Arbeitsblatt: Bergmannsche Regel - Lernaufgabe

Problemstellung wird ganz am Anfang unter den Visualizer gelegt und von jemandem aus der Klasse vorgelesen: Anna geht an einem sonnigen, aber windigen Tag mit ihrem neuen Freund in den Zoo. Bei der Informationstafel zu den Vögeln sehen die beiden eine ZooMitarbeiterin, die verzweifelt versucht, die vom Wind weggewehten Informations-Blätter aufzusammeln. Da sich Anna vor ihrem neuen Freund von ihrer besten Seite zeigen möchte, hilft sie der Zoo-Mitarbeiterin. Diese ist sichtlich dankbar für die Unterstützung und erwähnt, dass sie erst seit gestern hier arbeite und noch nicht wisse, ob sie alle Vögel richtig zuordnen könne. Auf die Frage «Könnt ihr mir helfen?» nicken die beiden und probieren die passenden Eigenschaften zu den verschiedenen Vögeln zuzuordnen. Nach ein paar Minuten waren die Eigenschaften von Mäusebussard, Amsel, Ente, Schwan und Adler richtig zugeordnet. Nun aber stehen sie ahnungslos vor 18 Kärtchen zu den 3 Pinguinen, welche auch im Zoo leben. Anna hat plötzlich eine Idee und ruft: «Ach jaaa! Die Bergmannsche Regel!» Natur Technik Lernaufgabe: Die Bergmannsche Regel Arbeitsblatt 1 Nach einer Windböe helfen Anna und ihr Freund einer neuen Zoo-Mitarbeiterin die Eigenschaften zu den verschiedenen Vögeln zuzuordnen. Nun stehen sie ahnungslos vor 18 noch übrigen Kärtchen zu 3 Pinguinen. Anna hat plötzlich eine Idee und ruft: «Ach jaaa! Die Bergmannsche Regel!» Auftrag: Nehmt zu viert ein Couvert, welches für jeden von euch die 18 Kärtchen beinhaltet. Probiert nun die verschiedenen Attribute den verschiedenen Pinguinen zuzuordnen. Beantwortet danach die untenstehenden Fragen zusammen. Zeit: 15 Minuten Tipp 1: Um herauszufinden, wo sich die 3 Regionen auf unserer Erde befinden, dürft ihr pro Gruppe ein Tablet holen und mit Google Earth danach suchen. Bei welchen Zuordnungen hattet ihr Mühe? Was braucht ihr an zusätzlichem Wissen? Was könnte Anna mit «Ach jaaa! Die Bergmannsche Regel!» meinen? Die Lösungen liegen vorne auf dem Pult bereit. Sobald ihr mit dem Besprechen fertig seid, vergleicht eure Version mit der Lösung und klebt die Kärtchen in der richtigen Ordnung auf die Rückseite dieses Blattes. Wenn ihr damit fertig seid, holt euch das Arbeitsblatt 2. Jonas Huber 2. Sek (Niveau A) 1 Kopiervorlage: Arbeitsblatt 1 (2 SuS) Quelle: Natur Technik Lernaufgabe: Die Bergmannsche Regel Arbeitsblatt 2 Was hat das Oberflächen-/Volumenverhältnis mit den Pinguinen zu tun? Auftrag: Füllt zuerst den Lückentext mit eurem Wissen aus der Mathematik aus und diskutiert in der Gruppe, die obenstehende Frage. Macht euch dazu Notizen in die Sprechblase. Zeit: 15 Minuten Repetition: Aus der Mathematik kennen wir das Prinzip des Oberflächen-/Volumenverhältnis: Bei wachsendem Volumen eines Körpers nimmt das Oberflächen-/Volumenverhältnis . Das bedeutet, dass ein grosser Körper ein O/V-Verhältnis hat wie ein kleiner Körper. Dieses Prinzip ist neben der Baubranche und der Forschung auch in der Biologie sehr wichtig: Mit dem O/V-Verhältnis vergleicht man beispielsweise die Wärmeproduktion eines gleichwarmen Tierkörpers mit seiner Wärmeabgabe. Die