Feinbau der Vogelfeder

Kristina Stein, Lan, Ausbildungsseminar Verden
Unterrichtsentwurf
September 2000
Datum:
Zeit:
Biologie
Fach:
Klasse:
Raum:
Fachlehrerin:
Thema der Unterrichtseinheit Vögel – Angepasstsein an das Leben in der
Luft
Thema der Unterrichtsstunde Feinbau der Vogelfeder
Stellung der Stunde in der Unterrichtseinheit:
Kennzeichen der Vögel (wir lernen die wichtigsten Kennzeichen eines Vogels als Wirbeltier (z.B.
Federkleid, Flügel, legt Eier) sowie bei uns häufig vorkommende Vogelarten kennen und beschreiben
einen Vogel unserer Wahl ausführlicher)
1 Std.
Vögel fliegen unterschiedlich (anhand von eigenen Flugbeobachtungen und der Erarbeitung
verschiedener Flugformen mithilfe eines Modells stellen wir fest, dass Vögel sich auf verschiedene
Art und Weise durch die Luft bewegen können)
2 Std.
Warum können Vögel fliegen? (ausgehend von den verschiedenen Flugformen untersuchen wir
den Körperbau eines Vogels und stellen Anpassungserscheinungen an die Flugfähigkeit fest) 1 Std.
Das Federkleid (wir lernen die verschiedenen Federarten [Schwungfeder, Deckfeder und Dune]
kennen und erarbeiten uns den groben Aufbau einer Schwungfeder, indem wir sie zeichnen und
beschriften)
1 Std.
Feinbau der Vogelfeder (aufgrund eigener Untersuchungen lernen wir den Feinbau einer
Schwungfeder kennen)
1 Std.
Wasservögel zeigen besondere Anpassungen (am Beispiel der Stockente lernen wir einen
Vertreter der hier heimischen Wasservogelarten und ihre Anpassungserscheinungen an ihren
Lebensraum kennen)
1 Std.
Vögel und Naturschutz (am Beispiel einiger bedrohter Vogelarten lernen wir einige Ursachen für
das Vogelsterben sowie dessen Möglichkeiten zur Prävention kennen)
1 Std.
2. Bedingungsanalyse
2.1 Lernvoraussetzungen der Schüler1
Die Klasse 6b der ............ setzt sich aus 11 Mädchen und 12 Jungen zusammen. Seit dem
Schuljahresbeginn 1999/2000 habe ich die Klasse eigenverantwortlich mit jeweils einer
2
Wochenstunde in Biologie und ev. Religion unterrichtet. Nach den jetzigen Sommerferien
unterrichte ich die Klasse nur noch mit zwei Wochenstunden Biologie.
Die Klasse zeigt großes Interesse an naturwissenschaftlichen Fächern und im Besonderen am
Fach Biologie. Dies wird an der regen Beteiligung an Unterrichtsgesprächen, dem
unaufgeforderten Mitbringen von Büchern und Materialien zum Thema sowie durch die hohe
- zum Teil eigeninitiativ geäußerte - Bereitschaft zur Übernahme von Referaten deutlich.
Ich unterrichte die Jungen und Mädchen gerne, obwohl die Arbeitsatmosphäre nicht immer
zufriedenstellend ist. Ein Teil der Schüler – vor allem Jungen – fällt durch lebhaftes Verhalten
auf, das sich nach den Sommerferien teilweise noch verstärkt hat. Meist kehren diese Schüler
nach kurzer Aufforderung zum Unterrichtsgeschehen zurück. Drei Jungen profilieren sich im
Gegensatz dazu durch ihr vorpubertierendes und albernes Verhalten, weil sie die
Aufmerksamkeit der Klasse und die meinige auf sich ziehen möchten. Oftmals gelingt es den
dreien, die ganze Klasse durch ihr Verhalten abzulenken, da ein Ignorieren von Seiten der
Klasse in dieser Altersstufe nicht immer möglich ist. Bisher bin ich diesem Verhalten mit
Ermahnungen, Einzelgesprächen und der Vergabe von Extraarbeiten entgegengetreten.
Teilweise gelingt es mir auch die Störungen der Jungen durch Lob und positive
Hervorhebungen ihrer Leistungen zum Unterrichtsinhalt abzustellen und manchmal waren
auch Blickkontakt oder kurze Ermahnungen ausreichend, um sie zum Unterrichtsgeschehen
zurückzuführen.
Die Klasse ist es gewohnt, bei mir Arbeitsaufträge in Einzel- , Partner- und Gruppenarbeit zu
bearbeiten. Die Sozialform der Gruppenarbeit ist ihnen allerdings noch nicht so vertraut, da
sich aufgrund der geringen Wochenstundenzahl sowie der Themenschwerpunkte in Klasse 5
Gruppenarbeit nur phasenweise als geeignete Sozialform anbot. Die Lerngruppe arbeitet nach
Anleitung selbstständig und zeichnet sich durch ihre Vorliebe für praktische Tätigkeiten
sowie das Experimentieren aus. Das Anfertigen von biologischen Zeichnungen bereitet einem
Teil der Schüler Schwierigkeiten und macht ihnen generell wenig Freude. Im Umgang mit
dem Binokular sind die Schüler insoweit vertraut, dass sie vereinzelt Blüten und Pflanzenteile
betrachtet haben, so dass sie ihre Fähigkeiten im Umgang damit noch festigen müssen. Das
Arbeiten mit dem Mikroskop ist ihnen dagegen ganz fremd.
