Biologie: Modelle: Aha-Effekt mit Täuschungsgefahr

00:00:04: Wir bringen innovativen Unterricht für Lehrkräfte

00:00:12: auf den Punkt.

00:00:15: Biologie ist eigentlich ein lebensnahes Thema, aber trotzdem oft nicht so ganz greifbar.

00:00:19: Wie sieht es in einer Zelle eigentlich aus, wie im Inneren des Menschen ein Körper ist, wie entwickeln sich ökologische Dynamiken?

00:00:27: Modelle sind eine Möglichkeit, die Welt des Kleinen, des Verborgen und auch des Abstrakten mit allen Sinnen zu verstehen.

00:00:33: Ich bin Kristina Wurst, eure Moderatorin und ich spreche heute mit Theresa Naundorf, Lehrerin, Autorin und Herausgeberin unserer aktuellen Ausgabe zu Modellen.

00:00:42: Theresa, schön, dass du da bist.

00:00:44: Ja, herzlichen Dank für die Einladung.

00:00:46: Dann fangen

00:00:46: wir doch mal ganz klassisch wieder erst mal mit der Themendefinition an.

00:00:50: Bei Modell, da denke ich

00:00:51: erst mal an.

00:00:52: irgendwie so ein Auge oder ein Ohr aus Plastik, das man dann auseinandernehmen kann.

00:00:57: Also erklär uns mal zu Beginn, was ist denn überhaupt alles ein Modell?

00:01:00: und vielleicht auch was ist kein Modell?

00:01:02: Ja, das ist eine sehr gute Frage auf jeden Fall.

00:01:07: Viele denken erst einmal an diese Standard, drei D-Modelle, die wir vielleicht aus der Sammlung kennen.

00:01:12: Aber Modelle sind ganz vielfältig.

00:01:17: Denn in jeder Unterrichtsstunde bin ich mir ziemlich sicher, dass jeder von uns ein Modell einsetzt, denn selbst schon eine Zeichnung zum Beispiel einer Zelle oder eines Tieres stellt im Prinzip schon ein Modell da, weil es im Prinzip schon eine Vereinfachung ist, denn durch zum Beispiel der Zeichnung kann man nicht alles erfassen, wie es tatsächlich in der Realität ist.

00:01:45: Und darum geht es genau bei Modellen, dass man ein Original hat, das erst mal unendlich viele Eigenschaften hat und dieses dann halt auf die wesentlichen Eigenschaften reduziert wird und das dann entsprechend veranschaulicht wird, sei es in einer drei D Konstruktion oder zwei D Konstruktion oder innerhalb einer Simulation.

00:02:09: Das sind natürlich auch Modelle, die ein Prozess zum Beispiel darstellen können.

00:02:14: Also wir halten uns dann bei Wintercuffe so einfach eine Vereinfachung der Realität.

00:02:20: Ganz genau.

00:02:21: Und jetzt in der Unterstufe haben wir echt total spannende Themen, wie zum Beispiel so der eigene Körper.

00:02:28: Aber manchmal ist es dann auch gerade super schwer für Schüler.

00:02:31: Man muss halt viel still sitzen noch im Unterricht.

00:02:36: Und auch da hatte der schon Ideen, wie man auch mit Modellarbeit ansetzen könnte.

00:02:41: Erzähl doch mal ein bisschen dazu.

00:02:43: Gerade in der Unterstufe gibt es total viele Modelle, wo Schülerinnen und Schüler aktiv werden können.

00:02:49: Da gibt es zum Beispiel die Möglichkeit, Organe auf einem T-Shirt zu malen, dass die halt die Position, der zum Beispiel des Herzens einmal genau gezeichnet wird, weil ganz oft, wenn man so ein Film oder denkt oder an so Sprüche, die man so aus dem Alter kennt, würde man ja mal Hand aufs Herz auch sagen und dann fasst man sich ganz schnell an die rechte Brust, aber das ist ja gar nicht die Lage des Herzens.

00:03:16: und durch zum Beispiel... wenn man ein T-Shirt, ein weißes T-Shirt anzieht oder die Schülerinnen und Schüler ein weißes T-Shirt anziehen lässt und die da zum Beispiel Organe drauf malen sollen, dass den einmal bewusst wird, hey, das Herz liegt doch nicht auf der rechten Brust, wie man eigentlich denkt.

