Biologie - Schulentwicklung NRW · 2016. 2. 17. · Herausgegebenvom...

Kernlehrplanfür das Abendgymnasium und Kollegin Nordrhein-Westfalen

Biologie

Die Online-Fassung des Kernlehrplans, ein Umsetzungsbeispiel für einen schulinternen Lehr-plan sowie weitere Unterstützungsmaterialien können unter www.lehrplannavigator.nrw.deabgerufen werden.

Herausgegeben vomMinisterium für Schule und Weiterbildung

des Landes Nordrhein-WestfalenVölklinger Straße 49, 40221 Düsseldorf

Telefon 0211-5867-40Telefax 0211-5867-3220

[email protected]

www.schulministerium.nrw.deHeftnummer 8201

1. Auflage 2015

Vorwort

Klare Ergebnisorientierung in Verbindung mit erweiterter Schulautono-mie und konsequenter Rechenschaftslegung begünstigt gute Leistungen.(OECD, 2002)

Vor dem Hintergrund der Ergebnisse internationaler und nationaler Schulleistungsstudi-en sowie der mittlerweile durch umfassende Bildungsforschung gestützten Qualitäts-diskussion wurde in Nordrhein-Westfalen wie in allen Bundesländern sukzessive einumfassendes System der Standardsetzung und Standardüberprüfung aufgebaut.

Neben den Instrumenten der Standardüberprüfung wie Vergleichsarbeiten, ZentralePrüfungen am Ende der Klasse 10, Zentralabitur und Qualitätsanalyse beinhaltet diesesSystem als zentrale Steuerungselemente auf der Standardsetzungsseite das Qualitäts-tableau sowie kompetenzorientierte Kernlehrpläne, die in Nordrhein-Westfalen dieBildungsstandards der Kultusministerkonferenz aufgreifen und konkretisieren.

Der Grundgedanke dieser Standardsetzung ist es, in kompetenzorientierten Kern-lehrplänen die fachlichen Anforderungen als Ergebnisse der schulischen Arbeit klarzu definieren. Die curricularen Vorgaben konzentrieren sich dabei auf die fachlichen„Kerne“, ohne die didaktisch-methodische Gestaltung der Lernprozesse regeln zu wol-len. Die Umsetzung des Kernlehrplans liegt somit in der Gestaltungsfreiheit – und derGestaltungspflicht – der Fachkonferenzen sowie der pädagogischen Verantwortung derLehrerinnen und Lehrer.

Schulinterne Lehrpläne konkretisieren die Kernlehrplanvorgaben und berücksichtigendabei die konkreten Lernbedingungen in der jeweiligen Schule. Sie sind eine wichtigeVoraussetzung dafür, dass die Studierenden die angestrebten Kompetenzen erreichenund sich ihnen verbesserte Lebenschancen eröffnen.

Ich bin mir sicher, dass mit den nun vorliegenden Kernlehrplänen für das Abendgym-nasium und Kolleg die konkreten staatlichen Ergebnisvorgaben erreicht und dabei die inder Schule nutzbaren Freiräume wahrgenommen werden können. Im Zusammenwirkenaller Beteiligten sind Erfolge bei der Unterrichts- und Kompetenzentwicklung keineZufallsprodukte, sondern geplantes Ergebnis gemeinsamer Bemühungen.

Bei dieser anspruchsvollen Umsetzung der curricularen Vorgaben und der Veran-kerung der Kompetenzorientierung im Unterricht benötigen Schulen und LehrkräfteUnterstützung. Hierfür werden Begleitmaterialien – z. B. über den „Lehrplannavigator“,

Vorwort

das Lehrplaninformationssystem desMinisteriums für Schule undWeiterbildung – sowieImplementations- und Fortbildungsangebote bereitgestellt.

Ich bin zuversichtlich, dasswirmit dem vorliegendenKernlehrplan und den genanntenUnterstützungsmaßnahmen die kompetenzorientierte Standardsetzung in Nordrhein-Westfalen stärken und sichern werden. Ich bedanke mich bei allen, die an der Entwick-lung des Kernlehrplans mitgearbeitet haben und an seiner Umsetzung in den Schulendes Landes mitwirken.

Sylvia Löhrmann

Ministerin für Schule und Weiterbildungdes Landes Nordrhein-Westfalen

Auszug aus dem Amtsblatt desMinisteriums für Schule und Weiterbildung

des Landes Nordrhein-WestfalenNr. 09/14

Zweiter Bildungsweg –Weiterbildungskolleg (Abendgymnasium und Kolleg);

Richtlinien und LehrpläneKernlehrpläne Biologie, Chemie, Physik, Mathematik und Informatik

RdErl. d. Ministeriumsfür Schule und Weiterbildung

v. 23. 7. 2014 – 53-6.08.01.13-119212

Für das Weiterbildungskolleg (Abendgymnasium und Kolleg) werden hiermit Kernlehr-pläne gemäß § 29 SchulG (BASS 1-1) festgesetzt.

Sie treten zum 19. 8. 2014, beginnend mit der Einführungsphase, aufsteigend in Kraft.

Die Veröffentlichung der Kernlehrpläne erfolgt in der Schriftenreihe „Schule in NRW“:

Heft 8201 Kernlehrplan BiologieHeft 8222 Kernlehrplan ChemieHeft 8208 Kernlehrplan PhysikHeft 8207 Kernlehrplan MathematikHeft 8223 Kernlehrplan Informatik

Die übersandten Hefte sind in die Schulbibliothek einzustellen und dort auch für dieMitwirkungsberechtigten zur Einsichtnahme bzw. zur Ausleihe verfügbar zu halten.

Zum 18. 8. 2014 treten die bisherigen Unterrichtsvorgaben zu den o. g. Fächern, begin-nend mit der Einführungsphase, auslaufend außer Kraft.

Inhalt

Vorbemerkungen: Kernlehrpläne als kompetenzorientierte Unterrichtsvorgaben 99

1 Aufgaben und Ziele des Faches 1111

2 Kompetenzbereiche, Inhaltsfelder und Kompetenzerwartungen 16162.1 Kompetenzbereiche und Inhaltsfelder des Faches . . . . . . . . . . . . . 17172.2 Kompetenzerwartungen und inhaltliche Schwerpunkte bis zum Ende der

Einführungsphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21212.3 Kompetenzerwartungen und inhaltliche Schwerpunkte bis zum Ende der

Qualifikationsphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26262.3.1 Grundkurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28282.3.2 Leistungskurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3636

3 Lernerfolgsüberprüfung und Leistungsbewertung 4747

4 Abiturprüfung 5454

5 Anhang – Progressionstabelle zu den übergeordneten Kompetenzerwartun-gen 5959

Vorbemerkungen: Kernlehrpläne alskompetenzorientierte Unterrichtsvorgaben

Kompetenzorientierte Kernlehrpläne sind ein zentrales Element in einem umfassendenGesamtkonzept für die Entwicklung und Sicherung der Qualität schulischer Arbeit.Sie bieten allen an Schule Beteiligten Orientierungen darüber, welche Kompetenzenzu bestimmten Zeitpunkten im Bildungsgang verbindlich erreicht werden sollen, undbilden darüber hinaus einen Rahmen für die Reflexion und Beurteilung der erreichtenErgebnisse. Kompetenzorientierte Kernlehrpläne

• sind curriculare Vorgaben, bei denen die erwarteten Lernergebnisse im Mittel-punkt stehen,

• beschreiben die erwarteten Lernergebnisse in Form von fachbezogenen Kompe-tenzen, die fachdidaktisch begründeten Kompetenzbereichen sowie Inhaltsfeldernzugeordnet sind,

• zeigen, in welchen Stufungen diese Kompetenzen erreicht werden können, in-dem sie die erwarteten Kompetenzen bis zum Ende der Einführungs- und derQualifikationsphase näher beschreiben,

• beschränken sich dabei auf zentrale kognitive Prozesse sowie die mit ihnen ver-bundenen Gegenstände, die für den weiteren Bildungsweg unverzichtbar sind,

• bestimmen durch die Ausweisung von verbindlichen Erwartungen die Bezugspunk-te für die Überprüfung der Lernergebnisse und Leistungsstände in der schulischenLeistungsbewertung und

• schaffen so die Voraussetzungen, um definierte Anspruchsniveaus an der Einzel-schule sowie im Land zu sichern.

Indem sich Kernlehrpläne dieser Generation auf die zentralen fachlichen Kompetenzenbeschränken, geben sie den Schulen die Möglichkeit, sich auf diese zu konzentrierenund ihre Beherrschung zu sichern. Die Schulen können dabei entstehende Freiräumezur Vertiefung und Erweiterung der aufgeführten Kompetenzen und damit zu einerschulbezogenen Schwerpunktsetzung nutzen. Die im Kernlehrplan vorgenommeneFokussierung auf rein fachliche und überprüfbare Kompetenzen bedeutet in diesem

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Kernlehrpläne als kompetenzorientierte Unterrichtsvorgaben

Zusammenhang ausdrücklich nicht, dass fachübergreifende und ggf. weniger gut zubeobachtende Kompetenzen – insbesondere im Bereich der Personal- und Sozialkom-petenzen – an Bedeutung verlieren bzw. deren Entwicklung nicht mehr zum Bildungs-auftrag gehört. Aussagen hierzu sind jedoch aufgrund ihrer überfachlichen Bedeutungaußerhalb fachbezogener Kernlehrpläne zu treffen.

Die nun vorgelegten Kernlehrpläne für den Bildungsgang Weiterbildungskolleg lösendie bisherigen Lehrpläne aus dem Jahr 1989 ab und vollziehen somit auch für dieseSchulform den Paradigmenwechsel von der Input- zur Outputorientierung.

Darüber hinaus setzen die neuen Kernlehrpläne die inzwischen auf KMK-Ebenevorgenommenen Standardsetzungsprozesse (Bildungsstandards, Einheitliche Prüfungs-anforderungen für das Abitur) für das Land Nordrhein-Westfalen um.

Abschließend liefern die neuen Kernlehrpläne eine landesweit einheitliche Obligatorik,die die curriculare Grundlage für die Entwicklung schulinterner Lehrpläne und damit fürdie unterrichtliche Arbeit in Schulen bildet.Mit diesen landesweit einheitlichen Standardsist eine wichtige Voraussetzung dafür geschaffen, dass Studierende mit vergleichbarenVoraussetzungen die zentralen Prüfungen des Abiturs ablegen können.

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1 Aufgaben und Ziele des Faches

Gegenstand der Fächer im mathematisch-naturwissenschaftlich-technischen Aufgaben-feld (III) sind die empirisch erfassbare, die in formalen Strukturen beschreibbare unddie durch Technik gestaltbare Wirklichkeit sowie die Verfahrens- und Erkenntnisweisen,die ihrer Erschließung und Gestaltung dienen.

