Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Biologie
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Heterogenität
Wie kann man der immer größer werdenden Heterogenität in den Schulen adäquat begegnen? Was verbirgt sich hinter dem Begriff Heterogenität und welche Bedeutung hat dieser für die Gestaltung von Unterricht? Kompetenzraster, gestufte Hilfen sowie Texte und Materialien in Leichter Sprache bieten Hilfestellungen. Werden in einem dual geplanten Unterricht außerdem emotionale und soziale Kompetenzen mit fachlichen Aspekten verbunden, wirkt das lernfördernd. In den Unterrichtsmodellen in diesem Heft werden verschiedene Praxisbeispiele vorgestellt. Die Unterrichtsmodelle in diesem Heft zeigen verschiedene Möglichkeiten der Gestaltung eines Unterrichts, der der wachsenden Heterogenität in den Schulen gerecht werden kann. Dabei werden nicht nur sonderpädagogische Förderbedarfe, sondern auch Heterogenitätsdimensionen wie das Geschlecht, ethnische und kulturelle Hintergründe, soziale Benachteiligung, Mehrsprachigkeit oder Hochbegabung berücksichtigt. Beim Experimentieren mit Kellerasseln kommen Kompetenzraster und das individuelle Arbeiten auf verschiedenen Niveaustufen zum Einsatz. Das Unterrichtsbeispiel zur Welternährung bietet Arbeitsmaterialien in „Leichter Sprache“. Der Praxisbeitrag zur „Hutmacherin“ zeigt auf, wie Lernende sich durch individuelle Hilfestellungen ein komplexes Thema wie den Citratzyklus erschließen können. Der Unterrichtsbeitrag zum Thema Krebs greift die Idee der dualen Unterrichtsplanung auf und verbindet biologisch-medizinische Aspekte mit dem Bereich der emotionalen Kompetenz. Auch der Einsatz des 3D-Drucks im Unterricht bietet vielfältige Potenziale.
Gesamtwerk
Aufgaben besser verstehen
Aufgaben, Aufgaben, immer wieder Aufgaben ... Schülerinnen und Schüler sind oft mit ellenlangen Aufgaben konfrontiert und stehen vor der Herausforderung, eine vollständige, strukturierte und präzise Antwort zu geben. Aufgabenstellungen genau zu beachten und zu wissen, was dabei wirklich gefragt ist, kann man lernen! Das Heft zeigt „typische“ Aufgabenstellungen aus verschiedenen Bereichen des Faches Biologie und führt vor Augen, wie man diese gezielt durchleuchten kann. Mithilfe angeleiteter Übungsaufgaben trainieren die Schülerinnen und Schüler, welche Antwortstruktur bei welchem Aufgabentyp erwartet wird und lernen, strukturierter und exakter zu antworten. So fällt es letztlich auch bei anderen Gelegenheiten leichter, die „Knackpunkte“ von Aufgaben wiederzuerkennen und sie immer erfolgreicher zu bearbeiten. Zum Inhalt: Wie man sein Fachwissen mit Basiskonzepten vernetzen kann – Kompetent Aufgaben mit Leitfragen bearbeiten; Wie man eine Kartoffel zum Schäume bringt – Kompetent Aufgaben zum Experimentieren lösen; Wie man zu einem begründeten Urteil kommt – Kompetent (bio-)ethische Fragestellungen bewerten.
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MINT Zirkel - Ausgabe 1, Januar 2021
Wer sich einmal gefragt hat, wie die Erforschung der Viren begann, ein Abschleppdienst im All aussehen könnte und wie man erfolgreich einen MINT-Cup in der Schule organisiert und umsetzt wird in der aktuellen Ausgabe fündig. Diese und weitere spannende Artikel erwarten euch. Zusätzlich dürft ihr euch auch über ein kleines KI-Rätsel und zwei Arbeitsblätter zur Ergänzung der Artikel „Verwendung digitaler Modelle im naturwissenschaftlichen Unterricht“ und „MINT-Cup organisieren und umsetzen“ freuen. Probiert es doch mal aus!