00:03:32: Also ein weiteres Modell wäre zum Beispiel der Blutkreislauf, den könnte man zum Beispiel auch draußen simulieren, indem man zum Beispiel erstmal einen menschlichen Körper zeichnet und dann die entsprechenden Adern von den Schülern einzeichnen lässt und dass sie dann ausgehen von einem Körperteil aus den Blutkreislauf nachlaufen.

00:03:54: Da hat man direkt ein interaktives Modell.

00:03:57: Aber gleichzeitig kann man auch mit Hilfe von Fantasiereisen zum Beispiel auch den Blutkreislauf nachvollziehen lassen.

00:04:07: Die Fantasiereise erinnere mich auch, dass ich zuletzt Sexklässler hatte.

00:04:12: Da haben wir auch mal so eine Reise gemacht.

00:04:16: Durch die Blutautobahn hat mir es damals genannt.

00:04:21: Aber natürlich waren da sehr viele äußerst kreative Zeichnungen dabei, die dann nicht mehr so viel den tatsächlichen Kreislauf zu tun hatten, auch wenn es sehr schöne kleine rote Ferrari-Blutzellen gab.

00:04:37: Was für Fehlvorstellen können auch passieren, wenn man dann eben nicht mit Modellkritik arbeitet, sondern das einfach im Raum stehen lässt.

00:04:44: Ja genau, das ist super wichtig, dass man eine Modellkritik... Im Anschluss eines jeden Modells durchführt damit einfach diese Fehlvorstellungen gar nicht erst entstehen.

00:04:53: Wenn man zum Beispiel Schüler fragt, welche Farbe hat das Blut, dann wird definitiv kommen blau und rot, einfach weil immer das sauerstoffreiche Blut in Modellen mit Rot dargestellt wird oder das sauerstoffarme mit einer blauen Farbe dargestellt wird.

00:05:10: Und dadurch denken auch Schüler, insbesondere, weil Adan ja auch häufig blau durchscheint.

00:05:16: dass das Blut in dem Fall blau ist und deshalb die A dann auch blau sind.

00:05:21: Da muss man echt vorsichtig sein und immer wieder dann die Modellkritik durchzuführen, um Fehlvorstellungen zu vermeiden und einem Bewusstsein dafür zu schaffen.

00:05:34: Und das gelingt ziemlich gut, wenn man verschiedene Modelle auch miteinander vergleicht, weil dann verschiedene Perspektiven herangezogen werden.

00:05:44: Und dann fällt es den Schülerinnen und Schüler leichter, ein Modell zu reflektieren und kritisch auch zu hinterfragen und Eigenschaften zu erkennen, die in dem einen Modell besonders gut hervorgehoben werden und in dem anderen Modell nicht so gut.

00:05:59: Da hatte ich, glaube ich, auch soweit ich mich alle diese schöne Idee, dass man den Schülern in diesem überlebensgroßen Modell zum Selbstdurchlaufen auch so kleine Säcke oder so mitgeben könnte für den Sauerstoff.

00:06:10: Das ist ja auch ganz nett, damit Sie mal eben nicht immer nur dieses blau-rot-Bild im Kopf haben.

00:06:14: Ja, und man erkennt dadurch halt auch, dass Modelle oftmals bewegungslos sind.

00:06:21: Und das ist ja in der Realität gar nicht da in unserem Körper.

00:06:25: Das ist ja alles ständig in Bewegung und ein Fluss.

00:06:28: Und das wird dann auch damit deutlich.

00:06:31: Und weil es so bewegte, sind wir auch schon irgendwie im Bereich der Simulation.

00:06:36: Und das klingt dann häufig immer, wenn ich als Simulation denke, eher nach so einer Aufgabe für Computer, Mathematiker.

00:06:41: Aber natürlich kann man auch ganz anschauliche Simulationen machen.

00:06:44: Was gibt es da für Möglichkeiten?

00:06:46: Ein Beispiel ist, dass man den Nachhaltigkeitsaspekt visualisieren kann.

00:06:53: Dazu gibt es zum Beispiel so ein Bombermodell.

00:06:56: Man teilt zum Beispiel die Bombons flächendeckend draußen, meinetwegen, auf einer Rasenfläche raus.

00:07:03: Und jeder, wie das Bombon stellt, quasi einen Baum dar und sind in der Nachhaltigkeit, kennen wir das ja in Deutschland, dass Arten unter Naturschutz stehen, die nicht gefällt werden dürfen, dass man die zum Beispiel mit einem Pappbecher dann abdeckt und dann können, also dann haben die Schülerinnen und Schüler eine bestimmte Zeit Bombons einzusammeln mit der Regel, dass die abgedeckten Bombons nicht eingesammelt werden dürfen, weil die unter Naturschutz stehen.

