Vorschlag für ein schuleigenes Curriculum Klassenstufe 9/10 Grundlage: Zweite Progressionsstufe im Kernlehrplan 2011 für die Realschule in NRW Inhaltsfelder und Kapitel im Schülerbuch Der Kernlehrplan weist für die zweite Progressionsstufe fünf Inhaltsfelder plus das Inhaltsfeld Sexualerziehung auf. Biologie heute 3 aktuell umfasst die Inhaltsfelder Gene und Vererbung, Evolution – Vielfalt und Veränderung sowie Stationen eines Lebens. Die inhaltlichen Schwerpunkte können anhand verschiedener möglicher Zusammenhänge erarbeitet werden. Biologie heute 3 aktuell macht in den Kapiteln des Schülerbandes Vorschläge für solche Kontexte. In den einzelnen Kapiteln werden dabei verpflichtende inhaltliche Schwerpunkte präsentiert. Darüber hinaus bieten die einzelnen Kapitel weiteres Material für die Gestaltung des schuleigenen Curriculums und natürlich auch für den individuellen Unterricht. Ebenfalls bietet das Buch Möglichkeiten zur Vertiefung und zur inneren Differenzierung. Kompetenzentwicklung und Basiskonzepte Der Kernlehrplan gliedert die geforderten Kompetenzen in vier Bereiche: Umgang mit Fachwissen (UF 1–4), Erkenntnisgewinnung (E 1–9), Kommunikation (K 1–9) und Bewerten (B 1–3). Im Unterricht wird man sicherlich nicht in jeder Stunde alle Kompetenzen gleichmäßig vermitteln können, sondern man wird Schwerpunkte setzen. Solche Schwerpunkte finden sich auch im folgenden Vorschlag für ein schuleigenes Curriculum. Die folgenden Kompetenzen werden sicherlich bei der Arbeit mit den Informationstexten des Buches und bei der Bearbeitung der vielfältigen Aufgaben wiederkehrend in zahlreichen Unterrichtssituationen gefördert werden: 933.646 - UF1 UF2 E2 E4 E9 K1 K5 K7 K8 K9 B3 Fakten wiedergeben und erläutern Konzepte unterscheiden und auswählen (Fachbegriffe verwenden) Bewusst wahrnehmen (beobachten und Beobachtungen beschreiben) Untersuchungen und Experimente planen Arbeits- und Denkweisen reflektieren Texte lesen (Informationstexte im Schulbuch) und erstellen (schriftliche Aufgabenbearbeitungen) Recherchieren: Selbstständig Informationen aus verschiedenen Quellen beschaffen, zusammenfasen und auswerten Sachverhalte und Ergebnisse nachvollziehbar beschreiben und begründen (Vorstellen von Arbeitsergebnissen) Zuhören, hinterfragen (Gruppenarbeit, Klassengespräch, Schüler-Präsentationen) Kooperieren und im Team arbeiten (Gruppenarbeit) Werte und Normen berücksichtigen Die Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung werden im Stoffverteilungsplan den Inhaltsfeldern und bestimmten Kapiteln zugeordnet und besonders herausgestellt. In Kurzform sind auch Einzelkompetenzen in Bezug auf bestimmte Seiten im Schülerband ausgewiesen. In den einzelnen Kapiteln sind jeweils auch Beispiele für die Anwendung der Basiskonzepte aufgeführt. –1– Inhaltsfeld 9 Stationen eines Lebens Kontext: Seiten 6–7 8–9 10–11 12 13 14–15 16 17 18 19 20–21 Die Zelle als selbstständiges System Titel / inhaltliche Schwerpunkte Die Zelle – ein selbstständiges System Was leisten