trainingsformen adressatengerecht und begründen sie mit Bezug auf die Trainingsziele (K4).

nehmen begründet Stellung zur Verwendung leistungssteigernder Substanzen aus gesundheitlicher und ethischer Sicht (B1, B2, B3).

Einfache Messverfahren physischer Parameter der Fitness, z.B. Pulsmessung (Hand/Smartphone), EKG (Cassy), Lungenvolumen

Aufklärung über die Risiken hochkonzentrierter Proteinprodukte und Anabolika in Fitnessstudios

Nachweismethoden von Doping

Grundkurs/Leistungskurs – Qualifikationsphase (Q1): Ökologie

Unterrichtsvorhaben I: Erforschung der Fotosynthese – Wie entsteht aus Lichtenergie eine für alle Lebewesen nutzbare Form der Energie?
Inhaltsfeld: Ökologie Inhaltliche Schwerpunkte: Fotosynthese Umweltfaktoren Zeitbedarf: LK: ca. 16 Std. à 45 Minuten GK: ca. 6 Std. à 45 Minuten		Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: E1 Probleme und Fragestellungen E2 Wahrnehmung und Messung E3 Hypothesen E4 Untersuchungen und Experimente E5 Auswertung E7 Arbeits- und Denkweisen
Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte	Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …		Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden	Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz
Reaktivierung von SI-Vorwissen			Priestley- und van Helmont-Exp. auswerten	SI-Wissen wird reaktiviert, ein Ausblick auf Neues wird gegeben.
Welche Bedeutung hat die Fotosynhtese für das Leben auf der Erde? 6CO₂+ 12H₂O à C₆H₁₂O₆+ 6O₂ +6H₂O Welche Reaktionen sind dafür notwendig, um Glucose zu produzieren? Fotoreaktion und deren Produkte (Primärvorgänge der FS) Calvinzyklus und dessen Produkte (Sekundärvorgänge der FS) Welche Rolle spielen die Produkte der Fotoreaktion bei der Synthese von Glucose?	erläutern den Zusammenhang zwischen Fotoreaktion und Synthesereaktion und ordnen die Reaktionen den unterschiedlichen Kompartimenten des Chloroplasten zu (UF1, UF3)		Arbeitsblätter Bilanzen
Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte	Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …		Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden	Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz
Wo finden die Fotoreaktion und der Calvinzyklus statt? – Welche Angepasstheiten zeigt der Blattbau an die Fotosynthese? – Welche Angepasstheiten zeigt der Aufbau von Chloroplasten an die Reaktionsvorgänge der Fotosynthese?			Mikroskopie: Querschnitt Laubblatt Arbeit mit Modellen: Erstellen von Chloroplastenmodellen bzw. Arbeit mit Chloroplastenmodellen (E6)
*Nur LK:* Wie entsteht aus Lichtenergie eine für alle Lebewesen nutzbare Form von Energie? Wie wird die Lichtenergie von der Pflanze eingefangen und umgewandelt? Blattfarbstoffe und Lichtabsorption Fotosysteme II und I Primärvorgänge der Fotosynthese H⁺-Gradient und ATP-Synthetase; ATP-Synthese Wie wird Glucose im Calvinzyklus synthetisiert? Sekundärvorgänge der Fotosynthese	nur LK: erläutern mithilfe einfacher Schemata das Grundprinzip der Energieumwandlung in den Fotosystemen und den Mechanismus der ATP-Synthese (K3, UF1). nur LK: leiten aus Forschungsexperimenten zur Aufklärung der Fotosynthese zu Grunde liegende Fragestellungen und Hypothesen ab (E1, E3, UF2, UF4)		Experiment: Chromatographie von Blattpigmenten Spielerische Darstellung der Elektronentransportkette (Elektron = Tennisball; Elektronenakzeptoren = SuS) und Erläuterung der Vorgänge SuS zeichnen Elektronentransportkette in die Membran eines Chloroplasten ein und erläutern ihre Erkenntnisse Historisches Experiment von van Helmont HILL-Experiment Autoradiogramme Arbeitsblätter
Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte	Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …		Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden	Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz
Wie beeinflussen unterschiedliche abiotische Faktoren die Fotosyntheseaktivität? Produktivität von Pflanzen hängt von verschiedenen Umweltfaktoren ab Ableitung der Fragestellung und erstellen von Hypothesen Planung von Experimenten und Kontrolle der Variablen Durchführung der Experimente und Datensammlung Datenbearbeitung und graphische Darstellung Auswertung der Versuchsergebnisse und Evaluation der Versuche Präsentation der Versuchsergebnisse	analysieren Messdaten zur Abhängigkeit der Fotosyntheseaktivität von unterschiedlichen abiotischen Faktoren (E5).		Arbeitsteilige Gruppenarbeit: Planung und Durchführung experimenteller Untersuchungen verschiedener abiotischer Faktoren auf die Fotosyntheserate von Elodea spec. bzw. Cabomba spec. (E1, E2, E3): Datensammlung mit dem Faktometer (E4) und Auswertung (E5) und Analyse der Versuchsergebnisse (E5)	Evtl. auch unter Unterrichtsvorhaben II: autökologische Untersuchungen

Unterrichtsvorhaben II: Autökologische Untersuchungen – Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten?
Inhaltsfeld: Ökologie Inhaltliche Schwerpunkte: Umweltfaktoren und ökologische Potenz Fotosynthese Zeitbedarf: LK: ca. 14 Std. à 45 Minuten GK: ca. 12 Std. à 45 Minuten		Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: E1 Probleme und Fragestellungen E2 Wahrnehmung und Messung E3 Hypothesen E4 Untersuchungen und Experimente E5 Auswertung E7 Arbeits- und Denkweisen
Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte	Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …	Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden	Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz
Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf die Verbreitung von Organismen?	beurteilen abiotische Faktoren, Toleranz- und Optimumbereich, Steno- und Eurypotenz, physiologische und ökologische Potenz (B1,B2) zeigen den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und der Intensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem (UF3, UF4, E4) nur LK: planen ausgehend von Hypothesen Experimente zur Überprüfung der ökologischen Potenz nach dem Prinzip der Variablenkontrolle, nehmen kriterienorientiert Beobachtungen und Messungen vor und deuten die Ergebnisse (E2, E3, E4, E5, K4)	Optimumkurven Zeigerorganismen Temperaturorgel Faktometerversuche zur Fotosyntheserate von Cabomba oder Elodea	Mögliche Beispiele: Temperatur als abiotischer Faktor Wasser als abiotischer Faktor Ionengehalt als abiotischer Faktor: Osmokonformer und –regulatoren
Welche Anpassungen an spezifische abiotische Faktoren zeigen Tiere und/oder Pflanzen? Anpassungen bei Tieren und/oder Pflanzen	morphologische und anatomische Besonderheiten erkennen und interpretieren können (UF1, E1, E2)	Anpassungen an Feuchtigkeit und/oder Temperatur Mikroskopie von Pflanzenorganen verschiedener Gestaltstypen	zum Beispiel Kängururatte: Überwinterungsstrategien von Tieren und Pflanzen Wasserhaushalt
Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte	Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …	Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden	Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz
Können die tiergeographischen Regeln auf alle Tiere angewandt werden?	erläutern die Aussagekraft von biologischen Regeln (u.a. tiergeographische Regeln) und grenzen diese von naturwissenschaftlichen Gesetzen ab (E7, K4) erarbeiten die Wärmeregulation bei endo- und exothermen, homoio- und poikilothermen Tieren (E1, E5), die Bergmannsche und Allensche Regel (E1, E5) und das Oberfläche-Volumen-Verhältnis (E1, E5)	Experimente zu Wärmeverlust und Oberfläche/Volumen-Verhältnis
Wie beeinflussen unter-schiedliche abiotische Faktoren die Fotosyntheseaktivität?	analysieren Messdaten zur Abhängigkeit der Fotosyntheseaktivität von unterschiedlichen abiotischen Faktoren (E5). Nur LK: planen ausgehend von Hypothesen Experimente zur Überprüfung der ökologischen Potenz nach dem Prinzip der Variablenkontrolle, nehmen kriterienorientiert Beobachtungen und Messungen vor und deuten die Ergebnisse (E2, E3, E4, E5, K4)	Arbeitsteilige Gruppenarbeit: Planung und Durchführung experimenteller Untersuchungen verschiedener abiotischer Faktoren auf die Fotosyntheserate von Elodea spec. bzw. Cabomba spec. (E1, E2, E3): Datensammlung mit dem Faktometer (E4) und Auswertung (E5) und Analyse der Versuchsergebnisse (E5)	Hier nur GK; LK kann Fotosynthese-experiment in Unterrichtsvorhaben I machen; GK muss eigentlich nicht experimentell arbeiten (vgl. Kompetenzerwartung)
Nur LK: Freilanduntersuchung	Siehe Unterrichtsvorhaben VI

Unterrichtsvorhaben III: Synökologie I – Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen?

