Workshop Biologie
Die folgenden sieben Projektangebote wurden im Sommersemester 2021 im Rahmen eines Vorbereitungsseminars der AG „Didaktik der Biologie“ für die Projektwoche „Water4Future“ entwickelt. Insgesamt wirkten 14 Lehramtsstudierende aus dem Studiengang Bachelor/Master Lehramt Biologie an der Entwicklung der hier vorgestellten Projekte mit und führten ihre eigenen Projekte selbstständig mit Schülerinnen und Schülern aus zwei 8. Klassen durch.
1. Projekt Nachhaltigkeit im Alltag- Zero Waste- Do it yourself
Im Rahmen des Schulprojektes Nachhaltigkeit im Alltag - Zero Waste - Do it yourself sollen Schülerinnen und Schüler (SuS) der achten Jahrgangsstufe dafür sensibilisiert werden, wie unnötig entstehender Abfall verhindert werden kann. Nachdem ein allgemeiner Überblick geschaffen wird, wie viel Abfall jährlich in Deutschland entsteht, welche Folgen daraus für die Umwelt resultieren und inwiefern jede und jeder einzelne Plastikmüll produziert, wird über Alternativen für Plastikverpackungen diskutiert. Ein erster Einblick in den “Zero Waste”-Fortschritt soll den SuS vermitteln, dass durch die Reduktion des anfallenden Abfalls mithilfe von alternativen Verpackungsmaterialien und der eigenen Herstellung von Alltagsprodukten, Nachhaltigkeit und der Umweltschutz gefördert wird. Im Anschluss soll ein experimentelles Erproben der Herstellung alltäglicher Gebrauchsartikel aus der Drogerie und der Küche, den SuS ein Verständnis für nachhaltiges Leben vermitteln. Hygieneartikel, aber auch alternative Verpackungsmaterialien werden hergestellt. Nach der Ausführung sechs unterschiedlicher Experimente tragen die SuS ihre Ergebnisse und gewonnen Erkenntnisse zusammen. Aus der entstehenden Diskussion wird ein Fazit geschlossen.
2. Online-Projekt Mikroplastik
Ich sehe was, was du nicht siehst. Mikroplastik ist auf der ganzen Erde zu finden und schädigt Mensch und Natur. Neben Plastikflaschen und Wurstpackung versteckt sich Mikroplastik fast überall im Haushalt. Das Problem ist, dass Plastik Jahrhunderte braucht, um sich abzubauen, weshalb es nicht mehr aus unserem Wasserkreislauf verschwindet. Daher müssen wir versuchen, unser Leben plastikfreier zu gestalten. Ziel des Projektes ist es, den Schülern und Schülerinnen (SuS) die Problematik der Müllverschmutzung durch Plastik im Meer aufzuzeigen und sie für ein umweltbewusstes Handeln zu sensibilisieren. Das Projekt wurde als Online-Projekt geplant und umgesetzt. Zu Beginn starteten die SuS mit einem kleinen „Kahoot“-Quiz. Interessante und zugleich schockierende Fakten über die Produktion, den Verbrauch und die Entsorgung von Plastik standen hierbei im Fokus. Somit bekamen die SuS einen ersten Eindruck zur Thematik des Projekts. In einer Wordcloud über die Online-App „Mentimeter“ wurden bereits bekannte Fakten zum Thema Plastik von den SuS zusammengetragen. Im Anschluss gab es den ersten online Praxisteil. Die SuS bekamen eine Übersicht mit Abkürzungen von Plastikinhaltsstoffen. Sie machten sich damit in ihrer Wohnung auf die Suche nach Produkten, die Plastik enthalten und diese auch direkt in das Wasser abgeben. Von Kosmetikartikeln über Zahnpasta bis hin zu verschiedenster Kleidung