Modelle im Bio-Unterricht

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Modelle im Bio-Unterricht von Mind Map: Modelle im Bio-Unterricht

1. Modellkritik

1.1. Zweck: relevante Modelleigenschaften erkennen

1.2. wichtigstes Mittel: Vergleich Original und Modell

1.3. worin entspricht es Original?

1.4. was ist nicht angemessen abgebildet?

1.5. was ist überflüssig?

2. Definition Modell: Vereinfachte Repräsentation eines Originals, die nicht alle Eigenschaften des Originals aufweist, sondern die vom Modellierer ausgewählten Betrachtungsschwerpunkte (ziel- und adressatenorientiert)

3. Unterschied Modell/ Original: mindestens einer

3.1. Material

3.2. Dimension (= Größe)

3.3. Abstraktion (Wesentliches hervorgehoben, Unwichtiges wegggelassen

4. Arten von Modellen

4.1. Ideelle Modelle/Denkmodelle: Entweder in Vorstellung konzipiert (Hypothesen) oder "materialisiert" (Schemata (Regelkreis...), Gegenstände wie DNA-Modelle

4.1.1. Symbolische Modelle

4.1.1.1. chemische Formeln

4.1.1.2. chemische Gleichungen

4.1.2. Modellvorstellungen. Beispiele:

4.1.2.1. DNA-Aufbau-Modell

4.1.2.2. Ablauf tierischen Verhaltens (Eirollbewegung, ...)

4.1.3. Elektrische Modelle

4.1.3.1. (Schaltkreise für Nervensysteme)

4.1.4. Kybernetische Modelle

4.1.4.1. Regelkreise

4.1.5. Mathematische Modelle

4.1.5.1. Simulation von Zahlenverhältnissen

4.1.5.1.1. Räuber-Beute-Simulation

4.1.5.1.2. Evolution

4.1.6. Black-Box-Modelle

4.1.6.1. Veranschaulichen, was in System rein- und rausgeht. Vorgänge im Inneren zunächst nicht erklärt. Bsp. Fotosynthese in der 7. Klasse

4.1.6.1.1. Vorteil: Komplexes stark reduziert darstellen ohne Fehlvorstellungen zu vermitteln

4.2. Materielle Modelle (= Ableitungen von Denkmodellen)

4.2.1. können jeweils bildliche oder körperliche Objekte sein

4.2.1.1. Funktionsmodelle (dynamische Prozesse; verdeutlichen das Prinzip von Vorgängen); 2- oder 3-dimensional

4.2.1.1.1. Beispiele

4.2.1.2. Strukturmodelle (statische Strukturen;Veranschaulichen morphologische Merkmale)

4.2.1.2.1. Beispiele

4.2.1.3. Struktur-Funktionsmodelle: Veranschaulichen Abh. zwischen Struktur und Funktion

4.2.1.3.1. Beispiele

4.3. andere Einteilung:

4.3.1. Homologe ~

4.3.1.1. naturgetreue Darstellung Original, etwa wie Strukturmodell

4.3.2. Analoge ~

4.3.2.1. funktionale Ähnlichkeit, z.B. Kamera - Auge

5. Eigenschaften von Modellen

5.1. Vereinfachung

5.2. Fokussierung auf im Kontext relevante Eigenschaften

5.3. Erschließen Bereiche, die der unmittelbaren Erfahrung nicht zugänglich sind

5.3.1. SuS können eigenes Gedankenmodell entwickeln

5.3.1.1. Gegenständliche ~fördern Begreifen zusätzlich

6. Einschränkungen im Umgang

6.1. SuS halten ~ oft für naturgetreue Kopien des Originals

6.2. Modelle können Realobjekte nicht ersetzen, da Komplexität nur an Realobjekt vollständig

6.3. Komplexität muss auf jeweilige SuS abgestimmt sein.

6.4. Vereinfachung heißt: Aussagekraft beschränkt!

6.4.1. Auch sprachlich deutlich machen

6.4.1.1. nicht: Modell zeigt Ablauf e-Transportkette, sondern Vorstellung von Ablauf