Inhaltsfeld: Ökologie

Inhaltliche Schwerpunkte:

Dynamik von Populationen

Zeitbedarf:

LK: ca. 15 Std. à 45 Minuten
GK: ca. 11 Std. à 45 Minuten

Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen:

UF1 Wiedergabe
E5 Auswertung
E6 Modelle
K4 Argumentation

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Wie verändern sich Populationen in Abhängigkeit von dichtabhängigen und dichtunabhängigen Faktoren?

Wachstumskurven

Dichteabhängige/ dichte-unabhängige Beziehungen

K- und r-Strategen

beschreiben die Dynamik von Populationen in Abhängigkeit von dichteabhängigen und dichteunabhängigen Faktoren (UF1)

leiten aus Daten zu abiotischen und biotischen Faktoren Zusammenhänge im Hinblick auf zyklische und sukzessive Veränderungen (Abundanz und Dispersion von Arten) sowie K- und r-Lebenszyklusstrategien ab (E5, UF1, UF2, UF3, UF4)

Arbeitsblätter

Konkurrenzexperimente mit Paramecien-Kulturen (Experimente von G.F. Gause)

Biologischer Pflanzenschutz: Einsatz von Räubern und Parasiten zur Dezimierung von Schädlingen

Bisysteme (Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose, Räuber-Beute)

leiten aus Untersuchungsdaten zu intra- und interspezifischen Beziehungen (Parasitismus, Symbiose, Konkurrenz) mögliche Folgen für die jeweiligen Arten ab und präsentieren diese unter Verwendung angemessener Medien (E5, K3, UF1),

untersuchen die Veränderungen von Populationen mit Hilfe von Simulationen auf der Grundlage des Lotka-Volterra-Modells (E6): und diskutieren die Grenzen des Modells (E6),

erklären mithilfe des Modells der ökologischen Nische die Koexistenz von Arten (E6, UF1, UF2).

erkennen von Methoden und Folgen der Schädlings-bekämpfung (E5, B1, B2)

Simulation/Modell: Biologisches Gleichgewicht, Biologischer Pflanzenschutz; Filme zum Einsatz von Parasiten und Räubern im biologischen Pflanzenschutz

Arbeitsblätter: Daten zum Einsatz von Organismen im biologischen Pflanzenschutz und deren Einfluss auf die Populationen des Ökosystems (Bewertung des Erfolgs der Maßnahmen)

Modellkritik

nur Lk: Freilandmessungen

Unterrichtsvorhaben IV: Synökologie II – Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse?

Inhaltsfeld: Ökologie

Inhaltliche Schwerpunkte:

Stoffkreisläufe und Energiefluss

Zeitbedarf:

LK: ca. 15 Std. à 45 Minuten
GK: ca. 6 Std. à 45 Minuten

Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen:

B2 Entscheidungen
B3 Werte und Normen

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Welche energetischen und stofflichen Beziehungen ver-schiedener Organismen gibt es in Ökosystemen?

Nahrungskette

Nahrungsnetz

Trophieebenen

Ökologische Pyramiden

Ausgewählter Stoffkreislauf (exemplarisch)

stellen energetische und stoffliche Beziehungen verschiedener Organismen unter den Aspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophieebene formal, sprachlich und fachlich korrekt dar (K1, K3)

Beispiele aus einem Ökosystem nach Wahl

Nahrungnetze verschiedener Ökosysteme entwickeln und in Bezug auf die verschiedenen Trophieebenen analysieren

Chemische Stoffkreisläufe exemplarisch

nur Lk: empfohlen Langzeitexperiment: Flaschengarten

Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse?

Ausgewählter Stoffkreislauf

Einfluss durch den Menschen

präsentieren und erklären auf der Grundlage von Untersuchungsdaten die Wirkung von anthropogenen Faktoren auf einen ausgewählten globalen Stoffkreislauf (K1, K3, UF1)

Kohlenstoffkreislauf

Problem: Abholzung als globales Klimaproblem

nur Lk: Debatten und Podiumsdiskussionen

Unterrichtsvorhaben V: Zyklische und sukzessive Veränderung von Ökosystemen – Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosystemen?
Inhaltsfeld: Ökologie Inhaltliche Schwerpunkte: Mensch und Ökosysteme Zeitbedarf: LK: ca. 15 Std. à 45 Minuten GK: ca. 10 Std. à 45 Minuten		Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: E5 Auswertung B2 Entscheidungen UF2 Auswahl K4 Argumentation
Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte	Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …	Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden	Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz
Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosystemen? Sukzession Neobioten Naturschutz Nachhaltigkeit	recherchieren Beispiele für die biologische Invasion von Arten und leiten Folgen für das Ökosystem ab (K2, K4), diskutieren Konflikte zwischen der Nutzung natürlicher Ressourcen und dem Naturschutz (B2, B3), entwickeln Handlungsoptionen für das eigene Konsumverhalten und schätzen diese unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit ein (B2, B3).	*nur LK*: Langzeitexperiment: Suk-zession im Heuaufguss

Nur LK:Unterrichtsvorhaben VI:

Freilanduntersuchung – Welche Arten kommen wie oft und in welcher Dispersion in einem Ökosystem im Freiland vor?

Inhaltsfeld: Ökologie

Inhaltliche Schwerpunkte:

Mensch und Ökosysteme
Umweltfaktoren und ökologische Potenz

Zeitbedarf: 6 Std. a` 45 Minuten

Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen:

E1 Probleme und Fragestellung
E2 Wahrnehmung und Messung
E4 Untersuchungen und Experimente
E5 Auswertung
K4 Argumentation

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Welche Arten kommen wie oft und in welcher Dispersion in einem Ökosystem im Freiland vor?

nur LK: untersuchen das Vorkommen, die Abundanz und die Dispersion von Lebewesen eines Ökosystems im Freiland (E1, E2, E4)

planen ausgehend von Hypothesen Experimente zur Überprüfung ökologischen Potenz nach dem Prinzip der Variablenkontrolle, nehmen kriterienorientiert Beobachtungen und Messungen vor und deuten die Ergebnisse (E2, E3, E4, E5, K4)

Sampling populations (point sampling, transect sampling, quadrat sampling, mark and recapture)

Aquatisch: Groov

Saprobienindex

Naturschule Aggerbogen Lohmar

Naturgut Ophoven

Grundkurs / Leistungskurs: Qualifikationsphase (Q1): Genetik

Unterrichtsvorhaben I: Humangenetische Grundlagen

Inhaltsfeld: IF 3: Gk u. Lk / nur *Lk*

Inhaltliche Schwerpunkte: Humangenetische Grundlagen

Zeitbedarf: ca. Std. à 45 Minuten = 1 UnterrichtsEinheit (UE) Lk: 18 Std. Gk: 12 Std

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Wo und wie sind Gene gelagert und inwiefern tritt ihre Information in Erscheinung?