Naturwissenschaft und Technik prägen unsere Gesellschaft in allen Bereichen undbilden heute einen bedeutenden Teil unserer kulturellen Identität. Sie bestimmen maß-geblich unser Weltbild, das schneller als in der Vergangenheit Veränderungen durchaktuelle Forschungsergebnisse erfährt. Das Wechselspiel zwischen naturwissenschaftli-cher Erkenntnis und technischer Anwendung bewirkt einerseits Fortschritte auf vielenGebieten, vor allem auch bei der Entwicklung und Anwendung von neuen Technolo-gien und Produktionsverfahren. Andererseits birgt das Streben nach Fortschritt auchRisiken, die bewertet und beherrscht werden müssen. Naturwissenschaftlich-techni-sche Erkenntnisse und Innovationen stehen damit zunehmend im Fokus gesellschaft-licher Diskussionen und Auseinandersetzungen. Eine vertiefte naturwissenschaftlicheBildung bietet dabei die Grundlage für fundierte Urteile in Entscheidungsprozessenüber erwünschte oder unerwünschte Entwicklungen. Innerhalb der von allen Fächernzu erfüllenden Querschnittsaufgaben tragen insbesondere auch die Fächer des mathe-matisch-naturwissenschaftlich-technischen Aufgabenfelds im Rahmen der Entwicklungvon Gestaltungskompetenz zur kritischen Reflexion geschlechter- und kulturstereotyperZuordnungen, zur Werteerziehung, zur Empathie und Solidarität, zum Aufbau sozialerVerantwortung, zur Gestaltung einer demokratischen Gesellschaft, zur Sicherung dernatürlichen Lebensgrundlagen, auch für kommende Generationen im Sinne einer nach-haltigen Entwicklung, und zur kulturellen Mitgestaltung bei. Darüber hinaus leisten sieeinen Beitrag zur interkulturellen Verständigung, zur interdisziplinären Verknüpfungvon Kompetenzen, auch mit gesellschaftswissenschaftlichen und sprachlich-literarisch-künstlerischen Feldern, sowie zur Vorbereitung auf Ausbildung, Studium, Arbeit undBeruf.

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Aufgaben und Ziele des Faches

Besondere Ziele der Biologie

Die Biologie hat sich innerhalb der letzten einhundert Jahre von einer eher deskrip-tiven zu einer explorativen Wissenschaft verändert. Sie befasst sich mit allgemeinenGesetzmäßigkeiten des Lebendigen und Besonderheiten der Lebewesen in Aufbau,Organisation und Entwicklung auf den verschiedenen Systemebenen, einschließlich dermolekularen Ebene. Sie bedient sich gängiger naturwissenschaftlicher Methoden. Dabeispielen sowohl die Beschreibung von Phänomenen in einer exakten Fachsprache, daszielgerichtete, ergebnisorientierte Überprüfen von Hypothesen durch Experimente alsauch das logische Schließen und Argumentieren eine besondere Rolle. Kennzeichnendsind dabei sowohl die Modellbildung und das Abstrahieren biologischer Sachverhalte alsauch das ordnende Strukturieren fachwissenschaftlicher Erkenntnisse. In Abgrenzung zuanderen Naturwissenschaften ist die Biologie zudem als historische Naturwissenschaftzu charakterisieren, die sich mit der Geschichte des Lebens auf der Erde und somitu. a. mit nicht wiederholbaren Ereignissen beschäftigt. Vor diesem Hintergrund ist dieEvolutionstheorie als die Theorie der Biologie zu verstehen, die dem gesamten Prozesszugrunde liegt.

Ziele einer vertieften biologisch-naturwissenschaftlichen Bildung

Der Umgang mit biologischem Wissen ermöglicht dem Individuum ein Verständnisder lebendigen materiellen Welt sowie eine aktive Teilhabe an gesellschaftlicher Kom-munikation, Meinungsbildung und Entscheidungsfindung zu naturwissenschaftlichenProblemlösungen und technischen Entwicklungen. Durch die Entwicklungen in denGebieten der Stammzellforschung, Gentechnik und Fortpflanzungsmedizin sowie durchöffentliche Diskurse um Nachhaltigkeit, Biodiversität und Klimawandel befindet sichdie Biologie zunehmend im Überschneidungsbereich von fachlichen Inhalten und ge-sellschaftlichen Werten und Normen. Aspekte wie Selbst- und Menschenbild sowieMenschenwürde spielen hier eine zentrale Rolle. Dem Biologieunterricht des 21. Jahr-hunderts kommt somit eine hohe Bildungsverantwortung zu. Er trägt deshalb zu einervertieften Allgemeinbildung bei.

Die übergreifende fachlicheKompetenz einer vertieften biologisch-naturwissenschaft-lichen Bildung besteht insbesondere darin, die besonderen Denk- und Arbeitsweisender Biologie als Naturwissenschaft und deren Entstehung zu verstehen und diese fürProblemlösungen und die Erweiterung des eigenen Wissens zu nutzen. Sie umfasst dieFähigkeiten, konzeptionelles Wissen und methodische Fertigkeiten anzuwenden, umspezifische Fragestellungen, Probleme und Problemlösungen zu erkennen, Phänomene

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Vernetzung biologischen Wissens über Basiskonzepte

mit theoretischen und experimentellen Methoden¹ systematisch zu untersuchen sowiegestützt durch Daten oder andere Belege Schlussfolgerungen zu ziehen und, daraufbasierend, überzeugend zu argumentieren und rationale Entscheidungen zu treffen. Siefindet außerdem ihren Ausdruck in der Bereitschaft, sich reflektierend und gestaltendmit naturwissenschaftlichen Ideen und Problemen auseinanderzusetzen.

Der vorliegende Kernlehrplan konkretisiert die Kompetenzen, die als Ergebnis desUnterrichts in der Einführungs- und Qualifikationsphase des Weiterbildungskollegs füreine vertiefte naturwissenschaftliche Bildung im Fach Biologie als unerlässlich angesehenwerden.

Vernetzung biologischen Wissens über Basiskonzepte

In Anlehnung an die Bildungsstandards für den mittleren Schulabschluss und in derenFortführung werden dem Fach Biologie die Basiskonzepte System, Struktur und Funktionund Entwicklung zugeordnet und weiter ausdifferenziert. Basiskonzepte haben wichtigestrukturierende und orientierende Funktionen: Sie beinhalten zentrale, aufeinanderbezogene Begriffe, Modellvorstellungen und Theorien, mit deren Hilfe Prozesse unddamit verknüpfte Handlungsmöglichkeiten beschrieben werden können. Als Konzeptemit besonderer Bedeutung und Reichweite eignen sie sich besonders gut zur VernetzungdesWissens in unterschiedlichen Inhaltsfeldern der Biologie. Sie ermöglichen außerdem,Sachverhalte situationsübergreifend aus bestimmten Perspektiven anzugehen: Somitbilden sie übergeordnete Strukturen im Entstehungsprozess eines vielseitig verknüpftenWissensnetzes.

Biologieunterricht an Abendgymnasien und Kollegs

Grundlage für den Unterricht im Weiterbildungskolleg sind die spezifischen Rahmenbe-dingungen des Lernens in dieser Schulform. Die Eingangsvoraussetzungen der Studie-renden werden durch ihre heterogenen und teilweise diskontinuierlichen Berufs- undLernbiografien geprägt. Der Unterricht amWeiterbildungskolleg ist somit in besondererWeise der individuellen Förderung verpflichtet. Dabei geht es darum, die Potenzialejedes Einzelnen zu erkennen, zu entwickeln, zu fördern, auf die unterschiedlichen Lern-erfahrungen der Studierenden einzugehen und den Bildungsverlauf durch systematischeindividuelle Beratung und Unterstützung zu begleiten. Dies korrespondiert mit dem

¹Die Richtlinien zur Sicherheit im Unterricht an allgemeinbildenden Schulen in Nordrhein-Westfalen(RISU-NRW) sind zu beachten.

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Aufgaben und Ziele des Faches

Leitbild des aktiven kooperativen und selbstständigen Lernens. In diesem Sinne bietetder Unterricht vielfältige und anregungsreiche Lerngelegenheiten, in denen die Studie-renden ihr Können und Wissen in gut organisierter und vernetzter Weise erwerben,vertiefen und reflektieren sowie zunehmend mehr eigene Verantwortung für den Er-werb von Kompetenzen übernehmen. Studierende können dabei ihre unterschiedlichenLebens- und Berufserfahrungen einbringen und sich gegenseitig Anregungen geben.

Der Einführungsphase im Weiterbildungskolleg kommt die zusätzliche Funktion zu,die grundlegenden Kenntnisse und Qualifikationen, Einsichten in komplexere Natur-vorgänge sowie für das Fach typische Herangehensweisen an Aufgaben und Problemebereitzustellen. Im weiteren Verlauf des Bildungsganges lernen die Studierenden zuneh-mend selbstständig Sichtweisen der Biologie kennen und erfahren Möglichkeiten undGrenzen naturwissenschaftlichen Denkens. Sie erlernen die quantitative Erfassung biolo-gischer Phänomene, entwickeln und präzisieren Modellvorstellungen und thematisierenModellbildungsprozesse, die auch zu einer umfangreicherenTheoriebildung führen. DieBetrachtung und Erschließung von komplexen Ausschnitten der Lebenswelt unter biolo-gischen Aspekten erfordert von den Studierenden in hohem Maße Kommunikations-und Handlungsfähigkeit. Zur Erfüllung dieser Aufgaben und zum Erreichen der Zielevermittelt der Biologieunterricht in der Einführungs- und Qualifikationsphase des Wei-terbildungskollegs fachliche und fachmethodische Inhalte unter Berücksichtigung vonMethoden und Formen selbstständigen und kooperativen Arbeitens. Er knüpft an dieIdeen und Vorstellungen der Lernenden an, um ein kumulatives Lernen zu ermöglichen.Unterschiedliche, auch geschlechtsspezifisch geprägte Herangehensweisen, Interessen,Vorerfahrungen und fachspezifische Kenntnisse sind angemessen zu berücksichtigen.Das Lernen in Kontexten ist verbindlich. Lernen in Kontexten bedeutet, dass Fragestel-lungen aus der Praxis der Forschung, technische und gesellschaftliche Fragestellungenund solche aus der Lebenswelt der Studierenden den Rahmen für Unterricht und Lern-prozesse bilden. Hierbei kann auch eine Anbindung an eine vorhandene beruflicheVorbildung der Studierenden erfolgen. Geeignete Kontexte beschreiben reale Situatio-nen mit authentischen Problemen, deren Relevanz auch für Studierende erkennbar istund die mit den zu erwerbenden Kompetenzen gelöst werden können.

Aufgabe der Einführungsphase der Weiterbildungskollegs ist es, Studierende aufeinen erfolgreichen Lernprozess in der Qualifikationsphase vorzubereiten. Da das Stun-denvolumen in der Einführungsphase derWeiterbildungskollegs im Vergleich zu Schulendes ersten Bildungswegs geringer ist und die Studierenden nur begrenzt auf Kenntnisseund Kompetenzen der Sekundarstufe I zurückgreifen können, erfordert der Unterrichtin der Einführungsphase eine sorgfältige Eingrenzung und Auswahl der Kompetenzenund der damit verknüpften Inhalte. Wesentliche Ziele dieser Phase bestehen darin,

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Biologieunterricht an Abendgymnasien und Kollegs

neue fachliche Anforderungen der Qualifikationsphase, u. a. bezüglich einer verstärk-ten Formalisierung, Systematisierung und reflexiven Durchdringung sowie einer grö-ßeren Selbstständigkeit beim Erarbeiten und Bearbeiten fachlicher Fragestellungenund Probleme zu verdeutlichen und einzuüben. Dabei ist es notwendig, die für dieQualifikationsphase erforderlichen Kompetenzen zu erwerben und eine gemeinsameAusgangsbasis für weitere Lernprozesse zu schaffen. In dieser Phase ist die individu-elle Förderung der Studierenden mit ihren sehr heterogenen Bildungsbiografien vonbesonderer Bedeutung.

In der Qualifikationsphase findet der Unterricht im Fach Biologie in einem Kurs aufgrundlegendem Anforderungsniveau (Grundkurs) oder einem Kurs auf erhöhtem Anfor-derungsniveau (Leistungskurs) statt. Während in beiden Kursarten das Experiment imZentrum stehen sollte, unterscheiden sich die beiden Kursarten deutlich hinsichtlich derzu erreichenden fachlichen Tiefe, der Systematisierung und Vernetzung der fachlichenInhalte sowie der Vielfalt des fachmethodischen Vorgehens.