Wärmeproduktion ist abhängig vom Volumen des Körpers und die Wärmeabgabe ist abhängig von der Oberfläche des Körpers. Tipp 2: Ihr dürft dazu das Blatt «Würfel-Tabelle» verwenden. Tipp 3: Erklärungen zur «Würfel-Tabelle». Hey Galapagos-Pinguin! Was hat das Oberflächen-/Volumenverhältnis mit uns zu tun? Hey Kaiserpinguin! Quelle: Die Lösungen zum Arbeitsblatt 2 liegen vorne auf dem Pult bereit. Sobald ihr fertig seid, ergänzt und korrigiert ihr euer Arbeitsblatt und holt euch das Arbeitsblatt 3. Da wird experimentiert! Jonas Huber 2. Sek (Niveau A) Die Lösungen zum Arbeitsblatt 2 liegen vorne auf dem Pult bereit. Sobald ihr fertig seid, ergänzt und korrigiert euer Arbeitsblatt und holt euch das Arbeitsblatt 3. Da wird experimentiert! 1 Natur Technik Lernaufgabe: Die Bergmannsche Regel Arbeitsblatt 3 Könnte ein Galapagos-Pinguin in der Antarktis überleben? Wir gehen davon aus, dass er genug zu fressen hätte und dort keine Fressfeinde antreffen würde. Schreibe deine Vermutung auf und begründe. Auftrag: Überprüft eure Vermutung mit dem folgenden Kartoffel-Experiment. Der Kochtopf, die Thermometer und die Stoppuhren stehen vorne auf dem Pult bereit. Zeit: 30 Minuten Wir nehmen für dieses Experiment heisse Kartoffeln, da Pinguine es nicht so mögen, mit dem Thermometer gepikst zu werden. Ihr holt euch 3 unterschiedlich grosse Kartoffeln aus dem Kochtopf. Achtung heiss! Ihr platziert in jeder Kartoffel einen Thermometer und lest alle 5 Minuten mit der Stoppuhr die Kerntemperatur der drei Kartoffeln ab. Übertragt die Messdaten in die Tabelle unten und stellt die Messwerte grafisch dar. Dabei sollte jede Kartoffel eine andere Farbe bekommen. Zeit [Minuten] 0 5 10 15 20 25 30 Temp. kleine Kartoffel [C] Temp. mittlere Kartoffel [C] Temp. grosse Kartoffel [C] Grafik Tipp 4: Ihr dürft dazu das Blatt «Koordinatensystem» verwenden. Jonas Huber 2. Sek (Niveau A) 1 Natur Technik Lernaufgabe: Die Bergmannsche Regel Arbeitsblatt 3 Was habt ihr beobachtet? Tipp 5: Liegt vorne auf dem Pult. Erklärt euch gegenseitig, was das O/V-Verhältnis mit diesem Experiment zu tun hat. Stichwortartig. Was bedeutet dies für den oben genannten Galapagos-Pinguin in der Antarktis? Tipp 6: Liegt vorne auf dem Pult. Quelle: Die Lösungen liegen vorne auf dem Pult bereit. Sobald ihr mit dem Experiment fertig seid und alle Fragen beantwortet habt, vergleicht ihr eure Version mit der Lösung. Jonas Huber 2. Sek (Niveau A) 2 Kopiervorlage: Text zur Bergmannschen Regel (6 SuS) «Der deutsche Anatom und Physiologe Carl Bergmann stellte 1847 die These auf, dass unter Vögeln und Säugern nahe verwandte Arten von den wärmeren geografischen Zonen zu den Polen hin an Grösse zunehmen. Grosse Tiere erleiden danach einen geringeren Wärmeverlust, da das Verhältnis aus Oberfläche und Volumen günstiger als bei kleinen Tieren ist (der Alaskabär ist grösser als der europäische Braunbär).» Quelle: «Der deutsche Anatom und Physiologe Carl Bergmann stellte 1847 die These auf, dass unter Vögeln und Säugern nahe verwandte Arten von den wärmeren geografischen Zonen zu den Polen hin an Grösse zunehmen. Grosse Tiere erleiden danach einen geringeren