Die biologischen Arbeitsweisen des Betrachtens, Beobachtens, Untersuchens und
Experimentierens sind der Klasse insoweit bekannt, als dass wir Beobachtungen am
„Verhalten von Hunden“, die „Zergliederung einer Blüte“ zur Herstellung eines Legebildes
sowie Versuche zu „Phänomenen des Lebens“ bei Pflanzen sowie den „Wärmeschutz des
Winterfells“ bei Säugetieren durchgeführt haben.
Am Thema „Vögel – Angepasstsein an das Leben in der Luft“ und an zoologischen Themen
im Allgemeinen zeigt die Klasse großes Interesse. Vorwissen in Bezug auf das Thema sowie
Artenkenntnisse sind bei einem Großteil der Schüler vorhanden. Vielen Schülern sind Vögel
vertraut, vor allem aus der häuslichen Federtierhaltung.
In den vorausgegangenen Stunden haben die Schüler die besonderen Kennzeichen eines
Vogels sowie die Anpassungserscheinungen des Vogelkörpers an das Fliegen kennen gelernt.
In der letzten Stunde haben sie sich den Aufbau einer Vogelfeder und die verschiedenen
Federarten erarbeitet sowie Zeichnungen davon angefertigt.
1
Aus Gründen der Vereinfachung wird im Folgenden stellvertretend für den weiblichen und
männlichen Plural die maskuline Form verwendet.
3
2.2 Sachanalyse
Die Wirbeltiergruppe der Vögel lässt sich durch den Besitz von Federn eindeutig
charakterisieren, denn alle Vögel und nur diese Tiergruppe besitzt Federn. Sie haben sich aus
den Schuppen der Reptilien entwickelt und bestehen, wie die Haare der Säugetiere, aus Horn
(vgl. REMANE/STORCH/WELSCH 1989, S. 51).
Das Gefieder der Vögel trägt mit seiner Farbigkeit und mit besonders hervorstechenden
Merkmalen (wie Hauben oder lange Schwänze) zur Auffälligkeit vieler Vogelarten bei. Diese
Farben und Muster des Vogelgefieders, die auch den Menschen ästhetisch ansprechen, haben
für die Angehörigen der betreffenden Arten selbst Signalfunktion, z.B. während der Balz.
Schlichtere Gefieder dienen der Tarnung. Die Hauptaufgabe des Gefieders ist aber die
Wärmeisolation zu garantieren und, neben einer aerodynamisch günstigen Körperverkleidung,
die für die Flugfähigkeit erforderlichen Trag- und Steuerflächen auszubilden (vgl.
STICHMANN 1981, S. 3).
Der grob-morphologische Bau einer typischen Feder kann der Abb. 1 (vgl. BERGMANN
1987, S. 52) entnommen werden, die eine Schwungfeder aus dem Handflügel des
Großbrachvogels zeigt.
Man unterscheidet im wesentlichen vier Federtypen: Dunen oder Daunen, Deckfedern, Steuerund Schwungfedern. Sowohl die Steuerfedern im Schwanz als auch sämtliche Deckfedern am
Körper und die Schwungfedern sind nach dem in Abb. 1 dargestellten Prinzip gebaut. Sie
werden daher als Konturfedern zusammengefasst (vgl. BERGMANN 1987, S. 51). Die
Festigkeit und Elastizität dieser Federn ermöglichen den komplizierten Feinbau der Federäste.
Der Schaft ist beidseitig mit Ästen besetzt, die wiederum eine Reihe von kleinen
Abzweigungen aufweisen, die man als Strahlen (Radii) bezeichnet. Nach ihrem Feinbau
unterscheidet man Bogen- und Hakenstrahlen, aus deren Ineinandergreifen die Fahnenfläche
entsteht. Die Bogenstrahlen sind parallel zu ihrer Längsachse basalwärts krempenartig
aufgebogen, während die Hakenstrahlen mit einer Reihe von feinsten Häkchen besetzt sind.
Am Federast stehen die Bogenstrahlen jeweils basalwärts und die Hakenstrahlen zeigen zur
Spitze hin. Beim Auseinanderreißen dieses Verhakungssystems werden die Strahlen nicht
zerstört, sondern der Zusammenhalt kann durchs Glattstreichen wieder hergestellt werden
(vgl. BERGMANN 1987, S.53). Den Konturfedern stehen die kleineren, abgeleiteten Formen
der Dunenfedern oder Daunen gegenüber. Sie sind einfach gebaut, d.h. die Federfahne ist in
ihre einzelnen Äste aufgelöst. Den Ästen fehlen die Hakenstrahlen. Bei den adulten Tieren
liegen sie unterhalb der Konturfedern und dienen der Isolation des Vogelkörpers, während sie
bei den Jungvögeln das Federkleid aufbauen (vgl. REMANE/STORCH/WELSCH 1989, S.
51).
Aufgrund ihrer empfindlichen Feinstruktur, die für die Funktion des Fliegens von großer
Bedeutung ist, bedürfen Federn ständiger Pflege. Die Federn werden dabei vom Vogel durch
den Schnabel gezogen, vorsichtig beknabbert und evtl. mit Sekreten der Bürzeldrüse eingeölt.