Chromosomen
Meiose
Rekombination
Geschlechtsbestimmung
Stammbaumanalyse
Chromosomenanomalien

erläutern die Grundprinzipien der Rekombination (Reduktion und Neukombination der Chromosomen) bei Meiose und Befruchtung (UF4),

formulieren bei der Stammbaumanalyse Hypothesen zu X-chromosomalen und autosomalen Vererbungsmodi genetisch bedingter Merkmale und begründen die Hypothesen mit vorhandenen Daten auf der Grundlage der Meiose (E1, E3, E5, UF4, K4),

erklären die Auswirkungen verschiedener Gen-, Chromosomen- und Genommutationen auf den Phänotyp (u.a. unter Berücksichtigung von Genwirkketten) (UF1, UF4).

*Mikroskopie von Chromosomen: Wurzelspitzen Allium cepa*; Fertigpräparate; EM-Bildauswertung; Film: Meiosis; Schlauch-Pfeifenreinigermodell; interchrom. Rekombinationsmodell mit großformatigen, Ausschnitten; Video Meiosis *Knetgummimodelle zu Chromosomenmutationen*;Bearbeitung konkreter Stammbäume; Referate u. PPP*

Genmutationen im Tyrosinstoffwechsel z.B. Albinismus; Translokation ohne Folgen; Deletion z.B. Mukoviszidose

*Internetrecherche zum Down- und Klinefelter Syndrom*; Beisp. für genetische Beratung;

http://de.wikipedia.org/wiki/Humangenetische_Beratung

Einschätzung der Möglichkeiten und Grenzen genetischer Beratung
Abwägung möglicher Risiken für die Nachkommenschaft
Modellkritik

Unterrichtsvorhaben II: Grundlagen der Vererbung

Inhaltsfeld: IF 3: Gk u. Lk / nur *Lk*

Molekulare Grundlagen der Vererbung

Zeitbedarf: ca. Std. à 45 Minuten = 1 UnterrichtsEinheit (UE) Lk: 24 Gk: 16 Std

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Wie ist ein Gen kodiert und wie wird es übersetzt?
Welche Folgen ergeben sich aus Veränderungen der genetischen Information?

Proteinbiosynthese und Genexpression
Mutationen, Mutagene (Proto-Onkogen, Tumor-Supressorgen)
Genregulation bei Pro- und Eukaryoten
Epigenetik
Proteine: p53; Ras

*vergleichen die molekularen Abläufe in der Proteinbiosynthese bei Pro-und Eukaryoten* (UF1, UF3),

erläutern Eigenschaften des genetischen Codes und charakterisieren mit dessen Hilfe Genmutationen (UF1, UF2),

*erläutern und entwickeln Modellvorstellungen auf der Grundlage von Experimenten zur Aufklärung der Genregulation bei Prokaryoten und Eukaryoten* (E2, E5, E6),

erklären mithilfe eines Modells die Wechselwirkung von Proto-Onkogenen und Tumor-Suppressorgenen auf die Regulation des Zellzyklus und erklären die Folgen von Mutationen in diesen Genen (E6, UF1, UF3, UF4),

*erklären einen epigenetischen Mechanismus als Regelung des Zellstoffwechsels* (E6).

DNA-Modell; Einsatz der Anwen-dersoftware zur Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten (Schrödel)
Schriftliche Übungen zum Triplett-Code und zur AS-Sequenz mit Codelexika;
*Modelle zur Genregulation: Lac- u. Tryp-Operon, Silencer-Enhancer-Modell als bewegliche OHP-Folien;
Beispiel für „gain-of-function“ Mutation und Onkogen für Darmkrebs. Besondere Darstellung epigenetischer Untersuchungsobjekte durch Internetrecherche und Referate z.B.:

Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana): Häufigkeit und Folgen von Methylierungsänderungen an Cytosinen.

DNA-Acetylierung
Schleimpilz (Dictyostelium discoi-dium):Heterochromatin und epi-genetische Kontrolle der Centro-mere.

Mensch: epigenetische Steuerung des Hedgehog-Signalwegs über den Energiestoffwechsel * ;
Proteine: p53; Ras

Nutzung des Portals epigenetischer Forschung in D, A und CH, gesponsert durch das SPP 1129 (DFG):

Unter SPP1129 sind die Aktivitäten und Publikationen des Schwerpunkt-programms aus den Jahren 2002-2008 zusammengefasst. In den Rubriken News, Konferenzen und Jobs bietet die Webseite eine Austauschbörse für alle am Thema Interessierten.

http://epigenetics.uni-saarland.de/de/spp1129

Unterrichtsvorhaben III: Angewandte Genetik

Inhaltsfeld: IF 3: Gk u. Lk / nur *Lk*

Angewandte Genetik

Zeitbedarf: ca. Std. à 45 Minuten = 1 UnterrichtsEinheit (UE) Lk: 20 Std. Gk: 11 Std.

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Welche Möglichkeiten werden durch die angewandte Genforschung eröffnet?

genetischer Fingerabdruck
PCR, Gelelektrophorese
molekulargenetische Werkzeuge: Restriktions-enzyme, Vektoren

beschreiben molekulargenetische Werkzeuge und erläutern deren Bedeutung für gentechnische Grundoperationen (UF1).

erläutern molekulargenetische Verfahren (u.a. PCR, Gelelektrophorese) und ihre Einsatzgebiete (E4, E2, UF1),

Herstellung eines Elektrophorese-Gels;

*Durchführung einer Elektrophorese (Sammlung);

Erlernen der Verfahrenstechniken durch Selbstlern-Software (Infocenter NW); Auswertung von Abbildungen elektrophoretischer Gele ;

Hyperlinks zu Gentech.:

Allg.: Übersicht

http://www.webmic.de/gentech.htm

Humaninsulin:

http://www.u-helmich.de/bio/gen/reihe4/seite41.html

Erfahren der vielfachen praktischen Nutzung dieser Verfahren in der Paläontologie, Anthropologie, Medizin und Kriminalistik und Forensik

Besuch eines Schullabors für Gentechnik: z.B. Koelnpub:
http://www.koelnpub.de* oder Baylab

Unterrichtsvorhaben IV: Grenzen der modernen Genforschung

Inhaltsfeld: IF 3: Gk u. Lk / nur *Lk*

Bioethik: Grenzen der modernen Genforschung

Zeitbedarf: ca. Std. à 45 Minuten = 1 UnterrichtsEinheit (UE) Lk: 15 Std. Gk: 6 Std.

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Ist in der Forschung alles erlaubt?

Bioethik
Stammzellen
transgener Organismus
DNA-Chips

stellen mithilfe geeigneter Medien die Herstellung transgener Lebewesen dar und diskutieren ihre Verwendung (K1, B3),

recherchieren Unterschiede zwischen em-bryonalen und adulten Stammzellen und präsentieren diese unter Verwendung geeigneter Darstellungsformen (K2, K3),

stellen naturwissenschaftlich-gesellschaftliche Positionen zum therapeutischen Einsatz von Stammzellen dar und beurteilen Interessen sowie Folgen ethisch (B3, B4),

*geben die Bedeutung von DNA-Chips an und beurteilen Chancen und Risiken * (B1, B3).

