Bildungsplan 2004 Allgemein bildendes Gymnasium Umsetzungsbeispiel für ein Kerncurriculum im Fach Biologie Standard 10 Beispiel 1 Landesinstitut für Schulentwicklung Qualitätsentwicklung und Evaluation Schulentwicklung und empirische Bildungsforschung Bildungspläne März 2009 Hinweise zur Veröffentlichung von Kerncurricula im Fach Biologie Klasse 9 und 10 Schulische Kerncurricula erheben nicht den Anspruch einer normativen Vorgabe, sie zeigen aber eine mögliche Umsetzung des Bildungsplans. Es handelt sich um Vorschläge, die bei der Erstellung oder Weiterentwicklung eines schul- und facheigenen Kerncurriculums ebenso dienlich sein können wie bei der konkreten Planung des eigenen Unterrichts. Weiterhin enthalten sind Hinweise auf Vertiefungsmöglichkeiten und Ergänzungen für den fächerübergreifenden Unterricht und das Schulcurriculum. Dabei ist zu bedenken, dass Curricula grundsätzlich keine für alle Zeiten abgeschlossenen Produkte sind, sondern sich in einem Entwicklungsprozess befinden, jeweils neuen Situationen vor Ort angepasst und nach Erfahrungswerten fortgeschrieben werden. Sie sind stark an den Kontext der jeweiligen Schule gebunden und müssen auch dort jeweils auf die individuelle Klassensituation bezogen werden. Im Fach Biologie in den Klassen 9 und 10 wird die Struktur des Kerncurriculums maßgeblich von der Kontingentstundentafel in den Naturwissenschaften bestimmt. Stehen nur wenige Stunden für das Fach Biologie zur Verfügung, können über das Kerncurriculum hinausgehende Inhalte und weitere Beispiele zu den Themen des Kerncurriculums nur in einem geringeren Umfang behandelt werden. Die Standards können umgesetzt werden durch Exemplarisches Arbeiten im Hinblick auf die grundlegenden Prinzipien. Bei der Gestaltung des Schulcurriculums werden Vertiefungsaspekte und die Vermittlung von Fach- und Methodenkompetenz berücksichtigt. Die hier dargestellten Kerncurricula können daher nur als Anregung aufgefasst werden, um ein Kerncurriculum zu erstellen, das an die jeweilige Situation der einzelnen Schule angepasst ist. Die Bildungsstandards für Klasse 9 und 10 im Fach Biologie implizieren keine Reihenfolge der Unterrichtsinhalte. Ob das Thema Ökologie zum Beispiel in Klasse 9 oder in Klasse 10 unterrichtet wird, bleibt der Ausgestaltung des Curriculums an der jeweiligen Schule vorbehalten. Umsetzung Kerncurriculum Gymnasium Biologie Standard 10 – mit Hinweisen auf das Schulcurriculum Schulcurriculum Biologie Klasse 9 ca. 60 Stunden (2 Wochenstunden) Beispiel 1 Schwerpunkt: Zelle/ Humanbiologie Die Biologie der Zelle wird in Klasse 9 wieder aufgegriffen und erweitert um die Themen der Zellteilung und Zelldifferenzierung. Die Schülerinnen und Schüler festigen und erweitern die Kompetenz „Mikroskopieren“. Wichtige humanbiologische Themen schließen sich an die Themen der Klasse 7 an. Dabei wird auf eine angemessene Berücksichtigung der Gesundheitserziehung Wert gelegt. Eventuell können schon Inhalte aus dem Curriculum 10 in Klasse 9 vorgezogen werden, um die Klasse 10 zu entlasten. Vorschlag für ein Curriculum Klasse 9 (2 Wochenstunden = 60 Stunden) Std. Kompetenzen Zelluläre Organisation den Ablauf der Mitose beschreiben und 9 ihre Bedeutung erläutern. mikroskopische Präparate von Mitosestadien herstellen und analysieren. Präparate verschiedener Zelltypen herstellen und analysieren. Zelldifferenzierung als Grundlage für die Gewebe- und Organbildung beschreiben. Der Körper des Menschen und …. die Sinnesorgane des Menschen im 2 8 6 Überblick beschreiben Wirkungsprinzip der Sinneszelle beschreiben Aufbau und Funktion des Auges beschreiben Experimente durchführen und auswerten ein Wirbeltierauge präparieren. den Bau und die Bedeutung des Nervensystems beschreiben Inhalte Kerncurrlculum Std. Hinweise zum Schulcurriculum Mitose: Mitosestadien, Ablauf Meiose, Keimzellenbildung R Vergleich Mitose-Meiose Zelldifferenzierung, Zelltypen S/F Systemebenen: Zelle-Gewebe-Organ, Organismus Z 4 Mikroskopieren Vertiefung Präparation eines