Anhaftender Schmutz und Parasiten werden damit entfernt und durch das Öl wird das
Gefieder wasserdicht sowie die einzelne Feder geschmeidig und vor Schädlingen imprägniert
(vgl. BOSSERT & BOSSERT, in UB 256 2000, S. 20). Doch trotz bester Pflege halten die
Federn nicht ein Vogelleben lang und aus diesem Grunde wechseln (mausern) Vögel zwei- bis
dreimal pro Jahr ihr Gefieder (vgl. BERGMANN 1987, S. 62-63).
4
Legende
1 jeder Strich ist ein Federast in der Fahne
2 Außenfahne
3 Innenfahne
4 Schaft (Rhachis)
5 Spule (Calamus)
6 Schaft und Spule bilden zusammen den Kiel
(Scapus)
7 freie, dunige Federäste
8 Nabel der Spule
[Original]
Abb. 1 Schwungfeder aus dem rechten Handflügel eines Großbrachvogels (vgl. BERGMANN 1987, S. 52)
2.3 Handlungsspielräume der Lehrerin
Das Thema wurde unter Berücksichtigung der Rahmenrichtlinien und des
Stoffverteilungsplans der ................ ausgesucht. Ferner arbeite ich in Absprache mit meiner
Fachlehrerin, die in drei Parallelklassen unterrichtet. Die Untersuchung von Vogelfedern kann
in den Rahmenrichtlinien dem Aspekt „Das Angepasstsein der Vögel an das Leben in der
Luft“ sowie dem Themenkreis „Angepasstsein an einen Lebensraum“ des 5./6. Schuljahres
zugeordnet werden (vgl. RRL, S. 14). Nach den Rahmenrichtlinien gilt es sich bei der
Betrachtung des Angepasstseins einer Tierart auf leicht erkennbare und deutlich
umweltbezogene Merkmale, wie z.B. das der Feder, zu beschränken (vgl. RRL, S. 10). Auch
mit zwei Wochenstunden Biologie ist es daher erforderlich den didaktischen Umfang zu
reduzieren und exemplarisch zu arbeiten.
Die Planung und Durchführung dieser Unterrichtseinheit orientiert sich an dem an der ......
eingeführten Lehrwerk „Unterricht Biologie heute 1“ (vgl. Literaturliste). Zusätzlich benötigte
Medien für die Unterrichtseinheit wurden von mir in Anlehnung an die dem
Literaturverzeichnis zu entnehmenden Werke konzipiert und hergestellt. Die zur
Untersuchung benötigten Federn wurden im Verlauf der Einheit von den Schülern gesammelt
bzw. von mir bereitgestellt.
Die feste Sitzordnung im Biologieraum (Gruppentische) ermöglicht es, erfolgreich in Gruppen
experimentieren und arbeiten zu können. Zur Bildung eines Sitzkreises (z.B. für die
Präsentation biologischer Objekte) bietet der Biologieraum hingegen keinen Platz. Im
Vorbereitungsraum der Biologie besteht die Möglichkeit einzelne Schülergruppen gesondert
arbeiten zu lassen.
3. Didaktische Strukturierung
3.1 Unterrichtsziele
Grobziel
Die Schüler sollen den Feinbau einer Schwungfeder mithilfe eines Binokulars untersuchen.
Feinziele:
Die Schüler sollen ....
Fachliche Ziele
· ... zwei Federn als Pfauenfedern (Schmuckfeder & Schwungfeder) identifizieren
(kognitiv).
5
·
·
·
·
... Vermutungen aufstellen, wie eine Schwungfeder gebaut sein muss, damit sie
luftundurchlässig ist (kognitiv).
... zu zweit Untersuchungen zur Taubenfeder durchführen und dabei den Feinbau der
Feder erarbeiten (kognitiv/psychomotorisch).
... erkennen, dass die Federäste aus unterschiedlichen Strahlen aufgebaut sind
(kognitiv).
... erkennen, dass aufgrund des Ineinanderhakens der verschiedenen Strahlen (Bogenund Hakenstrahlen) die Federfahne luftundurchlässig ist (kognitiv).
Ziele im sozialen Bereich
· ... das Arbeiten und Teilen des Binokulars mit einem Partner üben und dabei ihre
Teamfähigkeit schulen (sozial).
Einige Schüler sollen
· ... mithilfe des Kreuzworträtsels ihre bisherigen Kenntnisse in Bezug auf das
Angepasstsein der Vögel an den Lebensraum Luft festigen und anwenden (kognitiv).
3.2 Hypothesen zur Erwartungshaltung der Schüler
Durch die Präsentation der großen Pfauenfedern hoffe ich bei den Schülern ein Staunen in
Bezug auf die Schönheit und Größe der Federn wecken zu können. Gleichzeitig könnte ich
mir vorstellen, dass einige Schüler die Federn als Pfauenfedern identifizieren. Aufgrund ihrer
erworbenen Kenntnisse aus der vorherigen Stunde dürfte ihnen die Beschreibung der
Funktionen der Federn nicht schwer fallen. Mithilfe des kleinen Lehrerexperiments erhoffe
ich mir eine Erwartungshaltung bei den Schülern in bezug auf den Feinbau einer
Schwungfeder aufzubauen. Da die Klasse sehr gerne praktisch arbeitet und der Umgang mit
dem Binokular und Federn etwas Besonderes sind, gehe ich davon aus, dass ihnen die
Untersuchungen der Federn Spaß machen werden. Allerdings vermute ich aufgrund meiner
bisherigen Erfahrungen auch, dass einige Schüler Schwierigkeiten haben werden, den Feinbau
der Feder durch das Binokular zu erkennen, zu zeichnen sowie zu beschreiben. Andere
werden Probleme bei der Deutung ihrer Ergebnisse haben. Diesen Schülern gilt meine
besondere Aufmerksamkeit und Hilfestellung.