*beschreiben aktuelle Entwicklungen in der Biotechnologie bis hin zum Aufbau von synthetischen Organismen in ihren Konsequenzen für unterschiedliche Einsatzziele und bewerten sie* (B3,B4)

*Internetrecherche u.PPP:

Transgenes Humaninsulin aus E.coli

oder Saccharomyces cerevisiae: *

http://de.wikipedia.org/wiki/Insulinpr%C3%

A4parat#Biotechnologisch _hergestellte _Insuline

Internetrecherche und Referat:

Stammzellen; Entwicklung Thesenpapier:

„Für und Wider“ Diskussion. Grundlage Internetportal der DFG:

http://www.dfg.de/dfg_magazin/forschungspolitik

_standpunkte_perspektiven/stammzellforschung/

was_sind_stammzellen/index.html

*DNA-Chips:Arb.mat. vom Bildungsserver Baden-Württemberg:

http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/biologie/

Hochdurchsatz-Sequenzierung; SOLiD 4 Technologie: Disk. Pro-Contra an unterschiedl. Beispielen

(Internetrecherche)*,

dazu auch Bundesamt für Verbraucherschutz:

http://www.bvl.bund.de/DE/08_PresseInfothek/04 _

Publikationen/01_Broschueren/01_BVL_Broschueren/

BVL_gentechnik.pdf%3F__blob%3DpublicationFile

Entwicklung eines kritischen Problembewusstseins zu gesellschaftsrelevanten, ethischen Fragen

Entwicklung der Diskussionsfähigkeit zu gesellschaftsrelevanten, ethischen Fragen auf der Grundlage gesicherter Tatsachen.

Entwicklung eines eigenen Standpunktes durch Reflexion der wissenschaftlichen – und politisch-gesellschaftsrelevanten Interessen

Grundkurs/Leistungskurs: Qualifikationsphase (Q1): Neurophysiologie

Unterrichtsvorhaben I: Bau und Funktion von Neuronen

Inhaltsfeld: IF 4 Neurobiologie

Inhaltliche Schwerpunkte:

Bau des Neurons
Ruhepotential
Aktionspotential
Erregungsweiterleitung am Axon
Erregungsweiterleitung an Synapsen

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Wie kann der Organismus Reize der Umwelt verarbeiten?

Historisches Experiment von Galvani und Forschungen von Cajal

Þ Entwicklung der Neuronentheorie

Bau eines Neurons

Þ idealisiertes markhaltiges Neuron (GK), idealisiertes markloses Neuron und ggf. verschiedene Neuronentypen (LK)

Ionentheorie des Ruhepotentials

Ionentheorie des Aktionspotentials

Þ Ablauf des APs

Þ kontinuierliche und diskontinuierliche Erregungsleitung

Erregungsweiterleitung an des Synapsen

elektrische Synapse

chemische Synapse (hier: cholinerge Synapse)

(klassisches Experiment von Loewi)

GK + LK: Beschreiben Aufbau und Funktion des Neurons (UF1),

GK: Erklären die Weiterleitung des Aktionspotentials an myelinisierten Axonen (UF1).

GK + LK: erklären Ableitungen von Potentialen mittels Messelektroden an Axon und Synapse und werten Messergebnisse unter Zuordnung der molekularen Vorgänge an Biomembranen aus (E5, E2, UF1, UF2)

LK: Vergleichen die Weiterleitung des Aktionspotentials an myelinisierten und nicht myelinisierten Axonen miteinander und stellen diese unter dem Aspekt der Leitungsgeschwindigkeit in einen funktionellen Zusammenhang (UF2, UF3, UF4)

LK: leiten aus Messdaten der Patch-Clamp-Technik Veränderungen von Ionenströmen durch Ionenkanäle ab und entwickeln dazu Modellvorstellungen (E5, E6, K4),

GK + LK: erklären Ableitungen von Potentialen mittels Messelektroden an Axon und Synapse und werten Messergebnisse unter Zuordnung der molekularen Vorgänge an Biomembranen aus (E5, E2, UF1, UF2)

Evtl. Mikroskopie von Fertigpräparaten

Bilder und Modelle der Nervenzelle

(Modell der Nervenzelle in der Sammlung vorhanden)

Modellversuch zum Ruhepotential mit Hilfe der Ussing-Kammer

Animationen GIDA-DVD (Nervenzelle und Nervensystem II, 2007)

Mechanisches Modell mit Hilfe von Dominosteinen (Vgl. Grüne Reihe, S. 25)

Animationen GIDA-DVD (s.o.)

Bilder und Modelle der Synapse

Animationen GIDA-DVD (s.o.)

Vergleich der kontinuierlichen und diskontinuierlichen Erregungsleistung mittels des Modells gut möglich.

Unterrichtsvorhaben II: Neuronale Informationsverarbeitung

Inhaltsfeld: IF 4 Neurobiologie

Inhaltliche Schwerpunkte:

Synaptische Integration
Wirkung von Synapsengiften
Suchtentstehung

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Wie kann der Organismus verschiedene Reizstärken differenzieren? Wie verändern Synapsengifte die Reizstäre und/oder Reizqualität?

Verrechnung an der Synapse

Þ Frequenzmodulation/ Amplitudenmodulation

Þ PSP, IPSP, EPSP

Þ zeitliche/räumliche Summation

Second-messenger

Þ z.B. einfaches Modell der Signaltransduktion am Beispiel der Geruchswahrnehmung

Transmitter

Þ die wichtigsten Transmitter und ihre Wirkung auf das Neuron

Neuropeptide

Þ Endorphine und Neurohormone

Synapsengifte

Þ Curare, Botox

Þ Amphetamine, LSD, Opiate, Kokain

Þ Suchtentstehung, Ersatzstoffe, Entzug

GK + LK: erläutern die Verschaltung von Neuronen bei der Erregungsweiterleitung und der Verrechnung von Potentialen mit der Funktion der Synapsen auf molekularer Ebene (UF1, UF3),

GK: stellen das Prinzip der Signaltransduktion an einem Rezeptor anhand von Modellen dar (E6, UF1, UF2, UF4)

GK: stellen den Vorgang von der durch einen Reiz ausgelösten Erregung von Sinneszellen bis zur Entstehung des Sinneseindrucks bzw. der Wahrnehmung im Gehirn unter Verwendung fachspezifischer Darstellungsformen in Grundzügen dar (K1, K3),

GK + LK: dokumentieren und präsentieren die Wirkung von endo- und exogenen Stoffen auf Vorgänge am Axon, der Synapse und auf Gehirnareale an konkreten Beispielen (K1, K3, UF2)

GK + LK: erklären Ableitungen von Potentialen mittels Messelektroden an Axon und Synapse und werten Messergebnisse unter Zuordnung der molekularen Vorgänge an Biomembranen aus (E5, E2, UF1, UF2)

GK: erklären Wirkungen von exogenen Substanzen auf den Körper und bewerten mögliche Folgen für Individuum und Gesellschaft (B3, B4, B2, UF4)

LK: leiten Wirkungen von endo- und exogenen Substanzen (u.a. von Neuroenhancern) auf die Gesundheit ab und bewerten mögliche Folgen für Individuum und Gesellschaft (B3, B4, B2, UF2, UF4)

Komplexere Übungsaufgaben zur Verrechnung (Input gegeben, SuS müssen den Output entwickeln)

Einfache Versuche zur Geruchswahrnehmung und Bestimmung der Reizschwelle (ggf. auch zur Adaptation des Geruchs)

FWU-Film: Physiologische Wirkung von Drogen

Evtl. Thematisierung stoffungebundener Süchte wie z.B. Magersucht/Spielsucht/Mediensucht..