Im Grundkurs erwerben Studierende eine wissenschaftspropädeutisch orientierteGrundbildung. Sie entwickeln die Fähigkeit, sich mit grundlegenden Fragestellungen,Sachverhalten, Problemkomplexen und Strukturen des Faches Biologie auseinanderzu-setzen. Sie machen sich mit wesentlichen Arbeits- und Fachmethoden sowie Darstel-lungsformen des Faches vertraut und können in exemplarischer Form Zusammenhängeim Fach und mit anderen Fächern herstellen und problembezogen nutzen.

Der Unterricht im Grundkurs unterstützt durch eine starke Vernetzung und lebens-weltliche Bezüge die Einsicht in die Bedeutung des Faches und trägt, durch Vermittlungund Förderung von Kompetenzen in den Bereichen Umgang mit Fachwissen, Erkennt-nisgewinnung, Kommunikation und Bewertung zur Selbstständigkeit der Lernendenbei.

Im Leistungskurs erweitern Studierende die oben beschriebenen Fähigkeiten imSinne einer systematischeren, vertieften und reflektierten wissenschaftspropädeutischangelegten Arbeitsweise. Im Vergleich zum Grundkurs wird dabei durch die differen-zierte und stärker vernetzte Bearbeitung von Inhalten, Modellen und Theorien dieKomplexität des Faches deutlicher. Sie beherrschen Arbeits- und Fachmethoden in einerWeise, die ihnen selbstständiges Anwenden, Übertragen und Reflektieren in variablenSituationen ermöglicht. Dabei gelingt ihnen eine zielgerichtete und souveräne Vernet-zung von innerfachlichen Teilaspekten, aber auch von verschiedenen fachlich relevantenDisziplinen.

In beiden Kurstypen finden Aspekte einer vertieften Allgemeinbildung, Wissenschafts-propädeutik und Studierfähigkeit sowie Berufsorientierung Berücksichtigung. Auf dieseWeise trägt das Fach Biologie dazu bei, dass den individuellen Bedürfnissen in derLebenswelt aller Studierenden verantwortungsvoll Rechnung getragen wird.

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2 Kompetenzbereiche, Inhaltsfelder undKompetenzerwartungen

Die in den allgemeinen Aufgaben und Zielen des Faches beschriebene übergreifendefachliche Kompetenz wird ausdifferenziert, indem fachspezifische Kompetenzbereicheund Inhaltsfelder identifiziert und ausgewiesen werden. Dieses analytische Vorgehenerfolgt, um die Strukturierung der fachrelevanten Prozesse einerseits sowie der Gegen-stände andererseits transparent zu machen. In den Kompetenzerwartungen werdenbeide Seiten miteinander verknüpft. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, dassder gleichzeitige Einsatz von Können und Wissen bei der Bewältigung von Anforde-rungssituationen eine zentrale Rolle spielt.

Kompetenzerwartungen(Verknüpfung von Prozessen und Gegenständen)

Übergreifende fachliche Kompetenz

Kompetenzbereiche(Prozesse)

Inhaltsfelder(Gegenstände)

Kompetenzbereiche repräsentieren die Grunddimensionen des fachlichen Handelns.Sie dienen dazu, die einzelnen Teiloperationen entlang der fachlichen Kerne zu struktu-rieren und den Zugriff für die am Lehr-Lern-Prozess Beteiligten zu verdeutlichen.

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Kompetenzbereiche und Inhaltsfelder des Faches

Inhaltsfelder systematisieren mit ihren jeweiligen inhaltlichen Schwerpunkten die imUnterricht der Einführungs- und Qualifikationsphase verbindlichen und unverzichtbarenGegenstände und liefern Hinweise für die inhaltliche Ausrichtung des Lehrens undLernens.

Kompetenzerwartungen führen Prozesse und Gegenstände zusammen und beschrei-ben die fachlichen Anforderungen und intendierten Lernergebnisse, die auf zwei Stufenbis zum Ende der Qualifikationsphase erreicht werden sollen. Kompetenzerwartungen

• beziehen sich auf beobachtbare Handlungen und sind auf die Bewältigung vonAnforderungssituationen ausgerichtet,

• stellen im Sinne von Regelstandards die erwarteten Kenntnisse, Fähigkeiten undFertigkeiten auf einem mittleren Abstraktionsgrad dar,

• ermöglichen die Darstellung einer Progression vom Anfang bis zum Ende derQualifikationsphase und zielen auf kumulatives, systematisch vernetztes Lernen,

• können in Aufgabenstellungen umgesetzt und überprüft werden.

Insgesamt ist der Unterricht an Abendgymnasien und Kollegs nicht allein auf dasErreichen der aufgeführten Kompetenzerwartungen beschränkt, sondern er soll esStudierenden ermöglichen, diese weiter auszubauen und darüber hinausgehende Kom-petenzen zu erwerben.

2.1 Kompetenzbereiche und Inhaltsfelder des Faches

Der Biologieunterricht in der Einführungs- und Qualifikationsphase ermöglicht denErwerb von Kompetenzen, die für eine vertiefte biologisch-naturwissenschaftliche Bil-dung erforderlich sind.

Kompetenzbereiche

Für naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsprozesse werden Kompetenzen aus meh-reren, nicht immer scharf voneinander abzugrenzenden Bereichen benötigt. DieserKernlehrplan unterscheidet die vier Kompetenzbereiche Umgang mit Fachwissen, Er-kenntnisgewinnung, Kommunikation sowie Bewertung.

Umgang mit Fachwissen Der Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen beziehtsich auf die Fähigkeit, biologische Konzepte zur Lösung von Aufgaben und Problemenin fachbezogenen Anwendungsbereichen auszuwählen und zu nutzen. Dazu ist ein

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Kompetenzbereiche, Inhaltsfelder und Kompetenzerwartungen

tiefes Verständnis ihrer Bedeutung notwendig, was u. a. die Kenntnis von Eigenschaften,theoretischen Einbettungen oder funktionalen Zusammenhängen, Gültigkeitsbereichen,Beispielen für die Tragfähigkeit bestimmter Konzepte sowie von verknüpften Hand-lungsmöglichkeiten beinhaltet. Für einen sicheren Zugriff auf vorhandenes und für dieErschließung und Integration von neuem Fachwissen ist es außerdem erforderlich, dasWissen sinnvoll zu organisieren und zu strukturieren.

Erkenntnisgewinnung Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung beinhaltet dieFähigkeiten und methodischen Fertigkeiten von Studierenden, naturwissenschaftlicheFragestellungen zu erkennen, diese mit Experimenten und anderen Methoden hypothe-sengeleitet zu untersuchen und Ergebnisse zu verallgemeinern. NaturwissenschaftlicheErkenntnis basiert im Wesentlichen auf einer Modellierung der Wirklichkeit. Modelle,von einfachen Analogien bis hin zu mathematisch-formalen Modellen und Theorien,dienen dabei zur Veranschaulichung, Erklärung und Vorhersage. Eine Reflexion derErkenntnismethoden verdeutlicht den besonderen Charakter der Biologie mit ihrenspezifischen Denk- und Arbeitsweisen und grenzt sie von anderen Möglichkeiten derWeltbegegnung ab.

Kommunikation Der Kompetenzbereich Kommunikation beschreibt erforderliche Fä-higkeiten für einen produktiven fachlichen Austausch. Kennzeichnend dafür ist, digitaleund analoge Informationsquellen selbstständig zu suchen, kritisch auf ihre Seriosität zuprüfen und verwendete Quellen ordnungsgemäß zu dokumentieren. Dazu gehört, Infor-mationen zu selektieren, sie zu versprachlichen und zu verschriftlichen sowie gebräuch-liche Darstellungsformen wie Tabellen, Graphiken und Diagramme zu beherrschen undbewährte Regeln der fachlichen Argumentation einzuhalten. Charakteristisch für dieBiologie als Naturwissenschaft sind außerdem das Offenlegen eigener Überlegungen,die Bereitschaft, eigene Gedanken und Untersuchungsergebnisse einer fachlichen Kri-tik zu stellen, und die kritische Auseinandersetzung mit anderen Standpunkten undVorstellungen.

Bewertung Der Kompetenzbereich Bewertung bezieht sich auf die Fähigkeit, ethischüberlegt zu urteilen. Dazu gehört, Kriterien und Handlungsmöglichkeiten sorgfältigzusammenzutragen und gegeneinander abzuwägen. Auf dieser Grundlage ist esmöglich,rationale und begründete Entscheidungen zu treffen und dafür zielführend Positionzu beziehen. Für gesellschaftliche und persönliche Entscheidungen sind diesbezüglichdie Kenntnis und Berücksichtigung von Normen, Werten und Fakten bedeutsam, nachdenen Interessen und Folgen biologischer Forschung beurteilt werden können. Es ist

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Kompetenzbereiche und Inhaltsfelder des Faches

jedoch auch notwendig, die Chancen für biologische Problemlösungen einschätzen zukönnen und zu erkennen, wo vor allem naturwissenschaftliche, biomedizinische undbiotechnische Erkenntnisse an ihre Grenzen stoßen.

Inhaltsfelder

Kompetenzen sind nicht nur an Kompetenzbereiche, sondern immer auch an fachlicheInhalte gebunden. Eine vertiefte biologisch-naturwissenschaftliche Bildung soll deshalbmit Blick auf die nachfolgenden Inhaltsfelder entwickelt werden.

Einführungsphase

Inhaltsfeld Biologie der Zelle Die Zelle als Grundbaustein des Lebens besitztStrukturen, die ein eigenständiges und selbsterhaltendes System ermöglichen. Im In-haltsfeld „Biologie der Zelle“ sind deshalb naturwissenschaftliche Fragestellungen undexperimentelle Daten zum Zellaufbau, insbesondere zu Struktur und Funktion des Zell-kerns, aber auch zu zellulären Vorgängen im Plasma und an Biomembranen Schwerpunk-te. Ein Verständnis dieser Zusammenhänge bildet die Grundlage für biomedizinischeund biotechnische Anwendungen.

Inhaltsfeld Energiestoffwechsel Alle Zellen benötigen Energie, um ihre spezifi-schen Aufgaben zu erfüllen. Das Inhaltsfeld „Energiestoffwechsel“ bezieht sich auf dieEnergieumwandlung im Bereich der Dissimilation. Mithilfe enzymatischer Reaktionenlaufen Energie liefernde Prozesse ab, die die Grundlage physiologischer Vorgänge bilden.Kenntnisse zur Enzymatik werden auch für biotechnische und biomedizinische Prozessegenutzt.

Qualifikationsphase

Inhaltsfeld Genetik Im Inhaltsfeld Genetik werden die Steuerung biochemischerStoffwechselprozesse in Zellen, die Regulation und Veränderung von Genen sowiedie Weitergabe genetischer Strukturen behandelt. Entwicklungs- und Differenzierungs-vorgänge im lebenden Organismus lassen sich somit als Resultat zellulärer Ursache-Wirkungsbeziehungen zwischen Strukturen beschreiben. Genetisch bedingte Krankhei-ten können mit Kenntnissen über Fehlsteuerungen von Stoffwechselprozessen erklärtwerden. Auf der Grundlage molekulargenetischer Forschungsexperimente lassen sich

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moderne und zukunftsorientierte Methoden zur Behandlung von Krankheiten entwi-ckeln und verstehen. Die gesellschaftlich-ethische Bedeutung genetischer Forschungs-ergebnisse, Verfahren und Techniken wird für die Studierenden nachvollziehbar undbeurteilbar.