Wärmeverlust, da das Verhältnis aus Oberfläche und Volumen günstiger als bei kleinen Tieren ist (der Alaskabär ist grösser als der europäische Braunbär).» Quelle: «Der deutsche Anatom und Physiologe Carl Bergmann stellte 1847 die These auf, dass unter Vögeln und Säugern nahe verwandte Arten von den wärmeren geografischen Zonen zu den Polen hin an Grösse zunehmen. Grosse Tiere erleiden danach einen geringeren Wärmeverlust, da das Verhältnis aus Oberfläche und Volumen günstiger als bei kleinen Tieren ist (der Alaskabär ist grösser als der europäische Braunbär).» Quelle: «Der deutsche Anatom und Physiologe Carl Bergmann stellte 1847 die These auf, dass unter Vögeln und Säugern nahe verwandte Arten von den wärmeren geografischen Zonen zu den Polen hin an Grösse zunehmen. Grosse Tiere erleiden danach einen geringeren Wärmeverlust, da das Verhältnis aus Oberfläche und Volumen günstiger als bei kleinen Tieren ist (der Alaskabär ist grösser als der europäische Braunbär).» Quelle: «Der deutsche Anatom und Physiologe Carl Bergmann stellte 1847 die These auf, dass unter Vögeln und Säugern nahe verwandte Arten von den wärmeren geografischen Zonen zu den Polen hin an Grösse zunehmen. Grosse Tiere erleiden danach einen geringeren Wärmeverlust, da das Verhältnis aus Oberfläche und Volumen günstiger als bei kleinen Tieren ist (der Alaskabär ist grösser als der europäische Braunbär).» Quelle: «Der deutsche Anatom und Physiologe Carl Bergmann stellte 1847 die These auf, dass unter Vögeln und Säugern nahe verwandte Arten von den wärmeren geografischen Zonen zu den Polen hin an Grösse zunehmen. Grosse Tiere erleiden danach einen geringeren Wärmeverlust, da das Verhältnis aus Oberfläche und Volumen günstiger als bei kleinen Tieren ist (der Alaskabär ist grösser als der europäische Braunbär).» Quelle: Tipp 2: Würfel-Tabelle Kantenlänge [cm] Oberfläche [cm2] Volumen [cm3] Oberflächen- Volumenverhältnis [keine Einheit] 1 6 1 2 24 8 3 54 27 4 96 64 6 3 2 1.5 Bilder: Tipp 3: Erklärungen zur «Würfel-Tabelle» Ein einziger Würfel hat das Volumen 1 cm3. Dieses Volumen wird von 6 Flächen umgeben, die sichtbar sind. Das Oberflächen-/Volumenverhältnis ist 6. Wenn man nun 8 kleine Würfel zu einem grossen Würfel zusammenbaut, hat man ein Volumen von 8 cm3. Dieses Volumen wird von 24 kleinen Würfel-Flächen umgeben, die sichtbar sind. Das Oberflächen-/Volumenverhältnis ist 3. Wenn Körper grösser werden, dann wächst ihr Volumen mehr als die Oberfläche. Nun wissen wir, dass grosse Körper relativ kleine Oberflächen-/Volumenverhältnisse und kleine Körper relativ grosse Oberflächen-/Volumenverhältnisse besitzen. Tipp 5: Formuliert eine passenden «Je , desto » Satz. Tipp 6: Die grosse Kartoffel symbolisiert den Kaiserpinguin, die mittlere den Magellan-Pinguin und die kleine Kartoffel stellt den Galapagos-Pinguin dar. Besprecht die folgenden Fragen in der Gruppe: Welcher Pinguin kühlt am schnellsten ab? Weshalb kühlt dieser Pinguin am schnellsten ab? Kopiervorlage Tipp 4: 2 SuS Tipp 4: Koordinatensystem ausfüllen ausschneiden auf Arbeitsblatt 3 kleben Tipp 4: Koordinatensystem ausfüllen ausschneiden auf Arbeitsblatt 3 kleben