Elektronenmikroskope? Pflanzen- und Tierzellen unter dem Elektronenmikroskop Einzeller und höhere Organismen Basiskonzept „System“ – Zellarten Zellkern und Transportsysteme übernehmen verschiedene Aufgaben Mitochondrien – „Kraftwerke“ der Zelle Chloroplasten nutzen die Lichtenergie Basiskonzept „Struktur und Funktion“ – Oberflächenvergrößerung Methode: Mit Modellen arbeiten – Biomembranen Gene enthalten den Erbcode Vom Gen zum Protein 23 Praktikum: Erbinformation 24 25 Prüfe dein Wissen Bio kompakt E1 UF1, E2, E6, K1, K7 UF1-4; K1–2, K6–7 UF1–4; E7–8; K1–2, K6–7 UF 4 UF1; K1–2, K6–7 UF1; K1-2, K6–7 UF1; K1–2, K6–7 UF4 E7–9; K7 Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung UF1 Fakten wiedergeben und erläutern (Zellaufbau beschreiben und erläutern) UF3 Sachverhalte ordnen und strukturieren (Bau, Funktion von Zellorganellen beschreiben und deren Zusammenwirken erläutern) UF4 Wissen vernetzen (Zellstrukturen und ihre Funktionen mit den Vorgängen in Organen vernetzen) E5–6 Untersuchungen und Experimente durchführen und auswerten (Beobachtungen bei mikroskopischen Untersuchungen deuten) E7–8 Modelle auswählen und anwenden (Modelle für Zellen oder Gewebe auswählen und Modellgrenzen erkennen) K1, K6–7 Texte lesen und erstellen, Informationen umsetzen und beschreiben, präsentieren und begründen (z. B. Weg von der DNA zum Merkmal vereinfacht beschreiben) UF1; UF3–4; K1–2, K7 UF1, UF3–4; K1–2, K7 UF4; E1–6; K3–K4, K7 UF1–4; K1, K7 UF4 933.646 22 vertiefte Kompetenzen –2– Entwicklung der Basiskonzepte Struktur und Funktion: Funktion der Zellorganellen, Vergrößerung der Oberfläche, Zelldifferenzierung, SchlüsselSchloss-Prinzip System: Zellen, Gewebe, Organe, Organsysteme, Organismus, DNA, Identische Verdoppelung der DNA, Proteine, Enzyme Entwicklung: Zelldifferenzierung Inhaltsfeld 7: Gene und Vererbung Kontexte: Seiten 26–27 28 29 30 31 32 33 34 35 36–37 38–40 40 41 42–43 933.646 44 45 46 47 48–49 Familie und Verwandtschaft Gentechnik Titel / inhaltliche Schwerpunkte Gene und Vererbung Warum sehen Nachkommen ihren Eltern ähnlich? Bioskop: Vererbung von Merkmalen Feinbau der Chromosomen Praktikum: Gewinnung von Erbsubstanz Kein Wachstum ohne Teilung Keimzellen werden anders gebildet als Körperzellen Genaustausch durch Crossing over Praktikum: Arbeiten mit Modellen – Chromosomen Methode: Präsentieren mit dem Computer Mendel entdeckte die Erbregeln Exkurs: Rückkreuzung Erbanlagen können kombiniert werden Praktikum: Vererbung Nicht immer wird nach Mendel vererbt Mutationen – „Druckfehler“ in der Erbinformation Mutagene bedrohen unsere Gesundheit Bedeutung von Mutationen Modifikationen – Einflüsse der Umwelt vertiefte Kompetenzen E1 UF1–3; E1–3; K7–8 UF1–2; K1–2 UF1–2; E8; K1–2 UF4; E1–6; K3–4, K7 UF1–4; K1–2, K7–8 UF1–4; K1–2, K7–8 UF1–2; K1–2, K7 UF4; E1–2, E7–8; K7, K9 UF1–4; K1–2, K4–7; B1–3 UF1–4; E1, E9; K1, K7 UF4 UF1–4; E1, E9; K1, K7 UF4; E1–2, E7–8; K4, K7, K9 UF1, UF4; K1–2, K7 UF1–4; K8; B1–3 UF1–4; K8; B1–3 UF1–4; K8; B1–3 UF1–4; E1–3; K1–2, K5–7; B1–2 Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung UF1 Fakten wiedergeben und erläutern (z. B. Ablauf von Meiose und Mitose oder Erbgänge nach Mendel anhand von Beispielen aus der Tierund Pflanzenwelt erläutern) UF2 Konzepte unterscheiden und auswählen (z. B. vom Gen zum Merkmal; Wirkung von Mutagenen, Methoden in der Tier- und Pflanzenzucht) UF3 Sachverhalte ordnen und strukturieren (z. B. Feinbau der Chromosomen;) E1–3 Fragestellungen erkennen; bewusst wahrnehmen und beobachten; Hypothesen entwickeln (Trisomie 21, Karyogramm) E7–8 Modelle auswählen und anwenden (Modelle zum DNA-Aufbau und zur Meiose und Mitose beschreiben; Modellgrenzen erkennen und aufzeigen) E9 Arbeits- und Denkweisen reflektieren (am Beispiel der Erkenntnisse Mendels den Unterschied zwischen Gesetzen und Regeln erklären) K1 Texte lesen und erstellen (z. B. in einem Sachtext Ablauf von Mitose und Meiose strukturiert darstellen) K5–7 Recherchieren; Informationen umsetzen und beschreiben, präsentieren und begründen (z. B. Chromosomen- und DNA-Aufbau fachlich korrekt darstellen und präsentieren) B1–3 Bewertungen an Kriterien orientieren; argumentieren und Position beziehen; Werte und Normen berücksichtigen (z. B. Unterscheidung zwischen Wert- und Sachurteilen; Mutationen als wertfreie Veränderungen erklären; gegensätzliche Positionen zur Gentechnik darstellen und einen eigenen Standpunkt beziehen) –3– Entwicklung der Basiskonzepte Struktur und Funktion: Feinbau der Chromosomen, DNA-Verdoppelung, Proteinbiosynthese, Gentechnik System: DNA, Chromosomenverteilung bei Meiose und Mitose Entwicklung: Mitose und Meiose, Mendelsche Regeln, Mutation und Modifikation, mutagene Substanzen, Tier- und Pflanzenzüchtung, Gentechnik Seiten 50 51 52–53 54 55 56–57 58–59 60 61 62 63 64–65 Methoden der Erbforschung Erbe und Umwelt: Methoden der Zwillingsforschung Erbregeln gelten auch für den Menschen Exkurs: HUGO entschlüsselt das menschlich Erbgut Stammzellenforschung – Hoffnung für die Zukunft? Züchtung durch Auslese und Kreuzung Biotechnik in der Tier- und Pflanzenzucht Das Prinzip der Gentechnik Methode: Biologische Sachverhalte verstehen und bewerten Exkurs: Was ist Gen-Food? Gentechnik – Chancen und Risiken Methode: Eine Facharbeit schreiben Prüfe dein Wissen Bio kompakt vertiefte Kompetenzen UF1–3; K1–2, K7; B3 UF1–3; K1–2, K7; B3 UF1, UF3–4; E8; K7–8 UF1, UF4; E9; K1–2, K5–8 UF1–4; E9; K5–8, B1–3 UF1–4; K5–9 UF1–4; K5–9; B1–3 UF1–4; E7–8; K1–2, K5–9; B1–3 UF3; K1–2, K4–7 Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung UF4; B1–3 UF3–4; K4–9; B1–3 UF1–4; E1–9; K1–7; B1–2 UF1–4; K1, K7 UF4 933.646 66 67 Titel / inhaltliche Schwerpunkte –4– Entwicklung der Basiskonzepte Inhaltsfeld 9: Stationen eines Lebens Kontexte: Seiten Titel / inhaltliche Schwerpunkte 68–69 70 Stationen eines Lebens Keimesentwicklung und Embryonalphasen Vorgeburtliche Untersuchungen 72 73 74–75 76–77 78 79 80–81 82 83 84 85 86–87 933.646 Pränatale Diagnostik Organspenden Lernen 87 88–89 90 Präimplantationsdiagnostik