Fachmaturaarbeit Oktober Dokumentierte Entwicklung einer Pflanze auf Sekundarstufe

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1 Fachmaturaarbeit Oktober 2017 Dokumentierte Entwicklung einer Pflanze auf Sekundarstufe Name, Vorname, Klasse: Betreuende Lehrperson: Scherpenhuijzen, Julia, FM4 Herr Roman Küng

2 1. Inhaltsverzeichnis 2. Vorwort Beweggründe Danksagung Einleitung Aufgabenstellung Die Pflanze Der Samen Die Blüte Die Blätter Die Wurzeln Ergebnisse Anleitung und Materialen Materialen Vorbereitung Versuch Versuch Das Tagebuch Woche Lernziele Zeitplan Lösung Woche Lernziele Zeitplan

3 Lösung Woche Lernziele Zeitplan Lösung Woche Lernziele Zeitplan Lösung Diskussion Erfüllung der Aufgabestellung Probleme Reflexion Quellenverzeichnis Arbeitsblätter Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Eigenständigkeitserklärung Anhang

4 2. Vorwort 2.1 Beweggründe Schon seit der Primarstufe träume ich davon Lehrerin zu werden. Am meisten kann ich mich für die Sekundarstufe begeistern, insbesondere für das Fach Natur und Technik. Es fiel mir also nicht schwer, mich dazu zu entscheiden, einen Ausschnitt aus der Biologie als Thema meiner Fachmaturaarbeit zu wählen. Aufgrund meiner letztjährigen Facharbeit, fiel es mir leicht ein passendes Thema zu finden. Ich freute mich sehr, mich der Aufgabe zu stellen, meine Facharbeit in eine Unterrichtsform umzuwandeln und ein weiteres Projekt mit Pflanzen zu wagen. Ich konnte mich für diese Arbeit begeistern, da wir selbst in die Rolle eines Lehrers schlüpfen konnten und uns der Herausforderung stellen dürfen, einen spannenden und lehrreichen Unterricht zu gestalten. 2.2 Danksagung Ich möchte mich bei dieser Gelegenheit ein weiteres Mal bei Herr Roman Küng bedanken. Er war mir durch den Prozess der Fachmaturaarbeit eine grosse Stütze und immer bereit, mir offene Fragen zu beantworten und zu helfen wo es nötig war. Des Weiteren würde ich gerne ein grosses Dankeschön an Herr Christian Widmer aussprechen. Er hat mir sehr bei meiner Umsetzung der Arbeit geholfen und mich mit seiner Sachkenntnis weitgehend bereichert. Auch meinen Freunden und Familie möchte ich einen Dank aussprechen. Insbesondere würde ich gerne Miro Kessler und Yvonne Scherpenhuijzen erwähnen. Ohne ihre Unterstützung wäre ich nie so weit gekommen. 3

5 3. Einleitung 3.1 Aufgabenstellung Die Aufgabenstellung basiert auf den Vorgaben des Lehrplans 21 im Kanton Schwyz. Folgendes Lernziel lässt sich im Lehrplan 21 auf Sekundarstufe im Thema Natur und Technik, Biologie: Wachstum und Entwicklung, finden; 9.2 Die Schülerinnen und Schüler können Wachstum und Entwicklung von Organismen erforschen und in Grundzügen erklären. (Lehrplan 21, 12. August 2016, ) Die Schülerinnen und Schüler ( ) können Experimente zu Wachstum und Entwicklung von Pflanzen planen, durchführen und dokumentieren (z.b. Keimungs- und Wachstumsexperimente). Pflanzenwachstum, Pflanzenentwicklung, Experimentierprozess, usw. (Lehrplan 21, 12. August 2016, ) Aufgrund dieser Angaben basiert die Fachmaturaarbeit auf einem Versuch mit Bohnenpflanzen, bei welchem das Wachstum der Pflanze in einem Tagebuch festgehalten werden soll. Wöchentlich wird die Versuchspflanze zuerst beobachtet und dann mithilfe der Lehrperson besprochen, was beobachtet wurde, wie die einzelnen Teilabschnitte der Pflanze heissen und für was sie zuständig sind. Des Weiteren soll auf die Fotosynthese weiter eingegangen werden, um die Wichtigkeit der Pflanzen hervorzuheben. Der Übergang vom Wachstum der Pflanze zur Fotosynthese soll durch einen weiteren Versuch demonstriert werden, in dem die Sauerstoffzufuhr gestoppt wird und die Pflanze so Mangelerscheinungen aufzeigt. Des Weiteren wird jede Woche ein zusätzliches Thema, rund um die Pflanze besprochen. 4

