„ Menschen verändern die Umwelt - Greenhouse

Lichtenbergschule Darmstadt
Gymnasium
Wilfried Krug-Kübler
Christiane Kübler
„ Menschen verändern die Umwelt Greenhouse-Effect and Global Warming „
eine fächerverbindende Unterrichtsreihe in Biologie und Physik der Jahrgangsstufe 7
( bilingualer Schulzweig ) an der Lichtenbergschule ( Gymnasium ) in Darmstadt
- durchgeführt an der Lichtenbergschule Darmstadt im Zeitraum 21.2. – 23.3.2005
- Klasse 7b (bilingualer Schulzweig) mit 32 SchülerInnen
-
Verantwortliche Lehrkräfte: Wilfried Krug-Kübler ( Physik )
Christiane Kübler ( Biologie )
-
Evaluationsgegenstand: Fächerverbindender Aspekt der Unterrichtsreihe
Darmstadt, im April 2005
2
Kurzfassung Evaluationsbericht ( Abstract )
Vorhaben : Fächerverbindender, bilingualer Projektunterricht in Biologie u. Physik der
Jahrgangsstufe 7
Thema der Unterrichtseinheit: „Menschen verändern die Umwelt Greenhouse Effect and Global Warming”
Evaluationsfrage : Bringt eine projektbezogene Zusammenarbeit der Fächer Physik und
Biologie am Beispiel des gemeinsam durchgeführten Projektunterrichts
entscheidende Vorteile für den Lernerfolg ?
Projektzeitraum : 21. Februar – 23. März 2005
Teilnehmer : 32 SchülerInnen der Klasse 7b (bilingualer Schulzweig)
Christiane Kübler ( Fachlehrerin Biologie )
Wilfried Krug-Kübler ( Fachlehrer Physik )
Lichtenbergschule Darmstadt ( Gymnasium )
Ziele : Ziel der Unterrichtsreihe „Greenhouse-Effect and global warming“ ist es, den
Schülern die Bedeutung des künstlich (durch die Menschen) verstärkten
Treibhauseffekts und die daraus folgende globale Erwärmung der Erdatmosphäre
bewusst zu machen.
Rechtfertigung der Ziele : Im Sinne des europäischen Curriculums sollen die Schüler durch
Analyse der Veränderungen der Umwelt und den Umgang des
Menschen mit den natürlichen Ressourcen einen Einstieg in
vernetzte Denkweisen und globale Dimensionen erhalten.
Geplante LRS – Aktivitäten : keine
Erfolgskriterien : Die möglichen katastrophalen Konsequenzen sollen bewusst gemacht
werden und Reaktionen bzw. Handlungen bei den Schülern bewirken, die
der fortschreitenden globalen Erwärmung entgegenwirken können. Die
Schüler sollen das Problem nicht mehr als ein Problem der Fächer Physik
bzw. Biologie sondern als übergeordnetes globales Problem ansehen.
Indikatoren : - Schüler wissen mehr als früher über den künstlichen Treibhauseffekt und die
globale Erwärmung
- Posterpräsentationen
- Rede und Antwort zu Fragen aus dem Projekt stehen (Interviews)
- Verzahnung der beiden Fächer Biologie und Physik soll im Bewusstsein der
Schüler erkennbar werden
- Problematik der globalen Erwärmung als übergeordnetes Problemthema
erkennen
- gutes Ergebnis eines schriftlichen Tests, einer Umfrage zur Gruppenarbeit
Datenerhebung / Methoden : Experimente, Internetrecherchen, Poster, Tests, Umfragen
Ergebnisse : projektbezogene, fächerverbindende Zusammenarbeit war sehr vorteilhaft und
durchweg positiv zu bewerten , Praxis sollte beibehalten werden
3
Inhaltsverzeichnis :
1. Beschreibung des Unterrichtsprojekts
1.1
1.2
1.3
1.4
Ziele des Projekts
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Evaluationskriterien ( Bezug zu den Leitzielen)
Indikatoren und ausgewählte Instrumente (methodische Verfahrensweise)
2. Durchführung der Unterrichtseinheit
2.1 Erfahrungen und Darstellung von Daten
2.2 Interpretation der Daten
3.
Reflexion der Erfahrungen und Erhebungen
3.1. Was ist gut gelungen ?
3.2. Welche Probleme sind aufgetreten ?
3.3. Was war überraschend ?
4.
Vorausblick
4.1. Konsequenzen für künftige Unterrichtseinheiten / Projekte
5. Anhang
-
Arbeitsblätter
Abschlusstest
Posterbeispiele der Schülerpräsentationen
Kurzfassung des Projektberichtes (Abstract)
4
1. Beschreibung des Unterrichtsprojekts
1.1 Ziele des Projekts
-
Ziel der Unterrichtsreihe „Greenhouse-Effect and global warming“ ist es, den
Schülern die Bedeutung des künstlich (durch die Menschen) verstärkten
Treibhauseffekts und die daraus folgende globale Erwärmung der
Erdatmosphäre bewusst zu machen.
-
Die Schüler sollen Kenntnisse über die Ausbreitung von Wärme erhalten.
Diese Kenntnisse sollen auf globale Systeme übertragen werden.
Die globale Erwärmung soll untersucht werden.
Ursachen der globalen Erwärmung sollen festgestellt werden .
-
Die möglichen katastrophalen Konsequenzen sollen bewusst gemacht werden und
Reaktionen bzw. Handlungen bei den Schülern bewirken, die der fortschreitenden
globalen Erwärmung entgegenwirken können. Die Schüler sollen das Problem nicht
mehr als ein Problem der Fächer Physik bzw. Biologie sondern als übergeordnetes
globales Problem ansehen.
