| Einsatzvorschläge | Konzeption und Gestaltung | Integration in MOODLE | Literatur |
Die folgenden didaktischen Überlegungen sollen einerseits Anregungen für verschiedene Einsatzzwecke bieten, sowie andererseits den inneren Aufbau und den Bezug der Programme zueinander verdeutlichen.
Einsatzvorschläge
- Schüler können im Unterricht
in Einzel- oder Gruppenarbeit
mit Hilfe der Programme am Rechner selbsttätig
gezielt Übungsaufgaben bearbeiten.
Neben der Bearbeitung vorgebener Übungsaufgaben ist zur Binnendifferenzierung für Fortgeschrittene auch die Erstellung eigener Aufgaben empfehlenswert. Umgekehrt finden schwächere Schüler hier zusätzliche Übungsmöglichkeiten, die zu Hause oder in Intensivierungsphasen ohne Zeitdruck in der eigenen Geschwindigkeit bearbeitet werden können. - Schüler können so eigenständig zu Hause ihren Lernstand, insbesondere zum jeweiligen Grundwissen, überprüfen.
- Im Falle sich anhäufender Lücken, oder falls die Biologie aus Schülersicht bereits als scheinbar
unberechenbares "Angstfach" erlebt werden sollte, können diese Programme
bei konsequenter Durcharbeitung
auch ergänzend zu, oder als autodidaktischer Ersatz für
eine kostspielige Nachhilfe eingesetzt werden.
In diesem Fall sollte man als Schüler den eigenen Biologie-Lehrer darum
bitten, dass dieser unter Angabe der Schule per Mail an
die Passwörter zu den Übungsaufgaben erfragt, um die Lösungen dann
möglichst portioniert dem Schüler bekanntzugeben.
Der eigene Biologie-Lehrer ist ohnehin immer der geeignete Ansprechpartner,
wenn es um die Frage geht, welche Programme man als Schüler
zum Aufarbeiten von Lücken
passend zum aktuellen Stoff am Besten bearbeiten sollte. - Fachlich oder an Programmierung besonders interessierte Schüler können anhand der Quelltexte die zugrundeliegenden Regelwerke erkunden und so die Gesetzmäßigkeiten ableiten oder sogar die Quelltexte anpassen, z.B. um ein Programm um neue Moleküle zu erweitern.
- Im Rahmen von Projekten oder P-Seminaren kann eine solche Programmerweiterung auch arbeitsteilig erfolgen, indem neue Formeln, Textbeschreibungen, Bildmedien, Animationen oder Videosequenzen erstellt und eingebettet werden. Evlt. ließen sich manche Programme auch Fächer übergreifend in andere Sprachen übersetzen.
- Im Falle von, z.B. durch den Lehrermangel in MINT-Fächern oder auch eine unvorhersehbare Erkrankung verursachtem Unterrichtsausfall, kann in einem begrenzten Zeitraum mit Hilfe der Programme mit relativ geringem Zusatzaufwand eine Art Notprogramm betreut werden. Damit ein solches aber erfolgreich sein kann, müssen dann unbedingt auch die betroffenen Schüler aktiv werden und sich möglichst in kleinen Lerngruppen gegenseitig unterstützen!
Konzeption und Gestaltung
- Die folgenden Ausführungen für die 11. Jahrgangsstufe sind in dieser Übersicht zur Programmzuordnung zu den Darstellungsebenen nochmals tabellarisch dargestellt.
- Für viele Schüler bereitet die
Oberstufenbiologie nach der
– trotz Grundwissens- und Kompetenzerwerbsbetonung –
vergleichsweise weniger anspruchsvollen Mittelstufenbiologie große
Schwierigkeiten.
Dies ist neben- der Fülle an neu eingeführten oder wieder aufgegriffenen Fachbegriffen v.a.
- in dem häufig notwendigen Wechsel der Darstellungs- und Erklärungsebenen sowie
- der zunehmenden Bedeutung einerseits der sehr abstrakten Deutung auf submikroskopischer Ebene und andererseits dem Denken auf Ökosystemebene
Um dem Schüler nochmals eine strukturierte Nachbereitung dieser komplexen Inhalte zu ermöglichen, werden bei den hier angebotenen Lernprogrammen die folgenden konzeptionellen Grundsätze berücksichtigt. - Die Farbgebung orientiert sich soweit Überschneidungen mit der (Bio-)Chemie bestehen, an der in den Chemie-Lernprogrammen verwendeten Farbgebung. In den Programmen Kohlenstoffkreisläufer und Stoffwechsler betrifft dies z.B. die Kennzeichnung der korrespondierenden Redoxpaare.
- Um den räumlichen Bau von Biomolekülen möglichst anschaulich darzustellen, sind auf den in das Programm Polymerer eingebauten Hilfeseiten interaktive 3D-JMol-Applets integriert, um den Weg von den Monomeren zu den verschiedenen räumlichen Strukturebenen der Polymere der jeweiligen Naturstoffgruppe, etwa auch begleitend zur Arbeit mit Molekülbaukästen, erfahrbar zu machen. Neben den Nährstoffgruppen der Kohlenhydrate und der Proteine sind im Polymerer auch die Nukleinsäuren mit ihrem räumlichen Bau anzeigbar.
- Insgesamt wird hier vom Bau der Zelle beginnend mit der lichtmikroskopischen Ebene ausgegangen, der im Zeller behandelt wird.
- Das Stoffwechsel Kapitel steht hier etwas isoliert, ist aber eigentlich eine gute Gelegenheit zum Aufgreifen des bereits aus früheren Jahrgangsstufen bekannten Kohlenstoffkreislaufs. Neben den chemischen Abläufen im Stoffwechselgeschehen wird so der Zusammenhang mit den Stoffkreisläufen und dem Energiefluss im globalen Maßstab ersichtlich.
- In der ersten Hälfte des Genetik-Kapitels schließt sich daran zunächst mit dem Zellzykler die Zellbiologie mit den lichtmikroskopisch erkennbaren Vorgängen Mitose, Meiose und Befruchtung an, wodurch die Chromosomentheorie der Vererbung hier als Grundlage für das anschließende Klassische Genetik mit dem Mendler für die Mendelschen Regeln dient. Mit Hilfe der beiden Programme Blutgrupper und Stammbäumer wird die Anwendung dieser Regeln auf Stammbäume der Humanbiologie eingeübt, wobei beim Blutgrupper zusätzlich Grundlagen der Immunbiologie gestreift werden.
- In der zweiten Hälfte des Genetik-Kapitels werden zunächst in den Programme Replikation von A bis Z, Exprimierer, Translator, Reverse Translator und Genregulierer, die auf submikroskopischer bzw. makromolekularer Ebene dargestellten Vorgänge bei der Replikation, Proteinbiosynthese und Genregulation dargestellt.
- Die Programme Rekombinierer und DNA Fingerprinter veranschaulichen dann aufbauend auf der Molekulargenetik gentechnische Methoden, wieder v.a. auf submikroskopischer Ebene.
Integration in MOODLE
Einen möglichen Weg, wie man die Lernprogramme in einen eigenen MOODLE-Kurs einbauen könnte, zeigt die folgende Übersicht.
∧Literatur
- Advanced Biology (Advanced Science),
M. Kent,
Oxford University Press (6. Juli 2000),
ISBN-13: 978-0199141951 - Concepts in Biology,
E. Enger, F. Ross, D. Bailey,
McGraw-Hill Science/Engineering/Math; 13 edition (January 16, 2008),
ISBN-13: 978-0077229962