6 3.2 Die Pflanze Der Samen Der Samen besteht aus zwei weissen Keimblättern, welche zuständig für die Ernährung des Pflanzenembryos sind. Der Pflanzenembryo befindet sich zwischen den beiden Blättern. Die Keimblätter enthalten viele Nährstoffe und vor allem auch Stärke, für das spätere Wachstum. 1 Der kleine Pflanzenembryo baut sich aus verschiedenen Teilen auf. Er besteht aus dem Keimstängel (Sprossachse), welcher schon die ersten Primärblätter trägt. Des Weiteren besteht der Pflanzenembryo aus der Keimknospe und der Keimwurzel. All dies ist von einer harten Samenschale umgeben. Innerhalb weniger Tage läuft dann der Keimvorgang ab. Dafür braucht es nur ausreichend Wasser, Wärme, Nährstoffe und Sauerstoff. Damit die Keimwurzel durch die harte Schale des Samens durchdringen kann, platzt die Schale leicht an dieser Stelle. Später entwickeln sich aus der Keimwurzel mehrere Seitenwurzeln. Als nächstes wird der Stängel (Hypokotyl) sichtbar, an welchem die ersten Blätter hängen, die Primärblätter. Der Stängel wächst empor und zieht die beiden Keimblätter aus der Schale. Die Keimblätter fallen ab, sobald sich die ersten grünen Blätter gebildet haben. Ab diesem Moment kann die Pflanze mit dem Wachstum beginnen

7 3.2.2 Die Blüte Die Blüte ist das Fortpflanzungsorgan einer Pflanze. Sie besteht aus den äusseren, meist grünen Kelchblättern, welche die Pflanzen schützen. Im Inneren der Blüte liegen die meist farbigen Kronblätter. Sie locken Insekten für die Bestäubung an. Weiter innen sind die Staubblätter zu finden, welche das männliche Organ einer Pflanze bilden. Sie bestehen aus 3 Staubbeutel und Staubfaden. Das weibliche Organ ist das Fruchtblatt und ist wie folgt aufgebaut; Narbe, Griffel und Fruchtknoten. Die Narbe sitzt auf dem Griffel, welcher als Verlängerung des Fruchtknotens dient. Durch Bestäubung wird der Fruchtknoten befruchtet und er entwickelt sich zu einer Frucht. Im Fruchtknoten sind auch die Samenanlagen zu finden Die Blätter In den Laubblättern findet die Fotosynthese statt. Ein Blatt besteht aus Chloroplasten, welche Chlorophyll enthalten und die Blätter grün färben. Die Struktur der Blätter kommt von den Blattadern. Aufgrund ihrer Form lässt sich erkennen ob die Pflanze einkeimblättrig oder zweikeimblättrig ist. Einkeimblättrige sind meist parallel angeordnet, zweikeimblättrige haben meist eine Hauptader mit verzweigten Nebenadern Die Wurzeln Die Wurzeln einer Pflanze sind im Boden fest verankert und geben der Pflanze Halt und Stabilität. Des Weiteren sind sie für die Aufnahme von Mineralstoffen und Wasser aus der Erde zuständig. 6 Wurzeln bestehen meist aus einer Hauptwurzel, welche sich in mehrere Nebenwurzeln verzweigt. Oft dienen Wurzeln auch als Speicherorgan von Nährstoffen

8 4. Ergebnisse 4.1 Anleitung und Materialen Materialen flache Schüssel Watte Bohnensamen (oder andere Samen) Glas (oder anderes durchsichtiges Gefäss) Grosser (durchsichtiger) Deckel Wasser Vorbereitung Um zu vermeiden, dass die Samen, welche angepflanzt wurden, nicht wachsen, kann man diese vorher keimen lassen. Hierzu benötigt man eine flache Schüssel und Watte. Der Boden der Schüssel wird mit Watte ausgelegt und die Samen werden darauf platziert. Dann legt man noch einmal eine Schicht Watte darüber. Man giesst Wasser darüber, bis die Watte vollgesogen ist. Nach ca. zwei Tagen sind die Samen bereit eingepflanzt zu werden. Die guten Samen haben in dieser Zeit ein Hypokotyl gebildet, wobei die schlechten dies nicht haben. (J. Scherpenhuijzen, ) Versuch 1 Beim ersten Versuch soll den Schülerinnen und Schülern gezeigt werden wie eine Pflanze wächst. Um dies erfolgreich auf zu zeigen soll ein Glas mit Watte gefüllt werden. Der Bohnensamen soll zwischen Glaswand und Watte im unteren Teil platziert werden. Dies ermöglicht, dass das Wachstum der Pflanze klar ersichtlich ist. (J. Scherpenhuijzen, ) 7

