Schülerlabor
Um schon ganz junge Schülerinnen und Schüler an das praktische
naturwissenschaftliche Arbeiten heranzuführen, wird ihnen von Anfang an
die Möglichkeit geboten, betreut durch Biologie-Lehrerinnen und –Lehrer
kleinere wissenschaftliche Projekte durchzuführen.
Die Teilnehmer am Schülerlabor lernen, wie man Versuche plant, wie man
sie standardisiert durchführt, wie man Ergebnisse protokolliert und
statistisch auswertet und sie schließlich in Form einer
wissenschaftlichen Arbeit präsentiert.
Die Projekte sollen dann in einer Teilnahme an den Wettbewerben “Schüler experimentieren” und “Jugend forscht” gipfeln.
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Waldjugendspiele
Während in der Jahrgangsstufe 7 im Rahmen des Unterrichts das
Ökosystem Wald mit seinen vielfältigen Bezügen und Beziehungen auf
intellektueller Ebene erarbeitet und dargestellt wird, geht es bei den
Waldjugendspielen, die immer im Frühjahr stattfinden, darum, die
erworbenen Kenntnisse in der Praxis anzuwenden. Außerdem sollen die
Schülerinnen und Schüler Wald als Erlebnisraum begreifen und neben der
intellektuellen auch auf der emotionalen Ebene angesprochen werden. Die
Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich im Rahmen der von der
Schutzgemeinschaft Deutscher Wald Rheinland-Pfalz e.V. getragenen
Veranstaltung mit folgenden Themen (vgl.
www.wald-jugendspiele.de):
1. Natur und Umwelt - Naturschutz, Waldkrankheiten, Forstschutz, Artenschutz
2. Tierkunde - Säugetiere, Vögel des Waldes, Waldschädlinge, Nahrungsketten
3. Pflanzenkunde - Bäume, Sträucher, Pilze, Pflanzen
4. Forstwirtschaft und Jagd - Waldarbeiter, Förster, Waldnutzung, Jagd
5. Sportliche Übungen und Spiele
6. Malaufgabe, WaldKunstaufgabe
Durch den Wettbewerbscharakter der Waldjugendspiele, in der sich die
Klassen im Vergleich mit Gruppen anderer Schulen erleben, werden den
Schülerinnen und Schülern eigene Stärken, aber auch eventuell
vorhandene Defizite bewusst. Sie erhalten direkt eine Rückmeldung zum
Erfolg und zur "Alltagstauglichkeit" ihrer im Unterricht erworbenen
ökologischen Kenntnisse.
Rasterelektronenmikroskop und Ultraschalldiagnostik
Im Unterricht der Jahrgangsstufe 11 ist die Beschäftigung mit
elektronenmikroskopischen Aufnahmen von Zellen und Geweben essentieller
Bestandteil des zellbiologischen Einführungskurses. Um praktische
Erfahrungen dieser wichtigen Technik zu ermöglichen, besuchen
Biologie-Leistungskursschülerinnen und -schüler regelmäßig das
Rasterelektronenmikroskop des Fachbereichs Medizintechnik an der
Fachhochschule Remagen (vgl.
www.rheinahrcampus.de).
Dort lernen sie in Kleingruppen die Probenaufbereitung sowie den
eigenständigen Umgang mit der Apparatur kennen, indem sie mitgebrachte
Präparate (Insekten, Haare, Blattepidermis) untersuchen. Auch die
Fehleranalyse sowie Fragen der Bildoptimierung werden diskutiert.
Angeleitet werden die Schülerinnen und Schüler von Mentorinnen des
Ada-Lovelace-Projekts zur Förderung von Mädchen und Frauen in
Naturwissenschaft und Technik (vgl.
www.ada-lovelace.com/remagen).
Ergänzt wird dieser Praktikumsnachmittag durch eine Einführung in die
Ultraschalldiagnostik. Diese bildgebende Verfahren lernen die
Schülerinnen und Schüler am Modell sowie am eigenen Körper kennen. Auch
weiterführende Techniken wie die Doppler-Sonographie werden praktisch
demonstriert und ihre Anwendung in der Medizindiagnostik diskutiert.
Der Praktikumsnachmittag leistet damit einen wichtigen Brückenschlag
zwischen den Bildgebungsverfahren, die in hohem Maße
physikalisch-technisches Wissen erfordern, für das
Biologieleistungskursschülerinnen und -schüler häufig erst
sensibilisiert werden müssen, und der biologischen Interpretation der
Untersuchungsergebnisse.
Gewässerpraktikum
Im Rahmen der Beschäftigung mit dem Thema Ökologie in der
Jahrgangsstufe 12 ist für die Biologie Grund- und Leistungskurse die
praktische Untersuchung eines Gewässers vorgesehen, um das Wissen um die
Zusammenhänge und Wechselbeziehungen eines solchen Ökosystems, die
zuvor im Unterricht behandelt wurden, auf ein konkretes Beispiel in der
Praxis anzuwenden. Dabei werden die physikalisch-geographischen
Rahmenbedingungen bewertet (Gewässerstrukturanalyse), die chemischen und
physikalischen Parameter der Gewässergüte untersucht (z.B. Temperatur,
Nitrat-, Phosphat-, Sauerstoffgehalt) sowie die Organismen und ihre
Zusammensetzung studiert (Bestimmung der Biomasse, Saprobienindex,
Mikroskopische Untersuchung der Planktonorganismen). Im Zentrum der
Untersuchungen stehen sowohl Seen (z.B. Meerfelder Maar in Bettenfeld
(vgl
www.rs-wittlich.de/kooperation_mn.html), Sorpesee im Sauerland (vgl.
www.oeko-sorpe.de) , Rheinauensee in Bonn) als auch Fließgewässer (Urft in Nettersheim (vgl.
www.nettersheim.de/Seiten/Natur_erleben/Naturzentrum.php), Ohbach in Bad Honnef). Bei einem dieser Praktika entstand der Filmbericht, den Sie sich hier (LINK) anschauen können.