Inhaltsfeld Neurobiologie Im Inhaltsfeld Neurobiologie geht es um den Aufbau,die Funktion und Verschaltung von Neuronen und Sinneszellen. Ein Spezialgebiet ist dieHirnforschung. Anatomische und physiologische Untersuchungen des Gehirns mithilfemoderner bildgebender Verfahren führen zu neuen Erkenntnissen bei Wahrnehmungs-und Lernvorgängen. Für das Verständnis der Steuerung physiologischer Prozesse imOrganismus sind Kenntnisse zum Aufbau und der Funktion bestimmter neuronalerBereiche und Hormone erforderlich. Die Neurobiologie entwickelt weiterhin moderneUntersuchungs- und Behandlungsmethoden, die für den einzelnen Menschen, aberauch für die Gesellschaft von Bedeutung sind.

Inhaltsfeld Ökologie Das Inhaltsfeld Ökologie beschäftigt sich ausgehend vonder fotosynthetischen Assimilation mit dem Energiehaushalt von Ökosystemen unduntersucht die Wirkung biotischer und abiotischer Faktoren auf Individuen. Populations-dynamische Prozesse und Lebenszyklusstrategien lassen sich auf der Grundlage dieserErkenntnisse verdeutlichen. Die Einschätzung und die Beurteilung von Faktoren, dieeine Biozönose ausmachen, schaffen Erkenntnisse über die Komplexität von Systemzu-sammenhängen. Dies ist die Grundlage für die Bewertung anthropogener Eingriffe inÖkosysteme und deren mögliche Konsequenzen für die Dynamik und vorübergehendeStabilität von Ökosystemen sowie für Biodiversität und Klima. Die Basis für ein zukunfts-fähiges ökologisches Verhalten unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit kann damit gelegtwerden.

Inhaltsfeld Evolution Im Inhaltsfeld Evolution geht es um die Darstellung derEvolution als dynamischen Prozess, der zu ständigen Veränderungen von Arten und Zu-sammensetzungen von Genpools und Populationen führt. Die Veränderungen werdenin der modernen Evolutionsforschung mithilfe von phänomenologischen und molekular-biologischen Forschungsmethoden untersucht. Mithilfe der Ergebnisse, insbesonderemolekulargenetischer Erkenntnisse, lassen sich phylogenetische Zusammenhänge undStammbäume, auch im Bereich der Humanevolution, präziser erklären. Die Evolutions-theorie beeinflusst unser Selbstverständnis und unser Weltbild nachhaltig.

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Kompetenzerwartungen und inhaltliche Schwerpunkte in der Einführungsphase

2.2 Kompetenzerwartungen und inhaltliche Schwerpunkte bis zumEnde der Einführungsphase

Der Unterricht soll es den Studierenden ermöglichen, dass sie am Ende der Einführungs-phase über die im Folgenden genannten Kompetenzen verfügen. Die EinführungsphaseamWeiterbildungskolleg dient aufgrund des durch diskontinuierliche Lernbiografienbedingten heterogenen Leistungsstands insbesondere auch der Vertiefung grundlegen-der Fähigkeiten und Fertigkeiten. Im Unterschied zu den verbindlich zu erreichendenKompetenzerwartungen am Ende der Qualifikationsphase haben daher die Kompe-tenzerwartungen am Ende der Einführungsphase orientierungsstiftenden Charakter.Dabei werden zunächst übergeordnete Kompetenzerwartungen zu allen Kompetenz-bereichen aufgeführt und im Anschluss zusätzlich inhaltsfeldbezogen konkretisiert. Diebeigefügten Kürzel dienen dabei der Verortung sowie zur Verdeutlichung der Progressi-on der übergeordneten Kompetenzerwartungen über die einzelnen Stufen hinweg (vgl.Anhang).

UMGANG MIT FACHWISSENStudierende können■ UF1

Wiedergabeausgewählte biologische Phänomene und Konzepte beschrei-ben,

■ UF2Auswahl

biologische Konzepte zur Lösung von Problemen in eingegrenz-ten Bereichen auswählen und dabei Wesentliches von Unwe-sentlichem unterscheiden,

■ UF3Systematisierung

die Einordnung biologischer Sachverhalte und Erkenntnisse ingegebene fachliche Strukturen begründen,

■ UF4Vernetzung

bestehendes Wissen aufgrund neuer biologischer Erfahrungenund Erkenntnisse modifizieren und reorganisieren.

ERKENNTNISGEWINNUNGStudierende können■ E1

Probleme undFragestellungen

in vorgegebenen Situationen biologische Probleme beschreiben,in Teilprobleme zerlegen und dazu biologische Fragestellungenformulieren,

■ E2Wahrnehmungund Messung

kriteriengeleitet beobachten und messen sowie gewonnene Er-gebnisse objektiv und frei von eigenen Deutungen beschreiben,

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■ E3Hypothesen

zur Klärung biologischer Fragestellungen Hypothesen formulie-ren und Möglichkeiten zu ihrer Überprüfung angeben,

■ E4Untersuchungenund Experimente

Experimente und Untersuchungen zielgerichtet nach dem Prin-zip der Variablenkontrolle unter Beachtung der Sicherheitsvor-schriften planen und durchführen und dabei mögliche Fehler-quellen reflektieren,

■ E5Auswertung

Daten bezüglich einer Fragestellung interpretieren, daraus qua-litative und einfache quantitative Zusammenhänge ableiten unddiese fachlich angemessen beschreiben,

■ E6Modelle

Modelle zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage biologi-scher Vorgänge begründet auswählen und deren Grenzen undGültigkeitsbereiche angeben,

■ E7Arbeits- undDenkweisen

an ausgewählten Beispielen die Bedeutung, aber auch die Vor-läufigkeit biologischer Modelle und Theorien beschreiben.

KOMMUNIKATIONStudierende können■ K1

DokumentationFragestellungen,Untersuchungen, Experimente undDaten struk-turiert dokumentieren, auch mit Unterstützung digitaler Werk-zeuge,

■ K2Recherche

in vorgegebenen Zusammenhängen kriteriengeleitet biologisch-technische Fragestellungen mithilfe von Fachbüchern und ande-ren Quellen bearbeiten,

■ K3Präsentation

biologische Sachverhalte, Arbeitsergebnisse und Erkenntnisseadressatengerecht sowie formal, sprachlich und fachlich korrektin Kurzvorträgen oder kurzen Fachtexten darstellen,

■ K4Argumentation

biologische Aussagen und Behauptungen mit sachlich fundier-ten und überzeugenden Argumenten begründen bzw. kritisie-ren.

BEWERTUNGStudierende können■ B1

Kriterienbei der Bewertung von Sachverhalten in naturwissenschaftli-chen Zusammenhängen fachliche, gesellschaftliche und morali-sche Bewertungskriterien angeben,

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■ B2Entscheidungen

in Situationen mit mehreren Handlungsoptionen oder Entschei-dungsmöglichkeiten Argumente kriteriengeleitet abwägen, ge-wichten und einen begründeten Standpunkt beziehen,

■ B3Werte und Normen

in bekannten Zusammenhängen ethische Konflikte bei Ausein-andersetzungen mit biologischen Fragestellungen sowie mögli-che Lösungen darstellen,

■ B4Möglichkeiten undGrenzen

Möglichkeiten und Grenzen biologischer Problemlösungen undSichtweisen mit Bezug auf die Zielsetzungen der Naturwissen-schaften darstellen.

Die Kompetenzen der Studierenden sollen im Rahmen der Behandlung der nachfol-genden, für die Einführungsphase obligatorischen Inhaltsfelder entwickelt werden:

Biologie der Zelle EnergiestoffwechselBezieht man die übergeordneten Kompetenzerwartungen sowie die unten aufge-

führten inhaltlichen Schwerpunkte aufeinander, so ergeben sich die nachfolgendenkonkretisierten Kompetenzerwartungen.

Inhaltsfeld Biologie der Zelle

Inhaltliche Schwerpunkte Vorschläge für mögliche Kontexte

Zellaufbau

Biomembranen

Funktion des Zellkerns

Zellverdopplung und DNA

Erforschung der Biomembranen

Zellkulturen

BasiskonzeptSystem

Prokaryot, Eukaryot, Biomembran, Plasmolyse, Transport,Zellkern, Mitochondrium, Chloroplast, Chromosom, Makro-molekül, Zelle, Gewebe, Organ

BasiskonzeptStruktur undFunktion

Zellkompartimentierung, Transport, Diffusion, Osmose

BasiskonzeptEntwicklung

Replikation, Mitose, Zellzyklus

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UMGANG MIT FACHWISSENDie Studierenden können

□ den Aufbau pro- und eukrayotischer Zellen in Grundzügen beschreiben und dieUnterschiede herausstellen (UF3),

□ die biologisch bedeutsamen Makromoleküle (Kohlenhydrate, Lipide, Proteine,Nukleinsäuren) den verschiedenen zellulären Strukturen und Funktionen zuord-nen und sie bezüglich ihrer wesentlichen chemischen Eigenschaften erläutern(UF1, UF3),

□ die biologische Bedeutung der Mitose auf der Basis der Zelltheorie begründen(UF1, UF4),

□ den semikonservativen Mechanismus der DNA-Replikation beschreiben (UF1,UF4).

ERKENNTNISGEWINNUNGDie Studierenden können

□ Fragestellungen historischer Versuche zur Funktion des Zellkerns benennen undVersuchsdurchführungen und Erkenntniszuwachs darstellen (E1, E5, E7),

□ Klonierungsexperimente (Kerntransfer bei Xenopus) auswerten und ihre Bedeu-tung für die Stammzellforschung ableiten (E5),

□ die Vorgänge der Diffusion und Osmose beschreiben und diese mit Modellvor-stellungen auf Teilchenebene erklären (E4, E6),

□ Transportvorgänge durch Membranen für verschiedene Stoffe mithilfe geeigneterModelle beschreiben und die Grenzen dieser Modelle angeben (E6),

□ den Aufbau der DNA mithilfe eines Strukturmodells erklären (E6, UF1).

KOMMUNIKATIONDie Studierenden können

□ Beispiele der Osmose und Osmoregulation in unterschiedlichen Quellen recher-chieren und die Ergebnisse in einer eigenständigen Zusammenfassung dokumen-tieren (K1, K2).

BEWERTUNGDie Studierenden können

□ Möglichkeiten und Grenzen der Zellkulturtechnik in der Biotechnologie und Bio-medizin aufzeigen (B4, K4).

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Inhaltsfeld Energiestoffwechsel


Enzyme

Dissimilation

Enzyme im Alltag

BasiskonzeptSystem

Mitochondrium, Enzym, Zitronensäurezyklus, Dissimilation


Enzym, Energieumwandlung, ATP, NAD+


—


□ Struktur und Funktion von Enzymen und ihre Bedeutung als Biokatalysatoren beiStoffwechselreaktionen erläutern (UF1, UF3, UF4),

□ die Grundzüge der Dissimilation unter dem Aspekt der Energieumwandlung mit-hilfe einfacher Schemata erklären (UF3),

□ die Bedeutung von NAD+ und ATP für aerobe Dissimilationsvorgänge erläutern(UF1, UF4),

□ die ATP-Synthese im Mitochondrium mithilfe vereinfachter Schemata beschreibenund präsentieren (UF2, K3).


□ Hypothesen zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktorenaufstellen, sie anhand vorgegebener Versuchsergebnisse überprüfen und sie gra-phisch darstellen (E3, E2, E4, E5, K1, K4),

□ mithilfe geeigneter Modelle Enzymaktivität und Enzymhemmung beschreiben underklären (E6).


□ eine Tracer-Methode bei der Dissimilation adressatengerecht präsentieren (K3),

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□ selbstständig Informationen zu verschiedenen Einsatzgebieten von Enzymen re-cherchieren und die Ergebnisse vergleichend präsentieren und bewerten (K2, K3,K4).


