Lernaktivität LA01
Regenwürmer sind Schwerstarbeiter!
Stufe
Zyklus 2b, Zyklus 3, Sek 2
Anleitung für Lehrpersonen
Regenwürmer sind Schwerstarbeiter!
Regenwürmer erlauben SuS interessante Beobachtungen (Bigstock)
Ziele und Inhalt der Lernaktivität
Die SuS erfahren über diese Lernaktivität, dass es drei ökologische
Regenwurmgruppen gibt, die unterschiedlich aktiv sind und im Boden unterschiedliche
Funktionen einnehmen (wird auch „funktionelle Biodiversität“ genannt). Anhand der
eigenen Beobachtungen können die SuS Aussagen machen zum Einfluss, die
tiefgrabende, flachgrabende und streubewohnende Regenwürmer auf die
Bodenfruchtbarkeit haben. Es werden Bezüge zum Klimawandel gemacht. Das einfache
Experiment in den selbstgebauten PET-Flaschenterrarien lässt sich mit zusätzlichen
Fragestellungen (Wasserdurchfluss, Wasserspeicherung) gut ausbauen.
Didaktische Bezüge
Stufendifferenzierte Anleitung für:
Zyklus 2b gut geeignet
Zyklus 3 gut geeignet
Sek 2 für 1. Klasse gut geeignet
Zeitbedarf:
4-6 Lektionen
Ort:
Klassenzimmer
Labor
Schulhausumgebung
Feld
Bezüge zum Lehrplan 21:
In der allgemeinen Beschreibung des Kompetenzbezugs ist die Zuordnung der
Lernaktivitäten und ihr spezieller Kompetenzbezug zum Lehrplan 21 in tabellarischer
Form ersichtlich (vgl. Kompetenzbezug LP21). Nachfolgend werden nur die wichtigsten
Bezüge zum Bereich NMG bzw. NT genannt.
Bezug zu Kompetenzbereichen und Kompetenzen für Zyklus 2b:
NMG 2: Tiere, Pflanzen und Lebensräume erkunden und erhalten
NMG 2.1: SuS können Tiere und Pflanzen in ihren Lebensräumen erkunden und
das Zusammenwirken dokumentieren => 2.1.2.c,d
NMG 2.3: SuS können die Bedeutung von Sonne, Luft, Wasser, Boden und Steinen
für Lebewesen erkennen => 2.3.2d
NMG 2.4: SuS können Artenvielfalt erkennen und kategorisieren => 2.4.2c,d,e,f
NMG 8: Menschen nutzen Räume - sich orientieren und mitgestalten
NMG 8.1: SuSkönnen räumliche Merkmale, Strukturen und Situationen
wahrnehmen, beschreiben und einordnen => 8.1.2d
Bezug zu Kompetenzbereichen für Zyklus 3:
NT 1: Wesen und Bedeutung von Naturwissenschaften und Technik verstehen
NT 1.1: SuS können Wege zur Gewinnung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse
beschreiben und deren kulturelle Bedeutung reflektieren => 1.1.3a,d
NT 9: Ökosysteme erkunden
NT 9.2: SuS können Wechselwirkungen innerhalb und zwischen terrestrischen
Ökosystemen erkennen und charakterisieren => 9.2.3d
NT 9.3: SuS können Einflüsse des Menschen auf regionale Ökosysteme erkennen
und einschätzen => 9.3.3b
Rahmenlehrplan Maturitätsschulen:
Richtziele und Basiskonzepte für Sek 2:
Entdecken, Beobachten und Dokumentation von Prozessen
Arbeitshypothesen entwickeln
Sinnvolle Experimente mit lebenden Organismen planen und durchführen,
protokollieren, sprachlich und grafische darstellen, Aussagen kritisch prüfen und
werten, sich ein Urteil bilden und Methodenkritik üben
Basiskonzept Variabilität und Angepasstheit: Lebewesen sind bzgl. Bau und
Funktion an ihre Umwelt angepasst. Angepasstheit wird durch Variabilität ermöglicht.