in der Diskussion Lebensalter des Menschen Bei Nierenfunktionsstörungen hilft die Dialyse Organtransplantationen können Menschenleben retten Methode: Arbeitsteilige Gruppenarbeit zur Organspende Ein Nachrichtennetz im Körper Das Rückenmark – Schaltzentrale für Reflexe Das Gehirn – übergeordnete Schaltzentrale Steuerung ohne Willen – das vegetative Nervensystem Bioskop: Krankheiten und Schädigungen des Nervensystems Was schon der Säugling alles kann Exkurs: „Schnulleralarm“ im Forschungslabor Lernen – ein Leben lang Methode: Das Lernen lernen vertiefte Kompetenzen E1 UF1–3; K1–2; B1 UF1–3; K1, K7; B1–3 UF1–3; E1, E9; K5–8; B1–3 UF1–3; K1–2, K5–9 UF1–4; K1–2; B1 K5–9; B1–3 UF1–4; K1–2, K4–7; B1–3 UF1-4; E2; K1–2, K5–7 UF1–4; E2; K1–2, K5–9 UF1–4; K1–2, K5–9 UF1–4; K5–9 UF1–2; K1–2 UF1–3; K1–2; B1–3 UF4; E7–8 UF1–4; K1–2, K5–9; B1 UF1–4; E9; K1–2, K6 Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung UF1 Fakten wiedergeben und erläutern (z. B. Bedeutung der Stammzellenforschung erklären, Bau und Funktion von Nervenzellen beschreiben) UF2 Konzepte unterscheiden und auswählen (autonomes und vegetatives Nervensystem) UF3 Sachverhalte ordnen und strukturieren (z. B. Entwicklung des Menschen von der Befruchtung bis zum Tod beschreiben;) UF4 Wissen vernetzen (z. B. Bau, Funktionsweise und Aufgaben der Nieren im menschlichen Körper fachgerecht darstellen) E1–6 Fragestellungen erkennen, bewusst wahrnehmen, Hypothesen entwickeln, Untersuchungen und Experimente planen und durchführen (z. B. Reflexe, Reiz-Reaktions-Schemata mithilfe einfacher Experimente überprüfen E9 Arbeits- und Denkweisen reflektieren (Präimplantationsdiagnostik) K3–4 Untersuchungen dokumentieren, Daten aufzeichnen und darstellen (Versuche zum Thema Lernen und Gedächtnis, Organspende) K7–9 Beschreiben, präsentieren und begründen ; zuhören, hinterfragen, kooperieren und im Team arbeiten (z. B. Schutz von Embryo und Fetus, Organtransplantationen) B1–3 Bewertungen an Kriterien orientieren, argumentieren und Position beziehen, Werte und Normen berücksichtigen (Embryonenschutzgesetz, künstliche Befruchtung, Einfluss der Lebensweise auf die Gesundheit, Gefahren durch Drogenkonsum) –5– Entwicklung der Basiskonzepte Struktur und Funktion: Nervenzellen, Synapsen, Klonen System: Nerven und Nervensystem, Rückenmark, Gehirnfunktionen, Künstliche Befruchtung, Organtransplantationen, Nieren Entwicklung: Embryonen, Stammzellen, Gedächtnisleistungen, Gefahren des Drogenkonsums Seiten 91 92–93 94–95 96–98 98 99 100 101 102 103 Praktikum: Lernen und Gedächtnis Menschen leben zusammen Der Mensch lässt sich beeinflussen Süchtig – wonach? Exkurs: Spielsüchtig Drogen als Flucht in eine Traumwelt Sind legale Drogen harmlos? Wo finde ich Hilfe bei Drogenproblemen? Bioskop: Drogen Exkurs: 20 Jahre Drogenkonsum – Ein Erfahrungsbericht Prüfe dein Wissen Bio kompakt vertiefte Kompetenzen UF4; E1–2, E3–6; K4, K7, K9; B1 UF1, UF3, UF4; E2–3; B1–2 UF4; E2; K3–4, K7 UF1–4; K5–9; B1–3 UF4 UF1; K1–2, K5–9 