Unterrichtsvorhaben III: Grundlagen der Wahrnehmung und des Lernens Inhaltsfeld: IF 4 Neurobiologie Inhaltliche Schwerpunkte: Bau und Funktion des Gehirns Reizaufnahme und Verarbeitung Lernvorgänge Erkrankungen des Gehirns Hirnforschung
Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte	Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …	Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden	Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz
Wie ist unser Gehirn aufgebaut und organisiert? Nervensysteme im Vergleich Þ zunehmende Differenzierung des Nervensystems im Laufe der Evolution (Vgl. Polypen, Regenwurm, Insekten, versch. Wirbeltiere) Bau des menschlichen Gehirns Þ Hauptabschnitte des Gehirns und deren Funktionen	.	Bilder Modelle in der Sammlung Bilder Modelle aus der Sammlung
Wie verarbeitet und speichert unser Gehirn Informationen? Funktionelle Hirnanatomie Þ sensorische Felder Þ assoziative Felder Þ motorisches Zentrum Þ LK: Verfahren der Hirnforschung: PET/fMRT Synaptische Veränderungen durch Lernprozesse Þ Bahnung u.a. Vereinfachtes Modell der Gedächtnisprozesse Molekulares Modell der Klassischen Konditionierung am Bsp. Von Aplysia	GK: ermitteln mithilfe von Aufnahmen eines bildgebenden Verfahrens Aktivitäten verschiedener Gehirnareale (E5, UF4). LK: stellen Möglichkeiten und Grenzen bildgebender Verfahren zur Anatomie und zur Funktion des Gehirns (PET und fMRT) gegenüber und bringen diese mit der Erforschung von Gehirnabläufen in Verbindung (UF4, UF1, B4) GK: erklären die Bedeutung der Plastizität des Gehirns für ein lebenslanges Lernen (UF4) LK: erklären den Begriff der Plastizität anhand geeigneter Modelle und leiten die Bedeutung für ein lebenslanges Lernen ab (E6, UF4) GK + LK: stellen aktuelle Modellvorstellungen zum Gedächtnis auf anatomisch-physiologischer Ebene dar (K3, B1),	Mark May – Der sehenden Blinde (eine erstaunliche Geschichte zur neuronalen Plastizität eines im Kindesalter Erblindeten)
Welche Ursachen haben neurodegenerative Erkrankungen? z.B. Morbus Alzheimer Morbus Parkinson Morbus Pick Chorea Huntington Creutzfeldt-Jakob-Krankheit	GK + LK: recherchieren und präsentieren aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse zu einer degenerativen Erkrankung (K2, K3).	Erstellung einer ppt- oder prezi-Präsentation Reportage zu Chorea (arte)	Evtl. Kooperation mit einem Neurologen/Alexianer

Unterrichtsvorhaben IV: Sinnesorgan (nur LK)

Inhaltsfeld: IF 4 Neurobiologie

Inhaltliche Schwerpunkte:

Bau des Auges und der Netzhaut
Präparation des Auges (Schwein)
Fototransduktion
Second-messenger
Farb- und Kontrastwahrnehmung

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Wie ist das menschliche Auge aufgebaut?

Aufbau und Funktion des menschlichen Auges und Aufbau und Funktion der Netzhaut

erläutern den Aufbau und die Funktion der Netzhaut unter den Aspekten der Farb- und Kontrastwahrnehmung (UF3, UF4),

Bilder

Modell aus der Sammlung

Präparation des Schweinauges

Evtl. Vgl. mit weiteren Lichtsinnesorganen aus dem Tierreich

(Planet Wissen: Superaugen)

Welche Vorgänge laufen auf zellulärer Ebene bei der Lichtwahrnehmung in den Stäbchen ab?

Fototransduktion in den Stäbchen

Farbwahrnehmung mit Hilfe der Zapfen

Þ trichromatisches Farbensehen (Zapfentypen und deren Absorptionsspektren)

Þ additive und subtraktive Farbmischung

Adaptation

Þ Phänomen der Nachbildern

Kontrastverstärkung

Þ laterale Inhibition (Hermannsches Gitter)

stellen die Veränderung der Membranspannung an Lichtsinneszellen anhand von Modellen dar und beschreiben die Bedeutung des second messengers und der Reaktionskaskade bei der Fototransduktion (E6, E1).

stellen den Vorgang von der durch einen Reiz ausgelösten Erregung von Sinneszellen bis zur Entstehung des Sinneseindrucks bzw. der Wahrnehmung im Gehirn unter Verwendung fachspezifischer Darstellungsformen in Grundzügen dar (K1, K3),

erläutern den Aufbau und die Funktion der Netzhaut unter den Aspekten der Farb- und Kontrastwahrnehmung (UF3, UF4),

Sehr gut geeignete Bilder im Internet (bewegt und unbewegt)

Einübung des wissenschaftlichen Erkenntniswegs: molekulare Reaktion nachvollziehen über Messung abstrakter Parameter, Variation der Standardsituation

Unterrichtsvorhaben IV: Stress – Ein komplexes Phänomen aus der Zusammenarbeit von Nerven- und Hormonsystem Inhaltsfeld: IF 4 Neurobiologie Inhaltliche Schwerpunkte: Sympathicus und Parasympathicus
Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte	Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …	Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden	Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz
Welche Hormone gibt es und wie wirken Sie? Wichtigsten Hormondrüsen des menschlichen Körpers und ihre Hormone Klassifizierung der Hormone nach ihrem molekularen Wirkmechanismus Þ Steroidhormone Þ Peptidhormone		Bilder
Wie reagiert der Körper auf Stress? Die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse Þ Verknüpfung von Nervensystem und Hormonsystem Þ Vegetatives Nervensystem (Sympathicus und Parasympathicus) Þ Fight-or-flight-Syndrom (physiologische Reaktionen auf Stressoren) Eustress und Disstress (Langzeitfolgen des Stress)	GK + LK: erklären die Rolle von Sympathikus und Parasympathikus bei der neuronalen und hormonellen Regelung von physiologischen Funktionen an einem Beispiel (UF4, E6, UF2, UF1),	„Schrecker“-Präsentation (Kaffee-Werbung, die den Puls enorm in die Höhe treibt) Spitzhörnchenversuch

Grundkurs/Leistungskurs: Qualifikationsphase (Q1): Evolution

Hinweis: LK mit * gekennzeichnet

Unterrichtsvorhaben I: Evolution in Aktion – Welche Faktoren beeinflussen den evolutiven Wandel?

Inhaltsfeld: IF 6: Evolution

Inhaltliche Schwerpunkte:

Art und Artbildung
Stammbäume (Teil 1)

Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Wie ordnet die Wissenschaft die Natur?

Systematik

*Evolutionstheorien*

beschreiben die Einordnung von Lebewesen mithilfe der Systematik und der binären Nomenklatur (UF1, UF4),

* stellen Erklärungsmodelle für die Evolution in ihrer historischen Entwicklung und die damit verbundenen Veränderungen des Weltbildes dar (E7),*

Übungspuzzle zur binären Nomenklatur und Systematik

Problemorientierung

z.B. religiöse Erklärungen,

Lamarckismus

Wie funktioniert die Evolution?

Fitness

Evolutionsfaktoren

*Hardy-Weinberg Gesetz*

Evolution aktuell

erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unter dem Aspekt der Weitergabe von Allelen (UF1, UF4),

erläutern den Einfluss der Evolutionsfaktoren (Mutation, Rekombination, Selektion, Gendrift) auf den Genpool einer Population (UF4, UF1)

*bestimmen und modellieren mithilfe des Hardy-Weinberg-Gesetzes die Allelfrequenzen in Populationen und geben Bedingungen für die Gültigkeit des Gesetzes an (E6),*

belegen an Beispielen den aktuellen evolutionären Wandel von Organismen (u.a. mithilfe von Auszügen aus Gendatenbanken) (E2, E5),

Selektionsspiele

Gendrift am Modell

natürliche Variabilität: der Kurs als Modell

z.B. Salamander im Kottenforst, ein Bsp. für sympatrische Artbildung

natürliche Variabilität und Selektion hervorheben

Mutation: z.B. Hox-Gene als Erklärung massiver Veränderungen

Verstärkt auf sprachlichen Ausdruck achten (um typische Fehler,

z.B. „Art passt sich an“, zu vermeiden)

Wie entstehen Arten?