Organs, Vertiefung des Systembegriffs Sinnesorgane im Überblick Sinneszelle als Signalwandler I/K Aufbau und Funktion Auge S/F Funktionen experimentell: Blinder Fleck Akkommodation, Sehwahrnehmung I/K Präparation Schweineauge 4 1 Überblick Nervensystem: ZNS, Peripheres NS, vegetatives NS Bau einer Nervenzelle, Gehirnteile und ihre Funktion, Rückenmark und Reflexe Vegetatives Nervensystem: Sympathicus und Parasympathicus I/K -1- Experimente Vertiefung: z.B. optische Täuschungen, Farbensehen Ergänzung: Sehfehler Abstimmung mit NwT, Schall und Hören in NWT Experiment Reflex Umsetzung Kerncurriculum Gymnasium Biologie Standard 10 – mit Hinweisen auf das Schulcurriculum 5 2 2 das Wirkungsprinzip der Hormone modellhaft erklären das Regelungsprinzip über fördernde und hemmende Wirkungen erklären die grundlegende Bedeutung des Nerven- und Hormonsystems erläutern Hormonsystem im Überblick Hormone als Botenstoffe Grundprinzip Regulation Blutzuckerregulation Reg Vergleich Nervensystem – Hormonsystem S/F 3 Ergänzung: Schilddrüse, Sexualhormone Ergänzung: Schlüsselreize in der Werbung erklären, wie Störungen zu Krankheiten führen Diabetes 4 Ergänzung: Schilddrüsenkrankheiten, eine ausgewählte Krankheit des Nervensystems Kompetenztraining: Recherche, Referate Energieumwandlung im Muskel, Zellatmung Bezug zur Nahrung E Grundlage für Sport Organ nach Wahl: z.B. Haut, Niere Aufbau und Funktion eines Muskels erklären Aufbau und Funktion eines weiteres Organs experimentell erschließen können 6 3 24 34 Neben den in der Tabelle aufgeführten Kompetenzen können zahlreiche allgemein-pädagogische Ziele erreicht werden: Beobachten, protokollieren, zeichnen, strukturieren, recherchieren, ... Soziales Lernen und Teamfähigkeit wird bei allen Gruppenarbeitsformen gefördert. Der Computer als Arbeitsmittel soll verstärkt von den Schülerinnen und Schüler eingesetzt werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die Informationsbewertung stärker in den Mittelpunkt rückt. Biologische Grundprinzipien Abkürzungen: S/F Struktur und Funktion Z Zelluläre Organisation E Energieumwandlung I/K Information und Kommunikation Reg Regulation R Reproduktion -2- Umsetzung Kerncurriculum Gymnasium Biologie Standard 10 – mit Hinweisen auf das Schulcurriculum Schulcurriculum Biologie Klasse 10 ca. 60 Stunden (2 Wochenstunden) Beispiel 1 Schwerpunkt: Genetik, Ökologie Die Schülerinnen und Schüler gewinnen einen Einblick in die Grundlagen der Vererbung, sie erfassen die Bedeutung der Genetik für die Evolution. Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich mit dem Aufbau und der Veränderung von Ökosystemen. Exemplarisch werden aquatische Ökosysteme betrachtet, das Ökosystem Bach stellt den regionalen Bezug her. Nachhaltigkeit wird als Prinzip aus verschiedenen Perspektiven betrachtet. Vorschlag für ein Curriculum Klasse 10 (2 Wochenstunden = 60 Stunden) Stunden Kompetenzen Inhalte Kerncurriculum Stunden Hinweise zum Schulcurriculum 1 Puzzle, kein Ablauf der Proteinsynthese 1 zusätzliche Beispiele: Mutationen bei Pflanzen, Mutationen bei Tieren zusätzliche Beispiele: Bluterkrankheit, Trisomie 21 Reproduktion und Vererbung 6 Mendelsche Regeln anwenden können 2 1 2 4 2 Aufbau und Funktion der Proteine modellhaft beschreiben DNA und Proteinsynthese modellhaft beschreiben Mutation und Selektion als Evolutionsfaktoren erläutern die Entstehung der Erbkrankheiten erläutern Risiken und Gefahren der Gentechnik abschätzen können (17) Erbgänge: monohybrid, dihybrid, dominantrezessiv, Rückkreuzung einfache Stammbäume R Aufbau der Proteine ohne Formeln Beispiele für Funktionen: Enzyme, Hormone, … S/F DNA-Molekül modellhaft Proteinsynthese als Blackboxmodell R Mutation und Selektion geeignete einfache Beispiele Reg Erbkrankheiten z.B. Mucovsicidose, Bedeutung der genetischen Beratung R Prinzip der Veränderung genetischer Information R 2 (4) Ökologie 6 3 ein schulnahes Ökosystem erkunden Ökologische Daten erfassen die Bedeutung der Energieumwandlung erläutern Grundbegriffe Ökologie