-
Fächerverbindend zur Biologie sollen Kohlendioxid-Produktion, Fotosynthese,
Regenwald als bedeutend für die Kohlendioxid-Aufnahme untersucht werden.
1.2 Beschreibung der Unterrichtseinheit
Einordnung der Unterrichtseinheit in den hessischen Rahmenlehrplan
(Bildungsgang Gymnasium) :
Physik:
Im Physik-Unterricht der Jahrgangsstufe 7 des hessischen Lehrplans sind die
Lernbereiche „Optik - Wärmelehre - Elektrizitätslehre - Mechanik“ verbindlich
vorgesehen.
Verbindliche Unterrichtsinhalte im Bereich Wärmelehre sind der
Temperaturbegriff, Ausdehnungsverhalten von festen, flüssigen und gasförmigen
Körpern und die Messung der Temperatur, das Teilchenbild der Materie ,
Temperaturänderungen und die Wärmeausbreitung. Mit Kenntnissen zur
Wärmeausbreitung kann hier eine Vertiefung zum Thema Treibhauseffekt und
globale Erwärmung durchgeführt werden.
Biologie:
Im Biologie-Unterricht der Jahrgangsstufe 7 des hessischen Lehrplans sind die
Lernbereiche „Zellen und Gewebe – Einführung in die Mikroskopie“, „Fotosynthese
und Zellatmung“ sowie „Ökosysteme – Wald oder Gewässer“ vorgesehen.
Eine Eingliederung des Themas bietet sich in der Reihe „Fotosynthese und
Zellatmung“ an, da im Anschluss an die experimentelle Erarbeitung von Edukten
und Produkten der Fotosynthese (Kohlenstoffdioxid und Wasser bzw. Sauerstoff und
Stärke) Folgen von durch Menschen bedingten Veränderungen im Gleichgewicht
von Fotosynthese und Atmung bearbeitet werden können.
5
Einordnung der U-Einheit in die Jahrgangsstufenthematik des Curriculums für die
Europäische Dimension und das interkulturelle Lernen an den Hessischen
Europaschulen in der Jahrgangsstufe 7:
„Die europäische und globale Dimension der mathematisch-naturwissenschaftlichen
Bildung gewinnt in den Jahrgangsstufen 7 und 8 an Bedeutung. Die Analyse der
Veränderungen der Umwelt und des Umgangs mit den natürlichen Ressourcen liefert
einen Einstieg in vernetzte Denkweisen und legt damit die Grundlage für das
Erkennen der gesellschaftlichen Entwicklung der europäischen Gemeinschaft und
ihrer Beziehungen zur Welt.“ In diesem Sinne lässt sich eine Behandlung des globalen
Treibhauseffektes und der damit verbundenen Temperaturveränderung in das
europäische Curriculum , Jahrgang 7 : Europa in der einen Welt , einordnen.
Didaktischer Bezug zum vorausgegangenen Unterricht in den Fächern Physik
und Biologie der Klasse 7b:
Physik:
Die Unterrichtsreihe zur Wärmeausbreitung umfasst die drei
Wärmetransportphänomene Wärmeleitung, Wärmeströmung (Konvektion) und
Wärmestrahlung. Nach ausführlichen Versuchen zur Wärmeleitung und
Wärmeströmung wurde die Wärmestrahlung , insbesondere die von der Sonne
abgegebene Strahlung genauer untersucht. Das unterschiedliche Absorptionsverhalten
von glänzenden und matten Oberflächen und die Temperaturerhöhung in einem
bestrahlten Glashaus führten zum natürlichen Treibhauseffekt. Damit war der Einstieg
in die Untersuchung des künstlich durch den Menschen verstärkten Treibhauseffektes
und die daraus resultierende globale Erwärmung gegeben.
Biologie:
Nachdem über die Erörterung der Priestley-Experimente zunächst die Bedeutung der
Pflanzen für das Überleben von Tieren erarbeitet worden waren, lieferten Versuche
mit Elodea den Nachweis der Sauerstoff-Produktion während der Fotosynthese. Die
Notwendigkeit des Kohlenstoffdioxids als Ausgangsstoff für die FotosyntheseAktivität wurde dann ebenfalls mit Elodea experimentell erarbeitet (Vergleich der
Sauerstoffproduktion in abgekochtem Wasser, Leitungswasser und Mineralwasser)
und anhand von Kurven (Fotosyntheserate in Abhängigkeit von Licht und
Kohlenstoffdioxid) diskutiert und verifiziert. Nach der experimentellen Identifikation
der Produkte (Zucker, Stärke) sowie der notwendigen Faktoren Licht und Chlorophyll
wurde der Zusammenhang „Kohlenstoffdioxidkonzentration und Stärkeproduktion“
durch ein Experiment erarbeitet. Der Weg des Kohlenstoffdioxids in das Blatt über die
Spaltöffnungen wurde anhand von Experimenten in einem Videofilm ermittelt, was
zur mikroskopischen Untersuchung der Spaltöffnungen, Blatt- und Stängelaufbau
führte.
6
Geplante Unterrichtsverlaufsstruktur:
Physik
1.
Biologie
Stunde:
Untersuchung der Wärmestrahlung;
Herstellung, Nachweis und Eigenschaften der Wärmestrahlung
2.
Stunde:
Temperaturänderungen bei Bestrahlung
von matten und blanken Oberflächen
( Demonstrationsversuch )
3. Stunde: Nachweis des natürlichen
Treibhauseffektes
(Demonstrationsversuch, Aufnahme von
Temperaturkurven )
4.