wurden viele Produkte gefunden. Interaktiv wurden nun auf einer leeren PowerPoint-Folie mögliche Wege des Plastiks beschrieben und daraus ein Plastikkreislauf abgeleitet. Nach einem kleinen Input über die Entstehung von Mikroplastik seitens der Projektleiter wurden die geplanten Experimente durchgeführt. Das Plastiktütenexperiment zeigte die Problematik der Reinwassergewinnung auf. Um ein lebensnahes Experiment mit den SuS durchzuführen, gab es die Möglichkeit, einen eigenen Wasserfilter aus Naturmaterialien und recyceltem Plastik zu bauen. Als letztes großes Projekt erstellten die SuS in Kleingruppen kleine PowerPoint-Plakate zusammen, auf denen Alternativen zu den bereits gefundenen Produkten aus dem Haushalt vorgestellt wurden. Daraus wurde der PlastikVERMEIDUNGS-Katalog zusammengestellt. Mithilfe dieses Projektes wurden die SuS stärker für die Plastikproblematik auf unserer Erde aufmerksam gemacht. Nicht nur der Klimawandel macht Mensch und Tier zu schaffen. Wir zerstören unseren eigenen Lebensraum, verunreinigen ihn mit unserem eigenen Müll und schädigen dadurch wichtige ökologische Kreisläufe. Sich bewusst zu machen, dass wir mit völliger Selbstverständlichkeit hinnehmen, dass jeder von uns täglich seinem Körper Plastik zuführt und im Schnitt pro Minute eine LKW-Ladung Plastik im Meer landet, ist erschreckend. Wir alle stehen in der Verantwortung zu handeln. Und bei sich selbst im eigenen Haushalt anzufangen und z.B. auf das Gemüse in der Plastikverpackung zu verzichten, weil es 10ct günstiger ist als die plastikfreie Variante, hilft der Umwelt und damit UNSEREM Lebensraum.
3. Workshop Bewässerungssystem mit Tontöpfen
Weltweit sind nur ca. 0.5% des Wassers für den Menschen nutzbar. Deshalb ist es von großer Bedeutung, mit jedem dieser Tropfen sparsam und bedacht umzugehen. Möchtest du jedoch einen Garten mit reicher Ernte und üppigem Grün, kommst du nicht an der Nutzung der Ressource vorbei. Die Kunst hierbei liegt jedoch darin, jeden Tropfen mit Bedacht zu vergießen und nicht sinnlos der Sonne auszuliefern. Denn der größte Gegner im Kampf gegen die Trockenheit ist und bleibt die Sonne. Durch ihre Wärme verdunstet ein Teil des Wassers aus dem Boden, ohne beim Wurzelwerk der Pflanzen angekommen zu sein. Aus diesem Grund lernst du in diesem Workshop ein nachhaltiges Bewässerungssystem herzustellen, wofür nur biologisch abbaubare Materialien, sowie Brauchwasser benutzt werden sollen. Des Weiteren kannst du lernen, welche explizite Rolle die Sonne im Wasserkreislauf spielt und wie die Eigenschaften des Wassers genutzt werden können. Im Rahmen der Projektwoche des Leibniz-Gymnasiums sind hierbei 6 Ollas zur Bewässerung der Beete im Schulgarten entstanden, welche durch die SchülerInnen der 8. Klasse gebaut wurden.
4. Online-Projekt Wasserkraft: Zukunft oder Umweltkatastrophe?!
In Anbetracht der Endlichkeit fossiler Energieträger und der klimatischen Folgen durch deren Förderung kommt der zunehmenden Umstellung auf erneuerbare Energien hohe Bedeutung zu. Das chinesische Drei-Schluchten-Talsystem, das mithilfe dessen Wasserkraftwerkes 60 Mio. Menschen mit Strom versorgen kann, beweist das große Potenzial der Wasserkraftnutzung.