9 4.1.4 Versuch 2 Der zweite Versuch ist gleich aufgebaut wie der erste. Diese Pflanze soll jedoch als Einleitung der Fotosynthese dienen. Um dies zu visualisieren, soll die Pflanze zwei ein halb Wochen normal wachsen, mit genügend Licht, Sauerstoffzufuhr und Wasser. Nach den zwei ein halb Wochen soll ein Deckel oder ähnliches über die Pflanze gestellt werden. Man achte darauf, dass nirgends mehr Sauerstoff zur Pflanze kommen kann. So kann man den Sauerstoffmangel der Pflanze gut beobachten. Nach ein paar Tagen beginnen die Blätter zu hängen und die Pflanze stirbt langsam ab. (J. Scherpenhuijzen, ) 4.2 Das Tagebuch Üblicherweise besuchen Sekundarschüler das Fach Natur und Technik zwei Lektionen in der Woche. Um die Schülerinnen und Schüler ein wenig zu fordern, sollen sie jede Woche, anfangs Lektion, die ersten 20 Minuten die Möglichkeit haben, die Versuchspflanzen zu beobachten und das Beobachtete in einem zusätzlichen Heft, welches als Tagebuch dient, festzuhalten. Im Tagebuch soll Folgendes festgehalten werden: Skizze der Pflanze zum jeweiligen Zeitpunkt Grösse/Wachstum Zustand/Gesundheit Verschiedene Abschnitte der Pflanze Der Kreativität soll dabei freien Lauf gelassen werden. Nach den 20 Minuten soll mit Hilfe der Lehrperson das Beobachtete besprochen und richtig benennt werden Woche Lernziele Es soll eine Skizze des Versuch-Aufbaus gemacht werden und Wichtiges notiert werden. Beim ersten Tagebucheintrag soll festgehalten werden was eine Pflanze überhaupt braucht um leben zu können und wieso. Der Aufbau eines Samens soll zusammen besprochen werden. 8

10 Zeitplan Dauer Aufgabe 10 Minuten SuS sollen eine Skizze des Versuch-Aufbaus machen 10 Minuten SuS sollen in ihrem Tagebuch den Versuchsaufbau festhalten 20 Minuten SuS sollen sich Gedanken machen, was eine Pflanze braucht um zu leben und wieso 20 Minuten Besprechung 5 Minuten Lösen des Arbeitsblatts 1* 25 Minuten Besprechung zusammen, aus was ein Samen besteht *Arbeitsblätter und Lösungen im Anhang Lösung Als Erstes soll der Versuch, welche die Klasse in den nächsten Wochen in Angriff nimmt, erklärt werden. Der Lehrer oder die Lehrerin sollte, wenn möglich, die Samen bereits zwei Tage vorher aufquellen lassen. So sind sie bereit, mit den Schülerinnen und Schülern eingepflanzt zu werden. Zu Beginn soll den Schülerinnen und Schülern erklärt werden, wie die Samen zum Keimen kamen. Alles ist in ihrem Tagebuch festzuhalten. Was brauchen Pflanzen zum Leben? Wasser ist unverzichtbar für eine Pflanze, ob von oben kommend als Regen, Schnee oder Tau oder von unten kommend in Form des Grundwassers. Über die Wurzeln gelangt es in die Pflanze, wo es als Transportflüssigkeit für Nährstoffe dient. Ausserdem füllt es die Zellen der Pflanze und verleiht ihr so Stabilität. Luft ist ebenfalls sehr wichtig für ein gesundes Wachstum einer Pflanze. Genau wie wir Menschen, muss die Pflanze atmen. Luft ist in der Atmosphäre wie auch im Boden vorhanden. Das Sonnenlicht ist für Pflanzen eines der wichtigsten Elemente, da es der Energieträger für die Pflanze ist. Nur mit Hilfe des Sonnenlichts ist die Pflanze in der Lage ihren Stoffwechsel zu betreiben. Pflanzen brauchen also Licht um leben zu können. Es gibt jedoch auch Pflanzen, welche Schatten bevorzugen, dies ist jedoch die Ausnahme. Meist richten sich die Blätter in Richtung Sonne, um möglichst viel Licht abzubekommen. 8 8 Was braucht eine Pflanze, um gut zu gedeihen? 9

