Naturnahes Erleben im Biologieunterricht

Naturnahes Erleben im Biologieunterricht

Wie pumpt ein Baum Wasser aus den Wurzeln in die obersten Blattspitzen, wie betreiben Pflanzen im Schatten Fotosynthese, wie unterscheidet man Kaulquappen von Kröte und Frosch und warum hat der Farn eigentlich drei Geschlechter?

Das Jahresthema „Ökologie“ im Biologieunterricht der Klasse 8 hält viele interessante Fragen bereit, denen man am besten am lebenden Beispiel in der Natur nachgehen müsste. Weil das aber im Unterricht nicht immer möglich ist, bemühen sich die Biologielehrer/innen am Goethe Gymnasium, so oft wie möglich die Natur ins Klassenzimmer zu holen und wenn es geht, praktisch zu arbeiten.

Mindestens einen Unterrichtsgang sieht der Lehrplan im Fach Biologie vor, der sinnvollerweise gegen Ende des Schuljahres stattfinden sollte. Erstens haben die Schüler/innen bis dahin die theoretischen und fachlichen Grundkenntnisse erworben, um ökologische Phänomene richtig einordnen zu können, und zweitens ist das Wetter einfach besser.

Nur drei Haltestellen vom Goethe Gymnasium entfernt bietet sich der Grafenberger Wald ideal für einen solchen Unterrichtsgang an. Das gesamte Gebiet ist vom Gartenbauamt unter pädagogischen Gesichtspunkten gestaltet; Hinweistafeln, bewusst naturbelassene Sukzessionsflächen, Naturteiche und Bodeneinschläge bieten vielfältige Anlässe, um Lehrplaninhalte zu wiederholen und zu vertiefen. Im Bodeneinschlag z.B., ein ca. 4 Meter tief ausgebaggertes Stück Waldboden, können Boden- und Zersetzungsschichten sichtbar und im Sinne des Wortes auch „be-greifbar“ (sic) gemacht werden.

Auch der vielfältige Baumbestand mit Eichen, Ahorn, Buchen und Kiefern lädt zu intensiven Naturbetrachtungen ein.

Auf den zahlreichen verschlungenen Wegen des Grafenberger Waldes können auf diese Weise in zwei Schulstunden ökologische Phänomene mit allen Sinnen erfahren werden.

 

 

Michael Tech

 

 

 

Exkursion zum Genlabor

Exkursion zum Genlabor

Der Bio Leistungskurs war zusammen mit ein paar sehr interessierten Schüler:innen der Bio Grundkurse am 07.12.22 unterwegs auf den Spuren des genetischen Fingerabdrucks bei KölnPUB in Frechen. Die Exkursion findet jährlich statt. Daher kamen die begeisterten Schülerinnen und Schüler auf die Idee, die Exkursion mit weniger Text aber dafür mehr Bildern in Form eines Padlets zu präsentieren. Klicken Sie auf das unten stehende Bild und erleben Sie die Exkursion in Foto und kurzen Videos!

 

Stefanie Wirth
Besten-Preise im Biologie-Abitur für das Goethe-Gymnasium

Besten-Preise im Biologie-Abitur für das Goethe-Gymnasium

Für herausragende Leistungen, Bestnoten und besonderes Engagement im Fach Biologie erhielten Elena Raber und Nasser Drechsler aus dem Leistungskurs Biologie im Abiturjahrgang 2022 eine besondere Auszeichnung: den Karl-von-Frisch Preis des Verbandes der Biologen.

In diesem Jahr war es seit Beginn der Covid19-Pandemie erstmals wieder möglich, den Karl-von-Frisch Preis im Rahmen eines Festaktes im Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie (MPI) in Dortmund zu verleihen. Von den 76 besten Bio-Abiturientinnen und Abiturienten im Land konnten 52 am 21.05.2022 zur Preisverleihung nach Dortmund kommen; darunter auch Elena und Nasser, die neben der Urkunde auch eine einjährige Mitgliedschaft im Verband der Biologen sowie ein Buchgeschenk erhielten. Da die beiden ein Studium in den Bereichen Medizin und Biologie anstreben, stellt dieser Preis nicht nur einen verdienten Abschluss ihrer fachlichen Leistungen dar, sondern auch einen hervorragenden Startschuss für ihre geplanten Ausbildungen.

In ihrer Begrüßung betonte Professor Gabriele Pfitzer, die Vorsitzende des Landesverbandes-NRW im Verband der Biologen, die herausragende Bedeutung der Biologie als Leitwissenschaft des 21. Jahrhunderts sowie der Grundlagenforschung für die Bewältigung aktueller, globaler Herausforderungen. Die Vorsitzende nannte in diesem Zusammenhang speziell die Covid19-Pandemie und die Folgen des Klimawandels für die Biosphäre. Ergebnisse der Grundlagenforschung sind der Motor für innovative Anwendungen und grundlegende Lösungen.