□ Möglichkeiten undGrenzen für den Einsatz von Enzymen in biologisch-technischenZusammenhängen angeben und die Bedeutung für unser heutiges Leben abwä-gen (B4).

2.3 Kompetenzerwartungen und inhaltliche Schwerpunkte bis zumEnde der Qualifikationsphase

Der Unterricht soll es den Studierenden ermöglichen, dass sie – aufbauend auf derKompetenzentwicklung in der Einführungsphase – am Ende der Qualifikationsphaseüber die im Folgenden genannten Kompetenzen verfügen. Dabei werden zunächstübergeordnete Kompetenzerwartungen zu allen Kompetenzbereichen aufgeführt undim Anschluss zusätzlich inhaltsfeldbezogen konkretisiert. Die beigefügten Kürzel dienendabei der Verortung sowie zur Verdeutlichung der Progression der übergeordnetenKompetenzerwartungen über die einzelnen Stufen hinweg (vgl. Anhang).

UMGANG MIT FACHWISSENStudierende können■ UF1

Wiedergabebiologische Phänomene und Sachverhalte beschreiben und er-läutern,

■ UF2Auswahl

zur Lösung von biologischen Problemen zielführende Defini-tionen, Konzepte und Handlungsmöglichkeiten begründet aus-wählen und anwenden,

■ UF3Systematisierung

biologische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kri-terien ordnen und strukturieren und ihre Entscheidung begrün-den,

■ UF4Vernetzung

Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen, natürlichen unddurch menschliches Handeln hervorgerufenen Vorgängen aufder Grundlage eines vernetzten biologischen Wissens erschlie-ßen und aufzeigen.

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Kompetenzerwartungen und inhaltliche Schwerpunkte in der Qualifikationsphase

ERKENNTNISGEWINNUNGStudierende können■ E1

Probleme undFragestellungen

selbstständig in unterschiedlichen Kontexten biologische Pro-bleme identifizieren, analysieren und in Form biologischer Fra-gestellungen präzisieren,

■ E2Wahrnehmungund Messung

Beobachtungen und Messungen, auch mithilfe komplexer Ap-paraturen, sachgerecht erläutern,

■ E3Hypothesen

mit Bezug auf Theorien, Modelle und Gesetzmäßigkeiten Hy-pothesen generieren sowie Verfahren zu ihrer Überprüfungableiten,

■ E4Untersuchungenund Experimente

Experimente mit komplexen Versuchsplänen und -aufbautenmit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern und unter Beach-tung fachlicher Qualitätskriterien (Sicherheit, Messvorschriften,Variablenkontrolle, Fehleranalyse) durchführen,

■ E5Auswertung

Daten und Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick aufZusammenhänge, Regeln oder Gesetzmäßigkeiten analysierenund Ergebnisse verallgemeinern,

■ E6Modelle

Anschauungsmodelle entwickeln sowie mithilfe von theoreti-schen Modellen, mathematischen Modellierungen und Simula-tionen biologische sowie biotechnische Prozesse erklären odervorhersagen,

■ E7Arbeits- undDenkweisen

naturwissenschaftliche Prinzipien reflektieren sowie Verände-rungen im Weltbild und in Denk- und Arbeitsweisen in ihrerhistorischen und kulturellen Entwicklung darstellen.

KOMMUNIKATIONStudierende können■ K1

Dokumentationbei der Dokumentation von Untersuchungen, Experimenten,theoretischen Überlegungen und Problemlösungen eine korrek-te Fachsprache und fachübliche Darstellungsweisen verwenden,

■ K2Recherche

zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen undDaten in verschiedenen Quellen, auch in ausgewählten wis-senschaftlichen Publikationen, recherchieren, auswerten undvergleichend beurteilen,

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■ K3Präsentation

biologische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwen-dung situationsangemessener Medien und Darstellungsformenadressatengerecht präsentieren,

■ K4Argumentation

sich mit anderen über biologische Sachverhalte kritisch-kon-struktiv austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilun-gen durch Argumente belegen bzw. widerlegen.

BEWERTUNGStudierende können■ B1

Kriterienfachliche, wirtschaftlich-politische und moralische Kriterien beiBewertungen von biologischen und biotechnischen Sachverhal-ten unterscheiden und angeben,

■ B2Entscheidungen

Auseinandersetzungen und Kontroversen zu biologischen undbiotechnischen Problemen und Entwicklungen differenziert ausverschiedenen Perspektiven darstellen und eigene Entscheidun-gen auf der Basis von Sachargumenten vertreten,

■ B3Werte und Normen

an Beispielen von Konfliktsituationen mit biologischem Hinter-grund kontroverse Ziele und Interessen sowie die Folgen wis-senschaftlicher Forschung aufzeigen und ethisch bewerten,

■ B4Möglichkeiten undGrenzen

begründet die Möglichkeiten und Grenzen biologischer Pro-blemlösungen und Sichtweisen bei innerfachlichen, naturwis-senschaftlichen und gesellschaftlichen Fragestellungen bewer-ten.

2.3.1 Grundkurs

Die Kompetenzen der Studierenden sollen im Rahmen der Behandlung der nachfolgen-den, für die Qualifikationsphase obligatorischen Inhaltsfelder entwickelt werden:

Genetik Neurobiologie Ökologie EvolutionBezieht man die übergeordneten Kompetenzerwartungen sowie die unten aufge-

führten inhaltlichen Schwerpunkte aufeinander, so ergeben sich die nachfolgendenkonkretisierten Kompetenzerwartungen.

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Inhaltsfeld Genetik


Meiose und Rekombination

Analyse von Familienstammbäumen

Proteinbiosynthese

Genregulation

Gentechnologie

Bioethik

Mondscheinkinder

Insulinproduktion

BasiskonzeptSystem

Merkmal, Gen, Allel, Genwirkkette, DNA, Chromosom, Ge-nom, Rekombination, Stammzelle


Proteinbiosynthese, Genetischer Code, Genregulation, Mu-tationen. Transkriptionsfaktor, Proto-Onkogen, Tumor-Suppressorgen, DNA-Chip


Transgener Organismus, Meiose, Epigenese


□ die Grundprinzipien der Rekombination (Reduktion und Neukombination derChromosomen) bei Meiose und Befruchtung erläutern (UF4),

□ die molekularbiologischen Abläufe in der Proteinbiosynthese bei Pro- und Euka-ryoten vergleichen (UF1, UF3),

□ Eigenschaften des genetischen Codes erläutern und mit dessen Hilfe Genmutatio-nen charakterisieren (UF1, UF2),

□ die Auswirkungen verschiedener Gen-, Chromosomen- und Genommutationenauf den Phänotyp (u. a. unter Berücksichtigung von Genwirkketten) erklären (UF1,UF4),

□ molekulargenetische Werkzeuge beschreiben und deren Bedeutung für gentech-nische Grundoperationen erläutern (UF1).

29



□ Modellvorstellungen zur Genregulation bei Prokaryoten auf der Grundlage vonExperimenten entwickeln und erläutern (E2, E5, E6),

□ die Verwendung bestimmter Modellorganismen (u. a. E. coli) für besondere Fra-gestellungen genetischer Forschung begründen (E6, E3),

□ mithilfe eines Modells die Wechselwirkungen von Proto-Onkogenen und Tumor-Suppressorgenen auf die Regulation des Zellzyklus und die Folgen vonMutationenin diesen Genen erklären (E6, UF1, UF3, UF4),

□ molekulargenetische Verfahren (u. a. PCR, Gelelektrophorese) und ihre Einsatz-gebiete erläutern (E4, E2),

□ einen epigenetischen Mechanismus als Modell zur Regelung des Zellstoffwechselserklären (E6),

□ bei der Stammbaumanalyse Hypothesen zu X-chromosomalen und autosomalenVererbungsmodi genetisch bedingter Merkmale formulieren und die Hypothesenmit vorhandenen Daten auf der Grundlage der Meiose begründen (E1, E3, E5,UF4, K4).


□ mithilfe geeigneter Medien die Herstellung transgener Lebewesen darstellen undArgumente für ihre Verwendung diskutieren (K1, B3),

□ Unterschiede zwischen embryonalen und adulten Stammzellen recherchieren unddiese unter Verwendung geeigneter Darstellungsformen präsentieren (K2, K3).


□ naturwissenschaftlich-gesellschaftliche Positionen zum therapeutischen Einsatzvon Stammzellen darstellen und Interessen sowie Folgen ethisch beurteilen (B3,B4),

□ die Bedeutung von DNA-Chips angeben und Chancen und Risiken beurteilen (B1,B3).

30


Inhaltsfeld Neurobiologie


Aufbau und Funktion von Neuronen

Neuronale Informationsverarbeitungund Grundlagen der Wahrnehmung

Plastizität und Lernen

Nervengifte

Gedächtnis und Wahrnehmung

BasiskonzeptSystem

Neuron, Membran, Ionenkanal, Synapse, Gehirn, Rezeptor


Neuron, Natrium-Kalium-Pumpe, Potentiale, Amplituden-und Frequenzmodulation, Synapse, Neurotransmitter, Hor-mon, second messenger, Sympathicus, Parasympathicus


Neuronale Plastizität


□ Aufbau und Funktion des Neurons beschreiben (UF1),

□ die Weiterleitung des Aktionspotentials an myelinisierten Axonen erklären (UF1),

□ die Verschaltung von Neuronen bei der Erregungsweiterleitung und der Ver-rechnung von Potentialen mit der Funktion der Synapsen auf molekularer Ebeneerläutern (UF1, UF3),

□ die Rolle von Sympathikus und Parasympathikus bei der neuronalen und hormo-nellen Regelung von physiologischen Funktionen an einem Beispiel erklären (UF4,E6, UF2, UF1),

□ die Bedeutung der Plastizität des Gehirns für ein lebenslanges Lernen erklären(UF4).


□ Ableitungen von PotentialenmittelsMesselektroden anAxon und Synapse erklärenund Messergebnisse unter Zuordnung der molekularen Vorgänge an Biomembra-nen auswerten (E5, E2, UF1, UF2),

31


□ das Prinzip der Signaltransduktion an einem Rezeptor anhand von Modellendarstellen (E6, UF1, UF2, UF4),

□ mithilfe von Aufnahmen eines bildgebenden Verfahrens Aktivitäten verschiedenerGehirnareale ermitteln (E5, UF4).


□ dieWirkung von endo- und exogenen Stoffen auf Vorgänge am Axon, der Synapseund auf Gehirnareale an konkreten Beispielen dokumentieren und präsentieren(K1, K3, UF2),

□ den Vorgang von der durch einen Reiz ausgelösten Erregung von Sinneszellenbis zum Sinneseindruck bzw. der Wahrnehmung im Gehirn unter Verwendungfachspezifischer Darstellungsformen in Grundzügen darstellen (K1, K3),

□ aktuelle Modellvorstellungen zum Gedächtnis auf anatomisch-physiologischerEbene darstellen (K3, B1),

□ aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse zu einer degenerativen Erkrankung re-cherchieren und präsentieren (K2, K3).


□ Wirkungen von exogenen Substanzen auf den Körper erklären und möglicheFolgen für Individuum und Gesellschaft bewerten (B3, B4, B2, UF4).

Inhaltsfeld Ökologie


Umweltfaktoren und ökologische Po-tenz

Dynamik von Populationen

Stoffkreislauf und Energiefluss

Mensch und Ökosysteme

Regenwald

32


BasiskonzeptSystem

Ökosystem, Biozönose, Population, Organismus, Symbio-se, Parasitismus, Konkurrenz, Kompartiment, Fotosynthese,Stoffkreislauf


Chloroplast, ökologische Nische, ökologische Potenz, Popu-lationsdichte


Sukzession, Populationswachstum, Lebenszyklusstrategie


□ den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und derIntensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem aufzeigen (UF3,UF4, E4),

□ den Zusammenhang zwischen Fotoreaktion und Synthesereaktion erläutern unddie Reaktionen den unterschiedlichen Kompartimenten des Chloroplasten zuord-nen (UF1, UF3),

□ die Dynamik von Populationen in Abhängigkeit von dichteabhängigen und dichte-unabhängigen Faktoren beschreiben (UF1).