Allopatrische- und

sympatrische Artbildung

adaptive Radiation

erklären Modellvorstellungen zu Artbildungsprozessen (u.a. allopatrische und sympatrische Artbildung) an Beispielen (E6, UF1),

stellen den Vorgang der adaptiven Radiation unter dem Aspekt der Angepasstheit dar (UF2, UF4),

digitale Animationen, zum Beispiel hier:

http://dft.ba/-Artentstehung

http://dft.ba/-Polyploidie

(leider nur auf Englisch)

Was ist die Synthetische Evolutionstheorie?

synthetische Evolutionstheorie

*Kreationismus,

Intelligent Design*

stellen die synthetische Evolutionstheorie zusammenfassend dar (UF2, UF4)

*grenzen die Synthetische Theorie der Evolution gegenüber nicht- naturwissenschaftlichen Positionen zur Entstehung von Artenvielfalt ab und nehmen zu diesen begründet Stellung (B2, K4),*

Vielzahl an wissenschaftlichen Einflüssen hervorheben

Pseudowissenschaft und Wissenschaft abgrenzen

Unterrichtsvorhaben II: Spuren der Evolution – Wie kann man Evolution sichtbar machen?

Inhaltsfeld: IF 6: Evolution, IF 3: Genetik

Inhaltliche Schwerpunkte:

Grundlagen evolutiver Veränderung
Art und Artbildung
Entwicklung der Evolutionstheorie

Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Welche Belege gibt es für die Evolutionstheorie?

Belege anhand von:

Fossilien

Anatomie

Homologie, Analogie

Molekularbiologie (verkürzt)

molekularbiologische Verfahren zur Analyse phylogenetischer Verwandtschaft (ausführlich)

stellen Belege für die Evolution aus verschiedenen Bereichen der Biologie (u.a. Molekularbiologie) adressatengerecht dar (K1, K3),

*beschreiben und erläutern molekulare Verfahren zur Analyse von phylogenetischen Verwandtschaften zwischen Lebewesen (UF1, UF2),*

Fossilien und Reproduktion in Sammlung

Wie kann man anhand von Forschungsdaten Stammbäume erstellen?

deuten Daten zu anatomisch-morphologischen und molekularen Merkmalen von Organismen zum Beleg konvergenter und divergenter Entwicklungen (E5, UF3),

entwickeln und erläutern Hypothesen zu phylogenetischen Stammbäumen auf der Basis von Daten zu anatomisch-morphologischen und molekularen Homologien (E3, E5, K1, K4),

analysieren molekulargenetische Daten und deuten sie im Hinblick auf die Verbreitung von Allelen und Verwandtschaftsbeziehungen von Lebewesen (E5, E6),

Bildmaterial zu Analogien und Homologien

Wirbeltierskelette

Arbeitsblätter und Aufgaben zur Stammbaumerstellung

e.g. Ergebnisse eines Präzipitintests oder einer Cytochrom C AS Sequenz

Wirbeltierevolution

Wie ist die erstaunliche Artenvielfalt auf unserem Planeten zu erklären?

*beschreiben Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen (genetische Variabilität, Artenvielfalt, Vielfalt der Ökosysteme) (UF4, UF1, UF2, UF3),*

*erklären mithilfe molekulargenetischer Modellvorstellungen zur Evolution der Genome die genetische Vielfalt der Lebewesen (K4, E6),*

Bezug zum IF Ökologie herstellen

Bezug zum IF Genetik herstellen

Unterrichtsvorhaben III: Evolution von Sozialstrukturen – Welche Faktoren beeinflussen die Evolution des Sozialverhaltens?

Inhaltsfeld: IF 6: Evolution

Inhaltliche Schwerpunkte:

Evolution und Verhalten

Zeitbedarf: ca. 4 Std. à 45 Minuten

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Welche Vorteile bieten soziale Strukturen aus evolutiver Sicht?

Sozialbiologie

sexuelle Selektion

Coevolution

analysieren anhand von Daten die evolutionäre Entwicklung von Sozialstrukturen (Paarungssysteme, Habitatwahl) unter dem Aspekt der Fitnessmaximierung (E5, UF2, UF4, K4),

wählen angemessene Medien zur Darstellung von Beispielen zur Coevolution aus Zoologie und Botanik aus und präsentieren die Beispiele (K3, UF2),

Grüne Reihe

Modelle und Animationen,

Internetrecherche

Problemorientierter Ansatz gut möglich bei Altruismus / Verwandtenselektion bei staatenbildenden Tieren (Bienen, Nacktmulle)

Unterrichtsvorhaben IV: Humanevolution – Wie entstand der heutige Mensch?

Inhaltsfeld: IF 6: Evolution, IF 3: Genetik

Inhaltliche Schwerpunkte:

Humanevolution

Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Wer sind unsere nächsten Verwandten im Tierreich?

erstellen und analysieren Stammbäume anhand von Daten zur Ermittlung von Verwandtschaftsbeziehungen von Arten (E3, E5),

ordnen den modernen Menschen kriteriengeleitet den Primaten zu (UF3),

molekularbiologische Daten zur Verwandtschaft von Primaten, e.g. Average Distance Verfahren

optional: Zoobesuch

„Evolutionstrends bei Primaten“ (Material der Zooschule Köln)

neben molekularbiologischen Belegen sollte hier auch kurz auf die Primatenevolution sowie auf gemeinsame Merkmale der Primaten eingegangen werden

Wie ist der moderne Mensch entstanden?

diskutieren wissenschaftliche Befunde (u.a. Schlüsselmerkmale) und Hypothesen zur Humanevolution unter dem Aspekt ihrer Vorläufigkeit kritisch-konstruktiv (K4, E7, B4),

bewerten die Problematik des Rasse-Begriffs beim Menschen aus historischer und gesellschaftlicher Sicht und nehmen zum Missbrauch dieses Begriffs aus fachlicher Perspektive Stellung (B1, B3, K4).

optional: Besuch des Neanderthalmuseums in Mettmann

Bildmaterial zur Rassentheorie im Nationalsozialismus, e.g. Rassentafeln

(z.B. hier:

http://dft.ba/-rassenlehre)

Betonung der Vorläufigkeit aufgrund weniger Funde; Beispiel Veraltung der Savannentheorie (aktuell: Sumpf)

Pseudowissenschaft als fachübergreifendes Thema, Rückbezug auch auf Kreationismus

2.2 Grundsätze der fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit

Die Fachkonferenz Biologie folgt den im Schulprogramm verankerten fachmethodischen und fachdidaktischen Grundsätzen. Besonderheiten ergeben sich für die bilingualen Klassen.

Der bilinguale Biologieunterricht (deutsch-englisch)

Nachdem im bilingualen Biologieunterricht der Sekundarstufe I eine breite und fachlich angemessene fremdsprachliche Basis gelegt wurde, stellt Englisch im Unterricht der Sekundarstufe II die überwiegende Lern- und Arbeitssprache dar. Es wird aber sichergestellt, dass die Schülerinnen und Schüler fachsprachliche Begrifflichkeiten sowohl in englischer als auch in deutscher Sprache erlernen, und somit fachliche Zusammenhänge auch in deutscher Sprache wiedergegeben werden können. Hierbei werden z.B. englischsprachige Materialien in deutscher Sprache und deutschsprachige Materialien in der Partnersprache bearbeitet, so dass eine besonders intensive Förderung der selbstständigen Verwendung der Partnersprache gegeben ist.

Im Unterricht erhalten die Schülerinnen und Schüler Hilfsmittel z.B. in Form von fachspezifischen Vokabellisten, um das inhaltliche und sprachliche Verständnis des Materials zu unterstützen. Außerdem erhalten die Schülerinnen und Schüler sprachliche Unterstützungssysteme, um ihre Ergebnisse ausdrücken zu können (z.B. Wortschatz zum Beschreiben und Analysieren von Graphen und Statistiken, Wortschatz zum Darstellen von Versuchsaufbauten und der Auswertung von Versuchen). Mit zunehmendem inhaltlichem und sprachlichem Fortschritt werden diese Unterstützungssysteme abgebaut.