Im Projekt wurde zunächst anhand von Bild- und Videomaterial des Binzer Wasserspielplatzes das generelle Funktionsprinzip von Wasserkraftwerken erkundet (Aufstauung durch Dämme, Ausnutzung eines Höhenunterschieds, Antrieb einer Turbine), welches anschließend auch auf allgemeinere Schemen angewandt wurde. Es wurden auch Beispiele aufgezeigt, wie verschiedene Arten von Wasserkraftwerken in Minecraft umgesetzt werden könnten, um den SuS eine weiterführende Anregung zu bieten. Anschließend wurde auf ökonomische, soziale und schließlich ökologische Folgen eingegangen, die sich aus dem Staudammbau und der Wasserkraftnutzung ergeben: Die SuS sollten ein Bewusstsein dafür entwickeln, dass sich die Fluss-Fläche durch eine Aufstauung verdoppeln kann, was schließlich den Verlust von Infrastruktur, Flächen, Kulturgütern und vor allem Wohnraum bedeuten würde, sodass viele betroffene Menschen im Einzugsgebiet des zukünftigen Stausees zwangsumgesiedelt werden und ihre Arbeitsstelle verlieren würden.
Besonderer Fokus lag jedoch auf den ökologischen Folgen von konventionellen Wasserkraftwerken. SuS sollten sich zunächst erarbeiten, wie das Ökosystem Fluss charakterisiert ist und dabei zu der Erkenntnis gelangen, dass entlang des Flusses kontinuierliche Veränderungen bzgl. Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit, Struktur, Nährstoffgehalt, Sediment etc. auftreten. Ihnen soll bewusst werden, dass die Aufstauung aus dem Fluss einen Stausee macht, wodurch sämtliche obig genannte Varietäten ausbleiben. Dies wiederum bedeutet die Abnahme von Lebensraumvielfalt und somit auch die Abnahme der Artenvielfalt.
Weiterhin sollte klar werden, dass bei einer Flussaufstauung sämtliche Grünflächen überschwemmt werden, die dann im Wasser verwesen, sodass sich das Treibhausgas Methan bildet, das schließlich in die Atmosphäre übergeht und den Klimawandel weiter antreibt. Die Turbinen der Wasserkraftwerke fördern nicht nur diese Methan-Freisetzung, sondern stellen gleichzeitig auch eine große Gefahr für jegliche Fische dar, sodass die Durchgängigkeit (auch für Pflanzen) erheblich eingeschränkt wird. Diese Umstände begünstigen das lokale Aussterben von zahlreichen flussangepassten Tier- und Pflanzenarten. Trotz dieser ernstzunehmenden Nachteile muss aber dennoch daran erinnert werden, dass es sich um eine regenerative Energie handelt und gegenüber Wind- und Solarenergie den Vorteil hat, speicherbar und wetterunabhängig zu sein. Zuletzt wurden den SuS innovative Konzepte vorgestellt, wie Wasserkraft ökologischer genutzt werden kann: Zum Beispiel durch Integrieren von Fischtreppen in konventionelle Wasserkraftwerke, die Nutzung von Wellen- oder auch Gezeitenkraft.
5. Projekt Day Zero – Ein Tag ohne Wasser
Dieses Projektangebot stand unter dem Fokus eines drohenden „Day Zero“ in Südafrika, eines bevorstehenden Tages ohne Trinkwasser für die Bevölkerung im Jahr 2018. Ursachen für die Wasserkrise in Kapstadt liegen in einer über Jahre andauernde Dürre, wodurch die Staudämme austrockneten, Klimawandel und rasantem Bevölkerungswachstum.
