Nachhaltig grün – Pflanzenforschung in der Sekundarstufe I

Ab der Sekundarstufe liegt ein besonderes Augenmerk auf der Heranführung an wissenschaftliche Arbeitsweisen auf der ganzen Breite des Spektrums der Pflanzenforschung. Die Schüler untersuchen Pflanzen sowohl auf der Mikroebene mit ihren morphologischen Strukturdetails als auch auf der Makroebene in ihrer Rolle als einflussreicher globaler Umweltfaktor. Nachhaltigkeit ist das zentrale Thema, das die Schüler in vielen verschiedenen Perspektiven zu analysieren lernen.

Artenvielfalt, Klima und Verantwortung

In Einheiten wie Biodiversity Hotspots können die Schüler mithilfe einer online Lernsoftware die biologische Artenvielfalt erkunden. Durch die fachübergreifende Perspektive auf das Thema wird gleichzeitig eine kritische Auseinandersetzung mit Problemen wie der Biopiraterie provoziert. Auch im Regenwaldkrimi (kostenpflichtig) bleibt man dem Raubbau an der Natur auf der Spur. In einem aufwändig gestalteten Arbeitsheft des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit findet sich noch mehr zum Thema Biodiversität. Außerdem liefert das Heft unter anderem einen Unterrichtsvorschlag zu einem ganz jungen Zweig der Pflanzenforschung, der Bionik, und erklärt den Lotuseffekt.

Schutz und Erhaltung der biologischen Vielfalt ist nur ein Teilaspekt, wenn es  um die große Frage der Nachhaltigkeit geht. Ein anderes Einflussfeld ist z.B. der Klimaschutz: Ein Klimaschutzplanspiel lädt die Schüler ein, eine globale und verantwortungsbewusste Sichtweise auf die Natur einzuüben. Die Planspiel-Methode erlaubt es ihnen, eigenständige Lösungen zu entwickeln und erlerntes Faktenwissen in einer simulierten Anwendungssituation zu testen. Auch das Heft Klimaschutz und Klimapolitik bietet umfassendes Material zum Thema. Das gleiche Ziel verfolgt die Einheit Zukunftswald zum Thema Forstökonomie und -ökologie mit einer Online-Simulation.

Ein weiteres Problemfeld der Nachhaltigkeitsforschung sind Fragen der globalen Gerechtigkeit und Ernährung. So analysiert das Material zum ökologischen Landbau in Entwicklungsländern soziopolitische Parameter der Biologie und Essen – (k)eine Klimasünde gibt Hinweise, wie wir das Klima durch unsere Nahrung beeinflussen.

Was steckt im Essen und wie beeinflusst unsere Nahrung den Klimawandel? Fragen denen im Unterricht nachgegangen werden kann (Quelle: iStockphoto®).

Was steckt im Essen?

Gesundheit und Ernährung steht im Mittelpunkt einer ganzen Reihe von Unterrichtsvorschlägen: Regionale Lebensmittel in Form von Lernen an Stationen leitet ebenso wie Vitamine, Tee und The Secret of Biscuits zur wissenschaftlichen Auseinandersetzung mit Lebensmitteln an. Die englische Unterrichtseinheit erkundet spielerisch und mit Experimenten die unsichtbare weiße Biotechnologie der  Süßungsmittel und eignet sich besonders für den bilingualen Biologieunterricht.

Pflanzenwachstum unter die Lupe genommen

Bei allem Weitblick darf natürlich der Blick aufs Detail nicht verloren gehen, liegen doch oft in den grundlegenden pflanzenphysiologischen Prozessen die Erklärungen für wesentliche pflanzliche Eigenschaften. Eine problemorientierte Umsetzung von Themen der Pflanzenphysiologie wie Keimung, Transpiration, Stomata, Wurzelhaare und Nadelblätter liegt deshalb nahe. Manchmal lassen sich Veranschaulichungen dafür am besten mit ungewöhnlichen aber effektiven Methoden erreichen so z.B. Parenchymzellen modelliert durch Seifenblasen, Wassertransport in Freesien nachverfolgt mit roter Tinte oder Abwehrstrategien vorgestellt als Waffenarsenal.

Pflanzen als Rohstoffe

Bioenergie und nachwachsende Rohstoffe (NaWaRos) dürfen nicht fehlen, wenn es um Pflanzenforschung und Nachhaltigkeit geht. Unterrichtsvorschläge zu Raps als Basis für Biokraftstoffe, Seife und Speiseöl stellen einen Lösungsansatz vor. Um stoffliche Nutzung von NaWaRos geht es auch in der Unterrichtsidee Textilien: Handlungsorientiert und fächerübergreifend stehen hier Fragen der Produktions-, Gebrauchs- und Entsorgungsökologie im Mittelpunkt.

Wer Pflanzen erforscht, muss raus in die Natur

Neben der Theorie sollte auch in der Sekundarstufe1 der Weg möglichst oft ins Grüne führen. Eine Vielfalt an Materialen regt zu erkenntnisintensiven Exkursionen und Projekten an: Ein Waldpädagogikkoffer (kostenpflichtig) und ein Arbeitsheft zu Biosphärenreservaten liefern Instrumente und  Ideen für Erkundungsausflüge. Eine große Sammlung für Draußenprojekte zu jeder Jahreszeit und andere praxisorientierte Pflanzenprojekte findet sich im Material eines Umwelt-Zentrums: Unterrichtsideen zu Winterknospen, Holzbildung, fleischfressenden Pflanzen, Stecklingen, Frühblühern, Kompost, Pflanzen zum essen, trinken, hübsch und gesund machen bis zu einem gärtnerischen Grundkurs sind alle Vorschläge detailliert ausgearbeitet.