3.3 Didaktische Entscheidungen
Vögel sind aufgrund ihrer Allgegenwärtigkeit und Auffälligkeit in Stadt und Land den
Menschen vertraut. Auch bei den Schülern finden sie mehr Beachtung als die meisten anderen
Tiergruppen (vgl. KLEESATTEL 1996, S. 117). Vögel sind den Schülern jedoch nicht nur
aus dem Freiland durch eigene Beobachtungen, sondern auch durch die Heimtierhaltung
bekannt (vgl. BOSSERT & BOSSERT, in UB 256 2000, S. 20) und stehen von daher in
einem direkten Bezug zur Erfahrungswelt der Schüler. Weiterhin richtet sich bekanntlich im
Allgemeinen das spontane Interesse der meisten Schüler (vgl. Situationsanalyse) im
Orientierungsstufenalter
auf
zoologische
Themen
(vgl.
dazu
ESCHENHAGEN/KATTMANN/RODI 1993, S. 139).
Anpassung ist ein Grundphänomen lebender Systeme und sollte den Schülern zum besseren
Verständnis der sie umgebenden Umwelt vermittelt werden, um dadurch auch
Verantwortungsbewusstsein gegenüber unserer Umwelt zu fördern. Gleichzeitig sollten die
aus der Grundschulzeit erworbenen Kenntnisse in Bezug auf Vögel in der Orientierungsstufe
geordnet werden, so dass im Biologieunterricht der weiterführenden Schulen darauf
aufbauend vergleichende Betrachtungen ausgewählter Tiergruppen im Hinblick auf Bau,
Funktion und Angepasstsein möglich werden (vgl. RRL, S. 10).
6
Federn stellen im Allgemeinen beliebte Sammelobjekte dar und üben auch auf Schüler eine
Faszination aus. Ferner sind Federn das charakteristische Kennzeichen der Vögel (vgl.
Sachanalyse) sowie mit eine Voraussetzung für ihre Flugfähigkeit (vgl. Sachanalyse) und
sollten aufgrund dessen genauer untersucht und betrachtet werden. Gleichzeitig sind Federn
zur Zeit (nach der Brut mausern die meisten Vogelarten) leicht zu beschaffen, so dass es
möglich ist, jedem Schüler eine Feder zur Untersuchung zuzuteilen, womit der Forderung
nach einer originalen Begegnung nachgekommen werden kann. Die damit möglich werdende
selbsttätige Untersuchung einer Feder durch den Schüler kommt dem Interesse der Schüler
entgegen (vgl. Situationsanalyse) und ermöglicht den Unterricht zu öffnen und entdeckendes
Lernen zu fördern. An dieser Stelle werden besonders die Kompetenzen in Bezug auf die
Arbeitsweise des Untersuchens sowie der Umgang mit dem Binokular geschult
(Methodenkompetenz; vgl. dazu methodische Entscheidungen).
Weiterhin sind die Kenntnisse über den Feinbau und die Funktion einer Feder Voraussetzung
für das Verständnis des Vogelfluges und damit einer der Anpassungserscheinungen der Vögel
an den Lebensraum Luft. Eine genaue exemplarische Betrachtung der Feder erscheint deshalb
notwendig und sinnvoll.
Den Feinbau einer Schwungfeder im Vergleich zu einer Daunen- oder Schmuckfeder zu
erarbeiten, erscheint aus biologischer Sicht logisch. Aufgrund des Stoffumfanges und der
noch ungeübten Fertigkeit im Umgang mit dem Binokular (vgl. Situationsanalyse) sollte man
in dieser Jahrgangsstufe den didaktischen Umfang reduzieren, indem man den Feinbau
exemplarisch am Beispiel einer Schwungfeder erarbeiten lässt und diesen ggf. auf andere
Federarten überträgt ohne diese explizit untersucht zu haben (vgl. methodische
Entscheidungen).
3.4 Methodische Entscheidungen und Rolle der Lehrerin
Um die Schüler motivierend in die Thematik der Stunde einzuführen, werde ich ihnen zwei
Pfauenfedern (Schmuck- und Schwungfeder) zeigen. Die Begegnung mit einem Realobjekt
spricht die Schüler erfahrungsgemäß stark an und motiviert sie, sich näher mit dem
Unterrichtsgegenstand zu befassen. Durch den stummen Impuls sollen die Schüler dazu
angeregt werden, sich frei zu äußern. Dieser offene Stundeneinstieg ermöglicht vielen
Schülern sich am Unterrichtsgespräch, z.B. durch Rückgriffe auf vorherige Stunden, zu
beteiligen. Außerdem erhoffe ich mir damit, eventuelle Hemmungen bezüglich der
Anwesenheit der Prüfungskommission abzubauen.