Nach der Ausgabe der Urkunden und der Preistasche mit dem Buchgeschenk hielt Dr. Christian Schröter, der Forschungsgruppenleiter in der Abteilung Systemische Zellbiologie des MPI, den Festvortrag mit dem Thema „Embryonale Stammzelle – Alleskönner in der Kulturschale“.

Wir wünschen den beiden Preisträgern für ihre Zukunft alles Gute.

Verändert und leicht gekürzt übernommen von: Prof. Gabriele Pfitzer

Zur Präsentation des Vortrags von Prof. Gabriele Pfitzer

 

Dr. Michael Tech
Zoárd Kóbor erfolgreich bei Jugend forscht

Zoárd Kóbor erfolgreich bei Jugend forscht

Zoárd Kóbor, 7c gewann im Landeswettbewerb von Jugend forscht den Sonderpreis. Im Regionalwettbewerb hatte er mit seiner Arbeit 1. Preis im Bereich Mathematik / Informatik bekommen. In einem Video hat die Jury der Regionalrunde Zoárds Wettbewerbsbeitrag mit diesen Worten bewertet:

„Wenn wir uns alle gegen Corona impfen lassen würden dann müsste die Pandemie doch eigentlich ganz schnell vorbei sein. Aber warum klappt das den nicht?
Lieber Zoard, diese Frage hat dich dazu gebracht, dass du dich total intensiv mit ganz unterschiedlichen Fragen der Spieltheorie beschäftigt hast. Uns hast du damit ganz schön beeindruckt. Dabei hast du dich ganz tief in ein spannendes Gebiet der Mathematik und Informatik eingearbeitet und dann mit dem aktuellen Thema der Corona Impfung verknüpft. Du hast dir überlegt wie man Kosten und Nutzen der Impfung mathematisch abbilden kann und Nash-Gleichgewichte zu bestimmen und den gesamten Nutzen der Bevölkerung zu maximieren. Wir freuen uns dir dafür den ersten Preis von Mathematik Informatik zu überreichen. Herzlichen Glückwunsch!“

Jugend forscht ist Deutschlands bekanntester Nachwuchswettbewerb. Ziel ist, Jugendliche für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik zu begeistern, Talente zu finden und zu fördern. Teilnehmen können Jugendliche ab der 4. Klasse bis zum Alter von 21 Jahren. Wer mitmachen will, sucht sich selbst eine interessante Fragestellung für sein Forschungsprojekt. Den Gewinnerinnen und Gewinnern winken attraktive Geld- und Sachpreise.

Lesen Sie hier, was Zoárd dazu schreibt:

Wenn wir uns alle gegen Corona impfen lassen würden, dann müsste die Pandemie doch eigentlich ganz schnell vorbei sein. Aber warum klappt es denn nicht so einfach?

Ich habe versucht diese Frage mit Hilfe von Spieltheorie zu beantworten. Ich spiele und gewinne gerne, aber können wir alle Spiele gewinnen oder sind unsere Möglichkeiten von den Entscheidungen der anderen Spieler begrenzt? Wie weit sind wir von den anderen eingeschränkt und wie weit sind unsere Entscheidungen durch die Festlegung der Spielregeln beeinflussbar?  

Nur wenige denken daran, die Antworten auf solchen Fragen in der Mathematik zu suchen. Diejenige aber, die die Geschichte von John Nash in A Beautiful Mind kennengelernt haben, kommen mit einer größeren Wahrscheinlichkeit auf diese Idee…

Meine Recherchen im Spieltheorie haben mir eine neue und sehr spannende Welt geöffnet. Durch eine mathematische Abbildung von Nutzen und Kosten der Corona-Impfung habe ich verstanden, dass ein Nash-Gleichgewicht bei der Entscheidung der Bevölkerung bezüglich des Schaffens von einem öffentlichen Gut – wie z.B. Herdenimmunität durch Impfung-, nur selten zu einem Optimum des gesamten Nutzens der Gesellschaft und die dafür benötigte Impfquote führt. Daraus ergibt sich sogar, dass die demokratisch gewählten Regierungen – welche die nächsten Wahlen gewinnen möchten- nicht unbedingt das Interesse haben, die Gesellschaft zum Erreichen ihres Optimums zu steuern und sie dazu gegebenenfalls durch entsprechende Gesetzgebung – wie z.B. die Einführung von bestimmten Impfpflichten – zu zwingen.

Dieses Ergebnis hat mich selbst überrascht, hat es aber mir geholfen besser zu verstehen, warum die Corona Regelungen manchmal so unsicher und so durcheinander waren. 

Ich konnte mich mit dem Thema stark identifizieren, da ich die Online Jury-Gespräche teilweise an Covid erkrankt in Quarantäne durchgeführt habe.

