9. – 10. Schuljahr

Karl-Martin Ricker

Ich esse, um satt zu werden. Oder?

Den Bau- und Energiestoffwechsel erforschen

Die einfachsten Fragen sind oft am schwierigsten zu beantworten. Oft fällt uns zwar schnell eine Antwort ein. Bei genauem Nachdenken merken wir aber, dass sie am Ende nichts erklärt. Frage ich Schülerinnen und Schüler meiner siebten Klasse, warum wir essen müssen, sehe ich genau diesen Effekt. Ihre Antwort kommt prompt: „Damit wir satt werden. Wenn ich dann weiter mit einem fragenden Blick in die Klasse schaue, merken sie: Diese Antwort reicht nicht aus. Manchen fällt ein, dass sie als Kind gehört haben, sie sollen essen, um groß und stark zu werden. Mit einem stummen Impuls deute ich an, wie groß und stark ich bin. Timo meint: „Damit der Magen etwas zu tun hat. Aber auch das scheint mir keine ausreichende Erklärung. In der Regel fällt den Lernenden dann ein, dass wir Energie für unsere Bewegung (Abb. 1 ) und für unsere Körpertemperatur benötigen. Also muss die Energie in den Lebensmitteln stecken. Aber wie wird daraus Wachstum, Bewegung und Wärme?
Der Energiestoffwechsel ist eng mit den Verdauungsprozessen verknüpft. Nach der Verdauung sorgt er durch Zellatmung dafür, dass wir aus dem größten Teil unserer zugeführten Nährstoffe Energie gewinnen. Das Energiekonzept durchzieht den naturwissenschaftlichen Unterricht aller Jahrgangsstufen wie ein roter Faden. Im Biologieunterricht schaffe ich die Verknüpfung über das Thema „Ernährung und Verdauung.
Der Einstieg als positive Herausforderung
Mit dem oben beschriebenen Einstieg provoziere ich einen kognitiven Konflikt. Bisher gültige Denk- und Erklärungsmuster werden dadurch infrage gestellt. Solche induzierten kognitiven Dissonanzen werden als positive Herausforderung empfunden. Sie wecken Neugier und fördern die Bereitschaft, sich forschend mit dem Thema auseinanderzusetzen. Vertieftes Nachdenken führt zu einigen begründeten Vermutungen. Diese gilt es, nun zu überprüfen. Zuerst wenden wir uns dem Wachstum und der Energieversorgung, sprich dem Bau- und Energiestoffwechsel, zu. In meiner heterogenen Klasse mit großen Unterschieden im Leistungsvermögen brauche ich dafür unterschiedliche Informationsquellen. Für leistungsstarke Schülerinnen und Schüler setze ich zwei Texte ein (AB 1 ). Zudem wähle ich ähnliche, aber weniger anspruchsvolle, Texte aus Biologiebüchern aus. Mit der Methode „Concept-Mapping verstärke ich die Auseinandersetzung mit den Texten. Da das Aufschreiben der Schlüsselbegriffe auf Kärtchen recht zeitintensiv ist, bereite ich diese bereits zu Hause vor und stecke sie in Briefumschläge. Die Auswahl und Anzahl der Begriffe kann ich so der Leistungsfähigkeit der jeweiligen Gruppe anpassen. Schülerinnen und Schüler, die mit der Methode bereits vertraut sind, können sie selbstständig anwenden und so einen Text in eine neue Darstellungsform transformieren. Nach meiner Erfahrung wird Concept Mapping sehr motivierend. Es stärkt die Zusammenarbeit in den Tischgruppen und ist durch seine kognitive Aktivierung besonders lernwirksam. Somit lohnt sich der zeitliche Aufwand für mich auf jeden Fall. Die Texte zum Baustoffwechsel und zum Energiestoffwechsel lasse ich mit Absicht von zwei verschiedenen Gruppen zeitgleich bearbeiten. So können sich anschließend gemischte Tischgruppen bilden, die sich ihre Erkenntnisse anhand der Concept Maps gegenseitig vorstellen und am Ende gemeinsam den Zusammenhang von Bau- und Energiestoffwechsel erschließen.
Experimente zur Energieumwandlung
Die theoretischen Grundlagen sind nun gelegt. Jetzt geht es mit Experimenten weiter. Diese zeigen für die Schülerinnen und Schüler sehr anschaulich, dass Nahrungsmittel tatsächlich Energie enthalten. Zwar können wir diese Energie weder sehen, noch direkt messen, wir können die chemisch gebundene Energie aber durch Verbrennen als Licht und Wärme spürbar machen. Im Unterrichtsgespräch mache ich klar, dass die „Verbrennung in...

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