11 Ganz wie wir, kann auch eine Pflanze ohne Nahrung nicht leben. Viele Nährstoffe sind unentbehrlich für ein erfolgreiches und gesundes Wachstum. Die drei wichtigsten sind Stickstoff, Phosphor und Kalium. Falls wichtige Nährstoffe im Boden fehlen, können wir Dünger hinzugeben und ihnen so die fehlenden Stoffe verabreichen. 9 Der Samen: Die Schülerinnen und Schüler sollen mit der Lehrperson zuerst eine Skizze eines Querschnitts eines Samens zeichnen und ihn dann gemeinsam beschriften. Der Samen besteht aus zwei weissen Keimblättern, welche zuständig für die Ernährung des Samens sind. Der Samen baut sich aus verschiedenen Teilen auf. Er besteht aus dem Stängel welcher schon die ersten Blätter trägt. Des Weiteren besteht er aus der Keimwurzel. All 10 dies ist von einer harten Samenschale umgeben. Damit die Keimwurzel durch die harte Schale des Samens durchdringen kann, platzt die Schale leicht an der rot eingezeichneten Stelle. Als Nächstes wird der Stängel sichtbar, an welchem die ersten Blätter hängen. Der Stängel wächst empor und zieht die beiden Keimblätter aus der Schale Woche Lernziele Es soll eine Skizze der Versuchspflanze gemacht und das Beobachtete notiert werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen sich Gedanken zur Bedeutung und Wichtigkeit von Pflanzen machen. Die Klasse soll sich überlegen, was wohl passiert, wenn eine Pflanze keine Luft mehr hat. 9 Facharbeit 2016, Bohnen unter Einfluss von NPK, Julia Scherpenhuijzen

12 Zeitplan Dauer Aufgabe 20 Minuten SuS sollen eine Skizze der Versuchspflanzen machen und alles Beobachtete notieren 20 Minuten Besprechung 10 Minuten SuS sollen sich Gedanken machen, wieso Pflanzen so wichtig sind für uns und unsere Umwelt 30 Minuten Besprechung 5 Minuten Lösen des Arbeitsblatts 2 5 Minuten Einleitung in Fotosynthese Lösung (J. Scherpenhuijzen, ) Nach einer Woche sind die Pflanzen rund cm gewachsen und haben schon mehrere Teilabschnitte entwickelt. Die Keimblätter sind schon gut sichtbar und die ersten Blätter schauen (J. Scherpenhuijzen, ) auch ein wenig raus. Die Keimblätter waren anfangs noch für die Nährstoffversorgung des Samens zuständig, wenn aber die ersten grünen Blätter wachsen, haben sie keinen Zweck mehr und werden abfallen. Zum einen haben die Bohnen Wurzeln gebildet. Man kann deutlich sehen, dass eine Wurzel dicker ist, das ist die Hauptwurzel. Sie teilt sich in viele kleine Nebenwurzeln, welche genau wie die Hauptwurzel dazu zuständig sind, die Pflanze im Boden gut zu verankern. Ausserdem entnehmen die Wurzeln dem Boden Wasser und Nährstoffe. Ebenfalls können die Wurzeln Nahrung speichern. 11

13 Zum anderen hat sich schon der Stängel gebildet, welcher der Pflanze ebenfalls Halt geben soll. An ihm wachsen später Blätter, Blüten und Früchte. Im Inneren des Stängels verlaufen feinste Röhrchen, die Wasser und Nährstoffe aus den Wurzeln, nach oben zu den Blättern und Blüten leiten. Bei den Bäumen ist der Stängel verholzt und heisst Stamm. Pflanzen sind Organismen, genau wie wir und jegliche andere Tiere. Die einzelnen Organe wie Wurzel, Stängel, Blätter, Blüten und Früchte haben alle ihre individuellen Aufgaben und bilden so zusammen einen Organismus. 12 Bedeutung der Pflanzen: Pflanzen bilden die Grundlage jeglichen Lebens auf unserem Planeten. Nicht nur wir Menschen brauchen sie zum Leben. Auch Tiere, Bakterien und Pilze, ganz egal ob in der Luft oder im Wasser, im Süden oder im Norden, können ohne Pflanzen nicht lange überleben. Wobei andere Lebewesen hauptsächlich Pflanzen als Nahrungs- und Sauerstofflieferant sehen, haben Menschen noch weiteren Nutzen davon. Auch wir brauchen Sauerstoff um Atmen zu können. Wir verwenden ihn aber auch aus anderen Gründen, zum Beispiel für das Betreiben von Verbrennungsmotoren oder Heizungen. In der Industrie wird oft mit pflanzlichen Rohstoffen gearbeitet, zum Beispiel verarbeitet die Textilindustrie Pflanzenfasern, die Seifenindustrie braucht pflanzliche Öle und die Baustoffindustrie verwendet Holz. Die wichtigsten Grundstoffe in der chemischen Industrie kommen ebenfalls von Pflanzen. Fossile Energieträger wie Erdöl und Kohle sind für uns unersetzlich. 13 Leider wird die Wichtigkeit von Pflanzen oft unterschätzt. Ohne Pflanzen gäbe es kein Leben. Wir sollten also behutsamer mit diesem wertvollen Kapital umgehen und es nicht verschleudern. Das Wissen und die Bedeutung von Pflanzen sind für uns alle von grösster Wichtigkeit. Die Lehrperson soll 3-4 Tage vor dem nächsten Unterricht einen Glasdeckel über eine der Versuchspflanzen stellen. Der Pflanze soll jegliche Luft verweigert bleiben. Die Schülerinnen und Schüler sollen sich Notizen dazu machen, was wohl passieren könnte, ihnen soll aber noch nichts verraten werden. 12 Christian Widmer, Arbeitsblatt Der Bauplan einer Pflanze: die Nachtkerze 13 Christian Widmer, Arbeitsblatt Bedeutung der Pflanzen 12

