Arbeitsblatt: Lehrprobe Form der Wirbelsäule

Anmerkung: Einige Bilder musste ich aufgrund des Datenschutzgesetzes entfernen. (siehe Textfelder im Anhang) Die Versuchsmodelle sind sehr einfach selbst herzustellen. (Material: kleine Holzleiste, Draht, Unterlegscheiben als Gewichte) (siehe Foto) Die Jobkarten fehlen: Ich hatte für jede Gruppe jeweils Jobkarten für einen Schreiber, Regelwächter, Zeitwächter und ein Gruppenmitglied Für den Einstieg hatte ich drei unterschiedliche Puppen. (Eine Zeichenpuppe, eine Plastikpuppe und eine sehr weiche Puppe) Anhand des Vergleiches zur Beweglichkeit und Stabilität der Puppe konnte die Leitfrage der Stunde erarbeitet werden. (Nett war, dass ein Schüler einmal versuchen sollte, alle Puppen hinzusetzen, was ihm natürlich bei der weichen Puppe nicht gelang. So konnte man sofort auf das Thema Wirbelsäule lenken) Die Stunde wurde sehr gut benotet, einziger Kritikpunkt war die Sammelphase nach der Gruppenarbeit. Ich habe am Overhead die Ergebnisse mithilfe einer Folie gesammelt. Besser wäre, dass eine Gruppe nach vorne kommt und mithilfe der Klasse die Ergebnisse auf der Folie selbstständig zusammenträgt und auch einträgt. Am Ende der Stunde haben wir dann unser Ergebnis an dem Skelett aus der Schule überprüft. Studienseminar für Lehrämter an Schulen ---------- Sek. Unterrichtsentwurf zur 2. Lehrprobe im Fach Biologie Verbindliche Angaben Name: -------------------------Schule: -----------------------Fach: Biologie Klasse: 5 Datum: -------------------Zeit: -------------------Ausbildungskoordinatorin: -----------------Fachleiterin: ----------------Hauptseminarleiter: ------------------- Thema der Unterrichtsreihe: Der Bewegungsapparat des Menschen (Knochen, Muskeln, Gelenke) Thema der Unterrichtsstunde Wirbelsäulen auf dem Prüfstand – Form und Funktion der Wirbelsäule 1. Überlegungen zu Lehr- und Lernvoraussetzungen Merkmale Ausprägung Die Lernergruppe besteht aus 18 Schülerinnen und Schülern (13 Jungen und 5 Mädchen) Die Unterrichtsstunde findet im Lehrerraum des Fachlehrers statt, indem die SuS an Gruppentischen sitzen. Lern-, Arbeits- Interesse und Leistungsbereitschaft der und Klasse sind am Fach Biologie sehr hoch. Sozialverhalten Da die Stärken der Klasse im mündlichen Bereich liegen, herrschen insbesondere im UG und während der GA rege Arbeitsatmosphäre und gute Mitarbeit. Auswirkungen/Konsequenzen Allgemeines Leistungsniveau und Lerntempo der Klasse sind sehr heterogen. Insbesondere eigenverantwortliches Arbeiten, genaues Lesen und das Umsetzen von Arbeitsaufträgen führen bei einem Großteil der Klasse immer wieder zu Problemen. Vorkenntnisse (sachlich, methodisch, medial) Tendenziell weist die Klasse ein gutes Arbeits- und Sozialverhalten auf. Viele SuS sind sehr lebhaft und mitteilsam, was allerdings auch häufig zu einem sehr unruhigen Arbeitsklima führt. Die SuS sind dann unkonzentriert, lassen sich leicht durch ihre MitschülerInnen ablenken und missachten die verinbarten Gesprächsregeln. Das Thema „Wirbelsäule ist im Unterricht noch nicht besprochen worden. In den letzten beiden Stunden wurde der allgemeine Aufbau des menschlichen Skeletts besprochen. Hierbei wurde die Wirbelsäule am Skelett lediglich geortet und benannt. Es ist allerdings zu erwarten, dass einige SuS über Vorwissen verfügen. Die SuS sitzen im Fach Biologie im Klassenraum der Fachlehrerin an Gruppentischen. Allerdings haben sie bisher sowohl im Fach Biologie als auch in den anderen Fächern nur sehr selten in Kleingruppen gearbeitet. Eine hohe Beteiligung an den Unterrichtsgesprächen ist zu erwarten. Den SuS wird nach dem stummen Impuls (3 unterschiedliche Puppen) die Möglichkeit