UF1–4; K5–9; B1–3 UF4, K5-7 UF1–2; K1–2 UF4; E2–3; K6–9; B1–3 UF1–4; K1, K7 UF4 Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung 933.646 104 105 Titel / inhaltliche Schwerpunkte –6– Entwicklung der Basiskonzepte Inhaltsfeld 8: Evolution – Vielfalt und Veränderung Kontexte: Seiten 106–107 108–109 110 110 111 112–113 114 115 116 117 118–119 119 120 121 122 123 933.646 124–125 126 127 128–129 Lebewesen und Lebensräume – ständig in Veränderung Die Entwicklung zum modernen Menschen Titel / inhaltliche Schwerpunkte Evolution – Vielfalt und Veränderung Fossilien – Zeugen des Lebens vergangener Zeiten Altersbestimmung von Fossilien Praktikum: Herstellung eines Fossilienmodells Wie könnte das erste Leben entstanden sein? Einordnung der Funde im Erdzeitalter Pflanzen erobern das Land Tiere erobern das Land Mosaikformen geben Rätsel auf Vom Urpferd zum heutigen Pferd Nur ähnlich oder verwandt? Exkurs: Atavismen Bioskop: Lebende Zeugen der Vergangenheit Verhaltensähnlichkeiten können auf eine Verwandtschaft hinweisen Exkurs: Biochemische Verwandtschaften Exkurs: Verwandtschaftsnachweis durch DNA-Vergleich Die Entwicklung der Evolutionstheorien Evolutionstheorie im Streit der Meinungen Basiskonzept „Entwicklung“ – Die Entstehung der Arten Die Entstehung neuer Arten vertiefte Kompetenzen E1 UF1–4; K5–9 UF1; E1–3; K1–2 UF4; E4–7; K7; B1 UF1–4; K1–2, K7 UF1–4; K1–2, K7 UF1–4; K1–2, K5–7 UF1–4; K1–2, K7 UF1–4; K5–7 UF1, UF4; E1–3; K5–7 UF1–4; K5–7; B1 UF4 UF1–2; K1–2 UF4; E1–3, E9; K5–8 UF1; UF3–4 UF4 UF1; UF4; E9; K5–9 UF4; E9; K7 UF4 UF1–4; E9; K5–9 Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung UF1, UF3 Fakten wiedergeben und erläutern / Sachverhalte ordnen und strukturieren (Ähnlichkeiten verwandter Lebewesen beschreiben und erklären, Lebewesen ordnen, Stammbäume erklären, Mutation und Selektion als Voraussetzung der Evolution angeben und beschreiben) UF2 Konzepte unterscheiden und auswählen (z. B. Artenbildung mit Variabilität und Angepasstheit erläutern) UF3 Wissen vernetzen (z. B. Fossilienentstehung beschreiben, Lebewesen zeitgeschichtlich einordnen) E3 Hypothesen entwickeln (z. B. durch den Vergleich von Wirbeltierskeletten und Fossilienfunden einen einfachen Stammbaum der Wirbeltiere entwickeln, E7 Modelle auswählen und Modellgrenzen angeben (z. B. Zusammenhang zwischen der Fitness und der Angepasstheit eines Lebewesens an einen Lebens-raum erläutern) K1–2, K5–9 Texte lesen und erstellen; Informationen identifizieren; recherchieren; Informationen umsetzen; beschreiben, präsentieren, umsetzen; zuhören und hinterfragen; kooperieren und im Team arbeiten (z. B. Informationen zur Entstehung und Entwicklung des Lebens auf der Erde sammeln und in geeigneter Form graphisch darstellen) B2–3 argumentieren und Position beziehen; Werte und Normen berücksichtigen (z. B. nichtwissenschaftliche Vorstellungen zur Entwicklung der Lebewesen von der Evolutionstheorie abgrenzen; den ideologischen Missbrauch der Evolutionstheorie Darwins z. B. im Nationalsozialismus