Nachdem die Schüler die Funktionen der Federarten beschrieben haben, leite ich mithilfe
eines kleinen Lehrerexperiments zum Inhalt der Stunde über. Dazu bitte ich die Schüler einen
Stehhalbkreis vor dem Lehrerpult zu bilden, damit gewährleistet ist, dass alle Schüler gut
sehen können. Ein Sitzkreis, als eine mögliche alternative Arbeitsform, bietet sich aus
Raumgründen nicht an (vgl. Handlungsspielräume der Lehrerin). Mithilfe des
Lehrerexperiments (eine brennende Kerze wird zuerst durch die Pfauenschmuckfeder,
anschließend durch die Pfauenschwungfeder hindurch versucht auszublasen) möchte ich die
Schüler ein zweites Mal motivieren und sie gleichzeitig dazu anregen Vermutungen zu
äußern, warum eine Schwungfeder im Gegensatz zur Schmuckfeder keine Luft durchlässt.
Damit schaffe ich eine Frage- bzw. Erwartungshaltung gegenüber dem Stundenthema. Die
genannten Vermutungen halte ich an der Tafel für eine spätere Überprüfung fest. Nach dieser
Vermutungsphase gebe ich den Impuls die aufgestellten Vermutungen bei einer
Taubenschwungfeder mithilfe des Binokulars zu überprüfen. Für die Taubenfeder als
Untersuchungsobjekt habe ich mich bewusst entschieden, da ein Teil der Schüler diese
selbstständig gesammelt hat und somit für jeden Schüler eine Feder zur Untersuchung zur
Verfügung steht, was bei den Pfauenschwungfedern aus organisatorischen Gründen nicht
7
möglich wäre. Auf eine vergleichende Untersuchung der Schmuckfeder wird aufgrund des
Stoffumfanges verzichtet (vgl. didaktische Entscheidungen).
Während der Einstiegsphase wird es meine Hauptaufgabe sein die Schüler motivierend in die
Thematik der Stunde einzuführen. Dazu werde ich nach der Federdemonstration ein
Lehrerexperiment durchführen und die Äußerungen der Schüler während der
Vermutungsphase koordinieren und notieren.
Um den Feinbau der Schwungfeder und deren Funktion im Zusammenhang mit der
Anpassung an den Lebensraum Luft zu erarbeiten, habe ich mich für eine Untersuchung der
Federn in Zweierteams mithilfe des Binokulars und eines Arbeitsblattes entschieden. Da es
sich bei Federn um leicht zu beschaffbare Realobjekte handelt (vgl. didaktische
Entscheidungen) und der selbstständige Umgang mit ihnen zu keinen gravierenden Fehlern
führen kann, bieten sie sich zur selbstständigen Schülerarbeit geradezu an. Auf diese Weise
habe ich die Möglichkeit den Umgang mit dem Binokular sowie die Arbeitsweise des
Untersuchens zu festigen, um damit die Methodenkompetenz der Schüler zu fördern (vgl.
didaktische Entscheidungen). Eine Betrachtung der Feder mit dem Mikroskop würde sich an
dieser Stelle ebenfalls anbieten, ist aufgrund einer fehlenden Einführung ins Mikroskopieren
aber nicht sinnvoll (vgl. Situationsanalyse). Die Schüler anhand des Federfeinbaus in die
Arbeit mit dem Mikroskop einzuführen, halte ich an dieser Stelle aufgrund des
Schwerpunktes der Unterrichtseinheit für ungeeignet (vgl. ESCHENHAGEN/
KATTMANN/RODI 1993, S. 233).
Ich habe mich bewusst für den Einsatz eines Arbeitsblattes anstatt des Arbeitens mit dem
Buch entschieden, da die Schüler dadurch zum einen gefordert werden eigene Beobachtungen
zu machen, ohne sich von den Buchabbildungen leiten zu lassen. Zum anderen können sie
ihre Beobachtungen direkt protokollieren und ein zeitaufwendiges Abschreiben der Aufgaben
entfällt. Ferner habe ich mithilfe des Arbeitsblattes die Möglichkeit Hilfsstrukturen für das
Zeichnen vorzugeben, die mir aufgrund bisheriger Erfahrungen für diese Klasse von
Bedeutung sind (vgl. Situationsanalyse).
Die Phase der Untersuchung einer Schwungfeder soll in kombinierter Partner- und
Einzelarbeit stattfinden. Ich habe mich für diese Kombination an Sozialformen entschieden,
weil ich davon ausgehe, dass jeder Schüler gerne eigene praktische Erfahrungen im Umgang
mit der Feder sammeln möchte, aber aufgrund des recht komplizierten Feinbaus ein Arbeiten
zu zweit hilfreich ist. Für das Verständnis der Luftundurchlässigkeit der Feder erscheint es mir
weiterhin von Bedeutung zu sein, möglichst jeden Schüler die unterschiedlich strukturierten
Strahlen der Federäste (Haken- und Bogenstrahlen), die diese Luftundurchlässigkeit
ausmachen, selbst entdecken und zeichnen zu lassen. Ein Arbeiten in Gruppen wäre meiner
Ansicht nach daher nicht sinnvoll. Ferner sind der Arbeitsumfang gering und der
Aufforderungscharakter der Feder hoch, was während einer Gruppenarbeit zu Streitigkeiten
führen könnte.
Bevor die Schüler mit ihrer selbstständigen Untersuchung des Federfeinbaus beginnen, werde
ich mit ihnen den Vorgang der Untersuchung besprechen, indem ich den Arbeitsauftrag
vorlesen lasse sowie Beobachtungs- und Zeichenhinweise geben werde. Eine genaue
Besprechung des Arbeitsauftrages sowie gezielte Beobachtungshinweise halte ich angesichts
der Schwierigkeit des selbstständigen Entdeckens der Aststrahlen und der dabei evtl.
auftretenden Verständnisschwierigkeiten für sinnvoll.
