Gymnasium Markdorf

Fernerkundung im Biologieunterricht

Ein Projekt im Rahmen des Info-Schul-Projektes

Abschlussbericht Schuljahr 2000/2001

Das Projekt "Fernerkundung im Biologieunterricht" war eingebettet in die Unterrichtseinheit "Aspekte der Ökologie" in Klasse 9 mit 22 Schülerinnen und Schülern. Das Ziel der Einheit war es, in einzelnen Referaten, die mit Powerpoint präsentiert werden sollten, die einzelnen Umweltfaktoren und ihr Auswirkungen zu untersuchen. Wo möglich, sollten Satellitenbilder zur Veranschaulichung des Themas herangezogen werden.

Thema: Aspekte der Ökologie (Einflüsse von Umweltfaktoren auf Lebewesen)

Klasse: 9c mit 22 Schülerinnen und Schülern

Organisation: Bearbeitung bestimmter Themen in 11 Gruppen mit jeweils 2 Schülern

Kurze Schilderung des Ablaufes der Einheit

Ziele:

• Untersuchung der Möglichkeit, Satellitenbilder in den Biologieunterricht einzubinden
• Einführung und Arbeit mit den Programmen eMindmap (Mindmanager) und Powerpoint, Schulung im Umgang mit neuen Medien
• Bearbeitung und Präsentation eines Referatthemas

Ergebnis:

• Alle Schüler können mit dem Computer umgehen, allen steht ein Gerät zu Hause zur Verfügung, allen Gruppen steht auch die Powerpoint-Software zur Verfügung.
• Fünf Schüler wissen, wozu Powerpoint und Mindmanager eingesetzt werden.
  Þ Bei Schülern dieser Altersstufe kann die Kenntnis dieser Programme nicht vorausgesetzt werden. Eine angemessene Einführung ist einzuplanen.

• Kaum Probleme im Umgang mit den Programmen eMindmap und Powerpoint.
  Nach einer Einführung können Schüler dieser Alterstufe mit den Programmen arbeiten. Der Einsatz aller Finessen der Programme ist ohnehin nicht sinnvoll.
  Þ Keine Angst vor Multimedia-Programmen
• Große Schwierigkeiten bei der Recherche auch nach Einweisung, sowohl in der Bibliothek als auch im Internet, sowohl methodisch als auch inhaltlich.
  Þ In dieser Alterstufe müssen wohl die Quellen weitgehend vorgegeben werden. Das bedeutet viel Arbeit für den Lehrer.
• Große Schwierigkeiten, die einzelnen Quellen zu verarbeiten und zu einem Referat zusammenzufügen.
  Þ Der Umfang und die Zahl der Quellen muss begrenzt bleiben. Die Verarbeitung und Zusammenfassung von Materialien muss vorher bereits trainiert worden sein.
• Die Möglichkeit der freien Arbeit wird nicht immer entsprechend genutzt, wird teilweise als Einladung zum Nichtstun aufgefasst.
  Þ Je nach Arbeitsmotivation der Schüler ist auf einen mehr oder weniger strengen Ordnungsrahmen während der Arbeit zu achten. Zwischenziele sind anzugeben und zu kontrollieren.
• Die Einbeziehung von Satellitenbildern war motivierend. Diese Schülergruppen blieben eher am Thema.
  Þ Die Veranschaulichung bestimmter Sachverhalte durch Satellitenbilder ist zu empfehlen.
• Die Suche nach geeigneten Satellitenbildern war teilweise schwierig, insbesondere deren Bewertung für das Referatthema. Die Erläuterungen zu den Bildern in den Quellen ist für die Schüler meist nicht ausreichend, sodass sich Probleme bei der Interpretation ergeben.
  Þ Es ist günstig, eine Auswahl an Satellitenbildern anzubieten. Aus dieser Auswahl können die Schüler die für das Thema relevanten Bilder auswählen. Diese Bilder sollten eine erläuternde Legende aufweisen.
• Die Bearbeitung von Original-Landsat-Bildern scheiterte bei uns an den technischen Voraussetzungen. Als diese behoben waren, baten die Schüler aus Zeitgründen (kurz vor den Ferien) um ein Alternativthema.
  Þ Die Bearbeitung von Landsat Bildern mit Satlupe, Idris usw. ist m.E. für eine Klasse 9 noch zu aufwendig, zu zeitraubend und für die meisten Schüler zu schwierig. Die Einführung in solche Programme ist im Unterricht (Biologie!) nicht zu leisten, allerdings könnten sich Schülergruppen mit fortgeschrittenen Computerkenntnissen durchaus mit diesen Programmen beschäftigen.
• Mit 14 Stunden nahm diese Einheit viel Zeit in Anspruch, was vor allem daher rührte, dass die Referate keine reine Hausarbeit, sondern mit Recherche und Ausarbeitung zum größten Teil im Unterricht gefertigt wurden. Angesichts der Komplexität der Aufgabe (Arbeit mit neuen Programmen am Computer, Literatur- und Internetrecherche) erschien mir dies notwendig. Darüber hinaus haben die Schüler hierbei umfassend einsetzbare Fertigkeiten erworben.
• Hinweis: Das Thema "Aspekte der Ökologie" ist im Lehrplan für Klasse 9/10 nicht enthalten, wird aber nach einem Beschluss der Fachkonferenz Biologie der Schule mit einem experimentellen Teil nach Klasse 9 vorgezogen. Insofern ist die Thematik lehrplankonform.
• Der Aufgabe, eine Gliederung des Referats als Mindmap zu erstellen wurde nur sehr widerwillig bzw. gar nicht entsprochen, obwohl allen Schülern kostenlos eine eMindmap-Version von der Firma Mindjet zur Verfügung gestellt wurde.
  Dies dürfte damit zusammenhängen, dass die Schüler generell beim Strukturieren ihres Themas Schwierigkeit hatten und sich dies beim Erstellen des Mindmaps äußerte.
  Þ Meines Erachtens muss noch nachdrücklicher eine inhaltlich logische Gliederung/Strukturierung des Themas als Grundlage/Voraussetzung für die eigentliche Arbeit am Referat verlangt werden. Die Mindmapping-Methode erscheint mir hierzu immer noch sehr geeignet.
• Schwierigkeiten gab es mitunter bei der Belegung der Computerräume und der Ausleihe des Beamers/Labtops.
  Þ Langfristige Vorbereitung (rechtzeitige Reservierung von Räumen und Geräten).
  Þ Forderung nach einer umfangreicheren Ausstattung
• Schwierigkeiten gab es auch, die Powerpoint-Präsentation vom häuslichen Rechner in die Schule zu bekommen, da die Datenmenge einzelner Arbeiten für die Diskette zu groß war. Nicht alle häuslichen Computer sind mit einem CD-Brenner ausgestattet. Dies erschwert auch die wechselnde Arbeit einerseits zu Hause, andrerseits an den Computern der Schule, auf denen keine Schülerarbeiten gespeichert werden sollen.
  Þ Hinweis auf diese Schwierigkeit vor Erstellen der Präsentationen, z.B. das Einscannen von Bildern vermeiden, speicherfressende Animationen vermeiden usw.