Stunde: Internetrecherchen zur
Vorbereitung einer Posterpräsentation
( Aufgabenverteilung, Gruppenarbeit )
6 .-7. Stunde: Internetrecherchen zur
Vorbereitung einer Posterpräsentation
( Gruppenarbeit ):
Erarbeitung möglicher Schwerpunkte,
Angabe geeigneter links,
Erarbeitung des Arbeitsblattes 21, das die
Grundlage für die Internetrecherche der
folgenden Stunden bildet.
1.
Stunde:
Notwendigkeit des Kohlenstoffdioxids
für die Fotosynthese (Ps2) ..... die
folgenden 3 Stunden dienten der
Identifikation der Produkte
2. Stunde:
Stärkeaufbau und Kohlenstoffdioxid
(Ps5)
3.
Stunde:
Weg des Kohlenstoffdioxids in die
Pflanze (Ps14,15)... die folgenden 4
Stunden beinhalteten Bau des Blattes,
der Spaltöffnungen und des Stängels
4. Stunde:
Fotosynthese und Atmung – woher
kommt das Kohlenstoffdioxid? ( Ab19,
Ab19/1)
5.
Stunde:
Problematisierung/Einstieg in den
fächerübergreifenden Unterricht:
Veränderungen der
Kohlendioxidkonzentration in der
Atmosphäre – Auswirkungen auf das
Klima, (Ab20)
8.-9. Stunde: Internetrecherche zu den in den vergangenen Stunden erarbeiteten
Schwerpunktsthemen, Gruppenarbeit mit gleichem Arbeitsauftrag
10.-11. Stunde: Wahl von Themenschwerpunkten für Gruppenpräsentationen, Erarbeitung einer
Präsentation (Internetrecherche)
12. Stunde: Posterpräsentationen der einzelnen Arbeitsgruppen vor der Klasse 7b
13. Stunde: Video : greenhouse effect and global warming
14. Stunde: „Experten-Interviews“ zum Thema „Greenhouse Effect and Global warming“
15. Stunde: Analyse eines Zeitungsartikels einer namibischen Zeitung :
THE NAMIBIAN, 8.2.2005 : “Getting to grips with climate change”, (Ab 22)
16. Stunde: Abschlusstest
Die Unterrichtsstunden in Gruppenarbeit zur Internetrecherche wurden gemeinsam in
Verbindung der beiden Fächer Biologie und Physik durchgeführt – der Stundenplan
erlaubte dabei teilweise eine Betreuung durch beide Fachkollegen, wenn einer der
beiden zeitgleich zum Projekt-Unterricht des anderen unterrichtsfreie Zeit hatte.
7
Dabei wurden zu folgenden Fragestellungen Recherchen im Internet durchgeführt und
die Posterpräsentationen vorbereitet:
-
-
Erklärung der Begriffe Treibhauseffekt, Treibhausgas.
Gibt es einen Unterschied zwischen Treibhauseffekt und globaler Erwärmung ?
Wie tragen menschliche Aktivitäten zum Treibhauseffekt bei ?
Warum sollte uns der Treibhauseffekt betroffen machen ? ( What´s wrong with a
warmer world ?)
Ist die Klimaänderung nicht noch sehr weit entfernt ?
Untersuche die folgende Aussage aus der American Forests Global ReLeaf Web Site:
„ These trees help clean the air and water , filter polluted runoff, slow global warming
and erosion , and provide habitat for wildlife. “ im Zusammenhang mit dem Begriff
“Fotosynthese”.
Was versteht man unter dem Kyoto-Protokoll und dem “Kyoto-Vertrag” ?
Was können wir tun, um das Problem „global warming“ zu reduzieren ?
1.3. Evaluationskriterien ( Bezug zu den Leitzielen):
Mit der Evaluation dieser Unterrichtseinheit sollte überprüft werden, ob eine
projektbezogene Zusammenarbeit der Fächer Physik und Biologie am Beispiel
des gemeinsam durchgeführten Projektunterrichts entscheidende Vorteile für den
Lernerfolg bringt.
Der fächerverbindende Aspekt des Themas „ Globale Erwärmung“ ist somit
zentraler Gegenstand der Evaluation:
Im Sinne des europäischen Curriculums sollen die Schüler durch Analyse der
Veränderungen der Umwelt und den Umgang des Menschen mit den natürlichen
Ressourcen einen Einstieg in vernetzte Denkweisen und globale Dimensionen
erhalten.
Weiterhin sollte überprüft werden, ob das aktiv-produktive Lernen in der
Gruppengemeinschaft, insbesondere bei den Internetrecherchen und der Erstellung
der Poster einschließlich ihrer Präsentation positiven Einfluss auf die Motivation und
den Lernerfolg unserer SchülerInnen hat.