Für Schüler, die bereits sehr zeitig mit ihrer Federuntersuchung fertig sind, liegt ein
Kreuzworträtsel bereit, dass sie in Einzelarbeit selbstständig bearbeiten können, um auf diese
Weise ihre bisher erworbenen Kenntnisse zu festigen.
Für die Erarbeitungsphase ist es meine Aufgabe gewesen im Vorfeld die Materialien in
angemessener Weise bereitzustellen. Nachdem ich mit den Schülern den Arbeitsauftrag
besprochen habe, werde ich die selbstständige Untersuchungsphase der Schüler unterstützen,
8
indem ich bei Bedarf einzelnen Schülern beim Beobachten bzw. bei der Durchführung der
Untersuchungen gezielt Hilfestellung gebe. Gleichzeitig habe ich während dieser Phase Zeit
mich verstärkt um schwächere und vor allem um auffällige Schüler (vgl. Situationsanalyse) zu
kümmern und sie in ihrer Arbeit zu unterstützen.
Um die Ergebnisse der Erarbeitung sichern zu können, lasse ich die Schüler von ihren
Beobachtungen berichten und eine Zeichnung vom Feinbau der Federäste auf einer Folie
ergänzen. Ich werde die gemachten Beobachtungen zusammenfassen und auf der Folie, die
dem Schülerarbeitsblatt entspricht, notieren. Da ich davon ausgehe, dass nicht alle Schüler
die Besonderheiten des Feinbaus (Hakenstrahlen und Bogenstrahlen) erfasst haben, werde ich
zur Unterstützung der Beobachtungsbeschreibungen der Schüler Dias vom Feinbau zeigen,
ggf. erläutern und die Begriffe Bogen- und Hakenstrahlen einführen. Zum Abschluss der
Auswertung sollen die Schüler den Bezug zur Ausgangsfrage herstellen und sie beantworten.
Zur Festigung und Anwendung des Gelernten erhalten die Schüler einen Lückentext, den sie
bei noch vorhandener Zeit in Einzelarbeit am Ende der Stunde oder ansonsten als
Hausaufgabe bearbeiten sollen.
Während der Ergebnissicherung werde ich die Gesprächsführung beim Zusammentragen der
Schülerbeobachtungen sowie die Präsentation der Dias übernehmen und die Ergebnisse
schriftlich zusammenfassen.
4. Geplanter Unterrichtsverlauf
Zeit
8.35
Schüler - Lehrer - Interaktion
Arbeits- und
Sozialformen
Material/
Medien
Einstieg:
Begrüßung und Vorstellung der Gäste
L. zeigt eine große Schmuckfeder und eine Schwungfeder des L.-S. Gespräch/Plenum
Pfaus
! S. äußern sich spontan dazu und erkennen, dass es sich um
Pfauenfedern handelt
L. stellt fest, dass es sich hierbei um eine Schmuck- und eine
Schwungfeder des Pfaus handelt und fragt nach deren
Funktionen
L. Experiment/Halbkreis
! S. äußern Vermutungen
Schmuckfeder und
Schwungfeder vom
Pfau
Tafel
Kerze, Feuerzeug
Problemfindung:
L. bittet S. einen Stehhalbkreis ums Pult zu bilden und L.- S.
versucht eine brennende Kerze durch die Schwungfeder Gespräch/Halbkreis
sowie durch die Schmuckfeder auszublasen
! S. stellen Vermutungen zur Frage: „Warum lässt die
Schwungfeder keine Luft durch?“ an und L. sammelt diese an
der Tafel
8.45
9.05
Erarbeitung:
L. schlägt vor, die aufgestellten Vermutungen mithilfe einer
Untersuchung der Feder unter dem Binokular zu überprüfen,
lässt Arbeitsblätter austeilen und vorlesen
! S. lesen Arbeitsanweisungen vor und L. gibt zusätzliche
Arbeitshinweise, vereinbart einen Zeitpunkt zum Vergleich Partner- und
der Arbeitsergebnisse
Einzelarbeit
S. führen Untersuchungen zum Feinbau einer Schwungfeder
durch und notieren ihre Beobachtungen auf dem Arbeitsblatt
! L. geht zu S. und gibt Hilfestellung bzw. weist auf die
richtige Durchführung hin; ggf. räumt L. die
Versuchsmaterialien beiseite und bereitet die
Präsentationsphase vor
Ergebnissicherung:
S. lesen ihre Ergebnisse vor, versuchen zu beschreiben, was
sie unter dem Binokular beobachtet haben und ergänzen die
L.- S. Gespräch/Plenum
Arbeitsblätter
Taubenschwungfed
ern, Binokulare
Schülerarbeitsblätt
er
Folie zur
E b i i h
9
Zeichnungen vom Feinbau einer Schwungfeder auf der Folie
! L. notiert Ergebnisse in vorgefertigter Folie, führt die
Begriffe Haken- und Bogenstrahlen ein und zeigt ggf.
ergänzend Dias mikroskopischer Abbildungen
S. nehmen zur Ausgangsfrage „ Warum lässt die
Schwungfeder keine Luft durch?“ Stellung und erklären
diese
Zur fachlichen Sicherung bearbeiten sie einen Lückentext
ggf. L. Vortrag/
Plenum
L. - S.
Gespräch/Plenum
Einzelarbeit
Ergebnissicherung
(entspricht AB der
S.)