Abiotische und biotische Faktoren im Bach W Praktikum Trauzenbach biol. u. chem. Untersuchungen im Wasser Fotosynthese Summengleichung Zellatmung Summengleichung Energieumwandlung E keine Details zum Ablauf der Fotosynthese Aspekte der Energieumwandlung in NwT -3- 2 Flora und Fauna am Bachufer regionale Besonderheiten (Flusskrebs u.a.) 3 Experimente zur Fotosynthese wiederholen Umsetzung Kerncurriculum Gymnasium Biologie Standard 10 – mit Hinweisen auf das Schulcurriculum 2 Diagramme auswerten 2 Biotische Faktoren erläutern 6 den Aufbau eines Ökosystems erläutern 3 Eingriffe in Ökosysteme bewerten 1 2 Ursachen für das Aussterben von Lebewesen erläutern Nachhaltigkeit als Prinzip erfassen den Menschen als Naturgestalter verstehen (25) 42 Abhängigkeit der Fotosyntheserate von verschiedenen Faktoren W, S/F Beispiele für interspezifische und intraspezifische Beziehungen W Vielfalt, Nahrungsnetz, Energiefluss, Kohlenstoffkreislauf See W Veränderung eines Ökosystems durch anthropogene Einflüsse z.B. See – Eutrophierung, Gewässergüte, W Artenschutz an geeigneten Beispielen V 1 Vertiefung: Beschreibung und Deutung eines Diagramms 2 Zusätzliche Beispiele: Brutpflege, Sexualpartner, RäuberBeute, Symbiose; Computersimulation Vertiefung: Bach Wiederholung: Bestimmungsschlüssel aus NWT Chemie Standards 10 Kohlenstoffkreislauf Kläranlage Chemie Standards 10 1 regionale Aspekte: z.B. Waldrapp (Naturparkzentrum) Dreieck der Nachhaltigkeit Zeitliche und räumliche Dimension, Globale Umweltprobleme W 2 Zusammenarbeit mit GK, EK, Eth, Rel, D Kompetenztraining: Internetrecherche, Diskussion (Kompetenzbereich Bewertung) z.B. Treibhauseffekt 2 1 (14) 18 Neben den in der Tabelle aufgeführten Kompetenzen können zahlreiche allgemein-pädagogische Ziele erreicht werden: Beobachten, experimentieren, Daten erfassen, protokollieren, strukturieren, recherchieren, ... Soziales Lernen und Teamfähigkeit wird bei allen Gruppenarbeitsformen gefördert. Die Fähigkeit einzeln und in der Gruppe zu präsentieren wird weiter entwickelt und verbessert. Im Hinblick auf die Kursstufe werden die Schülerinnen und Schüler dazu angeleitet, die Fachsprache angemessen zu verwenden. Begriffe aus den anderen naturwissenschaftlichen Fächern werden im Fach Biologie angewendet und vertieft, insbesondere der Energiebegriff. Biologische Grundprinzipien Abkürzungen: S/F Struktur und Funktion Z Zelluläre Organisation E Energieumwandlung I/K Information und Kommunikation Reg Regulation R Reproduktion -4- Umsetzung Kerncurriculum Gymnasium Biologie Standard 10 – mit Hinweisen auf das Schulcurriculum Bezüge zu anderen Fächern, die für das Fach Biologie in Klasse 9/10 relevant sind Standards Chemie Klasse 10 Unterscheidung der Ebenen: Phänomene (Stoffe) und Modelle (Teilchen), anorganische und organische Stoffe, Summenformeln, Ionenschreibweise, Salze, Redoxreaktion, Kohlenstoffkreislauf, Glucose, nicht verbindlich: Salpetersäure - Nitrat, Phosporsäure – Phosphat, Oxidationszahlen, Stärke, Cellulose Standards Physik Klasse 10 Standards Deutsch Klasse 10 Energie, Energieerhaltung, Entropie, Energietransport (mechanisch, elektrisch, thermisch), Treibhauseffekt, Solarzelle Fachsprache und Standardsprache Beobachtung und Erklärung unterscheiden, Wahrnehmung und Messung, Zusammenhänge zwischen Größen unterscheiden nicht mehr verwenden: Begriffe Wärme, Arbeit Textanalyse Standards GWG Klasse 8 und 10 Protokoll, Zitieren GWG Klasse 8 Nachhaltigkeit in einer globalisierten Welt verschiedene Präsentationstechniken Klasse 10: Integrative Module: Nachhaltigkeit - Agenda 21 EK: Atmosphäre Strahlungshaushalt, Klimafaktoren, Schutz der Erdatmosphäre Wirtschaft: Wirtschaftsordnung, Wirtschaftkreislauf Standards kath. Religion kath Klasse 10 Leben in der einen Welt, Bewahrung der Schöpfung Standards Ethik Klasse 8 und 10 Klasse 8: Bedeutung der Natur für den Menschen , Notwendigkeit, mit der Natur verantwortungsvoll umzugehen Klasse 10: anthropozentrische und physiozentrische Einstellungen zur Natur -5-