Ablauf und Versuche im Schülerlabor

Das biologische Schülerlabor widmet sich momentan den Versuchsbereichen "pflanzliche Farbstoffe" und „tierisches Verhalten“. Die Versuche sind im Gegensatz zu klassischen Schulexperimenten etwas länger (ca. 150 Minuten) angelegt. Die Schülerinnen und Schüler nutzen dabei chemische und physikalische Verfahren sowie Beobachtungsexperimente, die aus der modernen Wissenschaft nicht mehr wegzudenken sind, um biologischen Forschungsfragen nachzugehen. Die Stationen sind somit auch für den Physik- und Chemieunterricht interessant und es wird deutlich, dass naturwissenschaftliche Forschung interdisziplinären Charakter hat.

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Plan eines Schülerlaborvormittags

Der folgende Plan ist exemplarisch für die Struktur eines Schülerlaborvormittags (4 Zeitstunden):

9:00 - 9:15

Begrüßung und Eröffnung

Frank Hauenschild

9:15 - 11:45

Arbeitsphase an einer Station des Schülerlabors (inkl. Pause)

Lehramtsstudierende 5., 7. und 9. Fachsemester und Mitarbeiter der beiden Arbeitsgruppen Biologiedidaktik und Molekulare Evolution und Systematik der Pflanzen

11:45 - 12:00


Pause

12:00 - 12:45

Auswertung und Ergebnispräsentation

Lehramtsstudierende 5., 7. und 9. Fachsemester und Mitarbeiter der beiden Arbeitsgruppen Biologiedidaktik und Molekulare Evolution und Systematik der Pflanzen

12:45 - 13:00

Feedbackrunde

Frank Hauenschild und Mitarbeiter

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Versuche im Schülerlabor

Folgende Stationen sollen dieses Jahr im biologischen Schülerlabor angeboten werden:


by Pudding4brains [PD], from Wikimedia Commons

Station 1: Haben Kellerasseln Angst im Dunkeln?
In dieser Versuchsreihe beobachteten wir, wie sich der Einfluss von Licht auf das Verhalten von Kellerasseln auswirkt. Die Skototaxis (Bewegung zur Dunkelheit hin) der Tiere soll beobachtet und teilweise statistisch ausgewertet werden. Dafür lernen die Schülerinnen und Schüler im ersten Teil grundlegende anatomische und physiologische Grundlagen zu den Kellerasseln kennen. Daraus ergeben sich Forschungsfragen und Hypothesen, die im zweiten Teil durch verschiedene Beobachtungsexperimente in unterschiedlichen Versuchsanordnungen untersucht und die Ergebnisse anschließend interpretiert werden. Dabei steht das Verhalten der Tiere gegenüber Licht im Vordergrund.


by Tortuosa [CC-BY-SA-3.0] from Wikimedia Commons

Station 2: Können auch rote Blätter Photosynthese betreiben?
Der grüne Blattfarbstoff Chlorophyll, welcher in den Chloroplasten enthalten ist, ist für die Photosynthese verantwortlich. Doch was ist nun, wenn die Blätter nicht grün sind, sondern rot – und das nicht etwa im Herbst, sondern im Frühjahr und Sommer? Und warum sind die Blätter der meisten Pflanzen grün – und nicht rot oder blau?
An dieser Station gehen die Schülerinnen und Schüler im ersten Teil der Frage nach, wie es sein kann, dass eine Blutbuche trotz ihrer roten Blätter dazu in der Lage ist, Photosynthese zu betreiben so wie grünblättrige Pflanzen. Dieses Rätsel wird mit Hilfe einer Dünnschichtchromatografie von Blattfarbstoffen gelöst. Im zweiten Teil erarbeiten und erforschen die Schülerinnen und Schüler zunächst die physikalischen Grundlagen zur Zusammensetzung des Lichtes und untersuchen mit Hilfe eines Photometers das Absorptionsspektrum einer Chlorophyll-Lösung. Nachdem die Schüler die Absorptionskurve ermittelt haben, interpretieren sie diese und ziehen Schlussfolgerungen über die Bedeutung der Lichtfarbe in der Photosynthese


by Supermartl [CC BY-SA 3.0], from Wikimedia Commons

Station 3: Färben mit pflanzlichen Farbstoffen
Station 3: Färben mit pflanzlichen Farbstoffen
Ist es möglich, T-Shirts mit pflanzlichen Farbstoffen zu färben, die aus handelsüblichen Lebensmitteln (z.B. Rotkohl) gewonnen wurden? An dieser Station beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler u.a. mit der pH-Abhängigkeit pflanzlicher Farbstoffe. Da einige Farbstoffe eine pH-Indikatoreigenschaft besitzen, können durch die Zugabe von sauren und basischen Flüssigkeiten weitere Farben erzeugt werden. Neben Anthocyanen werden weitere Pflanzenfarbstoffe in Bezug auf die Färbung von unterschiedlichen Fasern untersucht, so z.B. Indigo aus Isatis tinctoria (Färberwaid). Auf Basis einer ständigen Protokollierung der Experimentierreihe können die Schülerinnen und Schüler zum Abschluss eine Empfehlung aussprechen, welche Farben sich aus welchen Pflanzen gewinnen lassen. Abschließend bleibt nur noch die Frage zu beantworten, ob mit den pflanzlichen Farbstoffen tatsächlich langfristig T-Shirts gefärbt werden können.


by Gilles San Martin [CC BY-SA 2.0], from Wikimedia Commons

Station 4: Warum zirpen Grillen?
Warum zirpen Grillen und erzeugen so unterschiedliche Laute und „Gesänge“? Worin liegt die Ursache für dieses Verhalten begründet? Was ist überhaupt Verhalten? Diesen Fragen nachgehen sollen Schülerinnen und Schüler an dieser Station. Biologische Arbeitsweisen wie z.B. genaues Beobachten und Protokollieren von gezeigtem Verhalten sollen geübt werden. Das Beobachten von artspezifischen Verhaltensweisen und deren Beschreibung ohne voreilige Interpretation steht hier im Fokus, wie etwa die unterschiedlichen Gesangsarten von Grillenmännchen und deren Aggressionsverhalten gegenüber männlichen Artgenossen. Anschließend werden die Ursachen des Verhaltens untersucht. Dabei spielen Wirk- und Zweckursachen gleichermaßen eine Rolle in den Erklärungsansätzen und zur Beantwortung der Eingangsfrage.

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letzte Änderung: 20.09.2018 



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