Dias vom Feinbau
der Feder
Lückentext
5. Literatur
Bergmann, Hans – Heiner:
Böger, Monika (Hrsg.):
Bossert, B. & Bossert, U.:
Dobers, J./Jaenicke, J./Rabisch, G. (Hrsg.):
Eschenhagen, D./Kattmann, U./Rodi, D.:
Jaenicke, Joachim (Hrsg.):
Keil, Manfred (Hrsg.):
Killermann, Wilhelm:
Kleesattel, Walter (Hrsg.):
Ludwig, Michael (Hrsg.):
Remane, A./Storch, V./Welsch, U.:
Staeck, Lothar:
Die Biologie des Vogels. Eine exemplarische
Einführung in Bau, Funktion und
Lebensweise. Aula – Verlag, Wiesbaden 1987
Erlebnis Biologie 1. Wirbeltiere. Arbeitsheft
für die Klassenstufe 5/6. Schroedel Verlag,
Hannover 1999
Untersuchung einer Vogelfeder. In: Unterricht
Biologie 256, 2000, S. 20-22
Erlebnis Biologie 1. Schroedel Verlag,
Hannover 1999
Fachdidaktik Biologie. Aulis Verlag Deubner
& Co KG, Köln 1993
Biologie heute 1. Lehrerband mit
Kopiervorlagen. Schroedel Verlag, Hannover
1992 , S. 265-284
BIOS 5/6. Verlag Moritz Diesterweg,
Frankfurt am Main 1998, S. 103-140
Biologieunterricht heute. Eine moderne
Fachdidaktik. Auer Verlag, Donauwörth 1991
Lehrerhandbuch Biologie 1. Zum Schülerbuch
Biologie Orientierungsstufe Niedersachsen.
Cornelsen Verlag, Berlin 1996, S. 117-132
umwelt: biologie 5/6. Niedersachsen. Schülerund Lehrerhandbuch. Ernst Klett
Schulbuchverlag, Stuttgart 1992/93
Kurzes Lehrbuch der Zoologie. Gustav
Fischer Verlag, Stuttgart, New York 19896, S.
524-528
Zeitgemäßer Biologieunterricht. Cornelsen
Verlag, Berlin 19955
10
6. Anhang
6. 1 Schülerarbeitsblatt
Arbeitsauftrag
Untersucht den Feinbau einer Taubenfeder!
1a. Was geschieht, wenn ihr die Taubenfeder von der Spitze aus durch die
Finger in Richtung Spule streift? Besprecht und notiert eure Beobachtungen!
......................................................................................................................
.....................................................................................................................
1b. Verfahrt nun in umgekehrter Richtung. Besprecht und notiert auch hier, was
ihr beobachtet habt!
......................................................................................................................
.....................................................................................................................
2. Untersucht einen Ast der Feder mit
dem Binokular, indem ihr die Federfahne auseinanderreißt! Was seht ihr?
Zeichnet mit Bleistift die Strukturen
des Astes in das vorgegebene
Kästchen, indem ihr die rechte
Zeichnung ergänzt!
3. Betrachtet nun benachbarte Äste der
geschlossenen Fahnenfläche mit dem
Binokular. Zeichnet mit Bleistift einen
Ausschnitt benachbarter Äste, indem
ihr die Zeichnung ergänzt!
4. Versucht zu beschreiben, wie die Äste der Fahne zu einer geschlossenen
Fläche vereinigt sind!
......................................................................................................................
.....................................................................................................................
......................................................................................................................
Nach Beendigung der Untersuchung bitte das Aufräumen nicht vergessen!!!
In der Pause bitte Hände waschen!!!
In Anlehnung an:
Strauß, E./Dobers, J./Jaenicke, J. (Hrsg.):
Biologie heute 1. Schroedel Verlag, Hannover 1990
11
6. 2 Folie zur Ergebnissicherung mit möglichen Schülerlösungen
Untersucht den Feinbau einer Taubenfeder!
1a. Was geschieht, wenn ihr die Taubenfeder von der Spitze aus durch die
Finger in Richtung Spule streift? Besprecht und notiert eure Beobachtungen!
Die Äste gehen auseinander.
1b. Verfahrt nun in umgekehrter Richtung. Besprecht und notiert auch hier, was
ihr beobachtet habt!
Die Äste gehen wieder zusammen.
2. Untersucht einen Ast der Feder mit
dem Binokular, indem ihr die Federfahne auseinanderreißt! Was seht ihr?
Zeichnet mit Bleistift die Strukturen
des Astes in das vorgegebene
Kästchen, indem ihr die rechte
Zeichnung ergänzt!
3. Betrachtet nun benachbarte Äste der
geschlossenen Fahnenfläche mit dem
Binokular. Zeichnet mit Bleistift einen
Ausschnitt benachbarter Äste, indem
ihr die Zeichnung ergänzt!
4. Versucht zu beschreiben, wie die Äste der Fahne zu einer geschlossenen
Fläche vereinigt sind!
Die Äste der Fahne haben zwei verschiedene Arten von Strahlen. Diese
Strahlen
verbinden sich miteinander zu einer geschlossenen Fahnenfläche, ähnlich wie
bei einem Klettverschluss.