14 4.2.3 Woche Lernziele Es soll eine Skizze der Versuchspflanze gemacht und das Wichtigste notiert werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen, was die Fotosynthese ist und was für eine Rolle die Blätter dabei spielen Zeitplan Dauer Aufgabe 20 Minuten SuS sollen eine Skizze der Versuchspflanzen machen und alles Beobachtete notieren 20 Minuten Besprechung 20 Minuten Einleitung Fotosynthese (Arbeitsblatt 3) 20 Minuten Lösen des Arbeitsblatts 4 10 Minuten Besprechung Lösung Die Versuchspflanze ist nicht mehr so viel gewachsen wie zuvor. Sie misst nun zirka 20 cm. Alles in allem sieht sie gesund aus. Die Bohnenpflanze hat nun die ersten richtigen grünen Blätter gebildet und die Keimblätter sind gelblich und vertrocknen langsam. In den Blättern lassen sich Blattadern erkennen. Aufgrund von ihnen lässt sich erkennen ob die Pflanze einkeimblättrig oder zweikeimblättrig ist. Einkeimblättrige sind parallel angeordnet, zweikeimblättrige haben eine Hauptader mit verzweigten Nebenadern. Der Unterschied liegt in der Entwicklung der Pflanze. 14 (J. Scherpenhuijzen, )

15 Die Bohnenpflanze ist zweikeimblättrig. 15 (J. Scherpenhuijzen, ) Die Bohnenpflanze, welche ein paar Tage zuvor abgedeckt wurde, hat keine Luftzufuhr mehr und hängt leicht nach unten und die Blätter verwelken. Sie stirbt ab, wenn sie weiterhin keine Luft erhält. Pflanzen brauchen einen Stoff aus unserer Luft um ihren Stoffwechsel betreiben zu können und zwar Kohlenstoffdioxid. Man nennt den Stoffwechsel einer Pflanze auch Fotosynthese. (J. Scherpenhuijzen, ) Die Fotosynthese: Die Fotosynthese wird von Pflanzen betrieben, so wie von Algen und einigen Bakterien. Um überhaupt Fotosynthese betreiben zu können, braucht es Sonnenlicht, Wasser und Kohlenstoffdioxid, was ein Bestandteil unserer ausgeatmeten Luft ist. Die Pflanze wandelt dann Kohlenstoffdioxid (CO 2) und Wasser in Traubenzucker (Glucose) um. Bei dieser Umwandlung wird dann Sauerstoff (O 2) frei, was wir zum Atmen brauchen. Die Fotosynthese findet bei Pflanzen in den Blättern statt, genauer gesagt in winzigen Zellbestandteilen, den Chloroplasten. Wasser + Kohlenstoffdioxid + Licht = Sauerstoff + Traubenzucker 16 Was passiert nun genau in den Blättern bei der Fotosynthese? Die Chloroplasten fangen das Sonnenlicht auf, welches durch die Blätter scheint. Mit einem grünen Farbstoff (Chlorophyll) nehmen sie Energie auf, um später Kohlenstoffdioxid und Wasser binden zu können. Der Farbstoff Chlorophyll verleiht den Chloroplasten ihre grüne Farbe. Chlorophyll nimmt also die Energie des Sonnenlichts auf und wandelt es in chemische Energie um. Wenn diese Energie dann freigesetzt wird, wird Wasser in seine Stoff- und Energieumwandlungen während der Fotosynthese, 14