Basiskonzept Stoff- und Energieumwandlung. Lebewesen sind offene Systeme.
Bezug zum Systemdenken:
Grundlage: Systemdenken fördern (Schulverlag plus)
Konzepte und Werkzeuge: Systemelemente, System, Wirkungskette, Kreislauf,
Vernetzungskreis
Haltungen: Zusammenhänge beachten, Wirkungsdauer berücksichtigen,
Veränderungen verfolgen
Unterrichtsablauf und Forschungsschritte
Problem- und Fragestellung
Regenwürmer werden nach drei ökologischen Gruppen unterschieden: Streubewohner,
Flachgraber und Tiefgraber. Die drei Gruppen unterscheiden sich in ihren Funktionen
(Wirkungen auf den Boden), in ihrem Aufenthaltsort im Boden und in ihrer Grösse und
Färbung. Regenwurm ist also nicht gleich Regenwurm.
Werden die Regenwürmer nach Gruppen (morphologischen Merkmalen) getrennt in
selbstgebauten PET-Flaschenterrarien gehalten, kann deren Wirkung auf die identisch
eingeschichteten Bodensubstrate nach spätestens 14 Tagen beobachtet und
protokolliert werden.
Hinweise zu Forschung und Dokumentation
Pro PET-Flaschenterrarium sollten nicht mehr als 3-5 Individuen einer
Regenwurmgruppe in die Erde geben werden.
Die fertiggestellten PET-Flaschenterrarien sollten sichtbar beschriftet an einem
kühlen und dunklen Ort aufbewahrt werden. Niemals an die Sonne oder Wärme
stellen, sonst gehen die Regenwürmer ein.
Die SuS können ihre Beobachtungen auf dem Forschungsblatt und allenfalls
ergänzend in einem persönlichen Forschungsheft protokollieren. Um die typische
Forschungsmethodik einzuüben, sollen sie vor Beginn der Beobachtungen Fragen
und Hypothesen formulieren (z.B. „die Gruppen werden sich anders verhalten“) und
diese Fragestellungen auch schriftlich festhalten. Typisch für den
Forschungsprozess ist, dass die Resultate am Schluss präsentiert, diskutiert und
verglichen werden – auch mit Angaben in Factsheets oder in Fachbüchern. Es ist
wünschenswert, die Bezüge zum Klimawandel oder auch zur Biodiversität in diesem
letzten Teil zu diskutieren.
Hinweise zum Material
Die SuS bringen möglichst stabile 1.5-2 Liter PET-Flaschenmit. Zu dünnwandige
PET-Flaschen sind ungeeignet. Pro Terrarium braucht es 2 ganze PET-Flaschen, 1
Flasche mit weggeschnittenem Boden für das Terrarium, eine Flasche zum Stützen
der Flasche und zum Auffangen des Wassers bei den zusätzlichen Versuchen.
Kies / Splitt und Sand sind meist beim Werkhof der Gemeinde aufzutreiben. Wenn
die SuS keine Möglichkeit haben, selbst Substrate mitzubringen, kann Gartenerde,
Splitt und Sand in einem Gartencenter gekauft werden. Kies wird zuunterst in die
Flaschen eingefüllt, um bei allfälligen Durchsickerversuchen mit Wasser eine
Verstopfung des Ausflusses zu vermeiden.
Verschiedene Erdsubstrate lassen sich auch auf einem Bauernbetrieb finden. Wird
die Lernaktivität auf einem Bauernbetrieb umgesetzt, erspart man sich den Schmutz
im Klassenzimmer / Labor.
Um die unterschiedliche Wirkung der 3 Regenwurmgruppen gut vergleichen zu
können, ist es wichtig, dass das Einschichten der Substrate möglichst identisch
erfolgt.