Inhalte / Kompetenzen

Der bilinguale Biologieunterricht in der Sekundarstufe II ist in seinen Anforderungen Zielen, Inhalten und Methoden an die geltenden Richtlinien und Kernlehrpläne Biologie gebunden. Der Biologieunterricht in der Einführungsphase und Qualifikationsphase folgt daher dem oben dargestellten Hauscurriculum.

Bei der Bewertung der Schülerleistungen gelten die von der Fachkonferenz Biologie abgesprochenen Grundsätze der Leistungsbewertung (2.3 Grundsätze der Leistungsbewertung). Bei der Bewertung der Schülerbeiträge im bilingualen Sachfach sind die fachlichen Leistungen entscheidend, wobei die angemessene Verwendung der englischen Fachsprache ein Teil der sachfachlichen Leistungsbewertung ist. und den Grundsätzen der Leistungsbewertung.

Die Schülerinnen und Schüler können das Fach Biologie bilingual als drittes bzw. viertes Abiturfach wählen.

2.3 Grundsätze der Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung

Auf der Grundlage von § 48 SchulG, § 13 APO-GOSt sowie Kapitel 3 des Kernlehrplans Biologie hat die Fachkonferenz im Einklang mit dem entsprechenden schulbezogenen Konzept die nachfolgenden Grundsätze zur Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung beschlossen. Die nachfolgenden Absprachen stellen die Minimalanforderungen an das lerngruppenübergreifende gemeinsame Handeln der Fachgruppenmitglieder dar. Bezogen auf die einzelne Lerngruppe kommen ergänzend weitere der in den Folgeabschnitten genannten Instrumente der Leistungsüberprüfung zum Einsatz.

Die „Sonstige Mitarbeit“ umfasst alle unter 2.3.1 Beurteilungsbereich: Sonstige Mitarbeitgenannten Formen und Kriterien. Die zwei Quartalsnoten pro Halbjahr für die „Sonstige Mitarbeit“ werden zu einer Endnote zusammengefasst. Zusätzlich erbrachte Leistungen wie z.B. Referate werden bei der Notenfindung angemessen berücksichtigt, können aber als einmalige Leistungen nicht die kontinuierliche mündliche Mitarbeit ersetzen. Rückmeldung über die „Sonstige Mitarbeit“ erfolgt in Gesprächen mit dem Fachlehrer zum Ende des Quartals.
Schriftliche Arbeiten werden durch die drei Anforderungsbereiche AFB I (z.B. Wiedergabe von Sachverhalten), AFB II (z.B. Anwendung, Reorganisation und Transfer) und AFB III (z.B. Problemlösung, hypothetisches Denken, Beurteilen) strukturiert. Für Klausuren gilt, dass der Schwerpunkt der zu erbringenden Leistungen im Anforderungsbereich II liegt, bei angemessener Berücksichtigung der Anforderungsbereiche I und III (Differenzierung s.u. 3.3). Dabei soll –ebenso wie im Zentralabitur – der Anteil des Bereiches I deutlich größer sein als der des Bereiches III. Für die Darstellungsleistung werden um die 10 % der Gesamtpunktzahl vergeben. Insgesamt orientieren sich Aufgabenstellung und Punkteverteilung an den Vorgaben für das Zentralabitur.

Im Folgenden werden die Beurteilungsbereiche Sonstige Mitarbeit und Klausuren / Facharbeit kurz dargestellt. Eine detaillierte Übersicht und Erklärung der hier genannten Punkte wird im Dokument ‚Absprachen zur einheitlichen Leistungsbewertung im Fach Biologie am Lessing-Gymnasium Köln‘ gegeben.

2.3.1 Beurteilungsbereich: Sonstige Mitarbeit

Katalog zur Bewertung der „Sonstigen Leistungen im Unterricht“

Die Fachkonferenz Biologie beschließt, aus dem folgenden Katalog Beiträge zur Bewertung von Schülerleistungen in der Sekundarstufe I und II heranzuziehen:

Mündliche Beiträge wie Hypothesenbildung, Lösungsvorschläge, Darstellen von Zusammenhängen oder Bewerten von Ergebnissen
Analyse und Interpretation von Texten, Graphiken und Diagrammen
Qualitatives und quantitatives Beschreiben von Sachverhalten unter korrekter Verwendung der Fachsprache
Selbstständige Planung, Durchführung und Auswertung von Experimenten sowie das Verhalten beim Experimentieren, Grad der Selbständigkeit, Beachtung der Vorgaben, Genauigkeit bei der Durchführung
Erstellen von Produkten (z.B. Dokumentationen zu Aufgaben, Untersuchungen und Experimenten, Präsentationen, Protokolle, Lernplakate und Modelle)
Erstellen und Vortragen eines Referates
Führung eines Heftes oder einer Mappe
Beiträge zur gemeinsamen Gruppenarbeit
Kurze schriftliche oder mündliche Überprüfungen

Das Anfertigen von Hausaufgaben gehört nach § 42 (3) SchG zu den Pflichten der Schülerinnen und Schüler. Hausaufgaben ergänzen die Arbeit im Unterricht. Sie dienen zur Vertiefung des im Unterricht Erarbeiteten sowie zur Vorbereitung des Unterrichts. Die Kontrolle der Hausaufgaben dient der Berichtigung von Fehlern, der Bestätigung konkreter Lösungen sowie der Anerkennung eigenständiger Schülerleistungen. In der Sekundarstufe I können Unterrichtsbeiträge auf der Basis der Hausaufgaben zur Leistungsbewertung herangezogen werden. In der Sekundarstufe II können Hausaufgaben bewertet werden. Dabei ist zu achten auf: inhaltliche Richtigkeit, Vollständigkeit, Art der Darstellung, Art der Ausführung von praktischen Arbeitsaufträgen.

Grundsätze

Die Ergebnisse schriftlicher Überprüfungen und die Note für die Mappenführung dürfen keine bevorzugte Stellung innerhalb der Notengebung haben. Rückmeldung über die Sonstige Mitarbeit erfolgt in regelmäßigen Gesprächen mit dem Fachlehrer.

Die Bewertung der Sonstigen Mitarbeit erfolgt in Bezug auf Qualität, Quantität und Kontinuität der Mitarbeit/Leistungen, anhand folgender Kriterien:

Grad der Kompetenzausprägung in den Kompetenzbereichen des Faches
Problemverständnis
Grad des zielgerichteten Beitragens zur Problemlösung/Bearbeitung der Aufgabe
Anteil von Reproduktion, Anwendung und Transfer, Umfang der Eigentätigkeit und Grad der Selbstständigkeit, Urteilsfähigkeit
Fähigkeit zu zusammenhängender und nachvollziehbarer Darstellung, Sicherheit in fachlicher Terminologie
Maß an Zuverlässigkeit, Ausdauer, Konzentration, Selbstbeherrschung und Ernsthaftigkeit im Sinne der zielstrebigen Aufgabenbewältigung
Team- und Kooperationsfähigkeit

Der Einsatz des schulinternen Rasters (s. Anlage des Leistungskonzeptes) zur Bewertung der „sonstigen Leistungen im Unterricht“ soll erprobt werden. Dies soll den Schülerinnen und Schülern helfen, ihren Lernprozess kriterial geleitet zu reflektieren und im Dialog mit der Lehrerin oder dem Lehrer zu verbessern.