7. Arbeiten mit Modellen (Ablauf)

7.1. 1. Ausgangspunkt: das Original

7.2. 2. Vergleich/Zuordnung Original-Modell

7.3. 3. Gewinnen von Erkenntnissen und Einsichten am Modell

7.4. 4. Übertragen der Erkenntnisse/Einsichten auf das Original

8. Funktion von Modellen

8.1. dienen Gewinnung und Vermittlung von Erkenntnissen

8.2. Unterrichtsmedium -> Vermittlung von Fachwissen

8.3. Bringt Abwechslung -> Erhöht Motivation

8.4. Anschaulichkeit

8.4.1. Verdeutlichung von

8.4.1.1. Strukturen

8.4.1.2. Prozessen

8.4.1.3. theoretischen Konstrukten

8.5. Denkhilfe/Denkökonomie

8.5.1. erleichtert

8.5.1.1. Zugang zu Sachverhalten

8.5.1.2. Problemlösungen

8.6. Heuristik (selbst erarbeitete Problemlösungsverfahren)

8.6.1. durch hypothetischen Charakter -> Problemlösung ermöglicht

8.7. lassen in definierten Bereichen Vorhersagen über Original zu

8.8. Vereinfachung

8.8.1. Informationsfülle wird verringert

8.8.1.1. relevante Info leichter zu erfassen

8.9. Vergleich mit Original lenkt Blick auf das Wesentliche

9. Modellbildung

9.1. Unterstützt Erkenntnisgewinnung, z.B.

9.1.1. Entdeckung von Funktionsprinzipien

9.1.2. Allgemeingültiger Blütenbauplan einer Pflanzenfamilie

9.2. fördert sachgerechte Vorstellungsentwicklung

9.2.1. bes. Entwicklung von Modellen + Verbalisierung

9.3. konstruktivistische Herangehensweise

9.3.1. Ausgangspunkt:Vorstellungen der SuS

9.3.2. Experimentieren/Erkunden

9.3.3. Entwicklung eines auf bestimmte Eigenschaften fokussierten Modells

9.4. Vorgehensweise

9.4.1. 1. Modellierer entwickelt basierend auf Theorie über Original ein Gedankenmodell

9.4.2. 2. Falls dieses tauglich: Umsetzung in Anschauungsmodell

9.4.3. 3. Prüfung des Anschauungsmodells.

9.4.3.1. ggf. Modifikation

9.4.3.2. ggf. Verwerfen, dann wieder 2

10. Modellkompetenz

10.1. Schritte

10.1.1. 1. Benutzen verschiedener Modelle

10.1.2. 2. Entwicklung eigener Modelle

10.2. a) Reflektieren über ~

10.2.1. Eigenschaften

10.2.2. Theoriegehalt

10.2.3. Zweckgebundenheit

10.3. b) Umgang mit ~

10.3.1. Anwendung der Kenntnisse aus a)

10.3.2. überlegte Auswahl

10.3.3. Anwendung

10.3.4. Bewertung von ~

10.4. Upmeier zu Beizen/ Krüger

10.4.1. Definition:

10.4.1.1. Mit Modellen zweckbezogene Erkenntnisse gewinnen können

10.4.1.2. Über Modelle zweckbezogen urteilen können

10.4.1.3. über Prozess der Erkenntnisgewinnung durch Modelle / Modellierung in NW reflektieren können

10.4.1.4. Bereitschaft, diese Fähigkeiten einzusetzen

10.4.2. Schwerpunkte:

10.4.2.1. 1. Beziehung Modell/Original

10.4.2.2. 2. Rolle Modellierer

10.4.2.3. 3. Entwicklungscharakter von Modellen

10.4.2.4. 4. Fkt. von Modellen im nw Forschungsprozess

10.5. Meisert/van Dijk

10.5.1. Modellwissen

10.5.1.1. verschiedene Modelle kennen und benutzen können

10.5.1.2. Modelle auf Zweck hinterfragen

10.5.1.3. Bezug zwischen Merkmalen Original/Modell

10.5.1.3.1. Wie? Zuordnungaufträge oder Vergleich

10.5.1.4. Modellkritik:

10.5.1.4.1. Gemeinsamkeiten und Unterschiede

10.5.1.4.2. Begrenztheit des Modells bezogen auf jew. Modellzweck

10.5.2. Modellarbeit

10.5.2.1. Modellbildung selber können

10.5.2.1.1. 1. Phänomen untersuchen-> Hypothesenbildung

10.5.2.1.2. 2. vorläufiges Modell

10.5.2.1.3. 3. Modell überprüfen

10.5.2.1.4. 4. Auf Grundlage von 3.: Überarbeitung des Modells

10.5.2.2. Hilfe für SuS: Vorstrukturieren

10.5.2.2.1. Zweck

10.5.2.2.2. Grad der Vorstrukturierung. Pole:

10.5.3. Modellverständnis

10.5.3.1. Wissen über Modelle allgemein, als Werkzeug nw Erkenntnisgewinnung

10.5.3.1.1. Strategie zur Entwicklung der Kompetenz

10.6. Modellkompetenz entwickeln

10.6.1. Fokussieren

10.6.1.1. -> Kompetenz gezielt schulen, nicht "nebenbei"

10.6.2. (Nach-)Denken

10.6.2.1. -> SuS sind sich eigener Vorstellungen bewusst

10.6.2.1.1. Methoden, die Sprechen darüber fördern, sinnvoll

10.6.3. Vernetzen

10.6.3.1. Teildimensionen nur kumulativ zu entwickeln

10.6.3.2. Inhaltliche Transparenz (wir reden jetzt über Modellkompetenz) herstellen.

10.6.4. Üben