□ Messdaten zur Abhängigkeit der Fotosyntheseaktivität von unterschiedlichenabiotischen Faktoren analysieren (E5),

□ aus Daten zu abiotischen und biotischen Faktoren Zusammenhänge im Hinblickauf zyklische und sukzessive Veränderung sowie K- und r-Lebenszyklusstrategienableiten (E5, UF1, UF2, UF3, UF4),

□ aus zeitlich-rhythmischen Änderungen des Lebensraums biologische Fragestellun-gen entwickeln und diese auf der Grundlage von Daten erklären (E1, E5),

□ die Veränderungen von Populationenmithilfe von Simulationen auf der Grundlagedes Lotka-Volterra-Modells untersuchen (E6),

□ aus Untersuchungsdaten zu intra- und interspezifischen Beziehungen (Parasitis-mus, Symbiose, Konkurrenz) mögliche Folgen für die jeweiligen Arten ableitenund diese unter Verwendung angemessener Medien präsentieren (E5, K3, UF1),

33


□ mithilfe des Modells der ökologischen Nische die Koexistenz von Arten erklären(E6, UF1, UF2),

□ die Aussagekraft von biologischen Regeln (u. a. tiergeographische Regeln) erläu-tern und diese von naturwissenschaftlichen Gesetzen abgrenzen (E7, K4).


□ energetische und stoffliche Beziehungen verschiedener Organismen unter denAspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophieebene formal, sprachlichund fachlich korrekt darstellen (K1, K3),

□ auf der Grundlage von Untersuchungsdaten die Wirkung von anthropogenenFaktoren auf einen ausgewählten globalen Stoffkreislauf präsentieren und erklären(K1, K3, UF1),

□ Beispiele für die biologische Invasion von Arten recherchieren und Folgen für dasÖkosystem ableiten (K2, K4).


□ Konflikte zwischen der Nutzung natürlicher Ressourcen und dem Naturschutzdiskutieren (B2, B3),

□ Handlungsoptionen für das eigene Konsumverhalten entwickeln und diese unterdem Aspekt der Nachhaltigkeit einschätzen (B2, B3).

Inhaltsfeld Evolution


Grundlagen evolutiver Veränderung

Art und Artbildung

Evolution und Verhalten

Evolution des Menschen

Stammbäume

Primaten

Parasiten

34


BasiskonzeptSystem

Art, Population, Paarungssystem, Genpool, Gen, Allel,ncDNA, mtDNA


Mutation, Rekombination, Selektion, Gendrift, Isolation, In-vestment, Homologie


Fitness, Divergenz, Konvergenz, Coevolution, Adaptive Ra-diation, Artbildung, Phylogenese


□ die Einordnung von Lebewesen mithilfe der Systematik und der binären Nomen-klatur beschreiben (UF1, UF4),

□ den Einfluss der Evolutionsfaktoren (Mutation, Rekombination, Selektion,Gendrift)auf den Genpool einer Population erläutern (UF4, UF1),

□ den Vorgang der adaptiven Radiation unter dem Aspekt der Angepasstheit dar-stellen (UF2, UF4),

□ das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unterdem Aspekt der Weitergabe von Allelen erläutern (UF1, UF4),

□ den modernen Menschen kriteriengeleitet den Primaten zuordnen (UF3),

□ die Synthetische Evolutionstheorie zusammenfassend darstellen (UF2, UF4).


□ anhand von Daten die evolutionäre Entwicklung von Sozialstrukturen (Paarungs-systeme, Habitatwahl) unter dem Aspekt der Fitnessmaximierung analysieren (E5,UF2, UF4, K4),

□ molekulargenetische Daten analysieren und sie im Hinblick auf die Verbreitungvon Allelen und Verwandtschaftsbeziehungen von Lebewesen deuten (E5, E6),

□ Daten zu anatomisch-morphologischen und molekularen Merkmalen von Or-ganismen zum Beleg konvergenter und divergenter Entwicklungen deuten (E5,UF3),

□ Modellvorstellungen zu allopatrischen und sympatrischen Artbildungsprozessenan Beispielen erklären (E6, UF1),

35


□ Hypothesen zu phylogenetischen Stammbäumen auf der Basis von Daten zuanatomisch-morphologischen und molekularen Homologien entwickeln und er-läutern (E3, E5, K1, K4),

□ Stammbäume anhand vonDaten zur Ermittlung von Verwandtschaftsbeziehungenvon Arten erstellen und analysieren (E3, E5),

□ an Beispielen den aktuellen evolutionären Wandel von Organismen (u. a. mithilfevon Auszügen aus Gendatenbanken) belegen (E2, E5).


□ Belege für die Evolution aus verschiedenen Bereichen der Biologie (u. a. Moleku-larbiologie) adressatengerecht darstellen (K1, K3),

□ wissenschaftliche Befunde (u. a. Schlüsselmerkmale) und Hypothesen zur Human-evolution unter dem Aspekt ihrer Vorläufigkeit kritisch-konstruktiv diskutieren(K4, E7, B4),

□ angemesseneMedien zurDarstellung vonBeispielen zur Coevolution aus Zoologieund Botanik auswählen und die Beispiele präsentieren (K3, UF2).


□ die Problematik des Rasse-Begriffs beim Menschen aus historischer und gesell-schaftlicher Sicht bewerten und zum Missbrauch dieses Begriffs aus fachlicherPerspektive Stellung nehmen (B1, B3, K4).

2.3.2 Leistungskurs

Die Kompetenzen der Studierenden sollen im Rahmen der Behandlung der nachfolgen-den, für die Qualifikationsphase obligatorischen Inhaltsfelder entwickelt werden:

Genetik Neurobiologie Ökologie EvolutionBezieht man die zu Beginn des Kapitels 2.3 beschriebenen übergeordneten Kompe-

tenzerwartungen sowie die unten aufgeführten inhaltlichen Schwerpunkte aufeinander,so ergeben sich die nachfolgenden konkretisierten Kompetenzerwartungen.

36


Inhaltsfeld Genetik


Meiose und Rekombination

Analyse von Familienstammbäumen

Proteinbiosynthese

Genregulation

Gentechnologie

Bioethik

Genetisch bedingte Krankheiten

BasiskonzeptSystem

Merkmal, Gen, Allel, Genwirkkette, DNA, Chromosom, Ge-nom, Stammzelle, Rekombination, Synthetischer Organis-mus


Proteinbiosynthese, Genetischer Code, Genregulation,Transkriptionsfaktor, RNA-Interferenz, Mutation, Proto-Onkogen, Tumor-Suppressorgen, DNA-Chip


Transgener Organismus, Synthetischer Organismus, Epige-nese, Zelldifferenzierung, Meiose


□ die Grundprinzipien der inter- und intrachromosomalen Rekombination (Re-duktion und Neukombination der Chromosomen) bei Meiose und Befruchtungerläutern (UF4),

□ die molekularbiologischen Abläufe in der Proteinbiosynthese bei Pro- und Euka-ryoten vergleichen (UF1, UF3),

□ die Bedeutung der Transkriptionsfaktoren für die Regulation von Zellstoffwechselund Entwicklung erläutern (UF1, UF4),

□ Eigenschaften des genetischen Codes erläutern und mit dessen Hilfe Mutations-typen charakterisieren (UF1, UF2),

□ die Auswirkungen verschiedener Gen-, Chromosomen- und Genommutationenauf den Phänotyp (u. a. unter Berücksichtigung von Genwirkketten) erklären (UF1,UF4),

37


□ molekulargenetische Werkzeuge beschreiben und deren Bedeutung für gentech-nische Grundoperationen erläutern (UF1).


□ mithilfe eines Modells die Wechselwirkung von Proto-Onkogenen und Tumor-Suppressorgenen auf die Regulation des Zellzyklus erklären und die Folgen vonMutationen in diesen Genen beurteilen (E6, UF1, UF3, UF4),

□ den Wandel des Genbegriffes reflektieren und erläutern (E7),

□ Fragestellungen benennen und Hypothesen zur Entschlüsselung des genetischenCodes aufstellen und klassische Experimente zur Entwicklung der Code-Sonneerläutern (E1, E3, E4),

□ wissenschaftliche Experimente zur Aufklärung der Proteinbiosynthese erläutern,Hypothesen auf der Grundlage der Versuchspläne generieren und die Versuchs-ergebnisse interpretieren (E3, E4, E5),

□ Modellvorstellungen zur Aufklärung der Genregulation bei Prokaryoten auf derGrundlage von Experimenten entwickeln und erläutern (E2, E5, E6),

□ die Verwendung bestimmter Modellorganismen (u. a. E. coli) für besondere Fra-gestellungen genetischer Forschung begründen, (E6, E3)

□ mithilfe von Modellen genregulatorische Vorgänge bei Eukaryoten erklären (E6),

□ epigenetische Modelle zur Regelung des Zellstoffwechsels erläutern und Konse-quenzen für den Organismus ableiten (E6),

□ molekulargenetische Verfahren (u. a. PCR, Gelelektrophorese) und ihre Einsatz-gebiete erläutern (E4, E2, UF1),

□ bei der Stammbaumanalyse Hypothesen zum Vererbungsmodus genetisch be-dingter Merkmale (X-chromosomal, autosomal, Zweifaktorenanalyse, Kopplung,Crossing-over) formulieren und die Hypothesen mit vorhandenen Daten auf derGrundlage der Meiose begründen (E1, E3, E5, UF4, K4).


□ Informationen zu humangenetischen Fragestellungen (u. a. genetisch bedingtenKrankheiten) recherchieren, die Relevanz und Zuverlässigkeit der Informationeneinschätzen und die Ergebnisse strukturiert zusammenfassen (K2, K1, K3, K4),

38


□ mithilfe geeigneter Medien die Herstellung transgener Lebewesen darstellen undArgumente für ihre Verwendung diskutieren (K1, B3),

□ Unterschiede zwischen embryonalen und adulten Stammzellen recherchieren unddiese unter Verwendung geeigneter Darstellungsformen präsentieren (K2, K3).


□ naturwissenschaftlich-gesellschaftliche Positionen zum therapeutischen Einsatzvon Stammzellen darstellen und Interessen sowie Folgen ethisch bewerten (B3,B4),

□ die Bedeutung von DNA-Chips und Hochdurchsatz-Sequenzierung angeben undChancen und Risiken bewerten (B1, B3),

□ aktuelle Entwicklungen in der Biotechnologie bis hin zum Aufbau von syntheti-schen Organismen in ihren Konsequenzen für unterschiedliche Einsatzziele be-schreiben und bewerten (B3, B4).

