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Der ewige Kreis
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Eine Abbildungsbeschreibung zum Thema Kohlenstoffatom-Kreislauf verfassen

Die Lernenden beschreiben die Zirkulation von Kohlenstoff-Atomen im Kohlenstoffatom-Kreislauf mit Hilfe einer Abbildung mündlich. Dabei verwenden sie Hilfekarten, die ihnen dabei helfen, die Sphären (Biosphäre, Atmosphäre, ...) und Prozesse (Dissimilation, Assimilation) auf der Abbildung zu beschreiben und dabei eine fachlich angemessene Formulierung zu wählen. Diese mündliche Beschreibung dient als Überarbeitung des Blogeintrags in der nächsten Einheit.

Erste Veröffentlichung: 01.05.2023
Zuletzt aktualisiert: 01.05.2023
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Biologie & Umweltkunde
Chemie
Ökologie
Chemische Reaktionen
Stoffwechsel und Energieumwandlung
Stoff- und Teilchen-Ebene
Konzeptionelle Überlegungen
Diese Biologiestunde baut auf einen von Düsing, Asshoff & Hammann veröffentlichten Artikel (siehe unten) auf. Häufig stellen sich Lernende den Kohlenstoffatom-Kreislauf nämlich fachlich unangemessen vor. Häufige Vorstellungen der Lernenden lassen sich unter dem sog. gas-gas-cycle und dem sog. solid-solid-cycle zusammenfassen. - gas-gas-cycle: "Pflanzen wandeln Kohlenstoffdioxid in Sauerstoff um" - solid-solid-cycle: "Pflanzen wandeln Ausscheidungen in Nahrung um" Um ein kohärentes Verständnis der biochemischen Umwandlungen kohlenstoffatomhaltiger Verbindungen zu entwickeln, werden die Lernenden in diesem Unterrichtsstundenkonzept dazu angeregt, Kohlenstoff-Atome in chemischen Reaktionen innerhalb des Kohlenstoffatom-Kreislaufs nachzuverfolgen. Dieses Prinzip sollen sie nutzen um die Zirkulation der Kohlenstoff-Atome im Kohlenstoffatom-Kreislauf zu beschreiben. Literatur: Düsing, K., Asshoff, R., & Hammann, M. (2021). Von Stoffe verfolgen zu einem kohärenten Verständnis der biochemischen Umwandlungen kohlenstoffhaltiger Verbindungen im Kohlenstoffkreislauf. In S. Kapelari, P. Schmiemann, & A. Möller (Hrsg.), Lehr- und Lernforschung in der Biologiedidaktik (S. 111-125). Studienverlag.)
Erforderliches Vorwissen
 Fotosynthese, Zellatmung, Grundwissen zur chemischen Zusammensetzung von Lebewesen, Kenntnis von Atomarten, Grundwissen zu chemischen Reaktionen, Grundwissen zu Sphären in Ökosystemen (Biosphäre, Atmosphäre, ...).
Anmerkungen
 Bei der Beschreibung der Abbildung ist zu beachten, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgetreu sind. In HP5 finden die Lernenden Hintergrundinformationen zu den abgebildeten Lebewesen. In diesem Unterrichtsstundenkonzept wird aus chemiedidaktischer Perspektive eine Differenzierung zwischen der Stoff-Ebene und der Teilchen-Ebene berücksichtigt. Diese Unterscheidung spiegelt sich v.a. in der Auswahl von Fachwörtern wieder; z.B. Atome, Atomarten (Teilchenebene) <> Moleküle, chemische Verbindungen (Stoffebene). Diese Unterscheidung ist wichtig, um den Lernenden das Nachverfolgen von Kohlenstoff-Atomen im Kohlenstoffatom-Kreislauf zu erleichtern.
 
Sprachsensibilität
Abbildungsbeschreibung und -interpretation
produktiv
Täterabgewandte Vorgänge darstellen
Fachwortschatz, aktiv
NomenKohlenstoff-Atom, Kohlenstoffatom-Kreislauf, Sphären (Biosphäre, Atmosphäre, Hydrosphäre, Pedosphäre, Lithosphäre), chemische Reaktionen (Zellatmung, Fotosynthese, Kalkbildung, Lösung, Erdölbildung), chemische Verbindungen (Glucose, Sauerstoff, Wasser, Kohlenstoffdioxid, Calciumhydroxid-Lösung, Kohlensäure-Lösung, Kohlensäure, Calciumcarbonat, Cyclohexan)
Verbenfreisetzen, abgeben, fixieren
Adjektivekohlenstoffatomhaltige, organisch, anorganisch
Kollokationenzu etwas reagieren; Fotosynthese/Zellatmung betreiben
Fachwortschatz, passiv
NomenKohlenstoff-Atom, Kohlenstoffatom-Kreislauf, Sphären (Biosphäre, Atmosphäre, Hydrosphäre, Pedosphäre, Lithosphäre), Dissimilation, Assimilation, Sedimentation, chemische Reaktionen (Zellatmung, Fotosynthese, Kalkbildung, Lösung, Erdölbildung), chemische Verbindungen (Glucose, Sauerstoff, Wasser, Kohlenstoffdioxid, Calciumhydroxid-Lösung, Kohlensäure-Lösung, Kohlensäure, Calciumcarbonat, Cyclohexan), Atom-Symbol, Atom-Art
Adjektivegasförmig, aq (aquatisiert), l (liquid), s (solid), g (gasförmig)
Kollokationenzu etwas reagieren
Anknüpfungspunkte an den Deutsch-Unterricht
  • Bayern: informierend und schildernd schreiben
Sprachliche Mittel
  • unpersönliche Beschreibung eines komplexen (nicht-linearen) Systems (z.B. durch Aktiv- & Passivformulierungen, Lokaladverbien)
Anmerkungen Die Versprachlichung der chemischen Reaktionen enthält naturgemäß viele Fachwörter. Im Biologieunterricht muss kein Fokus auf die in diese Reaktionen involvierten chemischen Verbindungen gelegt werden; hier geht es primär darum, dass die Lernenden Kohlenstoff-Atome nachverfolgen können.