00:07:32: Und an so einem Modell erkennt man halt, wie so Ressourcenorientierung und Nachhaltigkeitsaspekt zusammen treten, weil manche Kinder sind super schnell, schaffen super viele Bombons, ja, einzusammeln, also im Prinzip.

00:07:54: Sie können richtig viel Holz nutzen, wenn jedes Bombenverein Baum steht.

00:07:59: Andere gehen leer aus und das steht dann halt auch für Länder, die ja nicht so reich sind oder nicht so eine Wirtschaftskraft haben.

00:08:10: Genau und dann kann man so ein Modell auch im Prinzip mit der Verantwortungsbegriff in Beziehung setzen.

00:08:19: Wie sollten wir nachhaltig Forstwirtschaften?

00:08:25: Welche Folgen hat das, wenn wir Ressourcen übernutzen?

00:08:29: Weil, gerade wenn es um Bonbons geht, dann sind die Schüler gerade schnell und dann sind irgendwann keine Bonbons mehr da.

00:08:37: Und dann ist natürlich die Frage, oh, manche sind leer ausgegangen, manche haben total viele.

00:08:42: Aber in der nächsten Generation gibt es keine Bonbons mehr.

00:08:45: Und wie gehen wir damit um?

00:08:47: Ich finde, das ist richtig schön anschaulich.

00:08:49: Eigentlich gerade auch eben ... Bei Bombung kann man selbst auch irgendwie so ein bisschen das Problem dahinter verstehen, dass man einfach gerne mehr jetzt haben möchte.

00:08:59: Aber es ist halt eben auf lange Sicht gesehen nicht sinnvoll, wenn man dazu raffgerig wird.

00:09:05: Was ja besonders schöner Modell ist auch, das ist manchmal, oder ich immer, es gibt Elemente, die lassen sich gut übertragen und es gibt Elemente, das merkt man in der Modellkritik, die passen einfach nicht eins zu eins auf die tatsächliche Situation.

00:09:19: Die kann man nicht so genau übertragen.

00:09:22: Aber das habe ich auch gleich gesagt, dass man wirklich auch nachdenken muss bei der Modellkritik, weil eben nicht alles eins zu eins übertragbar ist und jede so eine Entsprechung in der Realität hat oder umgekehrt auch manchmal alles aus der Realität eins zu eins im Modell abgebildet werden kann.

00:09:37: Und dadurch kann man ja auch den Vorgang dann noch mal viel tiefer durchdenken.

00:09:42: Ich weiß nicht immer aus, weil ich hast du gerade ein Beispiel, wo man das besonders schön sehen konnte, dass wo die Grenzen des Modells erreicht werden?

00:09:52: Da gibt es auf jeden Fall Beispiele.

00:09:54: Bleiben wir noch mal beim Blutkreislauf.

00:09:56: Das ist total schwer zu zeichnen oder zu visualisieren, dass jedes Organ quasi mit den Alveolen verbunden sein muss oder jede Zelle letztendlich.

00:10:10: Man kennt ja quasi immer nur diese Zeichnung, wo oben einmal Alveolen abgebildet sind und unten Alveolen abgebildet sind.

00:10:19: Und manchmal werden die noch nicht mal abgebildet, sondern dann unterbricht es quasi, weil das einfach eine zu detaillierte Zeichnung wäre und das unübersichtlich macht.

00:10:30: Und da lohnt es sich immer noch mal rein zu zoomen und das noch mal deutlich zu machen, weil würden wir den kompletten Blutkreislauf quasi in den Menschen reinzeichnen.

00:10:41: dann haben wir ja gar keinen Überblick mehr.

00:10:43: Aber die Vorstellung, die muss den Schülern eigentlich bewusst gemacht werden und das natürlich total herausfordernd ist, weil

00:10:52: das

00:10:52: ist ja auch schon als Erwachsener schwer vorzustellen, wie wir im Prinzip durch Drohungen sind und neben den ganzen Blutkreislauf sind ja auch noch andere.

00:11:01: Aspekte in unserem Körper wie Knochen, Muskeln, die gibt es ja auch noch und dann überlagert sich das alles auf gleichzeitig.

00:11:09: Und deshalb ist es zum Beispiel auch lohnswert, wenn man sich zum Beispiel entscheidet, dieses T-Shirt Modell zu zeichnen, wo man halt die einzelnen Organe einzeichnet, dass man dieses Modell, was man dann gebaut hat, auch später einen anderen Unterrichtsreihen aufgreift und dann zum Beispiel sagt, so, wir sind jetzt beim Thema Skelett, jetzt zeichnet mal die Knochen ein.