Mit meiner Arbeit “Wie sollen wir mit unsern Leben gemeinsam spielen? Kollektive Impfungstrategien unter Covid” habe ich den ersten Platz in der Regionalrunde von „Jugend forscht“ Mathematik/ Informatik mit dem Gesundheitspreis der Novitas Betriebskrankenkasse Duisburg gewonnen und einen Sonderpreis in der Landesrunde bekommen. Darüber hinaus spiele ich weiterhin gerne und vielleicht auch geschickter…
(von Zoárd Kóbor)

 

Caroline Piffka
Aktiv in den Osterferien –  im Labor der Universität Köln

Aktiv in den Osterferien –  im Labor der Universität Köln

Dank der guten Kontakte des Goethe Gymnasiums konnten gleich drei der insgesamt nur zwölf landesweit ausgeschriebenen Praktikumsplätze in diesem Jahr mit Schülerinnen und Schülern unserer Biokurse besetzt werden. In so genannten CEPLAS Laboren (Center of excellence on plant sciences) erfuhren die Praktikanten hautnah etwas über die Arbeit in naturwissenschaftlichen Forschungszentren und gewannen so wertvolle Einblicke in ihre mögliche berufliche Zukunft.

Das Praktikum begann am Donnerstag, den 07.04.2020 mit einer allgemeinen, thematischen Einführung und einer Sicherheitsbelehrung. Die ganztägige, praktische Laborarbeit fand dann von Freitag bis zum Donnerstag der darauf folgenden Woche statt.

 Die Schülerinnen und Schüler befassten sich mit der Untersuchung der Interaktion von Erbsenpflanzen mit Knöllchenbakterien und Mykorrhiza unter verschiedenen Wachstumsbedingungen. Das Projekt wurde von Berufsfeldpraktikantinnen geleitet, die von Dr. Mitzi Villajuana-Bonequi unterstützt wurden. Das Praktikum fand in den Laborräumen von Prof. Dr. Bucher im Biozentrum in Köln statt.

Das Ziel sollte sein. die symbiotische Beziehung zwischen Pflanzen und Mikroorganismen beschreiben zu können sowie Erkenntnisse über die Ökologie, Morphologie, Physiologie und Genetik von Wurzelraumsymbiosen miteinander zu vernetzen.

Während des Praktikums wendeten die Schülerinnen und Schüler selbst wissenschaftliche Methoden an und leisteten viel praktische Arbeit auf makroskopischer (Vermessung von Pflanzen und Aufnahme verschiedener Parameter), mikroskopischer (Beobachtung von Wurzelproben) und molekularer Ebene (DNA-Isolierung, PCR, Gelelektrophorese, usw.). Außerdem erstellten sie selbst eine PPT Präsentation und präsentierten diese vor dem gesamten Labor-Kurs.

Ich möchte mich an dieser Stelle bei Nasser Drechsler (Bio LK Q2, Nadja Taoutaou und Isaiah Böhlhoff-Martin (Bio LK Q1) bedanken, die das Goethe Gymnasium würdig vertreten und durch die Teilnahme in den Ferien ihr hervorragendes Engagement im Fach unter Beweis gestellt haben. Durch den Erfahrungsbericht, den Nadja und Isaiah im Unterricht vorgetragen haben, konnte der gesamte LK Biologie profitieren.

Hier ein schöner, informativer Beitrag des Labors (auf dem auch unsere Schüler:innen zu sehen sind):

 Dieser Laborkurs ist von der Robert Bosch Stiftung (RBS), Rhein Energie Stiftung (RES) und CEPLAS gefördert.

Dr. Michael Tech
Bio-GK im Neanderthalmuseum

Bio-GK im Neanderthalmuseum

Um die unterrichtlichen Inhalte zum Thema Evolution zu vertiefen besuchte der  Q2 Biologie Grundkurs einen Workshop zum Thema Humanfossilien des Neanderthalmuseums in Mettmann.

Mit einer beachtlichen Replika-Sammlung von Schädelfunden von Verwandten des Menschen wurde die stammesgeschichtliche Entwicklung der Menschwerdung bis zum heutigen Homo sapiens sapiens nachverfolgt.

Doch wie alt ist ein Fund? Welcher Vorfahre hat schon früher die Sonne auf der Erde aufgehen sehen? Anhand wissenschaftlicher artspezifischer Merkmale konnten die Schülerinnen und Schüler diesen Fragen auf den Grund gehen und in diesem Zusammenhang z.B. darauf schließen, wie sich eine Art ernährte oder ob sie bereits über den aufrechten Gang verfügte.

Das Ergebnis war ein beeindruckender Stammbaum, welcher die mögliche Abstammung und die sieben Millionen Jahre Menschwerdung aufzeigte

 

Gregor Hiepler