1.4. Indikatoren und ausgewählte Instrumente (methodische Verfahrensweisen)
Der erwartete Unterrichtserfolg sollte dabei mit den folgenden Indikatoren und
Instrumenten messbar gemacht werden:
Indikatoren: - Die Schüler wissen mehr als früher über den künstlichen
Treibhauseffekt und die globale Erwärmung und können zwischen
beiden Begriffen unterscheiden
8
- Die Posterpräsentationen durch die Schüler zeigen vertiefte
Kenntnisse zum Thema der weltweiten Erwärmung der Atmosphäre
- Die Schüler sind in der Lage, Rede und Antwort zu Fragen aus dem
Themenbereich des Projekts zu stehen
- Eine Verzahnung der beiden Fächer Biologie und Physik bei der
vorliegenden Thematik soll im Bewusstsein der Schüler erkennbar
werden
- Die Problematik der globalen Erwärmung soll als übergeordnetes
Problemthema ( nicht mehr an nur ein Unterrichtsfach gebundenes
Problem) erkannt werden
Der abschließende schriftliche Test soll einen Unterrichtserfolg an folgenden
Indikatoren (kognitiven Lernzielen) zeigen :
Die Schüler können:
- den Unterschied zwischen Treibhauseffekt und globaler Erwärmung
beschreiben
- die Wirkung von Treibhausgasen in der Atmosphäre deutlich darstellen
- Prozesse nennen, die die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre erhöhen
- erkennen, welche Aktivitäten des Menschen zur Erhöhung des Treibhauseffektes
führen
- Möglichkeiten erkennen und einsehen, wie der Mensch Einfluss auf die drohenden
klimatischen Veränderungen nehmen kann.
Für den schriftlichen Test setzten wir uns das Ziel, dass möglichst 80% der
SchülerInnen dieser leistungsstarken Lerngruppe die oben aufgezählten LeistungsAnforderungen erreichen sollten.
Instrumente : - Beobachtung der Schüler bei Internetrecherchen (Arbeiten am
Computer in Zweiergruppen)
- Beobachtung der Schüler bei der Erstellung der Poster
( Arbeiten in Vierergruppen mit PC-Hilfe )
- Protokoll über die Posterpräsentationen der einzelnen Gruppen
- Analyse der Schülerarbeiten ( Postererstellung )
- Interviews von Expertenteams zum jeweiligen Thema
- schriftlicher Abschluss-Test „Global Warming“
- Fragebogen zur Unterrichtsreihe
Die abschließende Umfrage zur Unterrichtsreihe sollte Aufschluss über folgende
Kriterien geben:
1. Hilfsbereitschaft in der Gruppe
2. Problemlöseverhalten in der Gruppe
3. Beliebtheit der Gruppenarbeit
4. Gruppenarbeit und Arbeitshaltung
5. Kreativität in der Gruppe
6. Leistungsbereitschaft des einzelnen Gruppenmitgliedes
9
7. Kommunikation und Disziplin in der Gruppe
8. Respektierung des Einzelnen in der Gruppe
9. Beurteilung der Arbeit im Internet
10. Spaß und Freude bei der Ergebnis-Präsentation
11. Verständlichkeit unserer Aufgabenstellungen ?
12. Wiederholter Einsatz solcher fächerverbindenden Unterrichtsphasen ?
2. Durchführung der Unterrichtseinheit
2.1. Erfahrungen und Darstellung von Daten
Die Unterrichtseinheit „Greenhouse Effect and Global warming“ wurde in der
Klasse 7b der Lichtenbergschule in der Zeit vom 21.2. – 23.3.2005 durchgeführt.
Die Klasse 7b gehört dem bilingualen Schulzweig der Lichtenbergschule an, in dem
die Fächer Biologie, Physik, Kunst und Sport bilingual englisch-deutsch unterrichtet
werden. Der Unterricht findet verstärkt mit 3 Wochenstunden Biologie und 3
Wochenstunden Physik statt. Die Klasse 7b besteht aus 32 Schülern (26 Mädchen und
6 Jungen) und ist insgesamt als sehr leistungsstarke Lerngruppe einzustufen. Sie ist die
erste Klasse im an der Lichtenbergschule Darmstadt neu im Schuljahr 2004/2005
eingerichteten bilingualen Schulzweig und wurde aus Schülern der 6 Klassen der
Jahrgangsstufe 6 des Schuljahres 2003/2004 zusammengesetzt. Voraussetzung für die
Aufnahme in den bilingualen Schulzweig war eine Note „gut“ in Englisch und ein
ansonsten gutes bis zufriedenstellendes Leistungsbild in den anderen Fächern. Dies
erklärt die Leistungsstärke der Klasse auch in naturwissenschaftlichen Fächern wie
Biologie und Physik.
Das Thema der Unterrichtseinheit ließ sich in den Lehrplan Biologie ( Wald – Aufbau
und Funktion des Blattes – Fotosynthese ) und den Lehrplan Physik ( Wärmeausbreitung, Aufnahme und Abgabe von Wärmestrahlung) zeitgleich integrieren und
konnte somit zum fächerverbindenden Thema herangezogen werden.
Die geplante Unterrichtsverlaufsstruktur konnte im wesentlichen wie geplant
umgesetzt werden. Lediglich die Recherchen im Internet und die anschließende
Erstellung der Poster nahmen etwas mehr Zeit in Anspruch als geplant, so dass
jeweils zwei zusätzliche Unterrichtsstunden in beiden Fächern dazu verwendet
wurden.
Am Ende der Unterrichtsreihe stand ein schriftlicher Abschlusstest (in englischer
Sprache, siehe Anhang ) mit Fragestellungen zum Treibhauseffekt und den
Auswirkungen der globalen Erwärmung.
10
Ergebnisse des Abschluss-Tests:
Frage
Erreichbare
Punktzahl
1. Definition Globale Erwärmung
3
2. Experiment zur Kohlendioxid-Aufnahme
10
3. Tabelle zu den verschiedenen
5
Treibhausgase
4. Erklärung des Treibhauseffektes
5. Prozesse , die die KohlendioxidKonzentration verändern
6. Menschliche Aktivitäten zur Erhöhung
der CO2-Konzentration
7. Globale Erwärmung seit 1870;
Maßnahmen zur Reduktion der globalen
Erwärmung
Summe der Wertungspunkte
Durchschnittlich
erreichte Punktzahl
2,77 (92%)
6,00 (60%)
4,58 (92%)
4
3
3,63 (91%)
2,58 (86%)
8
5,39 (67%)
10
8,45 (85%)
43
33,4 (78%)
Ergebnis des Abschlusstestes
10
Punktzahl
8
6
4
2
0
ErreichbarePunktzahl
Durchschnittlich erreichte
Punktzahl
1
2
3
4
5
6
7
Frage Nr.