In Anlehnung an:
Strauß, E./Dobers, J./Jaenicke, J. (Hrsg.):
Biologie heute 1. Schroedel Verlag, Hannover 1990
12
6. 3 Lückentext
Der Feinbau einer Schwungfeder
Setze in den folgenden Text die fehlenden Begriffe ein!!
hindurchlassen Äste -auseinanderweichen -Bogenstrahlen
Fahne - Klettverschluss
Bogenstrahlen
Hakenstrahlen
Die einzelne Feder zeigt bei allen Vogelarten den gleichen
Aufbau. Vom Schaft
zweigen seitlich kleine ............. ab,
die alle gemeinsam die ....................... der Feder
aufbauen.
Damit
diese
Äste
beim
Fliegen
nicht
.............................................
und
die
Luft
...................................,
ist
eine
wirksame
Verbindung zwischen ihnen vorhanden. Von der einen Seite des
Astes gehen ................................... aus, während
..................................
zur anderen Seite gerichtet sind. Unter dem Mikroskop kann man
gut erkennen, dass die kleinen Haken des einen Astes in die
............................... des benachbarten Astes greifen
und
eine
enge
Verbindung
wie
bei
einem
............................... herstellen.
In Anlehnung an: Ludwig, Michael (Hrsg.): umwelt: biologie 5/6.
Niedersachsen. Schülerbuch. Ernst Klett Schulbuchverlag, Stuttgart
1992, S. 82
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6.3.1 Lückentext mit Lösung
Der Feinbau einer Schwungfeder
Setze in den folgenden Text die fehlenden Begriffe ein!!
hindurchlassen Äste -auseinanderweichen -Bogenstrahlen
Fahne - Klettverschluss
Bogenstrahlen
Hakenstrahlen
Die einzelne Feder zeigt bei allen Vogelarten den gleichen
Aufbau. Vom Schaft zweigen seitlich kleine Äste ab, die alle
gemeinsam die Fahne der Feder aufbauen. Damit diese Äste beim
Fliegen nicht auseinanderweichen und die Luft hindurchlassen,
ist eine wirksame Verbindung zwischen ihnen vorhanden. Von der
einen Seite des Astes gehen Hakenstrahlen aus, während
Bogenstrahlen
zur
anderen
Seite
gerichtet
sind.
Unter
dem
Mikroskop kann man gut erkennen, dass die kleinen Haken des
einen Astes in die Bogenstrahlen des benachbarten Astes greifen
und
eine
enge
Verbindung
wie
bei
einem
Klettverschluss
herstellen.
In Anlehnung an: Ludwig, Michael (Hrsg.): umwelt: biologie 5/6.
Niedersachsen. Schülerbuch. Ernst Klett Schulbuchverlag, Stuttgart
1992, S. 82
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6. 4 Kreuzworträtsel als didaktische Reserve
Kennst du dich aus?
Ein Rätsel zu den Vögeln – Eroberer der Luft
Flugart, bei der die Flügel auf- und abwärts geschlagen werden
5
29
bedeckt den Körper eines Vogels
10
21
Federart, die den Vogelkörper vor Kälte schützt
18
11
Federart, die das Fliegen ermöglicht
9
28
22
Vögel legen .....
3
Vögel sind nicht wechselwarm, sondern ....
24
13
Fische, Kriechtiere, Lurche, Vögel und Säugetiere gehören zur Gruppe der
20
23
27
Flugart, bei der die Vögel ihre Flügel ausbreiten, ohne zu schlagen
4
8
Bei dieser Flugart nutzen die Vögel warme, aufsteigende Luftmassen aus
30
12
15
Alle Vögel haben einen ..... aus Horn ohne Zähne!
7
17
Der untere Teil der Feder, der in der Haut steckt, heißt ....
19
Röhrenknochen der Vögel sind innen
2
6
.... sind Ausstülpungen der Lungen, die mit Luft gefüllt sind.
26
14
.... sind umgestaltete Vordergliedmaßen
16
25
Lösung:
V
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
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Selbstständig konzipiert und hergestellt in Anlehnung an: Strauß, E./Dobers, J./Jaenicke, J. (Hrsg.): Biologie
heute 1. Schroedel Verlag, Hannover 1990
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6. 4. 1 Kreuzworträtsel als didaktische Reserve mit Lösung
Kennst du dich aus?
Ein Rätsel zu den Vögeln – Eroberer der Luft
Flugart, bei der die Flügel auf- und abwärts geschlagen werden
5
29
bedeckt den Körper eines Vogels
10
21
Federart, die den Vogelkörper vor Kälte schützt
18
11
Federart, die das Fliegen ermöglicht
9
28
22
Vögel legen .....
3
Vögel sind nicht wechselwarm, sondern ....
24
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Fische, Kriechtiere, Lurche, Vögel und Säugetiere gehören zur Gruppe der
20
23
27
Flugart, bei der die Vögel ihre Flügel ausbreiten, ohne zu schlagen
4
8
Bei dieser Flugart nutzen die Vögel warme, aufsteigende Luftmassen aus
30
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15
Alle Vögel haben einen ..... aus Horn ohne Zähne!
7
17
Der untere Teil der Feder, der in der Haut steckt, heißt ....
19
Röhrenknochen der Vögel sind innen
2
6
.... sind Ausstülpungen der Lungen, die mit Luft gefüllt sind.
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14
.... sind umgestaltete Vordergliedmaßen
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Lösung:
V
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Selbstständig konzipiert und hergestellt in Anlehnung an: Strauß, E./Dobers, J./Jaenicke, J. (Hrsg.):
Biologie heute 1. Schroedel Verlag, Hannover 1990