Um möglichst effizient Regenwürmer der 3 ökologischen Gruppen zu sammeln,
können die SuS mit Spaten mehrere etwa 20cm x 20cm und 25cm tiefen
Bodenkuben in einer Wiese entnehmen. Als Streubewohner eignen sich auch
Kompostwürmer, die auf jedem nicht zu reifen Kompost zu finden sind. Wichtig: nur
unverletzte und möglichst nur erwachsene Tiere (mit Gürtel/Clitellum) verwenden.
Werden die Versuche über längere Zeit beobachtet, müssen die Regenwürmer mit
Schnittgut (Rasen, Gras) gefüttert werden und der Boden muss feucht gehalten
werden.
Hinweise zur Datenerhebung
Erste Beobachtungen lohnen sich erst nach einer Woche. Vorher sind kaum
Unterschiede zu beobachten.
Ideal ist, wenn Beobachtungen nach 7, 14 und 21 Tagen (oder ach länger) erfolgen.
Die Beobachtungen können auch mit Fotos ergänzt werden.
Hinweise zur Datenauswertung
Wenn die Zuordnung der Regenwürmer in die 3 ökologischen Gruppen (mit den
Körpermerkmalen Farbe, Grösse und Fundort) bei Versuchsbeginn richtig war, sollten
eindeutige Resultate zu sehen sein:
Die Streubewohner werden sich nur in der obersten Schicht bewegen und aufhalten
und das Grasschnittgut abbauen.
Die Flachgraber werden sich in den oberen Schichten aufhalten und dem
Grasschnittgut kaum Beachtung schenken.
Die Tiefgraber werden sichtbare, vertikale Gänge graben und Material der oberen
Schichten in die unteren Schichten verfrachten. Zudem werden sie Grashalme
(Schnittgut) in die Wohnröhren einziehen.
Ergänzende Hinweise für den Unterricht
Zyklus 2b:
Bodenreise – Bodenlift: Interaktives Lernangebot für die Mittelstufe
Regenwurm-Werkstatt mit vielen allgemeinen Infos zum Regerwurm und
Experimenten
Experiment zum Wasserdurchfluss und -rückhaltung im Boden "Durchsickern lassen"
Zyklus 3 und Sek 2:
Regenwurmwerkstatt für 9. und 10. Klasse
Grundwissen zu Wirbellosen
Versuche zu den Sinnesorganen des Regenwurms
Viel Wissenswertes zu Bodenfruchtbarkeit und Landwirtschaft
Experiment zum Wasserdurchfluss und -rückhaltung im Boden "Durchsickern lassen"
Andere Angebote
Englisches Citizen Science Angebot zum Regenwurm
In die PET-Flaschenterrarien mit
identisch eingeschichteten Substraten
werden je 3-5 Individuen jeweils einer
Regenwurmgruppe eingesetzt. Für
jedes Terrarium braucht es 2 PETFlaschen.
Beschriftung der drei PETFlaschenterrarien
Didaktischer Kommentar
Fachhintergrund – Einbettung
Im Boden verborgen vollbringt eine Vielzahl von Organismen für uns Menschen wichtige
Dienste. Dazu gehören z.B. Bakterien, Einzeller, Pilze, Algen, Krebstiere, Spinnentiere,
Tausendfüsser und zahlreiche Insektenordnungen. Die Regenwürmer stehen oft für
fruchtbare Böden und sind für Untersuchungen mit SuS im Klassenzimmer und im Feld
gut geeignet. Dass Regenwürmer unterschiedliche Funktionen im Boden haben, ist oft
nicht bekannt. Regenwürmer und ihre ökologische Funktion können auch im Kontext
des Klimawandels und der Biodiversität diskutiert werden.
Kommentar zu den Arbeitsaufträgen
Die SuS können die PET-Flaschenterrarien nach 2 Wochen zu Demozwecken anderen
Klassen oder den Eltern zeigen. Falls weitere Aktivitäten zu Regenwürmern im Feld
geplant sind, können die SuS ihre Terrarien auch zu Gesprächen mit Bäuerinnen,
Bauern und Jungforschenden mitbringen.