16 Grundbestandteile gespaltet; Wasserstoff und Sauerstoff. Der Sauerstoff steht uns Menschen und anderen Lebewesen dann zum Atmen zur Verfügung. Im Inneren der Chloroplasten wird der zuvor abgespaltete Wasserstoff mithilfe von Kohlenstoffdioxid in Glucose umgewandelt. Der Prozess kann nun von neuem beginnen Woche Lernziele Es soll eine Skizze der Versuchspflanze gemacht und das Beobachtete notiert werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen können, wieso die Fotosynthese eine so grosse Bedeutung für unsere Welt hat Zeitplan Dauer Aufgabe 20 Minuten SuS sollen eine Skizze der Versuchspflanzen machen und alles Beobachtete notieren 10 Minuten Besprechung 20 Minuten SuS sollen sich Gedanken machen, wieso die Fotosynthese so wichtig ist + lösen des Arbeitsblatts 4 10 Minuten Lösen des Arbeitsblatts 5 30 Minuten Besprechung zusammen Arbeitsblatt 6 17 Christian Widmer, Arbeitsblatt Licht zum Leben 15

17 Lösung Die Versuchsbohnen sind weiterhin gewachsen und messen nun fast 30 cm. Die Keimblätter sind vollkommen ausgetrocknet und gelbbraun verfärbt. Der Stängel ist dicker, die Wurzeln sind (J. Scherpenhuijzen, ) verzweigter und die Blätter sind grösser. Die Versuchspflanze ist gesund. (J. Scherpenhuijzen, ) Die Pflanze ohne Kohlenstoffdioxidzufuhr ist fast komplett abgestorben. Aufbau einer Blüte: (J. Scherpenhuijzen, ) Stempel; - besteht aus Narbe, Griffel und Fruchtknoten - weibliches Fortpflanzungsorgan Fruchtknoten; - enthält Samenanlagen (Samen entstehen hier) - später entsteht daraus die Frucht Narbe; - dient dem Auffangen und Keimen von Pollen Staubblätter; - besteht aus Staubfaden und Staubbeutel - männliches Fortpflanzungsorgan Staubbeutel; - Entstehungsort von Blütenstaub Staubfäden; - verankern Staubbeutel in der Blüte Kelchblätter; - feste Hülle - schützen vor Kälte, Nässe und Insekten Kronblätter; - locken durch ihren Duft und Farbe Bienen, Hummeln, etc. an Christian Widmer, Arbeitsblatt Vom Bau der Blüte 16

18 5. Diskussion 5.1 Erfüllung der Aufgabestellung Die Aufgabestellung laut Lehrplan 21 wurde theoretisch sehr gut umgesetzt. Die Schülerinnen und Schüler können nach diesen vier Wochen das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen gut nachvollziehen und verstehen. Dank dem Keimungsbeziehungsweise Wachstumsexperiment haben die Schülerinnen und Schüler eine Vorstellung bekommen, wie eine Pflanze wächst, was sie dazu braucht und wieso wir die Pflanzen brauchen. Anhand der Skizzen und der Arbeitsblätter haben die Schülerinnen und Schüler auch etwas Visuelles, was ihnen beim späteren Lernen, beispielsweise für eine Prüfung, helfen kann. Die Schülerinnen und Schüler sollen durch das Tagebuch auch eine gewisse Eigenständigkeit und Disziplin entwickeln, indem ihnen nicht andauernd gesagt wird wo was geschrieben werden soll. Sie müssen selbst lernen, was für sie wichtig ist und was weniger. Durch die beschränkte Zeit, welche die Schülerinnen und Schüler für den Eintrag haben, lernen sie Zeit besser ein zu planen. Das behandelte Thema findet sich in der ersten Sekundarstufe wieder. Aufgrund dessen, macht es Sinn, dass sie diese Selbstständigkeit anfangs ihrer Sekundarlaufzeit erlernen. 5.2 Probleme Die Unterrichtsplanung die erarbeitet wurde, wurde nie durchgeführt. Deshalb gab es keine grossen Probleme oder viele Herausforderungen. Doch gerade weil die Unterrichtssequenz nie durchgeführt wurde, war es sehr schwer ein zu schätzen wie lange man für was braucht, da es auch abhängig von den Schülerinnen und Schülern ist. Durch das Ausbleiben der Durchführung, blieben auch Feedbacks von Schülerinnen und Schülern direkt aus. Trotzdem war Sekundarlehrer Christian Widmer eine grosse Hilfe beim Herausfinden, welcher Stoff für Sekundarschülerinnen und -schüler angemessen ist. Es war eine Herausforderung, ohne jegliche pädagogische Vorkenntnisse einen pädagogisch wertvollen Unterricht zu gestalten. 17