Ergebnisse des Tests (Schüler-Anteile in %):
Abschlusstest „ Global warming“
Erreichte Punktzahl
Anzahl der Schüler
Anteil in %
43 – 38
6
18,75
........................................................
37 – 32
20
62,5
31 – 26
6
18,75
25 – 20 19 –10 9 – 0
0
0
0
0
0
0
11
2.2. Interpretation der Daten
-
Für die Erstellung der Poster konnte nach der Erarbeitung der Themen, der
arbeitsgleichen Gruppenarbeit und anschließend der Verteilung der
Themenschwerpunkte zur Präsentation eine intensive Zusammenarbeit in kleinen
Gruppen beobachtet werden. Internetrecherchen wurden gründlich und umfassend
durchgeführt – die Schüler suchten –ausgehend von vorgegebenen links - vorwiegend
nach englischsprachigen Seiten, da die Poster im Rahmen des bilingualen Unterrichtes
in Englisch erstellt wurden. Auch die Planung und Herstellung der Poster wurde mit
viel Einsatz und Kreativität betrieben – ein eindeutiges Plus für den Einsatz von
Gruppenarbeit an dieser Stelle.
-
Bei der Poster-Präsentation zeigten sich die Schüler als kleine Experten auf ihrem
speziellen Gebiet. Nach ca. 3-5 minütiger Präsentation ihres Posters konnten die
Mitglieder aller Gruppen stets fundierte Antworten auf Fragen des Auditoriums geben.
Besondere Aktualität erhielt die Gruppe, die sich mit dem Kyoto-Protokoll zur
Reduktion der Abgabe von Treibhausgasen durch die größten Wirtschaftsnationen der
Welt beschäftigt hatte. Gerade in dieser Zeit ( März 2005 ) wurde das Protokoll zu
einem Vertrag ratifiziert . Unverständlich für die Schüler blieb dabei die Tatsache,
dass die USA diesen Vertrag nicht unterzeichnete, aber andererseits zu den Ländern
gehört, die die meisten Treibhausgase in die Atmosphäre entlassen.
-
Die Experten-Interviews zum Thema „Global Warming“ wurden teilweise auf
Audiokassetten dokumentiert. Die „Experten“, die sich anhand ihrer eigens erstellten
Poster noch einmal auf die Befragung vorbereiten konnten, zeigten gute Sachkenntnis
und konnten auf alle Fragen des Frageteams ( 4 SchülerInnen aus dem Auditorium )
Rede und Antwort stehen.
-
Die Analyse eines Zeitungsartikels einer namibischen Zeitung ( The Namibian vom
8.2.2005 ; siehe Anhang ) konnte von den Schülern nach Eingabe einiger unbekannter
Vokabeln ohne Probleme durchgeführt werden. Die dazu erstellten Fragen konnten im
Lehrer-Schüler-Gespräche allesamt beantwortet werden. Die brandaktuelle Situation
in einem Land wie Namibia (im südlichen Afrika), das den Auswirkungen einer
Klimaveränderung unmittelbar entgegensieht, war für die Schüler sehr beeindruckend.
-
Die Ergebnisse des Abschlusstests ( Testfragen siehe Anhang )am Ende der
Unterrichtsreihe ergaben bei allen 7 Aufgaben durchschnittlich erreichte Punktzahlen
von mindestens 60 % des maximal erreichbaren Wertes, bei den Fragen Nr.1
( Definition der globalen Erwärmung) , Nr.3 (Tabelle der verschiedenen
Treibhausgase) und Nr.4 ( Erklärung des Treibhauseffektes) sogar über 90 %.
Die durchschnittlich erreichte Gesamtpunktzahl liegt mit 78 % des maximal
erreichbaren Wertes nahe an dem von uns für diese leistungsstarke Gruppe erhofften
Wert von 80 %, aber auf jeden Fall im guten bis sehr guten Bereich. Die graphische
Darstellung der Ergebnisse zeigt weiterhin, dass eine symmetrische Verteilung im
Bereich der Noten 1 bis 3 (43 bis 26 Punkte ) vorliegt und keine Ergebnisse im
Notenbereich 4 oder darunter vorliegen. Dies bestätigt unseres Erachtens nach
eindrucksvoll ein breit angelegtes Verständnis der Inhalte der Unterrichtsreihe, was
sicher durch die intensive Auseinandersetzung mit der Problematik u.a. in der
Gruppenarbeit begünstigt wurde.
12
Umfrage zur Unterrichtsreihe "Greenhouse-Effect and Global Warming"
Betreff: Gruppenarbeit zur Vorbereitung der
Posterpräsentation
Frage :
1. Wir haben uns in der Gruppe gegenseitig geholfen.
2. Wir haben gelernt, viele Probleme zu lösen, wofür
wir sonst unseren Lehrer gefragt hätten.
3. Gruppenarbeit war für mich interessanter als der
normale Unterricht.
4. In der Gruppe konnten wir mehr Ideen entwickeln als
im normalenUnterricht.
5. Die Gruppenarbeit war zu unruhig und ich fühlte mich
bei der Arbeit gestört.