gegeben, zunächst ihre Gedanken und Ideen im Stuhlkreis spontan zu äußern und die Aufgaben in der GA untereinander zu besprechen. Auftretende Schwierigkeiten können zunächst im Team diskutiert werden bevor die Hilfe der Lehrkraft in Anspruch genommen werden muss. Zudem können leistungsstärkere SuS die leistungsschwächeren unterstützen. Die Arbeitsaufträge und Versuchsanleitungen sind einfach und verständlich formuliert. Sie werden gemeinsam im UG besprochen und visualisiert. Bei Missachtung der Gesprächsregeln werde ich die jeweiligen SuS auf unsere Klassenegeln aufmerksam machen. Sollte es zu Konflikten innerhalb der Gruppen kommen, sind je nach beteiligten SuS hier individuelle Ansprache und Konsequenzen gefordert. Es ist davon auszugehen, dass die SuS sich in der Einstiegs-/ und ersten Erarbeitungsphase lebhaft äußern werden und die Aufgaben der Wirbelsäule weitgehend selbstständig erarbeiten. Es ist zu erwarten, dass es bei einigen SuS zu Schwierigkeiten kommt, sich innerhalb einer Arbeitsgruppe zu einigen und zu organisieren. Aus diesem Grund werden Jobkärtchen verteilt, die den SuS die Organisation ihrer Gruppenarbeit erleichtern. Dieses Verfahren ist den SuS aus der letzten Stunde bekannt. 2. Überlegungen zur Unterrichtsreihe 2.1 Kompetenzerwerb Sach-/Sozial-Methodenkompetenz: Die SuS sollen innerhalb der Unterrichtsreihe „Der Bewegungsapparat des Menschen ein tiefgreifenderes Verständnis über die menschlichen Körperfunktionen entwickeln, indem sie sich Wissen über die Anatomie und Morphologie des menschlichen Körpers aneignen. Die erworbene Sachkompetenz soll die SuS in ihrer Selbstkompetenz stärken. Nur wenn man um Bedeutung und Funktion des Bewegungsapparates weiß und Folgen von Fehlhaltungen bzw. mangelnder Bewegung kennt, kann man ein Bewusstsein für die Gesundhaltung seines Körpers entwickeln. Die SuS lernen, die Möglichkeiten und Grenzen körperlicher Belastbarkeit besser einzuschätzen und sollen darüber hinaus ihre Lebensweise ggf. anpassen. Im Rahmen der Unterrichtsreihe sollen die SuS in ihrer Sozial- und Methodenkompetenz durch eine offene Unterrichtsgestaltung gefördert und das Arbeiten in kooperativen Gruppen (Partnerarbeit, Gruppenarbeit) geübt werden. Die Einbindung von Schülerexperimenten in den Unterricht, die das eigenständige Vorbereiten, Durchführen, Protokollieren sowie Auswerten von Versuchen beinhaltet, ermöglicht es, einen Einblick in die naturwissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweisen zu erhalten. 2.2 Konzeption der Unterrichtsreihe 1. Stunde: Muskeln machen beweglich – die SuS sollen erkennen, dass ohne Muskeln keine Bewegung möglich ist; zudem lernen sie den Aufbau eines Muskels kennen. 2. Stunde: Die Gegenspieler – die SuS lernen die wichtigsten Muskelpartien kennen und erkennen, wie die Muskeln arbeiten. 3. Stunde: Das Skelett gibt dem Körper Halt – die SuS erkennen, dass das Skelett den Körper stützt und die inneren Organe schützt. 4. Stunde: Eine knochige Angelegenheit was gehört wohin? (Hauptteile des Skeletts) 5. Stunde: Wirbelsäulen auf dem – Prüfstand die SuS sollen wichtige Aufgaben der Wirbelsäule sowie den Zusammenhang von Form und Funktion der Wirbelsäule kennen lernen. 6. Stunde: Wir bauen ein Wirbelsäulenmodell Feinbau der Wirbelsäule – (Aufbau und Funktion von Wirbelkörpern und Bandscheiben) 7. Stunde: Gelenke machen gelenkig – SuS sollen erkennen, dass die Gelenke zur Beweglichkeit nötig sind. Sie lernen die Hauptformen von Gelenken kennen 8. 