Biologische Modelbildung
Um den Schülerinnen und Schülern das Verhalten komplexer Öko-Systeme
zu verdeutlichen, wird in den Biologie - Leistungskursen der
Jahrgangstufe 12 regelmäßig die Dynamik von Populationen mit Hilfe des
Computerprogramms DYNASIS (vgl.
www.hupfeld-software.de/pmwiki/pmwiki.php?n=Main.Dynasys)
modelliert. Dabei erfahren sie, dass selbst kleine Veränderungen der
Ausgangs- oder Rahmenbedingungen große Auswirkungen auf die Entwicklung
einer Population haben können.
Die Modelle werden dazu verwendet, um Voraussagen über den Erfolg
verschiedener Maßnahmen zur Schädlingsbekämpfung zu machen. Hier können
chemische und biologische Strategien miteinander verglichen, ihre
Auswirkungen im Modell erfasst und anschließend bewertet werden.
Darüber hinaus erfolgt eine intensive Auseinandersetzung mit den
grundlegenden Möglichkeiten und Grenzen einer biologischen
Modellbildung.
Facharbeiten in Zusammenarbeit mit außerschulischen Einrichtungen
Im Rahmen des Biologie-Leistungskurs entstehen immer wieder
Facharbeiten in Zusammenarbeit mit außerschulischen Partnern. Dabei
profitieren die Schülerinnen und Schüler zum einen von den Experten vor
Ort, zum anderen eröffnen sich ihnen viele spannende experimentelle
Möglichkeiten. In den vergangenen Jahren entstanden z.B. Arbeiten zu
folgenden Themengebieten:
Raumfahrt-Medizin in Zusammenarbeit mit dem DLR School Lab in Köln-Porz (vgl.
www.dlr.de/schoollab/desktopdefault.aspx/tabid-1718)
Resistenzbildung von Bakterien gegenüber Antibiotika in Zusammenarbeit
mit dem Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz in Koblenz (vgl.
www.lua.rlp.de)
Behandlungsmöglichkeiten von Epilepsie-Patienten in Zusammenarbeit mit
der Klinik für Epileptologie des Universitätsklinikums Bonn (vgl.
www.meb.uni-bonn.de/epileptologie/cms/front_content.php?idcat=222)
Primatenevolution im Kölner Zoo
Im Rahmen der Beschäftigung mit der Evolutionstheorie in der
Jahrgangsstufe 12 wird in den Biologie-Leistungskursen häufig eine
Exkursion in den Kölner Zoo (vgl.
http://www.zoo-koeln.de/fileadmin/download/zooschule/material/Evolutions...
) durchgeführt, auf der die Schülerinnen und Schülern durch Beobachtung
der Anatomie und des Verhaltens verschiedener Affenarten
Entwicklungstendenzen innerhalb der Primaten entdecken können. Auf diese
Weise gelingt es den Schülerinnen und Schülern einen Modellstammbaum
dieser taxonomischen Gruppe zu entwickeln und die Entwicklungstendenzen
als Anpassungen an sich verändernde Umweltbedingungen zu analysieren.
Molekularbiologisches Praktikum an der Universität Mainz
Schülerinnen und Schüler der Biologie-Leistungskurse absolvieren
regelmäßig ein molekularbiologisches Schnupperpraktikum am Biochemischen
Institut der Universität Mainz (vgl.
www.bio.chemie.uni-mainz.de/Schuelerlabor.htm ), an dem sie ihren eigenen genetischen Fingerabdruck erstellen.
Bei diesem Versuch isolieren sie ihre DNA aus Mundschleimhautzellen,
vervielfältigen diese mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und
trennen sie anschließend gelelektrophoretisch auf, um die Größe der
entstandenen Fragmente zu bestimmen. Dieser Versuch bietet einen
vielfältigen Einblick in das Arbeiten in einem biochemischen Labor.
Außerdem ermöglicht er den Schülerinnen und Schülern sich in direktem
Austausch mit Studenten und Dozenten der Universität über die Chancen
und Anforderungen eines Biologie-Studiums zu informieren.
Teilnahme an Internet-Projekten zu bioethischen Fragestellungen
Nach der Beschäftigung mit den Möglichkeiten der Bio- und
Gentechnologie stehen in den Biologie-Kursen der Jahrgangstufe 13 immer
auch ethische Fragestellungen im Mittelpunkt, die sich aus den
Möglichkeiten und Risiken der genetischen Forschung ergeben. Regelmäßig
nehmen unsere Schülerinnen und Schüler auch der gesellschaftlichen
Diskussion aktiv teil, indem sie sich an Internet-Projekten wie dem
1000-Fragen-Projekt der Aktion Mensch (vgl.
www.1000fragen.de ) oder der Biotechnologie-Debatte des Forums Wirtschaft und Wissenschaft (vgl.
www.biotechnologie-debatte.de
) beteiligen, das sich speziell an Jugendliche richtet und bei ihnen
eine aktive Teilnahme an der Bioethik-Diskussion initiieren will.
http://www.mint-unterricht.de/mint-nw/biologie.html
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