6. In meiner Gruppe haben alle gleichermaßen
mitgearbeitet.
7. Ich habe in meiner Gruppe gut mitarbeiten können.
8. Wir haben gelernt, in der Gruppe gut zuzuhören und
uns ausreden zu lassen.
9. Die Recherchen im Internet fand ich interessant und
spannend.
10. Es war interessant und hat Spaß gemacht, die Ergebnisse unserer Gruppenarbeit im Poster darzustellen.
11. Die Aufgabenstellungen der einzelnen Gruppen
waren klar und verständlich.
12. Es sollte öfter solche fächerverbindenden Unterrichtsphasen und -projekte geben
Immer
20
Antwortmöglichkeiten:
oft
ab und zu
9
2
selten
1
nie
0
1
20
12
0
0
22
7
2
1
0
15
10
7
0
0
0
0
2
16
14
8
15
7
2
0
18
12
2
0
0
6
14
9
3
0
22
6
3
1
0
23
8
1
0
0
19
13
0
0
0
19
5
8
0
0
13
Das Ergebnis unserer Umfrage zeigt deutlich, dass das aktiv-produktive Arbeiten in der
Gruppe von der überwiegenden Mehrheit unserer SchülerInnen positiv bewertet wird. Es gab
offensichtlich insgesamt wenige Störungen bei der Arbeit in Kleingruppen (Frage 5), so dass
eine große Effektivität bei dieser Arbeitsform zu erwarten war und auch bestätigt werden
kann. Die Ergebnisse des Abschlusstests belegen dies eindrucksvoll.
Auch die Ergebnisse der restlichen Fragen zeigen ,wie motivierend die Gruppenarbeit für die
SchülerInnen war und eine beständige Mitarbeit aller Gruppenmitglieder am eigenen
Projektauftrag bewirkt hat ( Frage 6). Die Antworten zu Frage 12 belegen abschließend den
Wunsch der Schüler, solche gemeinsamen Unterrichtsphasen oder Projekte verschiedener
Unterrichtsfächer öfter durchzuführen.
3.
Reflexion der Erfahrungen
3.1. Was ist gut gelungen ?
Die Unterrichtseinheit „Treibhauseffekt und globale Erwärmung“ konnte im wesentlichen
wie geplant durchgeführt werden. Nach zeitlich parallelem Start in das Thema aus der
Biologie und Physik konnte wie geplant in einem der Computerräume der Schule die
Internetrecherche zum Thema begonnen werden.
Die Internetrecherche kann insgesamt als sehr erfolgreich bezeichnet werden. Ein starkes
Interesse und hohe Motivation seitens der Schüler war bei dieser gegenüber den sonstigen
Unterrichtsstunden in den Fachräumen veränderten Unterrichtsform ( Gruppenarbeit
einerseits und neues Medium andererseits ) zu verzeichnen. Die Arbeit in Kleingruppen
erwies sich als sehr produktiv.
Im Verlauf dieses Untersuchungsprozesses mittels Internetzugang entstanden neue
Fragestellungen bei den Schülern, die dann auch den bereits erwähnten höheren Zeitbedarf für
diese Phase begründen.
Bilder, Tabellen und vielseitige Informationen aus dem Internet konnten in die
Postererstellung eingebracht werden (Beispielposter siehe Anhang ).
Die Posterpräsentation erweist sich als gutes Instrument, vermittelt den Schülern ein erhöhtes
Selbstwertgefühl und Gemeinschaftsgefühl, da stets alle Mitglieder der Gruppe an der
Präsentation beteiligt wurden.
Die Fächerverbindung zwischen Biologie und Physik hat sich als sehr sinnvolle Praxis
herausgestellt. Die Aktivitäten der Schüler wurden nicht mehr in die einzelnen Fächer
eingeordnet sondern übergeordnet in einem Gesamtzusammenhang gesehen.
Die Tatsache, dass der Unterricht vorwiegend in englischer Sprache stattfand, bereitete keine
großen Probleme – Die SchülerInnen fanden im Internet genügend Informationen zum Thema
in der Fremdsprache und konnten selbständig Übersetzungsprobleme lösen. Hilfen dazu
fanden sie unter der Internetadresse www.leo.org (Deutsch-Englisches Wörterbuch) bzw. in
bereitliegenden Wörterbüchern.
Grundsätzlich sind wir ( die Fachkollegen der Fächer Biologie und Physik ) zu dem Schluss
gekommen, dass unsere projektbezogene, fächerverbindende Zusammenarbeit sehr vorteilhaft
war und durchweg positiv zu bewerten ist :
14
-
-
die Zusammenarbeit verschaffte uns Lehrern Einblicke in bislang unbekannte Aspekte
des anderen Faches;
Missverständnisse oder Unterschiede bei der Vermittlung von Inhalten können bei
einer Zusammenarbeit besser erkannt werden und unmittelbar ausgeräumt werden;
Zusammenarbeit stellt auch einen kleinen Schritt in Richtung ganzheitlicher
Unterrichtsarbeit dar, die leider im Regelfall an der Schule noch zu selten ist;
Für die Motivation der Schüler war es von großer Bedeutung, dass zwei
unterschiedliche Sachfächer erfolgreich an einer gemeinsamen Problematik
zusammenarbeiten und sehr gute Ergebnisse erzielen können;
Das hervorragende Ergebnis des Abschlusstests macht deutlich, dass die stärker
handlungsorientierte Unterrichtsmethode der Gruppenarbeit zur Erstellung eines
Posters zu einem bestimmten Themenkreis und die anschließende Präsentation gute
Leistungen auch in schriftlichen Lernkontrollen begünstigen.