19 5.3 Reflexion Alles in allem tauchten keine grossen Probleme beim Schreibverlauf der Fachmaturaarbeit auf, auch wenn es eine grosse Herausforderung war, einen Unterricht ohne jegliche Vorkenntnisse theoretisch zu planen. Mithilfe von Arbeitsblättern, einem Keimungsexperiment und einem Tagebuch, scheinen diese vier Wochen eine lehrreiche und abwechslungsvolle Biologiesequenz zu sein. Das Keimungsexperiment ist sehr einfach und für jeden durchführbar, trotzdem gibt es einen guten Einblick in das Wachstum von Pflanzen. Auch als Beispiel bei der Fachmaturaarbeit hat es sehr gut funktioniert. Die gewählten Vorgaben des Lehrplans 21 konnten mit dieser Vielseitigkeit sehr gut abgedeckt werden. Bohnen waren eine gute Wahl für das Projekt, da sie schnell wachsen und nur wenige Nährstoffe brauchen, welche sie ja nicht zur Verfügung hatten. In den vier Wochen wurde nicht nur die Pflanze alleine genauer betrachtet, sondern auch die Pflanze im Grossen und Ganzen, was sie für eine Rolle für uns spielt, und welche wir für sie. Die Schülerinnen und Schüler sollten einen guten, wenn auch kleinen, Einblick in die Botanik bekommen. 18

20 6. Quellenverzeichnis 6.1 Arbeitsblätter Arbeitsblatt 1: Wolke; Sonne; Pflanze; Arbeitsblatt 2: Baum; Kind; Kuh; Arbeitsblatt 3: Kreislauf; Blatt; Arbeitsblatt 4: Getreide; Menschen; Wolke; Blatt; Holz; Arbeitsblatt 5: Baum; Arbeitsblatt 6: Blüte; Literaturverzeichnis Aufgabenstellung Zitate: : 3 : 5 : 6 : 7 : 19

21 8 : 9 : Facharbeit 2016, Bohnen unter Einfluss von NPK, Julia Scherpenhuijzen 11 : 12 : Christian Widmer, Arbeitsblatt Der Bauplan einer Pflanze: die Nachtkerze 13 : Christian Widmer, Arbeitsblatt Bedeutung der Pflanzen 15 : 16 : 17 : Christian Widmer, Arbeitsblatt Licht zum Leben 18 : Christian Widmer, Arbeitsblatt Vom Bau der Blüte 6.3 Abbildungsverzeichnis Titelblatt Bild: 1 : 4 : 10 : 14 : 20

22 7. Eigenständigkeitserklärung Ich erkläre hiermit, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und nur unter Benutzung der angegebenen Quellen verfasst habe und ich auf eine eventuelle Mithilfe Dritter in der Arbeit ausdrücklich hinweise. (Julia Scherpenhuijzen) 21

23 8. Anhang 22

24 Arbeitsblatt 1 Was braucht eine Pflanze zum Leben? 23

25 Lösungsblatt 1 Was braucht eine Pflanze zum Leben? Wasser Sonnenlicht Luft Nährstoffe 24

26 Arbeitsblatt 2 Nahrungsbeziehungen 25

27 Lösungsblatt 2 Nahrungsbeziehungen Getreide, Obst, Gemüse z.b. Reis, Mais, Brot, Apfel, Tomate etc. Getreide, Obst, Gemüse z.b. jegliches Tierfutter für Hasen, Kühe, Schweine etc. Fleisch z.b. Steaks, Würste, Schnitzel, Geschnetzeltes etc. 26

28 Arbeitsblatt 3 Die Fotosynthese Die Fotosynthese wird von Pflanzen betrieben, so wie von Algen und einigen Bakterien. Um überhaupt Fotosynthese betreiben zu können, braucht es Sonnenlicht, Wasser und Kohlenstoffdioxid, was ein Bestandteil unserer ausgeatmeten Luft ist. Die Pflanze wandelt dann Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser in Zucker und Stärke um. Bei dieser Umwandlung wird dann Sauerstoff (O2) frei, was wir zum Atmen brauchen. Die Fotosynthese findet bei Pflanzen in den Blättern statt, genauer gesagt in winzigen Zellbestandteilen, den Chloroplasten. Wasser + Kohlenstoffdioxid + Licht = Sauerstoff + Traubenzucker Was passiert nun genau in den Blättern bei der Fotosynthese? Die Chloroplasten fangen das Sonnenlicht auf, welches durch die Blätter scheint. Mit einem grünen Farbstoff (Chlorophyll) nehmen sie Energie auf, um später Kohlenstoffdioxid und Wasser binden zu können. Der Farbstoff Chlorophyll verleiht den Chloroplasten ihre grüne Farbe. Chlorophyll nimmt also die Energie des Sonnenlichts auf und wandelt es in chemische Energie um. Bei der Freisetzung dieser Energie, wird Wasser in seine Grundbestandteile gespaltet; Wasserstoff und Sauerstoff. Der Sauerstoff steht uns Menschen und anderen Lebewesen dann zum Atmen zur Verfügung. Im inneren der Chloroplasten wird der zuvor abgespaltete Wasserstoff mithilfe von Kohlenstoffdioxid in Glucose (Traubenzucker) umgewandelt. Der Prozess kann nun von Neuem beginnen. 27