Inhaltsfeld Neurobiologie


Aufbau und Funktion von Neuronen

Neuronale Informationsverarbeitungund Grundlagen der Wahrnehmung

Leistungen der Netzhaut

Plastizität und Lernen

Methoden der Neurobiologie

Nervengifte

Auge

BasiskonzeptSystem

Neuron, Membran, Ionenkanal, Synapse, Gehirn, Netzhaut,Fototransduktion, Farbwahrnehmung, Kontrastwahrneh-mung


Neuron, Natrium-Kalium-Pumpe, Potentiale, Amplituden-und Frequenzmodulation, Synapse, Neurotransmitter, Hor-mon, second messenger, Reaktionskaskade, Fototransdukti-on, Sympathicus, Parasympathicus, Neuroenhancer


Neuronale Plastizität

39



□ Aufbau und Funktion des Neurons beschreiben (UF1),□ die Weiterleitung des Aktionspotentials an myelinisierten und nicht myelinisierten

Axonen miteinander vergleichen und diese unter dem Aspekt der Leitungsge-schwindigkeit in einen funktionellen Zusammenhang stellen (UF2, UF3, UF4),

□ die Verschaltung von Neuronen bei der Erregungsweiterleitung und der Ver-rechnung von Potentialen mit der Funktion der Synapsen auf molekularer Ebeneerläutern (UF1, UF3),

□ die Rolle von Sympathikus und Parasympathikus bei der neuronalen und hormo-nellen Regelung von physiologischen Funktionen an Beispielen erklären (UF4, E6,UF2, UF1),

□ den Aufbau und die Funktion der Netzhaut unter den Aspekten der Farb- undKontrastwahrnehmung erläutern (UF3, UF4),

□ Möglichkeiten und Grenzen bildgebender Verfahren zur Anatomie und zur Funkti-on des Gehirns (PET und fMRT) gegenüberstellen und diese mit der Erforschungvon Gehirnabläufen in Verbindung bringen (UF4, UF1, B4).


□ Ableitungen von PotentialenmittelsMesselektroden anAxon und Synapse erklärenund Messergebnisse unter Zuordnung der molekularen Vorgänge an Biomembra-nen auswerten (E5, E2, UF1, UF2),

□ aus Messdaten der Patch-Clamp-Technik Veränderungen von Ionenströmen durchIonenkanäle ableiten und dazu Modellvorstellungen entwickeln (E5, E6, K4),

□ den Begriff der Plastizität anhand geeigneter Modelle erklären und die Bedeutungfür ein lebenslanges Lernen ableiten (E6, UF4),

□ die Veränderung der Membranspannung an Lichtsinneszellen anhand von Model-len darstellen und die Bedeutung des second messengers und der Reaktionskas-kade bei der Fototransduktion beschreiben (E6, E1).


□ dieWirkung von endo- und exogenen Stoffen auf Vorgänge am Axon, der Synapseund auf Gehirnareale an konkreten Beispielen dokumentieren und präsentieren(K1, K3, UF2),

40


□ den Vorgang von der durch einen Reiz ausgelösten Erregung bis zum Sinnes-eindruck bzw. der Wahrnehmung im Gehirn unter Verwendung fachspezifischerDarstellungsformen in Grundzügen darstellen (K1, K3),

□ aktuelle Modellvorstellungen zum Gedächtnis auf anatomisch-physiologischerEbene darstellen (K3, B1),

□ aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse zu einer degenerativen Erkrankung re-cherchieren und präsentieren (K2, K3).


□ Wirkungen von endo- und exogenen Substanzen (u. a. von Neuroenhancern) aufdie Gesundheit ableiten und mögliche Folgen für Individuum und Gesellschaftbewerten (B3, B4, B2, UF2, UF4).

Inhaltsfeld Ökologie


Umweltfaktoren und ökologische Po-tenz

Dynamik von Populationen

Stoffkreislauf und Energiefluss

Fotosynthese

Mensch und Ökosysteme

Feldstudien

BasiskonzeptSystem

Ökosystem, Biozönose, Population, Organismus, Symbio-se, Parasitismus, Konkurrenz, Kompartiment, Fotosynthese,Stoffkreislauf


Chloroplast, ökologische Nische, ökologische Potenz, Popu-lationsdichte


Sukzession, Populationswachstum, Lebenszyklusstrategie

41



□ den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und derIntensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem aufzeigen (UF3,UF4, E4),

□ den Zusammenhang zwischen Fotoreaktion und Synthesereaktion erläutern unddie Reaktionen den unterschiedlichen Kompartimenten des Chloroplasten zuord-nen (UF1, UF3),

□ die Dynamik von Populationen in Abhängigkeit von dichteabhängigen und dichte-unabhängigen Faktoren beschreiben (UF1).


□ Messdaten zur Abhängigkeit der Fotosyntheseaktivität von unterschiedlichenabiotischen Faktoren analysieren (E5),

□ aus Forschungsergebnissen zur Aufklärung der Fotosynthese zugrunde liegendeFragestellungen und Hypothesen ableiten (E1, E3, UF2, UF4),

□ das Vorkommen, die Abundanz und die Dispersion von Lebewesen eines Ökosys-tems im Freiland untersuchen (E1, E2, E4),

□ aus Daten zu abiotischen und biotischen Faktoren Zusammenhänge im Hinblickauf zyklische und sukzessive Veränderungen (Abundanz undDispersion von Arten)sowie K- und r-Lebenszyklusstrategien ableiten (E5, UF1, UF2, UF3, K4, UF4),

□ ausgehend von Hypothesen Experimente zur Überprüfung der ökologischen Po-tenz nach dem Prinzip der Variablenkontrolle planen und vorgegebene Ergebnissedeuten (E2, E3,E4, E5, K4),

□ aus zeitlich-rhythmischen Änderungen des Lebensraums biologische Fragestellun-gen entwickeln und diese auf der Grundlage von Daten erklären (E1, E5),

□ Veränderungen von Populationen mithilfe von Simulationen auf der Grundlagedes Lotka-Volterra-Modells untersuchen (E6),

□ das Lotka-Volterra-Modell mit veröffentlichten Daten aus Freilandmessungenvergleichen und die Grenzen des Modells diskutieren (E6),

□ aus Untersuchungsdaten zu intra- und interspezifischen Beziehungen (u. a. Parasi-tismus, Symbiose, Konkurrenz) mögliche Folgen für die jeweiligen Arten ableitenund diese unter Verwendung angemessener Medien präsentieren (E5, K3, UF1),

42


□ mithilfe des Modells der ökologischen Nische die Koexistenz von Arten erklären(E6, UF1, UF2),

□ die Aussagekraft von biologischen Regeln (u. a. tiergeographische Regeln) erläu-tern und diese von naturwissenschaftlichen Gesetzen abgrenzen (E7, K4).


□ mithilfe einfacher Schemata das Grundprinzip der Energieumwandlung in denFotosystemen und den Mechanismus der ATP-Synthese erläutern (K3, UF1),

□ energetische und stoffliche Beziehungen verschiedener Organismen unter denAspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophieebene formal sprachlichund fachlich korrekt darstellen (K1, K3),

□ auf der Grundlage von Untersuchungsdaten die Wirkung von anthropogenenFaktoren auf ausgewählte globale Stoffkreisläufe präsentieren und erklären (K1,K3, UF1),

□ Beispiele für die biologische Invasion von Arten recherchieren und Folgen für dasÖkosystem ableiten (K2, K4).


□ Konflikte zwischen der Nutzung natürlicher Ressourcen und dem Naturschutzdiskutieren (B2, B3),

□ Handlungsoptionen für das eigene Konsumverhalten entwickeln und diese unterdem Aspekt der Nachhaltigkeit einschätzen (B2, B3).

Inhaltsfeld Evolution


Entwicklung der Evolutionstheorie

Grundlagen evolutiver Veränderung

Art und Artbildung

Evolution des Menschen

Evolution und Verhalten

Stammbäume

Primaten

Parasiten

43


BasiskonzeptSystem

Art, Population, Paarungssystem, Genpool, Gen, Allel,ncDNA, mtDNA, Biodiversität


Mutation, Rekombination, Selektion, Gendrift, Isolation, In-vestment, Homologie


Fitness, Divergenz, Konvergenz, Coevolution, Adaptive Ra-diation, Artbildung, Phylogenese


□ die Einordnung von Lebewesen mithilfe der Systematik und der binären Nomen-klatur beschreiben (UF1, UF4),

□ die synthetische Evolutionstheorie zusammenfassend darstellen (UF2, UF4),

□ den Einfluss der Evolutionsfaktoren (Mutation, Rekombination, Selektion,Gendrift)auf den Genpool einer Population erläutern (UF4, UF1),

□ den Vorgang der adaptiven Radiation unter dem Aspekt der Angepasstheit dar-stellen (UF2, UF4),

□ das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unterdem Aspekt der Weitergabe von Allelen erläutern (UF1, UF4),

□ molekulare Verfahren zur Analyse von phylogenetischen Verwandtschaften zwi-schen Lebewesen beschreiben und erläutern (UF1, UF2),

□ den modernen Menschen kriteriengeleitet den Primaten zuordnen (UF3),

□ Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen beschreiben (genetische Variabili-tät, Artenvielfalt, Vielfalt der Ökosysteme) (UF4, UF1, UF2, UF3).


□ anhand von Daten die evolutionäre Entwicklung von Sozialstrukturen (Paarungs-systeme, Habitatwahl) unter dem Aspekt der Fitnessmaximierung analysieren (E5,UF2, UF4, K4),

□ Erklärungsmodelle für die Evolution in ihrer historischen Entwicklung und diedamit verbundenen Veränderungen des Weltbildes darstellen (E7),

44


□ an Beispielen den aktuellen evolutionären Wandel von Organismen (u. a. mithilfevon Auszügen aus Gendatenbanken) belegen (E2, E5),

□ molekulargenetische Daten analysieren und sie mit Daten aus klassischen Datie-rungsmethoden im Hinblick auf die Verbreitung von Allelen und Verwandtschafts-beziehungen von Lebewesen deuten (E5, E6),

□ Daten zu anatomisch-morphologischen und molekularen Merkmalen von Or-ganismen zum Beleg konvergenter und divergenter Entwicklungen deuten (E5,UF3),

□ mithilfe des Hardy-Weinberg-Gesetzes die Allelfrequenzen in Populationen bestim-men und modellieren und Bedingungen für die Gültigkeit des Gesetzes angeben(E6),

□ Modellvorstellungen zu Artbildungsprozessen (u. a. allopatrische und sympatri-sche Artbildung) an Beispielen erklären (E6, UF1),

□ Hypothesen zu phylogenetischen Stammbäumen auf der Basis von Daten zu ana-tomisch-morphologischen undmolekularenHomologien entwickeln und erläutern(E3, E5, K1, K4),

□ Stammbäume anhand vonDaten zur Ermittlung von Verwandtschaftsbeziehungenvon Arten erstellen und analysieren (E3, E5).


□ Belege für die Evolution aus verschiedenen Bereichen der Biologie (u. a. Moleku-larbiologie) adressatengerecht darstellen (K1, K3),

□ mithilfe molekulargenetischer Modellvorstellungen zur Evolution der Genome diegenetische Vielfalt der Lebewesen erklären (K4, E6),

□ wissenschaftliche Befunde (u. a. Schlüsselmerkmale) und Hypothesen zur Human-evolution unter dem Aspekt ihrer Vorläufigkeit kritisch-konstruktiv diskutieren(K4, E7),

□ angemessene Medien zur Darstellung von Beispielen zur Coevolution auswählenund diese Beispiele präsentieren (K3, UF2).


□ die Synthetische Theorie der Evolution gegenüber nicht naturwissenschaftlichenPositionen zur Entstehung von Artenvielfalt abgrenzen und zu diesen begründetStellung nehmen (B2, K4),

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□ die Problematik des Rasse-Begriffs beim Menschen aus historischer und gesell-schaftlicher Sicht bewerten und zum Missbrauch dieses Begriffs aus fachlicherPerspektive Stellung nehmen (B1, B3, K4).