9. Stunde: Haltungsschäden und Verletzungen – die SuS sollen die Ursachen von Haltungsschäden und Sportverletzungen kennen und vermeiden lernen 2.3 Lehrplan/ Standortlehrplanbezug Die in dieser Unterrichtsreihe zu erwerbenden Kompetenzen (siehe oben) sind dem Kernlernplan des Faches Biologie für die Hauptschule entnommen und weisen Kompetenzen aus, die von den SuS im Laufe der Jahrgangstufe 5 und 6 erworben werden sollten.1 Ebenso sind diese Kompetenzen im schulinternen Lehrplan für die Jahrgangstufe 5 und 6 verankert. 3. Überlegungen zur Didaktik der Stunde 3.1 Einbindung des Stundeninhalts in den strukturellen Gesamtzusammenhang Der Stundeninhalt steht in einem übergeordneten strukturellen Zusammenhang, der in der folgenden Übersicht verdeutlicht wird: Der Bewegungsapparat des Menschen Muskeln Skelett Körperteile und ihre Knochen Gelenke So halten wir uns gesund Rückenschule – Unterstützung für die Wirbelsäule Wirbelsäule Armskelett Wirbelsäulen auf dem Prüfstand 1 Belastung für unsere Füße – das richtige Schuhwerk Feinbau der Wirbelsäule Richtlinien und Lehrpläne für die Hauptschule in NRW. Hrsg.: Kultusminister des Landes NRW. 3.2 Zentrale didaktische Schwerpunke Schülerrelevanz/ Gesellschaftsrelevanz/ Zukunftsbedeutung: In den letzten Jahren kommt es insbesondere auch bei jüngeren SuS immer mehr zu Haltungsschäden und Folgerkrankungen aufgrund falscher bzw. mangelnder Bewegung. Obwohl Gesundheit und Bewegung heutzutage zunehmend zentrale Themen in den Medien sind, wachsen viele SuS relativ unberührt von dieser Thematik auf. Daher ist es Aufgabe und Pflicht der Schule und insbesondere des Biologieunterrichts, Gesundheitserziehung zu leisten. Die Auswirkungen falscher Bewegung bzw. Bewegungsmangel können aber nur dann verstanden werden, wenn die SUS über genügend Vorwissen im Bereich der Anatomie und Morphologie verfügen. Die SuS sollen in dieser Stunde zunächst erfahren, welche wichtigen Aufgaben die Wirbelsäule besitzt und wie einige dieser Funktionen (Stabilität und Federung) mit der Form der Wirbelsäule im Zusammenhang stehen. In der Folgestunde sollen Bau (aus Wirbelkörpern und Bandscheiben) und Funktion (Beweglichkeit) betrachtet werden. Mit diesem Grundwissen ausgestattet, können die SuS Erkrankungen der Wirbelsäule besser verstehen und Möglichkeiten der Vorbeugung erlernen. 3.3 Reduktion, Differenzierung und Individualisierung Die Funktionen der Wirbelsäule werden am Anfang der Stunde mit Hilfe von Modellpuppen gemeinsam erarbeitet, sodass jeder SuS die Möglichkeit hat, zunächst eigene Gedanken zu evozieren und sein Vorwissen zu aktivieren. Zudem wird gewährleistet, dass die gesamte Klasse die wichtigsten Funktionen der Wirbelsäule am Ende der ersten Erarbeitungsphase kennt und nennen kann. Das ist wichtig, da der Versuch in der 2 Erarbeitungsphase auf diesem Vorwissen aufbaut. Die SuS können aufgrund der letzten Stunde die Wirbelsäule am Skelett orten und benennen. Der genaue Aufbau der Wirbelsäule aus Wirbelkörpern und Bandscheiben bleibt zunächst unberücksichtigt, da dies den Rahmen der Stunde sprengen würde. Zudem ist der Feinbau der Wirbelsäule nicht wichtig, um den Zusammenhang zwischen Funktion (Stabilität und Federung) und Form nachzuvollziehen. Um den zeitlichen Rahmen nicht zu sprengen, wird auf eine gemeinsame Erarbeitung und Planung der Versuche verzichtet. Ebenso wurden die Modelle von dem LAA bereits zusammengebaut. Um Verständnisfragen vorzubeugen, sind Versuchsanleitung und Ergebnisbogen möglichst einfach und verständlich formuliert sowie übersichtlich gestaltet. Durch die Jobkarten in der Gruppenarbeit kann jeder seinen Neigungen entsprechend eine bestimmte Zusatzfunktion innerhalb der Gruppe übernehmen. Zudem wird den SuS die Organisation der Gruppenarbeit erleichtert. Die Besprechung der Ergebnisse sowie der Transfair vom Modell zur realen Wirbelsäule erfolgt am Ende der Stunde im Plenum. Somit ist gewährleistet, dass alle SuS das Lernziel erreichen. Die schnellen SuS können die Zusatzfragen auf dem Ergebnisbogen bearbeiten. 