erkennen und bewerten) –7– Entwicklung der Basiskonzepte Struktur und Funktion: Skelette von Wirbeltieren, analoge und homologe Organe, Entwicklung des aufrechten Gangs beim Menschen System: Fossilien, Artenvielfalt, Selektion, Isolation und Mutation, Evolution und Ökosysteme Entwicklung: Bildung der Arten, Entwicklung zum Landleben, Stammbäume, Evolution der Wirbeltiere, Fitness, Evolutionstheorien Seiten Titel / inhaltliche Schwerpunkte 130 131 Darwin – missverstanden und missbraucht Praktikum: Evolutionsspiel Der Neandertaler – ein Knochenfund verändert die Welt Von Menschenaffen und Menschen Wege zum heutigen Mensch Die kulturelle Entwicklung und Zukunft des Menschen Die heutige Erdbevölkerung und ihre Konflikte Methode: Mit Simulationsprogrammen arbeiten Exkurs: Methoden der modernen Archäologie Exkurs: Ötzi – der Mann aus dem Eis Prüfe dein Wissen Bio kompakt 132 133 134–137 138–139 140–141 142–143 144 Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung UF1–4; E1–3; K5–9 UF4; E1–3; K5–9 UF4; K5–9; B1–3 UF4; K5–7; B1–3 E7–8 UF4; E9; B1 UF4, B1 UF1–4; K1, K7 UF4 933.646 145 146 147 vertiefte Kompetenzen UF4; K5–6; B1–3 UF4; E7–9 UF1–4; E1–3; K5–9 –8– Entwicklung der Basiskonzepte Zusatzkapitel: Verhaltensweisen bei Tieren Kontexte: Seiten 148–149 150–151 152 153 154–155 155 156–157 158–159 160 Titel / inhaltliche Schwerpunkte Verhaltensweisen bei Tieren Grundlagen der Verhaltensforschung Fortpflanzungsverhalten bei Stichlingen Angeborenes und erlerntes Verhalten Wie Tiere lernen Exkurs: Prägung – ein besonderer Lernvorgang Tiere können einsichtig handeln Wie Tiere zusammenleben Methode: Arbeitsweisen der Verhaltensforschung Prüfe dein Wissen Bio kompakt vertiefte Kompetenzen E1 UF1, UF3; E6; K1–2, K6–7 UF3; E3; K7 UF1–4; E3; K5–9 UF3–4; E3, E6; K5–9 UF4 UF4; E3, E6; K7; B1–2 UF1–4; K1–2, K5–9 UF4; E4–6; K7; B1 UF1–4; K1, K7 UF4 Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung UF1, UF3 Fakten wiedergeben und erläutern / Sachverhalte ordnen und strukturieren (z. B. angeborene und erlernte Verhaltensweisen beschreiben und voneinander abgrenzen) E3–6 Untersuchungen und Experimente planen, durchführen und auswerten (beobachten einer Tierart, Ergebnisse mit biologischen Fachbegriffen beschreiben) K5–9 Informationen umsetzen, beschreiben, präsentieren begründen, Zuhören, hinterfragen, kooperieren und im Team arbeiten (z. B. Handlungsablauf einer Instinkthandlung darstellen und präsentieren; Kaspar-Hauser-Versuche, Lernarten) B1–2 Bewertungen an Kriterien orientieren, Argumentieren und Position beziehen (einsichtiges Verhalten gegenüber angeborenen und erlernten Verhaltensweisen abgrenzen) 933.646 161 161 Lerntheorien Formen des Zusammenlebens –9– Entwicklung der Basiskonzepte Struktur und Funktion: Rangordnung, Imponierverhalten, Drohverhalten, Demutsverhalten System: Individualisierter Verband, offene und geschlossene anonyme Verbände, Aggregation, Insektenstaaten Entwicklung: Lernarten bei Tieren, Instinktverhalten, einsichtiges Verhalten