3.2. Welche Probleme sind aufgetreten ?
Es gab lediglich geringe organisatorische Probleme: Beide Fachlehrer (Biologie,
Physik ) konnten nicht immer in allen Stunden des Unterrichtsprojekts anwesend sein
( Doppelbesetzung für die Zeit der Unterrichts-Einheit wäre wünschenswert gewesen).
3.3. Was war überraschend ?
- Begeisterung der Schüler bei der Arbeit am PC in kleinen Gruppen
- Diszipliniertes, ruhiges, kreatives Arbeiten über einen längeren Zeitraum in
Kleingruppen bei freier Zeiteinteilung
4. Vorausblick
4.1. Konsequenzen für zukünftige U-Einheiten / Projekte
Was soll beibehalten werden?
™
™
™
Fächerübergreifendes Arbeiten, auch mit anderen Fächerkombinationen
Freie Zeiteinteilung und Themenwahl durch die Schüler
Gruppenarbeiten mit Präsentationsübungen
Was soll verändert/ergänzt werden ?
™
™
™
Integrierung von Exkursionen , in diesem Projekt z.B. zu Wetterstationen der
näheren Umgebung ( Offenbach )
einen Film selbst aufnehmen zum ausgewählten Thema
Präsentationsformen erweitern (Power Point, selbstgedrehte Filme,...)
15
5. Anhang:
- Arbeitsblätter
- Lernkontrolle ( Abschlusstest )
- Schülerpräsentationen (Poster), Beispiele
Biology bilingual
Grade 7
Lichtenbergschule
ps2
Do plants use up carbon dioxide?
Specimen: Elodea (freshly cut)
Task: Collect the oxygen that is produced by Elodea in three different samples of water
You receive the following things:
3 beakers (Bechergläser)
3 test tubes (Reagenzgläser)
Elodea
Water: a) tap water (Leitungswasser)
b) boiled water (abgekochtes Wasser)
c) mineral water (Mineralwasser)
A lamp
Information:
Boiled water does not contain carbon dioxide
Make a sketch of your set up:
Observation
Water sample
Conclusion:
Number of bubbles/min
16
Biology bilingual
Grade 7
Lichtenbergschule
ps5
Experiment: Production of starch
Specimen: lilac twig with leaves
Topic/Überschrift:
……………………………………………………………………………………………………………
……………….
Try to evaluate (auswerten) the following experiment.
What to do:
Evaluation:
• What is the aim (Ziel, Absicht) of this experiment?
• What are the observations ?
• What conclusions can be drawn from the result?
Aim:
Observation:
Conclusion:
17
Biology bilingual
Grade 7
Lichtenbergschule
ps14
Looking at stomata
Specimen: leaves of different plants
Task: Make a microscope slide of the lower epidermis
You receive the following things:
Microscope
Tweezers
Slides and coverslips
Water
Pipettes
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Sketch
Using the tweezers, tear off a small piece of lower epidermis. Try to get just one cell
layer!
Put a drop of water on the slide
Put the epidermis into the water
Lower the coverslip over it, taking care not to trap any bubbles
Study the lower epidermis under different magnifications
Make a labelled sketch of what you see with the highest magnification
18
Biology bilingual
Grade 7
Lichtenbergschule
ps15
Looking at stomata II
Specimen: leaves of different plants, nail varnish (clear)
Task: Make a microscope slide of the lower epidermis
You receive the following things:
microscope
tweezers
slides and coverslips
water
pipettes
nail varnish
1. Cut a green leaf off a plant.
2. With a paintbrush apply a thin layer of clear nail varnish to a small area on the lower
surface of the leaf.
3. When the nail varnish is dry, peel it off with a pair of tweezers. The nail varnish will have
made an exact replica of the leaf surface.
4. Put the nail varnish in a drop of water on a slide, and cover it with a coverslip
5. Examine it under the low power of the microscope.
- Can you see the stomata?
- Approximately how many stomata are visible in the field of view?
6. Now look at a single stoma under the high power. Can you see the guard cells?
Make a sketch of a single stoma.
7. Repeat the experiment on the upper surface of the leaf. How many stomata are visible in
the field of view this time?
Questions:
1. Which side of the leaf has the greater number of stomata, the upper side or lower side?
2. Why do you think the two sides of the leaf differ in this respect?
Sketch:
19
Biology bilingual
Grade 7
Lichtenbergschule
Photosynthesis and respiration in sugar beet plants
ps19
20
Biology bilingual
Grade 7
Lichtenbergschule
ps19/1
Photosynthesis and respiration
aus: Schroedel, Biologie heute 2, englische Materialien
21
Biology bilingual
Grade 7
Lichtenbergschule
Humans and their responsibility for the increase in temperature on earth
Questions:
1. Describe diagrams A, B and C.
2. Discuss the the diagrams! What conclusions can be drawn from the graphs?
ps20
22
Grade 7
Biology bilingual
ps21
Internet research: Greenhouse effect/ global warming
You should work in pairs: try to discuss and answer the following questions.
You may use your book and the Internet. The following web sites might be helpful:
http://www.coolclimate.org/kidsclub.html
http://www.epa.gov/globalwarming/kids/index.html
http://www.worldalmanacforkids.com/explore/environment3.html
http://schools.ceh.ac.uk/basic/greenhouse/greenhouse1.htm
•
What is the difference between climate and weather?
•
Explain the term “greenhouse effect”.
•
Is there a difference between “greenhouse effect” and “global warming”?
What is a “greenhouse gas”?