Phasierung / Ablauf
45 min
Aushandlung
Aktivität 1
Sozialform Partnerarbeit Organisationsform eigenverantwortliche Arbeitsphase
Operator beschreiben
[Aufgabe 1, Schritt 1] Als Vorbereitung für die mündliche Beschreibung einer Abbildung zum Kohlenstoffatom-Kreislauf ordnen die Lernenden den Begriffen Biosphäre, Atmosphäre, Hydrosphäre, Lithosphäre und Pedosphäre ihre Wortherkunft, Definition und Beschreibung zu.
Anmerkungen
 Die Lernenden können die Hilfestellungen analog am Arbeitsblatt oder digital in h5p nutzen.
 
MaterialienArbeitsblatt MedienApp DigitalisierungH5P Sprachliche Fertigkeit Lesen Differenziert
 
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Aktivität 2
Sozialform Partnerarbeit Organisationsform eigenverantwortliche Arbeitsphase
Operator beschreiben
[Aufgabe 1, Schritt 2] Als Vorbereitung für die mündliche Beschreibung einer Abbildung zum Kohlenstoffatom-Kreislauf ordnen die Lernenden chemischen Reaktionen, die am Kohlenstoffatom-Kreislauf beteiligt sind, die Farben der Pfeile auf der Abbildung zu und markieren das Atomarten-Symbol C in den Reaktionsgleichungen.
Anmerkungen
 Die Lernenden können die Hilfestellungen analog am Arbeitsblatt oder digital in h5p nutzen. In h5p sind zwei Differenzierungsmöglichkeiten hinterlegt.
 
MaterialienArbeitsblatt MedienApp DigitalisierungH5P Sprachliche Fertigkeit Lesen Differenziert
 
 einfache Version: file:///C:/Users/Johanna/EduNet%20Europe%20gGmbH/Erasmus+%20sensiMINT%20-%20Hive/Outputs/O2%20%E2%80%94%20Unterrichtsstundenkonzepte%20BIOLOGIE/bereit%20f%C3%BCr%20Erprobung%20-%20Formatierung/Ewiger%20Kreis/Ewiger_Kreis_3-4_Biologie_Sph%C3%A4ren_Reaktionen_einfach.html schwierige Version: file:///C:/Users/Johanna/EduNet%20Europe%20gGmbH/Erasmus+%20sensiMINT%20-%20Hive/Outputs/O2%20%E2%80%94%20Unterrichtsstundenkonzepte%20BIOLOGIE/bereit%20f%C3%BCr%20Erprobung%20-%20Formatierung/Ewiger%20Kreis/Ewiger_Kreis_3-4_Biologie_Sph%C3%A4ren_Reaktionen_schwer.html
Aktivität 3
Sozialform eigenverantwortliche Arbeitsphase Organisationsform Partnerarbeit
Methode Tabuwörter
Operator beschreiben
[Aufgabe 1] Die Lernenden beschreiben sich gegenseitig eine Abbildung, auf der der Kohlenstoffatom-Kreislauf dargestellt ist. Dabei verwenden sie eine Hilfekarte, auf der Verben aufgelistet sind, die fachlich tabu sind und solche, die fachlich korrekt sind.
Anmerkungen
 Hier eignet es sich, mit der Kugelrevolvermethode (=Speed-Dating-Methode) zu arbeiten. Im Innenkreis sitzen zuerst die zuhörenden Personen, im Außenkreis die sprechenden Personen. Anschließend rücken die Lernenden einen Platz weiter. Nun hören die Personen im Außenkreis zu und die Personen im Innenkreis sprechen.
 
MaterialienArbeitsblatt Sprachliche Fertigkeit Sprechen (monologisch)

 
Didaktik / Theorie
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Textsorten
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Operatoren
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naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg
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Office-Integration (Embedded) als Beispiel
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Materialien


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