29 Lösungsblatt 3 Die Fotosynthese Die Fotosynthese wird von Pflanzen betrieben, so wie von Algen und einigen Bakterien. Um überhaupt Fotosynthese betreiben zu können, braucht es Sonnenlicht, Wasser und Kohlenstoffdioxid, was ein Bestandteil unserer ausgeatmeten Luft ist. Die Pflanze wandelt dann Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser in Zucker und Stärke um. Bei dieser Umwandlung wird dann Sauerstoff (O2) frei, was wir zum Atmen brauchen. Die Fotosynthese findet bei Pflanzen in den Blättern statt, genauer gesagt in winzigen Zellbestandteilen, den Chloroplasten. Wasser + Kohlenstoffdioxid + Licht = Sauerstoff + Traubenzucker Was passiert nun genau in den Blättern bei der Fotosynthese? Die Chloroplasten fangen das Sonnenlicht auf, welches durch die Blätter scheint. Mit einem grünen Farbstoff (Chlorophyll) nehmen sie Energie auf, um später Kohlenstoffdioxid und Wasser binden zu können. Der Farbstoff Chlorophyll verleiht den Chloroplasten ihre grüne Farbe. Chlorophyll nimmt also die Energie des Sonnenlichts auf und wandelt es in chemische Energie um. Bei der Freisetzung dieser Energie, wird Wasser in seine Grundbestandteile gespaltet; Wasserstoff und Sauerstoff. Der Sauerstoff steht uns Menschen und anderen Lebewesen dann zum Atmen zur Verfügung. Im inneren der Chloroplasten wird der zuvor abgespaltete Wasserstoff mithilfe von Kohlenstoffdioxid in Glucose (Traubenzucker) umgewandelt. Der Prozess kann nun von Neuem beginnen. Obere Haut des Blatts Chloroplasten Untere Haut des Blatts 28

30 Arbeitsblatt 4 Bedeutung der Fotosynthese Die Fotosynthese bildet die Grundlage allen Lebens Macht euch zu dieser Aussage Gedanken und ergänzt, was mit den Bildern gemeint ist. 29

31 Lösungsblatt 4 Bedeutung der Fotosynthese Die Fotosynthese bildet die Grundlage allen Lebens Macht euch zu dieser Aussage Gedanken und ergänzt, was mit den Bildern gemeint ist. Früchte, Samen und Getreide bilden die Nahrungsgrundlage für Menschen und Tiere. Die Blätter geben Sauerstoff in die Atmosphäre ab und dieser dient den Menschen und Tieren als Atmung. Dienen zur Regulierung des Kllimas Die Fotosynthese liefert Rohstoffe wie Holz, Stroh, Baumwolle, Brennnesseln, Schilf, usw. z.b. Rapspflanzen bilden ölhaltige Samen, aus welchen man Rapsöl produziert Dies führt zu Biodiesel 30

32 Arbeitsblatt 5 Merkblatt Fotosynthese Fotosynthese: 31

33 Wasser Lösungsblatt 5 Merkblatt Fotosynthese Fotosynthese: Sauerstoff Kohlenstoffdioxid Glucose Bei der Fotosynthese stellen grüne Pflanzen mit Hilfe von Sonnenlicht und Blattgrün, aus Wasser und Kohlenstoffdioxid, Glucose her. Dabei wird Sauerstoff frei. 32

34 Arbeitsblatt 6 Aufbau einer Blüte Beschrifte die einzelnen Abschnitte einer Blüte und notiere ihre Funktion

35 Lösungsblatt 6 Aufbau einer Blüte Beschrifte die einzelnen Abschnitte einer Blüte und notiere ihre Funktion. 1. Stempel 2. Narbe 3. Griffel 4. Fruchtknoten 5. Staubblätter 6. Staubbeutel 7. Staubfaden 8. Kronblätter 9. Kelchblätter 10. Blütenboden 34