IGS-Schüler*innen bauen sich neue Wege
Das Thema Stoffwechselwege mit chemischen Formeln und Schreibweisen im Fach Biologie ist schwieriger als man denkt. Um den Lernenden den Zugang zu diesem komplexeren Thema zu erleichtern, haben sich Dozenten der Universität Bremen Professor Dr. Marcus Bäumer und Dr. Nadja Belova sowie IGS-Lehrer Dr. Marc Stuckey überlegt, etwas zu nutzen, was man sonst eher aus dem Kinderzimmer kennt – Klemmbausteine.
Oftmals wählen Schüler in der Oberstufe das Fach Biologie, da ihnen Chemie und Physik zu kompliziert erscheint oder der Zugang zu diesen beiden Fächern nicht so gegeben ist. Doch dann begegnen ihnen im Fach Biologie Stoffwechselwege mit chemischen Formeln und Schreibweisen – viele Schüler haben Schwierigkeiten diese nachzuvollziehen. Um den Lernenden den Zugang zu diesem komplexeren Thema zu erleichtern, haben sich Dozenten der Universität Bremen Professor Dr. Marcus Bäumer (Institut für Angewandte und Physikalische Chemie) und Dr. Nadja Belova (Akademische Rätin am Institut für Didaktik der Naturwissenschaften) sowie IGS-Lehrer Dr. Marc Stuckey überlegt, etwas zu nutzen, was man sonst eher aus dem Kinderzimmer kennt – Klemmbausteine. Zum Einsatz von Klemmbausteinen im Unterricht in der Sekundarstufe I wurde bereits eine erste Erprobung durchgeführt (die WZ berichtete). Das bekannte Spielzeug wurde jetzt in ein neues, innovatives Modul im Rahmen der Zellatmung integriert, welches im Biologie-Leistungskurs in Jahrgang 12 der IGS Wilhelmshaven durchgeführt wurde.
„Unser Unterrichtsmodul bezieht sich auf die anaeroben Stoffwechselprozesse im Rahmen der Energiegewinnung“, berichtet Stuckey. Den curricularen Vorgaben nach sind dabei die Milchsäuregärung und die alkoholische Gärung im Leistungskurs einzubeziehen. Als Kontexte dienen dabei das Autobrauerei-Syndrom und der Laktattest, welche dann in Kleingruppen und mithilfe der Klemmbausteine bearbeitet wurden. „Für beide Stoffwechselwege ist die Brenztraubensäure das Ausgangsmolekül. Dies wurde mit Klemmbausteinen gebaut und die weiteren Umwandlungen nachgestellt“, erzählt Professor Bäumer. Dabei basiert das Klemmbausteine-Modell im Grunde auf nur wenige feste Spielregeln, die beim Bauen eingehalten werden müssen. „Drei einfache Regeln sorgen dafür, dass wir schon nach kurzer Zeit mehrere Moleküle mit den Klemmbausteinen nachbauen können und so auch etwas in der Hand halten, was uns den abstrakten Zugang der Schreibweisen aus den Schulbüchern veranschaulicht“, ergänzt Nico, Schüler aus dem Leistungskurs.
Den Jugendlichen wurde mit dem Zusammenstecken deutlich, warum und wie sich Atome überhaupt miteinander verbinden – und dass es manchmal mehrere Baumöglichkeiten gibt. „Wir haben über ein Baustein-Prinzip das Theoriemodell der Atombindung so abgewandelt, dass die Schüler spielerisch eine deutlich bessere Idee von dieser Bindungsart bekommen“, fasst Professor Bäumer das Vorhaben zusammen. Wie schnell die Schüler den Umgang und die Prinzipien verinnerlicht haben, war erstaunlich.
Die Jugendlichen hatten sichtlich Freude beim Zusammenbau und nach knapp 60 Minuten Bearbeitung mit den Bausteinen konnten die Gruppen ihre Ergebnisse zu den Stoffwechselprozessen vorstellen. Welches Molekül in der Saisonvorbereitung im Profisport beim Laktattest entsteht und welches Problem das Autobrauerei-Syndrom mit sich bringt – das können die Jugendlichen jetzt ganz spielerisch erklären. Und mit einem Mal war der chemische Anteil in Biologie gar nicht mehr schwer.