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3 Lernerfolgsüberprüfung und Leistungsbewertung

Erfolgreiches Lernen ist kumulativ. Entsprechend sind die Kompetenzerwartungen imKernlehrplan in der Regel in ansteigender Progression und Komplexität formuliert.Dies erfordert, dass Lernerfolgsüberprüfungen darauf ausgerichtet sein müssen, Studie-renden Gelegenheit zu geben, Kompetenzen, die sie in den vorangegangenen Jahrenerworben haben, wiederholt und in wechselnden Zusammenhängen unter Beweis zustellen. Für Lehrerinnen und Lehrer sind die Ergebnisse der begleitenden Diagnose undEvaluation des Lernprozesses sowie des Kompetenzerwerbs Anlass, die Zielsetzungenund die Methoden ihres Unterrichts zu überprüfen und ggf. zu modifizieren. Für die Stu-dierenden sollen ein den Lernprozess begleitendes Feedback sowie Rückmeldungen zuden erreichten Lernständen eine Hilfe für die Selbsteinschätzung sowie eine Ermutigungfür das weitere Lernen darstellen. Die Beurteilung von Leistungen soll demnach grund-sätzlich mit der Diagnose des erreichten Lernstandes und Hinweisen zum individuellenLernfortschritt verknüpft sein.

Die Leistungsbewertung ist so anzulegen, dass sie den in den Fachkonferenzen ge-mäß Schulgesetz beschlossenen Grundsätzen entspricht, dass die Kriterien für dieNotengebung den Studierenden transparent sind und die Korrekturen sowie die Kom-mentierungen den Lernenden auch Erkenntnisse über die individuelle Lernentwicklungermöglichen. Dazu gehören – neben der Etablierung eines angemessenen Umgangsmit eigenen Stärken, Entwicklungsnotwendigkeiten und Fehlern – insbesondere auchHinweise zu individuell erfolgversprechenden allgemeinen und fachmethodischen Lern-strategien.

Im Sinne der Orientierung an den zuvor formulierten Anforderungen sind grundsätz-lich alle in Kapitel 2 des Lehrplans ausgewiesene Kompetenzbereiche (Umgang mitFachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation, Bewertung) bei der Leistungsbe-wertung angemessen zu berücksichtigen. Überprüfungsformen schriftlicher, mündlicherund ggf. praktischer Art sollen deshalb darauf ausgerichtet sein, die Erreichung derdort aufgeführten Kompetenzerwartungen zu überprüfen. Ein isoliertes, lediglich aufReproduktion angelegtes Abfragen einzelner Daten und Sachverhalte allein kann dabeiden zuvor formulierten Ansprüchen an die Leistungsfeststellung nicht gerecht werden.

Die rechtlich verbindlichen Grundsätze der Leistungsbewertung sind im Schulgesetzsowie in der Ausbildungs- und Prüfungsordnung Weiterbildungskolleg (APO-WbK)

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Lernerfolgsüberprüfung und Leistungsbewertung

dargestellt. Demgemäß sind bei der Leistungsbewertung von Studierenden erbrach-te Leistungen in den Beurteilungsbereichen „Klausuren“ sowie „Sonstige Mitarbeit“entsprechend den in der APO-WbK angegebenen Gewichtungen zu berücksichtigen.Dabei bezieht sich die Leistungsbewertung insgesamt auf die im Zusammenhang mitdem Unterricht erworbenen Kompetenzen und nutzt unterschiedliche Formen derLernerfolgsüberprüfung.

Hinsichtlich der einzelnen Beurteilungsbereiche sind die folgenden Regelungen zubeachten.

Beurteilungsbereich „Schriftliche Arbeiten/Klausuren“

Für den Einsatz in Klausuren kommen imWesentlichen Überprüfungsformen – ggf. auchin Kombination – in Betracht, die im letzten Abschnitt dieses Kapitels aufgeführt sind.Die Studierenden müssen mit den Überprüfungsformen, die im Rahmen von Klausureneingesetzt werden, vertraut sein und rechtzeitig sowie hinreichend Gelegenheit zurAnwendung haben.

Über ihre unmittelbare Funktion als Instrument der Leistungsbewertung hinaus sollenKlausuren im Laufe der Einführungs- und Qualifikationsphase auch zunehmend auf dieinhaltlichen und formalen Anforderungen des schriftlichen Teils der Abiturprüfungenvorbereiten. Dazu gehört u. a. auch die Schaffung angemessener Transparenz im Zu-sammenhang mit einer kriteriengeleiteten Bewertung. Beispiele für Prüfungsaufgabenund Auswertungskriterien sowie Konstruktionsvorgaben und Operatorenübersichtenkönnen im Internet auf den Seiten des Schulministeriums abgerufen werden.

Da in Klausuren neben der Verdeutlichung des fachlichen Verständnisses auch dieDarstellung bedeutsam ist, muss diesem Sachverhalt bei der Leistungsbewertung hinrei-chend Rechnung getragen werden. Gehäufte Verstöße gegen die sprachliche Richtigkeitführen zu einer Absenkung der Note gemäß APO-WbK. Abzüge für Verstöße gegen diesprachliche Richtigkeit sollen nicht erfolgen, wenn diese bereits bei der Darstellungsleis-tung fachspezifisch berücksichtigt wurden.

In der Qualifikationsphase kann nach Wahl der oder des Studierenden eine schriftli-che Arbeit/Klausur durch eine Facharbeit ersetzt werden. Die Facharbeit dient dazu, dieStudierenden mit den Prinzipien und Formen selbstständigen, wissenschaftspropädeuti-schen Arbeitens vertraut zu machen. Die Facharbeit ist eine selbstständig zu verfassendeumfangreichere schriftliche Hausarbeit. Die schulischen Vorgaben zu Umfang und An-forderungsniveau der Facharbeit sind so zu gestalten, dass diese ihrer Wertigkeit imRahmen des Beurteilungsbereichs „Schriftliche Arbeiten/Klausuren“ gerecht wird. DieBeurteilung der erbrachten Leistung orientiert sich an den Kriterien zur Bewertung von

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Beurteilungsbereich „Sonstige Leistungen im Unterricht/Sonstige Mitarbeit“

Klausuren. Allgemeine Grundsätze der Leistungsbewertung von Facharbeiten regelt dieSchule.

Weitere Hinweise zur Facharbeit bzw. zur Projektdokumentation finden sich auf denInternetseiten des Ministeriums.

Beurteilungsbereich „Sonstige Leistungen im Unterricht/SonstigeMitarbeit“

Im Beurteilungsbereich „Sonstige Mitarbeit“ können – neben den nachfolgend aufge-führten Überprüfungsformen – vielfältige weitere zum Einsatz kommen, für die keinabschließender Katalog festgesetzt wird. Im Rahmen der Leistungsbewertung geltenauch für diese die oben ausgeführten allgemeinen Ansprüche der Lernerfolgsüberprü-fung und Leistungsbewertung. Im Verlauf der Einführungs- und Qualifikationsphase istauch in diesem Beurteilungsbereich sicherzustellen, dass Formen, die im Rahmen derAbiturprüfungen – insbesondere in den mündlichen Prüfungen – von Bedeutung sind,frühzeitig vorbereitet und angewendet werden.

Zu den Bestandteilen der „Sonstigen Mitarbeit“ zählen u. a. unterschiedliche Formender selbstständigen und kooperativen Aufgabenbearbeitung, Beiträge zum Unterricht,von der Lehrkraft abgerufene Leistungsnachweise wie z. B. die schriftliche Übung, vonder/dem Studierenden vorbereitete, in abgeschlossener Form eingebrachte Elementezur Unterrichtsarbeit, die z. B. in Form von Präsentationen, Protokollen, Referaten undPortfolios möglich werden. Studierende bekommen durch die Verwendung einer Viel-zahl von unterschiedlichen Überprüfungsformen vielfältige Möglichkeiten, ihre eigeneKompetenzentwicklung darzustellen und zu dokumentieren.

Der Bewertungsbereich „Sonstige Mitarbeit“ erfasst die im Unterrichtsgeschehendurch mündliche, schriftliche und ggf. praktische Beiträge sichtbare Kompetenzent-wicklung der Studierenden. Der Stand der Kompetenzentwicklung in der „SonstigenMitarbeit“ wird sowohl durch Beobachtung während des Semesters (Prozess der Kom-petenzentwicklung) als auch durch punktuelle Überprüfungen (Stand der Kompetenz-entwicklung) festgestellt.

Überprüfungsformen

Die Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans ermöglichen eine Vielzahl von Über-prüfungsformen. Im Verlauf der Einführungs- und Qualifikationsphase soll – auch mitBlick auf die individuelle Förderung – ein möglichst breites Spektrum der genannten

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Lernerfolgsüberprüfung und Leistungsbewertung

Formen in schriftlichen, mündlichen oder praktischen Kontexten zum Einsatz gebrachtwerden. Darüber hinaus können weitere Überprüfungsformen nach Entscheidung derLehrkraft eingesetzt werden. Wichtig für die Nutzung der Überprüfungsformen imRahmen der Leistungsbewertung ist es, dass sich die Studierenden zuvor im Rahmenvon Anwendungssituationen hinreichend mit diesen vertraut machen konnten.

Die folgende Auflistung der Überprüfungsformen ist nicht abschließend.

Darstellungsaufgabe

• strukturiertes Beschreiben/Darstellen/Erklären eines biologischen Phänomensbzw. Zusammenhangs, auch mithilfe von Modellen

• Übertragen von Informationen aus einer Darstellungsform in eine andere (z. B.Informationen aus einem Fließtext in ein Schema übersetzen, Diagramme be-schreiben)

• Verfassen von Fachtexten unter Berücksichtigung der Adressaten und des Anlasses(z. B. Leserbrief, Schulbuchtext, Flyer)

• zusammenfassende Darstellung eines komplexen Sachverhalts/Themengebiets(z. B. abstract, Lernplakat, concept map)

Bewertungsaufgabe

• Unterscheiden von Werten, Normen in Problemsituationen

• Argumentieren und Entscheiden in Zielkonflikten oder Dilemmasituationen

• Abwägen zwischen zwei oder mehreren biologischen bzw. technischen Problem-lösungsansätzen

• Bewerten von Handlungsoptionen aus verschiedenen Perspektiven

Beurteilungsaufgabe

• Beurteilen der fachlichen Richtigkeit von Aussagen

• Beurteilen der Zuverlässigkeit von Daten

• Beurteilen des ökologischen Zustandes eines Ökosystems

• biologisch fundierte Stellungnahme zu umstrittenen Sachverhalten oder Medien-beiträgen

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Überprüfungsformen

Reflexionsaufgabe

• kritisch-konstruktives sowie inhalts- und darstellungsbezogen fundiertes Feedback(Kommentar, Vorschläge, Fragen) zu schriftlichen und mündlichen Darstellungenund Präsentationen anderer sowie zu Arbeitsprozessen

• Einordnen wissenschaftsgeschichtlicher Entwicklungen im Hinblick auf wesentli-che, diese Prozesse beeinflussende Faktoren (z. B. technischer Fortschritt, kulturel-le, politische und ökonomische wie auch genderbedingte Aspekte etc.) im Sinneeines Verständnisses von Denk- und Arbeitsweisen der Naturwissenschaften

Optimierungsaufgabe

• Überarbeiten und Verbessern von Arbeitsprodukten (z. B. Modelle, argumentativeTexte, Versuchsaufbauten etc.) auf der Grundlage von Kritikpunkten

Beobachtungsaufgabe

• kriteriengeleitetes Beobachten naturwissenschaftlicher Phänomene auf der Grund-lage gezielter Fragestellungen

• kriteriengeleitetes inhalts- und darstellungsbezogenes Beobachten in biologischenKontexten (z. B. Filmsequenz, simuliertes Beratungsgespräch, Debatte, Podiums-diskussion, Präsentation) zur Vorbereitung eines inhalts- und darstellungsbezoge-nen Feedbacks

Rechercheaufgabe

• Erarbeiten von biologischen Zusammenhängen oder Gewinnen von Daten ausFachtexten und Darstellungen

Biologie - Schulentwicklung NRW · 2016. 2. 17. · Herausgegebenvom...

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