00:11:31: Und man sieht dann ganz am Schluss, wie unübersichtlich das eigentlich alles wird, weil wir erst mal nur eine Zwei-D-Zeichnung bekommen.

00:11:44: Aber es ist doch sehr viel los in unserem Körper.

00:11:47: Habt ihr auch die Körperweltenausstelle aus einem Beispiel genannt und das passt ja ja voll gut dazu, weil da kann man dann sehen.

00:11:53: Gerade wenn man vielleicht mit seinem Organ-T-Shirt dann in die Ausstellung reinläuft, kann man ja voll gut sehen, okay, so ist das eine vereinfachte Vorstellung davon.

00:12:02: Aber wenn wir es uns dann in einer realitätsnah näheren, und das kann man ja auch diskutieren, habt ihr ja auch, ist das jetzt wirklich Realität oder ist es nicht eigentlich immer noch ein Modell?

00:12:12: Aber dann kann man wirklich auch schön teilweise, wenn die Leute dann so in Schichten dargestellt sind, wirklich schön sehen, wie viel eigentlich dann noch ist, was wir weglassen müssen in unserem Modell.

00:12:22: Okay, dann kommen wir auch schon zur Oberstufe.

00:12:25: Da ist ja so ein klassisches Problem.

00:12:27: Bio war vielleicht das Lieblingsfach.

00:12:30: Als es noch so um Tiere und die Welt, die man anfassen kann, ging und jetzt wird es abstrakt.

00:12:35: Und dann kommt auch da irgendwie Chemie und Physik ins Spiel.

00:12:38: Und dann ist für viele Schüler dann doch plötzlich das Ende der Motivation erreicht, weil molekulare Vorgänge so abstrakt sind, wie wir sie aber natürlich ständig in der höheren Chemie, wie z.B.

00:12:48: in der Genetik, der Neuro, brauchen.

00:12:52: Aber ob da ein paar Ideen, wie kann man denn so molekulare Vorgänge erlebbar und anschaulich machen?

00:13:01: Ein super leichtes Modell, das man auch sehr leicht umsetzen kann, ist ein Diffusionsmodell.

00:13:07: Dazu kann man zum Beispiel mithilfe von Klebeband einen kleinen Kreis abstecken und die Schüler stellen dann die Teilchen da und bewegen sich innerhalb des Kreises.

00:13:20: Erst mal ist es herausfordernd an dieser Stelle, dass die Schülerinnen und Schüler.

00:13:26: auch wirklich die Teilchenbewegung einhalten, weil ganz oft war ich ein Schüler bei diesem Modell einfach aus und das sollen sie ja gerade nicht die Säulen zusammenstoßen.

00:13:35: Und dass wenn sie zusammenstoßen, dass sie also frontal zusammenstoßen, dass die entsprechend in die Gegend entsetzte Richtung laufen und wenn sie seitlich sich berühren, dann entsprechend abgelenkt werden.

00:13:47: Dadurch kann man erstmal so die Teilchenbewegung simulieren.

00:13:50: Gleichzeitig kann man auch die Temperaturabhängigkeit damit Visualisieren, indem man sagt, okay, wenn es kälter ist, bewegen sich die Teilchen langsamer.

00:13:59: Also bewegt ihr euch auch langsamer.

00:14:01: Und wenn es wärmer wird, entbrechen, bewegt ihr euch schneller.

00:14:06: Und man kann natürlich auch dann die Verteilung von Duftstoffmolekülen visualisieren, indem man zum Beispiel Schülerinnen und Schüler ein Leibchen anzieht, meine ich, fünf, sechs Schüler, und die dann erst mal an einem Haufen quasi starten.

00:14:23: Und dann die Diffusion letztendlich beginnt, so dass man, wenn man die Simulation mal drei Minuten durchlaufen lässt, erkennen Schülerinnen und Schüler schnell, dass sie nicht mehr in einem Grüppchen zusammen sind, sondern dass sie innerhalb des Kreises verteilt sind.

00:14:39: Und das macht es natürlich nahe, weil sie selbst ein Teil des Modells sind.

00:14:43: Und das macht zum Beispiel diesen Modell auch stärker als so Computersimulationen, die man vielleicht kennt.