4. Ziel der Unterrichtsstunde Die SuS kennen die wichtigsten Aufgaben der Wirbelsäule. Zudem erkennen sie den Zusammenhang zwischen Funktion und doppelter-S-Form. 5. Überlegungen zur Methode Die Methodenkonzeption ist forschend-entdeckend, wobei die Erarbeitung des Lernstoffes im Plenum bzw. in arbeitsgleichen Kleingruppen erfolgt. Die Modell-Puppen am Anfang der Stunde erfüllen mehrere Funktionen. Sie dienen als Redeanlass, führen zum Thema hin und aktivieren das Vorwissen der SuS. Zudem sollen im Unterrichtsgespräch durch das Vergleichen der Puppen die Funktionen der Wirbelsäule (Stabilität, Federung, Beweglichkeit) herausgearbeitet werden. Sollten die SuS nicht auf alle Aufgaben kommen, werden sie durch Beispiele aus ihrem Alltag zum Nachdenken angeregt. (Stellt euch vor, ihr springt von einer Mauer. Erfüllt die Wirbelsäule dabei eine Aufgabe?) Die erste Erabreitungsphase findet im Stuhlkreis statt, der den SuS die Kommunikation erleichtert. Die SuS können sich gegenseitig ansehen und möglichst nah an die Modellpuppen herantreten. Zudem kann die Lehrperson (auch räumlich) möglichst weit zurücktreten. Die Einstiegsphase und das eigenständige Durchführen des Versuches in GA ermöglicht eine handlungsorientierte, affektive und kognitive Auseinandersetzung mit dem Lernstoff. Die SuS sollen den Lernstoff selbst erarbeiten, indem sie den Versuch in Kleingruppen eigenständig und eigenverantwortlich durchführen und auswerten. Hier ist ein hohes Maß an Schülerbeteiligung gegeben. Die SuS üben neben dem Vergleichen als weitere wichtige fachspezifische Arbeitsweise, das Experimentieren, einschließlich Protokollieren und Auswerten von wissenschaftlichen Ergebnissen. Zudem werden ihre sozialen Kompetenzen durch das Zusammenarbeiten in der Gruppe gestärkt. Die Gruppen- und Partnerarbeit wurde in der Klasse noch nicht häufig geübt. Es ist zu erwarten, dass es bei einigen SuS zu Schwierigkeiten kommt, sich innerhalb einer Arbeitsgruppe zu einigen und zu organisieren. Aus diesem Grund sollen Jobkärtchen verteilt werden, die den SuS die Organisation ihrer Gruppenarbeit erleichtern. Dieses Verfahren ist den SuS bekannt. 6. Verlaufsplan Phase/zeit Begrüßung (8:45 8:48) Einstieg (8:48 8:55) Erarbeitung und Sicherung (8:55: 9:00) Erarbeitung II (9:00 – 9:20) Ergebnissicherung, Reflexion (9:20 – 9:30) geplanter Verlauf Medien, Aktion-, Sozialformen Kurze Begrüßung und Vorstellung der LV, Stuhlkreis Gäste Arbeits- LAA stellt als stummen Impuls drei Puppen in die Mitte des Stuhlkreises. SuS dürfen die Puppen bewegen und frei ihre Ideen äußern. Die SUS erkennen, dass die Puppen sich in ihrer Beweglichkeit und Stabilität unterscheiden. Im UG werden die Aufgaben der Wirbelsäule anhand der Puppen erarbeitet. LAA schreibt einen Merksatz an die Tafel. Stuhlkreis, UG 3 Modell-Puppen, Tafel LAA heftet folgende Frage an die Tafel: Welche Form besitzt die Wirbelsäule, damit sie ihre Aufgaben erfüllen kann? Den SUS wird mitgeteilt, dass sie zur Beantwortung der Frage in Kleingruppen einen Versuch durchführen sollen. Sie testen die Belastbarkeit und Elastizität von 4 unterschiedlichen WirbelsäulenModellen, die sich in ihrer Form unterscheiden (gerade, C-Form, SForm, doppelte S-Form) und halten die Ergebnisse auf einem Ergebnisbogen fest. Die SUS sollen erkennen, dass die doppelte S-Form die optimale Form für die Wirbelsäule ist. Die Ergebnisse werden im Plenum zusammengetragen, besprochen und ausgewertet. Auf der Grundlage der Ergebnisse soll die Ausgangsfrage