•
Why do we need to be concerned about the greenhouse effect? What’s
wrong with a warmer world?
•
How are human activities contributing to the greenhouse effect?
•
Isn’t climate change still a long time away?
•
One quote from the American Forests Global ReLeaf Web site is that
"these trees help clean the air and water, filter polluted runoff, slow
global warming and erosion, and provide habitat for wildlife." Rewrite or
add to this sentence using the word "photosynthesis" and at least one
other vocabulary word from the Web sites you have explored.
•
What is the “Kyoto treaty”?
•
What can we do to reduce the global warming problem?
_________________________________________________________
to be concerned about: besorgt sein über
treaty: Vertrag
to contribute: etwas beitragen
23
Getting to grips with climate change
ps22
(From: The Namibian, 8.2.2005)
LINDSAY DENTLINGER
NAMIBIA is facing increasing pressure to prepare for the effects of climate
change, as sub-Saharan Africa is expected to become the region most
vulnerable to global warming.
Critical water shortages and a strain on agricultural production because of increased
aridity have been identified as two of the most serious predicted effects of climate
change in Namibia.
But according to the country's Climate Change Programme Co-ordinator, Joseph
McGann, few Namibians know what lies in store for them and how to prepare for the
effects of climate change.
He told The Namibian that public forums on the topic held across the country last year
indicated that most people were unaware of the national programme to prepare
Namibia for this phenomenon.
The Ministry of Environment and Tourism will host a national workshop in Windhoek
tomorrow to discuss awareness raising, training, education and public access to
information on climate change.
"The workshop is aimed at trying to put climate change on the public agenda. We want
to develop a strategy to put the issue at the forefront of the public mind," McGann said
ahead of the gathering.
A scientific conference on climate change held in Exeter in Britain last week noted that
Africa would bear the brunt of global warming.
Africa's high vulnerability to global warming is made worse by problems such as
poverty, conflict, high disease rate and rapid population growth.
Namibia's national programme on climate change has determined that by 2100, the sea
level is expected to have risen by more than a metre, flooding coastal towns and
affecting important ground water sources.
Minimum and maximum temperatures are likely to increase by between two and six
degrees Celsius in the next 96 years.
The increased temperatures and reduced rainfall will gravely affect livestock farming
and crop production, which will affect food security, poverty levels and export earnings.
McGann said Namibia would have to direct its energies towards finding alternative
water sources, doing research on crop types with greater drought tolerance and
improving its health services to deal with an increase in malaria.
In the coming years Namibia's average rainfall is expected to decrease significantly, but
the central areas can prepare for more rain and more cases of malaria.
The world's eight richest nations, known as the G8, account for almost half the global
24
carbon dioxide emissions.
Scientists say large volumes of carbon dioxide emissions are a major factor in climate
change.
But the United States disputes this assertion and is also not party to the Kyoto Protocol
which sets emissions targets for developed countries.
With the expected change in ocean currents, Namibia's fishing industry will also take a
knock as fish stocks decline.
Vocabulary:
getting to grips: sich mit etwas auseinander setzen
vulnerable: verletzlich
strain: Belastung
aridity: Trockenheit
predicted: vorhergesagt
according to: gemäß
to be unaware of: sich über etwas nicht bewusst sein
access: Zugang
issue: Thema
agenda: Tagesordnung
gathering: Zusammenkunft
to bear the brunt: die Hauptlast tragen
livestock farming: Vieh halten
crop: Ernte
poverty: Armut
drought: Trockenheit
average: Durchschnitt, durchschnittlich
to account for: verantwortlich sein für etwas
to dispute an assertion: Eine Behauptung anzweifeln
target: Ziel
ocean current: Meeresströmung
to decline: sinken
25
Grade 7b
Biology/physics bilingual
Lichtenbergschule Darmstadt
1.
Test: “greenhouse effect/global warming”
23.3.2005
Name: ………………………………………………….
Complete the sentences using the correct expressions:
The amount of ……………. ……………………. in the Earth´s atmosphere is
increasing. This may increase the ……………………………….. and cause …………………
………………. .
2. In your biology class you learnt about an experiment that demonstrated where carbon
dioxide is taken up by plants by measuring the starch concentration inside the leaf. A
colourless glue /Klebstoff was used in this experiment.
Describe the set up /den Aufbau of this experiment:
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Describe the observations:
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
What are the conclusions that can be drawn from the observations?
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
26
3. The table below shows how different greenhouse gases can affect global warming.
(“ppm” is a unit for a concentration)
i. name two greenhouse gases:
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
ii. which gas causes most warming now?
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
iii. if no more greenhouse gases were added to the atmosphere, which gas
would lose/verlieren its effect first?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
iv. Explain why “other gases” have a higher warming potential than carbon
dioxide but cause much less warming today:
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
27
4. Explain how these gases can be responsible for heating up the earth´s
surface/Oberfläche
(you may use a sketch to illustrate your answer).
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
5. Name two processes that increase the concentration of carbon dioxide in the
atmosphere and one process that decreases the concentration. Write in full sentences,
please:
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
6. The figure below /die unten stehende Abbildung shows how humans affect the climate on
earth. Describe the sequence of pictures and explain how these activities affect the
amount of carbon dioxide in the atmosphere.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
28
7. The figure below shows an effect we call “global warming”
a.
describe the graph
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
b. write down three consequences of global warming:
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
c.
write a few sentences about how these changes may affect humans
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
d. What can we do to reduce global warming? State three possibilities how we can
help our climate:
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
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Abb.: Ausschnitt aus Schülerpräsentationen (Poster) “greenhouse effect and global warming”