praktische Tätigkeiten im Biologieunterricht

Auswertung:

Die Tierbilder zeigen die Veränderung der Pupille. Die Pupille ist zunächst extrem geweitet. Dann verengt sie sich. Je mehr Licht einfällt, desto mehr verengt sich die Pupille.
Diese Anpassung der Pupille an die Menge des einfallenden Lichts, an die unterschiedliche Beleuchtungsstärke, nennt man Pupillenadaptation.

Unmittelbare Beobachtungen (direkte Beobachtungen) sind Beobachtungen nur mithilfe der Sinnesorgane des Menschen (Betrachten der Erscheinungen und Objekte ohne Hilfsmittel).

Mittelbare Beobachtungen sind Beobachtungen mit Hilfsmitteln wie Lupe, Mikroskop, Messgeräten oder speziellen Verfahren, z. B. Nachweisreaktionen (Untersuchungen).

Kurzzeitbeobachtungen sind Beobachtungen von Objekten und Erscheinungen über einen kurzen Zeitraum, z. B. Körperhaltung einer Katze beim Springen, Reaktion des Regenwurms auf unterschiedliche Reize.

Langzeitbeobachtungen sind Beobachtungen von Objekten und Erscheinungen über einen längeren Zeitraum, z. B. die Veränderung eines Laubbaums während eines Jahres (Laubentfaltung, Blühen, Blattfall, Fruchtreife), Eintreffen von Vögeln (Vogelzug).

Das Untersuchen

Beim Untersuchen (Beobachten mit Hilfsmitteln) erforscht man zielgerichtet die inneren Zusammenhänge von Objekten und Erscheinungen (z. B. Zusammensetzung, Strukturen und Funktionen). Dazu greift man mit entsprechenden Hilfsmitteln in die Objekte ein. Untersuchen kann man also auch als Beobachten mit Hilfsmitteln bezeichnen.
Nach Struktur der zu untersuchenden Objekte und Erscheinungen unterscheidet man verschiedene Arten von Untersuchungen. Beim Sezieren und Präparieren werden biologische Objekte sachgerecht auseinandergenommen, um den anatomischen Bau erkennen zu können. Hilfsmittel sind dabei u. a. Pinzette, Messer, Schere, Präpariernadel und Lupe.

Beispiel: Präparation einer Rosenblüte
Dazu wird die Blüte vorsichtig mit einer Pinzette zerlegt. Die Blütenblätter werden entsprechend ihrer Anordnung in der Blüte auf eine Unterlage gelegt. Man erhält so ein Legebild.
Aus dem Legebild kann man eine vereinfachte Zeichnung, ein Blütendiagramm, entwickeln.

Reagenzglasuntersuchungen

Zu den Untersuchungen gehören auch Reagenzglasuntersuchungen. Sie werden durchgeführt, um den chemischen Aufbau, die Struktur von Objekten (z. B. Organismen, Nahrungsmitteln) herauszufinden. Dazu werden z. B. entsprechende Nahrungsmittelproben (geringe Mengen, sodass sie in ein Reagenzglas passen) mit Nachweismittel versetzt.

Beispiel: Welche Nahrungsmittel enthalten Traubenzucker?

Materialien:
Reagenzgläser, Bunsenbrenner, Reagenzglasständer, Reagenzglashalter, Wasser, fehlingsche Lösung als Nachweismittel; Weintrauben, reife Birnen, Honig, gekochtes Ei, Kartoffeln, Milch (als Testobjekte)

Das Experimentieren

Das Experimentieren ist eine sehr komplexe Tätigkeit, die in verschiedenen Etappen beim Erkennen und Anwenden von Naturgesetzen auftritt. Das Ziel eines Experiments besteht darin, eine Frage an die Natur zu beantworten. Dazu wird eine Erscheinung der Natur unter ausgewählten konkreten, kontrollierten und veränderbaren Bedingungen beobachtet, die Ergebnisse werden registriert und bewertet. Die Bedingungen und damit das gesamte Experiment müssen wiederholbar sein. Beim Experimentieren geht man in der Regel in bestimmten Etappen vor (Vorbereiten, Durchführen und Auswerten des Experiments).

Schrittfolge beim Experimentieren:

1. Vorbereiten des Experiments
2. Entwickeln eines Experimentierplans
(Der Plan muss enthalten, welche Bedingungen variiert werden sollen, welche Veränderungen zu erwarten sind, welche Objekte, Geräte oder Chemikalien eingesetzt werden sollen und welche Arbeitsschritte zur Durchführung des Plans notwendig sind.)
3. Durchführen des Experiments und Protokollieren der Beobachtungen
(Das Experiment genau nach geplanten Vorgaben durchführen; je besser vorüberlegt und geplant wurde, desto genauer sind die zu erwartenden Effekte; alle Erscheinungen genau aufschreiben!)
4. Auswerten des Experiments/Beantworten der Fragestellungen
(Auswerten aller protokollierten Messwerte und Beobachtungen; Diagramme anfertigen, Berechnungen durchführen oder Aufnahmen machen; ist eine vermutete Lösung (Hypothese) aufgestellt worden, wird diese mit dem festgestellten Ergebnis verglichen.)
5. Erklärung der festgestellten Ergebnisse
6. Anfertigung eines Protokolls
(Beobachtungen, Untersuchungen und Experimente erfordern die Anfertigung eines genauen Protokolls. Darin werden sowohl die Probleme bzw. Fragen, die Geräte und Materialien als auch die Beobachtungs- bzw. die Messergebnisse, falls erforderlich auch die Untersuchungs- bzw. die Experimentieranordnungen, die Bedingungen und Auswertungsergebnisse festgehalten.)

Sammeln und Fangen von Organismen

Das Sammeln und Fangen von Organismen (z. B. Pflanzen und Tiere sowie Pilze oder Teile von ihnen) wird im Biologieunterricht zu unterschiedlichen Zwecken durchgeführt: z. B. zur Anlage eines Herbariums, Terrariums oder Aquariums, zum Beobachten und Kennenlernen der Verhaltensweisen von Tieren, zum Bestimmen von Organismen oder zum Gestalten von Ausstellungen.

Bevor man Pflanzen, Tiere und Pilze oder Teile von ihnen sammelt oder fängt, muss man prüfen, ob ein Foto, eine Zeichnung oder ein Film nicht das gleiche Ergebnis bringen.

Bestimmen von Organismen

Bestimmen ist das Feststellen der Namen von unbekannten Organismen (Pflanzen, Tieren oder Pilzen) aufgrund charakteristischer Merkmale mithilfe von Tabellen, Abbildungen oder dichotomen Bestimmungsschlüsseln.

Herstellen von Mikropräparaten

Zur Betrachtung von Objekten im Mikroskop eignen sich vor allem solche Objekte, die genug Licht abstrahlen (z. B. Pollenkörner). Andere müssen erst so präpariert werden, dass sie lichtdurchlässig werden. Man fertigt dazu hauchdünne Schnitte (z. B. von Pflanzenstängeln) an.
Man unterscheidet Frisch- und Dauerpräparate.
Frischpräparate werden zur sofortigen Betrachtung der Objekte unter dem Mikroskop hergestellt. Sie halten nicht sehr lange. Zu ihnen gehören Trockenpräparate (z. B. Insektenflügel, Pollenkörner) und Feuchtpräparate (z. B. Moosblättchen, Amöbe in Wasser).
Dauerpräparate sind Objekte, die man häufiger betrachten will und dafür durch besondere Behandlung (Einschluss in Harz oder Glyceringelatine) haltbar machen kann.
Zur Herstellung von Mikropräparaten benötigt man spezielle Geräte.