beantwortet, anhand des Skeletts überprüft und in einem Merksatz zusammengefasst werden. Puffer: Die SuS schreiben die Aufgaben der Wirbelsäule und den Merksatz in ihr Heft. Plakat (Frage) Plakat (Stundenverlauf) LV, arbeitsgleiche GA Wirbelsäulenmodelle, Versuchsanleitung, Ergebnisbogen Jobkarten u. Stuhlkreis, UG, 3-Modell-Puppen, Tafel Tafelbild: Unsere Wirbelsäule Aufgaben der Wirbelsäule: Unsere Wirbelsäule muss stabil und beweglich zugleich sein. Zudem muss sie Stöße beim Laufen und Springen abfedern können. UG, EA, Tafel, Heft Merksatz: Form der Wirbelsäule: Die Wirbelsäule besitzt Doppelte-S-Form. eine 7. Literaturhinweise 1) Richtlinien und Lehrpläne für die Hauptschule in NRW, Hrsg.: Kultusministerium des Landes NRW 2) Einblicke Biologie: Regionalausgabe NRW. Hauptschule 5./6. Schuljahr. Stuttgart: Klett Verlag 2002 3) Urknall: Biologie 5/6. Stuttgart: Klett 2002 4) Hilbert Meyer: Was ist guter Unterricht? 4.Auflage. Cornelsen: Berlin 2004 5) Bundeszentrale für politische Bildung: Methodenkiste. 1 Auflage. Bonn 2004 8. Anhang Plakat Stundenverlauf Erwartetes Tafelbild Versuchsanleitung Protokollbogen Jobkarten Stundenverlauf (Plakat) Bild: Uhr Bild: 4 Köpfe 1. 1) 2) 3) 4) Gruppenarbeit bis 9:20 Verteilt die Jobkarten Lest die Versuchsanleitung Führt den Versuch durch Notiert eure Ergebnisse auf dem Ergebnisbogen Bild: Klasse 2. Klassengespräch Besprechung der Ergebnisse Bild: Uhr bis 9:30 Bild: Versuchsanleitung VersuchsLabor Form und Aufgabe der Wirbelsäule Welche Form die Wirbelsäule haben muss, damit sie ihre Aufgaben erfüllen kann, findet ihr mit folgenden Versuchen heraus: A: Gerade Wichtig zur Orientierung!!! Zeichnung des Modells mit jeweiliger Beschriftung B: C-Form C: S-Form D: Doppel-S-Form Versuch 1: Stabilität Material: Wirbelsäulenmodell, Gewichte, Ergebnisbogen, Stift Durchführung: Ihr seht 4 unterschiedlich geformte Modelle der Wirbelsäule. Hängt jeweils nacheinander an jedes Modell Gewichte. Fangt immer mit einem Gewicht an und steigert die Zahl bis auf 3 Gewichte. Beobachtet, was dabei mit dem Draht passiert. Welches der Drahtstücke konntet ihr am stärksten belasten? Ergebnis: Notiert euer Ergebnis auf dem Ergebnisbogen. Versuch 2: Federung Material: Wirbelsäulenmodell, Ergebnisbogen, Stift Durchführung: Testet die Federwirkung der einzelnen Modelle. Drückt mit dem Zeigefinger nacheinander etwa gleichstark auf die Modelle. Spürt ihr einen Unterschied? Ergebnis: Notiert eure Beobachtungen auf dem Ergebnisbogen. Bild: Stift Ergebnisbogen Hier könnt ihr eure Ergebnisse aus den Versuchen notieren! Versuch 1: Stabilität Notiert jeweils, wie stark sich der Draht biegt, indem ihr Kreuze verteilt: Draht, der sich am stärksten biegt Draht, der sich weniger stark biegt Draht, der sich kaum biegt Draht, der sich am wenigsten biegt gerader Draht C-Form S-Form Doppel-S-Form Versuch: Stabilität Versuch 2: Federung Besitzt der Draht eine Federung? Beantwortet die Frage, indem ihr jeweils ja oder nein in die Tabelle eintragt. gerader Draht C-Form S-Form Doppel-S-Form Versuch: Federung Zusatzaufgaben: 1) Vergleicht und diskutiert eure Ergebnisse. 2) Welche Form haltet ihr für die Beste? 3) Begründet schriftlich, warum ihr genau diese Form ausgewählt habt. 4) Überprüft am Skelett, welche Form die menschliche Wirbelsäule denn nun tatsächlich besitzt. Erwartetes Tafelbild Unsere Wirbelsäule Aufgaben der Wirbelsäule Unsere Wirbelsäule muss stabil und beweglich zugleich sein. Zudem muss sie Stöße beim Laufen und Springen abfedern können. Frage Welche Form besitzt die Wirbelsäule, damit sie ihre Aufgaben erfüllen kann? Form der Wirbelsäule Die Wirbelsäule besitzt eine doppelte S-Form. optimal