Die einzelnen Referate waren qualitativ sehr verschieden. Unterschiedliche Vorkenntnisse bzgl. des Umgangs mit dem Computer, unterschiedliche Arbeitsmotivation und Identifikation mit dem Themas dürften die Gründe hierfür sein.

Die Referate wurden vorgetragen und sofort besprochen, sowohl was Inhalt als auch Form betraf. Dadurch erhielten die Schüler ein Bild vom "guten" Referat. Einige von ihnen wollten ihre Präsentation aufgrund der Besprechungen gleich zwecks Verbesserung noch einmal bearbeiten.

Referate mit Satellitenbildern:

Zwei Referate beschäftigten sich mit Themen, bei denen Satellitenbilder verwendet werden sollten. Ein weiteres Referat sollte daher in die Fernerkundung einführen:

• "Auswirkungen der Jahreszeiten" von Evelyn und Carina
• "Bedeutung der Wassertemperatur für die Biomasse im Meer" von Michael und Philipp
• "Fernerkundung" von Michael und Sebastian

Auch diese Referate sind qualitativ recht unterschiedlich. Sie zeigen:

• die Schwierigkeit, die Thematik "wissenschaftlich" anzugehen. Z.B. die Beschreibung des Phänomens Jahreszeiten wird noch am eigenen Erleben orientiert, die Beschreibung als Wechsel von Temperatur, Feuchtigkeit, Trockenheit usw. und deren Darstellung z.B. in Form von Diagrammen macht noch Probleme.
• die logische Verknüpfung von Ursache und Wirkung bereitet Schwierigkeiten. Es fehlt der durchgängige "rote Faden" im Referat. Dies macht es dem Zuhörer/Zuseher schwer, dem Referat zu folgen.
• Die Unterscheidung in "Folie" mit kurzen Stichworten einerseits und Vortragstext in "Notizen" wurde nur unvollständig realisiert
• die Darstellung von Satellitenbildern zur Veranschaulichung eines Phänomens wird nicht genügend erkannt bzw. genutzt.
• eine Unsicherheit beim Schüler, was die Satellitenbilder eigentlich zeigen, was man daraus ablesen kann.
• der Referent ist daher nicht in der Lage, die Aussage des Sat-Bildes seinen Zuhörern vollständig zu vermitteln.

Mögliche (bessere?) organisatorische Alternative zur durchgeführten Einheit (in Klasse 9):

• Lehrer führt mit anschaulichem Material in die Fernerkundung ein, geht insbesondere auf die für biologische Auswertung wichtigen NDVI-Bilder ein. Daher alle Schüler mit gleichen Wissensvoraussetzungen.
• Schüler beschäftigen sich mit Satellitenbildern und deren Aussagen im Rahmen eines relativ kleinen, eng abgegrenzten Themenbereichs in Gruppenarbeit.
• Bearbeitung der Themen am Computer, mit Hilfe des Internets (Web-Adressen-Sammlung) oder auch vorbereiteten Satellitenbildern.
• Präsentieren der Ergebnisse als Papier-Ausdruck oder als Powerpoint-Präsentation.
• Fixieren der Ergebnisse der Klasse in einer zusammenfassenden Powerpoint-Präsentation als Gemeinschaftsarbeit.
• Dieses Modell hätte u.a. den Vorteil, dass sich alle Schüler mit der Fernerkundung beschäftigen.

• Da wir in unserer Schule mit 3 Kollegen am Infoschul-Projekt mitarbeiten, wäre es sicher auch überlegenswert, die Klassen mit Fernerkundungserfahrung im Laufe der Jahre aneinander "weiterzureichen", um in der Oberstufe einmal Fernerkundung wirklich auf hohem Niveau betreiben zu können.

Juli 2001
Heinrich Bühler