2.3.2 Beurteilungsbereich: Klausuren

Anzahl und Länge der Klausuren

In den Jgst. EF, Q1 und Q2 werden eine der folgenden Tabelle entsprechende Anzahl an Klausuren mit der angegebenen Länge geschrieben, wenn die SuS das Fach Biologie schriftlich gewählt haben:

Jgst.	EF	Q1				Q2
		1. Halbj.		2. Halbj.		1. Halbj.		2. Halbj.
Kurs		GK	LK	GK	LK	GK	LK	GK	LK
Anzahl	1. Hj.: 1 2. Hj.: 2	2	2	2	2	2	2	1	1
Dauer	90 Min	135 Min	135 Min	135 Min	135 Min	135 Min	180 Min	180 Min	255 Min

Aufgabenstellung und –auswahl

2-3 Aufgaben mit je 3-4 Teilaufgaben im Grundkurs und 3-5 Teilaufgaben im Leistungskurs.
Die Inhalte orientieren sich an den Vorgaben der Richtlinien und Lehrpläne im Fach Biologie der Grund- und Leistungskurse. In der Qualifikationsphase sind die Vorgaben für das Zentralabitur zu berücksichtigen.

Anforderung und Bewertung

Die Schwierigkeit der Aufgaben entspricht den Vorgaben des Lehrplans Biologie:

– ca. 25% A I (Wiedergabe von Kenntnissen),

– ca. 55% A II (Anwenden von Kenntnissen) und

– ca. 15% A II (Problemlösen und Werten),

– die Darstellungsleistung zählt im Grundkurs ca. 5%, im Leistungskurs ca. 7%

Die Korrektur der Klausuren erfolgt anhand von transparenten und kritierienorientierten Erwartungshorizonten, die den SuS im Unterricht mindestens in mündlicher Form transparent zu machen sind. Die Notenzuordnung entspricht den jeweiligen Zentralabiturvorgaben (s.u.). Darüber hinaus können Hinweise zur individuellen Lernentwicklung gegeben werden.

Notenpunkte	Note	%
15	1+	95
14	1	90
13	1-	85
12	2+	80
11	2	75
10	2-	70
9	3+	65
8	3	60
7	3-	55
6	4+	50
5	4	45
4	4-	39
3	5+	33
2	5	27
1	5-	20
0	6	0

2.3.3 Beurteilungsbereich: Facharbeit

Grundsätze

Die Facharbeit ersetzt i.d.R. die 4. Klausur in der Q1.

Wenn im Bereich des LKs eine Facharbeit angefertigt wird, muss sie einen praktischen Anteil enthalten (z.B. Beobachtung, Messung, Umfrage, Experiment). Reine Literaturarbeiten sind im LK unzulässig. Für eine Facharbeit im Grundkurs sollte es ebenfalls praktische Anteile geben.

Bewertungskriterien für Facharbeit

Schwerpunkte bei der Bewertung der Facharbeit sind der Inhalt, das methodische Vorgehen, die sprachliche sowie die formale Gestaltung und der Arbeitsprozess. Bei empirischen Facharbeiten empfiehlt sich eine andere Gewichtung der unten aufgeführten Kriterien als bei reinen Literaturarbeiten.

Anhand folgender Kriterien soll die Beurteilung vorgenommen werden:

Inhalt

Entwicklung einer problemorientierten Fragestellung,
fachgerechte Themenauswahl nach Absprache mit dem Fachlehrer,
Übersichtlichkeit im Aufbau der Arbeit und themengerechte Gliederung,
Schlüssigkeit der Gedankenführung,
Umfang und Gründlichkeit der Materialrecherche.

Methodisches Vorgehen

Beherrschung fachspezifischer Methoden,
fachgerechter Ansatz einer Lösung der Problemfragestellung,
wissenschaftliches Arbeiten (u.a. Statistik, Fehleranalyse, Kontrollgruppen).

Sprachliche Gestaltung

Beherrschung der Fachsprache,
Verständlichkeit und Präzision des sprachlichen Ausdrucks,
sinnvolle Einbindung von Materialien und Zitaten in den Text,
grammatische Korrektheit,
Rechtschreibung und Zeichensetzung.

Formale Gestaltung:

gemäß den schulinternen Absprachen.

Arbeitsprozess

Einhalten von Vereinbarungen (z.B. in Bezug auf das vereinbarte Thema),
Fristgerechte Abgabe/Präsentation von Zwischenergebnissen,
Eigenständigkeit in der Themenfindung und Problemlösung.

Das vereinbarte Thema wird zu Beginn der Bearbeitungszeit gemeinsam von Fachlehrer und Schüler schriftlich festgehalten. Die Einreichung eines abweichenden Themas ist unzulässig.

Der Arbeitsfortschritt wird in regelmäßigen Gesprächen mit der betreuenden Lehrkraft protokolliert.

2.3.4. Bildung der Zeugnisnote

Bildung der Jahresnote (Zeugnisnote im Sommer) in der Sek I: Die Leistung im ersten Halbjahr fließt in angemessenen Umfang mit ein.

SII: 50% schriftliche Leistung, 50% mündliche Leistung

Eine rein rechnerische Bildung der Zeugnisnote ist unzulässig; es bleibt ein pädagogischer Spielraum (u.a.Berücksichtigung der Gesamtentwicklung der Schülerin bzw. des Schülers im Halb-/Schuljahr).

2.4 Lehr- und Lernmittel

Für den Biologieunterricht in der Einführungsphase ist bereits ein neues Schulbuch eingeführt worden. Für den Unterricht in der Qualifikationsphase ist derzeit kein neues Schulbuch eingeführt. Über die Einführung eines neuen Lehrwerks ist ggf. nach Vorliegen entsprechender Verlagsprodukte zu beraten und zu entscheiden. Bis zu diesem Zeitpunkt wird auf der Grundlage der zur Verfügung stehenden Lehrwerke die inhaltliche und die kompetenzorientierte Passung vorgenommen, die sich am Kernlehrplan SII orientiert.

Die Schülerinnen und Schüler arbeiten die im Unterricht behandelten Inhalte in häuslicher Arbeit nach. Zu ihrer Unterstützung erhalten sie dazu:

Arbeitsblätter und Thesenpapiere
Entsprechende Hinweise/Linklisten zu geeigneten Animationen, Lernprogrammen, Filmen, usw. die im Internet zugänglich sind
Lehrwerke:

Einführungsphase:

ð Natura: Biologie in der Einführungsphase

Qualifikationsphase

ð Natura: Biologie in der Oberstufe

Zum bilingualen Biologieunterricht

Die Schülerinnen und Schüler arbeiten die im Unterricht behandelten Inhalte in häuslicher Arbeit nach. Zu ihrer Unterstützung erhalten sie dazu:

Arbeitsblätter und Thesenpapiere
Themen- und kompetenzspezifische Vokabellisten
Entsprechende Hinweise/Linklisten zu geeigneten Animationen, Lernprogrammen, Filmen,

usw. die im Internet zugänglich sind

Englisch- und deutschsprachige Lehrwerke

Einführungsphase

ð Natura Biology for Bilingual Classes – Cells and Metabolism

ð Natura: Biologie für die Oberstufe

Qualifikationsphase

ð Natura Biology for Bilingual Classes – Ecology

ð Natura Biology for Bilingual Classes – Genetics

ð Natura Biology for Bilingual Classes – Neurobiology

ð Natura Biology for Bilingual Classes – Evolution

ð Natura: Biologie für die Oberstufe

Weitere Materialien aus englischsprachigen Standardwerken

3 Qualitätssicherung und Evaluation

Evaluation des schulinternen Curriculums

Das schulinterne Curriculum stellt keine starre Größe dar, sondern ist als „lebendes Dokument“ zu betrachten. Dementsprechend werden die Inhalte stetig überprüft, um ggf. Modifikationen vornehmen zu können. Die Fachkonferenz (als professionelle Lerngemeinschaft) trägt durch diesen Prozess zur Qualitätsentwicklung und damit zur Qualitätssicherung des Faches Biologie bei.

Der Prüfmodus erfolgt jährlich. Zu Schuljahresbeginn werden die Erfahrungen des vergangenen Schuljahres in der Fachschaft gesammelt, bewertet und eventuell notwendige Konsequenzen und Handlungsschwerpunkte formuliert.