00:14:48: Da gibt es ja ganz viel im Internet, die man nutzen kann, die genau das gleiche Prinzip darstellen.

00:14:54: Aber da ist es halt der Nachteil, dadurch, dass man selbst ein Teil des Modells ist, bleibt sowas auch länger hängen.

00:15:01: Das

00:15:01: ist natürlich nicht nur cool, dass sie es dann einfach wirklich selbst erleben sollen, was natürlich auch schön ist, wenn man dann wirklich etwas mit einem eigenen Körper darstellt.

00:15:09: Man braucht ja gar nicht so die Ressourcen, wie wenn ich jetzt irgendwie eine Computersimulation machen würde oder selbst sowas eigentlich ja schönes wie ein Stop-Motion-Video.

00:15:17: Das ist natürlich, wenn man dann eine Simulation herstellt, ist natürlich auch relativ aufwendig.

00:15:22: Man braucht da doch ein bisschen Technik, man braucht zumindest mal irgendwie ein Handy oder ein iPad oder irgendwas.

00:15:28: Der eigene Körper ist natürlich sehr einfach zur Verfügung.

00:15:33: Und es hat natürlich auch den Vorteil, theoretisch kann man die Schüler ja auch damit beauftragen, dass sie einfach auch selbst sich überlegen, wie sie das dann jetzt als Modell umsetzen können.

00:15:42: Ja, auf jeden Fall.

00:15:44: Und Vorteil eines solchen Modells ist auch einfach, das kostet einfach keine Zeit.

00:15:48: Also wenn man gerade so stop motion was du angesprochen hast.

00:15:52: Bis sie dann fertig gedreht sind, ist man zwei, drei Stunden weiter besprochen, dann ist man wieder zwei, drei Stunden weiter und dann hat man letztendlich fünf, sechs, sieben, acht Stunden investiert, um sowas zu erarbeiten.

00:16:03: Und ganz oft haben wir Lehrkräfte ja auch das Problem, also ein zeitliches Problem, um alle Aspekte des Kernler-Plans ja irgendwie gerecht zu werden.

00:16:12: Genau, da muss man, das wäre zwar schön, aber vorallem ist die Zeit, aber man muss sich manchmal einfach genau überlegen.

00:16:17: Wo habe ich wirklich die Zeit und wo gibt es vielleicht auch Lösungen, die einfach ein bisschen zeiteffizienter sind und da ist das wirklich eine schöne Option, mit dem wir tun jetzt einfach die Simulation selbst darstellen.

00:16:28: Okay, dann sind wir auch schon am Ende der Zeit und wollen euch dann zusammenfassen mitgeben.

00:16:34: Einmal, Modelle sind super, um die Realität zu vereinfachen, aber natürlich muss man den Schülerinnen auch immer ein bisschen die Stärke und Schwächen ihres Modells bewusst machen.

00:16:46: Es gibt vielfältige Modelle, es gibt nicht nur so das klassische Plastikorgan und es lohnt sich diese ganz verschiedene Modellarten zu nutzen, weil man Schülerinnen dabei über komplett verschiedene Lernkanäle ansprechen kann, was natürlich den Erfolg erhöhen kann, dass es nachhaltig im Gedächtnis verankert wird, wenn man zum Beispiel auch einfach mal aus einem eigenen Körper spürt oder selbst in Bewegung ist.

00:17:09: und Am Ende natürlich auch noch der Tipp, dass Schüler auch Modelle selbst entwerfen können und natürlich auch die Modelle anderer kritisch beleuchten können, weil das kann gute Reflexion beginnen und auch Diskussion darüber, was eigentlich ein Modell darstellbar ist und wo es vielleicht auch die Realität zu stark vereinfacht und Fehlvorstellung begünstigen könnte.

00:17:36: oder wo natürlich auch verschiedene Modellarten ihre jeweiligen Stärken und Schwächen haben.

00:17:42: Und wenn ihr jetzt Lust auf noch mehr Ideen für die Arbeit mit Modellen hat, findet ihr die in der Ausgabe einer fünfzig Modelle erleben und Gestalten von Biologie fünf bis zehn erschienen im Friedrich Verlag.

00:17:52: Schön, dass du da warst, Theresa.

00:17:53: Vielen Dank.

00:17:59: Das war Einfach Unterrichten, der Podcast

00:18:02: von Friedrich Plus

00:18:03: aus dem Friedrich

00:18:04: Verlag.

00:18:05: Wir

00:18:05: bringen innovativen Unterricht

00:18:07: für Lehrkräfte auf den Punkt.