Zunächst war es das Ziel, die Schülerinnen und Schüler (SuS) für ihren alltäglichen Wasserverbrauch zu sensibilisieren und über mögliche Sparmaßnahmen nachzudenken. Sie formulierten Schätzwerte, wie viel Wasser sie für bestimmte Tätigkeitsbereiche im Alltag brauchen und trugen dies in ein Kreisdiagramm ein. Als Orientierungshilfe wurden ein Eimer und eine Wasserflasche bereitgestellt, um verschiedene Volumina, wie 1 L und 10 L, für die SchülerInnen zu veranschaulichen. Über ihre geschätzten Werte konnten sie danach in Partnerarbeit diskutieren. Mithilfe der Methode „Speed-Dating“ konnten sich die 12 SuS im Klassenraum frei bewegen und ihre GesprächspartnerInnen wechseln. Danach rechneten sie mithilfe eines Online-Tools ihren eigenen Wasserfußabdruck aus. Da in diesem Rechner nicht nur das Trinkwasser aus dem heimischen Wasserhahn, sondern auch das Virtuelle Wasser in Konsumgütern einbezogen wurde, folgte eine kurze Begriffseinführung. Das Virtuelle Wasser wurde mithilfe eines kurzen Videos erklärt. Zur Vertiefung des Themas wurde im nächsten Schritt eine Stationsarbeit mit drei verschiedenen Gruppen durchgeführt. Die Schwerpunkte der Stationen lauteten: Jeans-Pegels, Virtuelles Wasser reduzieren, Wasserverfügbarkeit in der Welt. Währenddessen konnten die SuS in Gruppen arbeiten und ihre Ergebnisse mit einem Lösungsblatt selbstständig vergleichen.
Im nächsten Schritt wurden Ideen für Wassersparmaßnahmen im Alltag an der Tafel gesammelt. Die SuS konnten ihre Ideen äußern und bereits Gelerntes des Tages anwenden. Daran anschließend wurde die Situation der Wasserknappheit in Südafrika durch die Verwendung eines Films anschaulich präsentiert und diskutiert. Am Ende des Projekttages sollte eine Instagram-Kampagne des fiktiven „Bundesministeriums für Nachhaltigkeit“ entworfen werden, mit der eine drohende Wasserkrise in Deutschland verhindert werden sollte. Die SuS sollten dabei ihre gewonnen Erkenntnisse des Tages zusammenfassen und besonders relevante Aspekte kreativ darstellen, indem sie die Instagram-typische Gestaltung eines Posts mit Headline, Hashtag und Caption anfertigten.
6. Projekt Nachhaltiges Gärtnern im Schulgarten – Teil Boden und Pflanzen
In diesem Projektangebot lernten die Schülerinnen und Schüler, welche Bodenbestandteile für das Wachstum von Pflanzen wichtig sind und wie man Böden nachhaltig verbessern und erhalten kann. An verschiedenen Stellen des Schulgartens wurden Bodenproben entnommen und auf Bodenbeschaffenheit, pH-Wert und Wasseraufnahmevermögen untersucht und verglichen. Ein weiteres Thema war die Anreicherung von Stickstoff im Boden durch den Anbau von Leguminosen. Im Schulgarten wurde ein Rankgestell für Stangenbohnen aus Bambus gebaut und bepflanzt, außerdem wurden Staudenwicken, Staudenlupinen, Tomaten und Kürbisse gepflanzt. Als natürlicher Schutz vor Schädlingen wurden Kräuter wie Zitronenmelisse und Anis gepflanzt.
7. Projekt Nachhaltiges Gärtnern im Schulgarten – Teil Säen und Pflanzen
In diesem Projektangebot ging es um die Vermehrung von Pflanzen und die nachhaltige Nutzung und die Herstellung von Saatgut. Die Schülerinnen und Schüler lernten, wie man die Keimfähigkeit von älteren Saatguttütchen beurteilt und testet. Außerdem wurde die Gefahr von Vergiftungen beim unsachgemäßen Herstellen von eigenem Saatgut von Zucchini und Kürbissen besprochen. An Gemüsepaprika, Chilifrüchten und Tomaten wurde die Nass- und Trockenreinigung von Samen in allen Schritten bis zum rieselfähigen Saatgut geübt. Im Schulgarten wurden außerdem weitere Tomaten- und Chilipflanzen sowie Hokkaido-Kürbisse gepflanzt, und Zuckererbsen und Radieschen gesät. Ein Hochbeet wurde mit jungen Erdbeerpflanzen bepflanzt, die dem Erdbeerbeet entnommen wurden.