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Gesamtwerk
Allgemeine Virologie
Die Anzahl und Variabilität von Viren ist immens. Ihnen allen ist aber gemeinsam, dass sie zur Vermehrung auf eine lebende Zelle angewiesen sind. Viren haben deshalb effiziente Strategien entwickelt, die Zellhüllen zu überwinden und die Makromolekül-Synthese-Mechanismen im Zellinneren für die eigene Replikation zu beanspruchen. Gleichzeitig müssen sie die umfangreichen Abwehrmechanismen des Wirts so beeinflussen, dass der Replikationszyklus mit der Freisetzung von Virusnachkommen abgeschlossen werden kann. Die neusynthetisierten Viren können sich weiter im Wirt verbreiten und auf neue Wirte oder ganze Populationen übergreifen. Die Allgemeine Virologie erläutert die verschiedenen Schritte im Replikationszyklus der Viren und zeigt die vielfältigen Interaktionen zwischen Virus und Wirt auf. Zudem werden Strategien für die Kontrolle von Virusinfektionen sowie für den Einsatz von Viren in der Molekularen Medizin diskutiert. Doppelseitige farbige Darstellungen von wichtigen Viren im Appendix (u. a. Corona-, Herpes-, Pox-, Rhabdo- und Retro-Virus).
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Theologie und Naturwissenschaft
Endlich liegt eine umfassende Darlegung des Verhältnisses von Theologie und Naturwissenschaft vor. Matthias Haudel erörtert die geschichtlichen Entwicklungen, die aktuelle Situation und die zukünftigen Herausforderungen. Zudem entfaltet er das theologische Schöpfungsverständnis vor dem Hintergrund der aktuellen Naturwissenschaften – und zwar sowohl hinsichtlich des Kosmos als auch im Blick auf den Menschen (u.a. Evolution, Neurowissenschaften). Verständlich beleuchtet Haudel die theologischen, philosophischen und naturwissenschaftlichen Grundlagen und ihre Zusammenhänge sowie die ethischen Herausforderungen. Ferner präsentiert er bedeutende Dialogkonzeptionen und einseitige reduktionistische Entwürfe. So tritt die Überwindung gegenseitiger Vorurteile und die Bedeutung des Dialogs für das Wirklichkeitsverständnis hervor. Das betrifft die Relevanz des Glaubens für die gesamte Wirklichkeit ebenso wie die ganzheitliche Einbindung und Sinndeutung naturwissenschaftlicher Einsichten. Entsprechend erschließen sich Antworten auf die existenzielle Suche nach sinnvoller Ganzheit aller lebensweltlichen Zusammenhänge. Ergänzend ist auch Haudels „Gotteslehre“ zu empfehlen.
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Botanische Bestimmungsübungen
Bestimmen leicht gemacht! Das Buch führt in das Arbeiten mit Bestimmungsschlüsseln in Floren ein und macht so das problemlose Bestimmen mitteleuropäischer Gefäßpflanzen bis hin zur Art leicht erlernbar. In der 4. Auflage der „Botanischen Bestimmungsübungen“ wurden bei der Familiengliederung kleinere Anpassungen vorgenommen, in der Praxis missverständliche Formulierungen geändert und komplizierte Fachbegriffe verständlich erklärt. Die Theorie der Erstellung und Benutzung von Bestimmungsschlüsseln hilft nicht nur, Fehler zu vermeiden, sondern unterstützt auch die Auswahl des Bedarfs eigener Bestimmungsliteratur. Die Anleitung zur Anlage eines Herbariums führt in die wissenschaftliche Dokumentation von Biodiversität ein. Die wichtigsten europäischen Pflanzenfamilien werden steckbriefartig mit Blütendiagramm und Hinweisen auf Gift-, Nutz- und Zierpflanzen dargestellt. Damit ist die erfolgreiche Nutzung entsprechender europäischer Titel problemlos möglich.
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Mysterys im Fach Naturwissenschaft
Vernetztes Denken in den naturwissenschaftlichen Fächern. Rätsel sind spannend und machen einfach Spaß. Die Unterrichtsmethode der Mysterys macht sich dies zunutze: Sie ermöglicht es Schüler*innen, sich motiviert und aktiv mit einem Thema auseinandersetzen. Der neue Band fokussiert auf den übergreifenden naturwissenschaftlichen Unterricht in der Sekundarstufe I. Die Mysterys setzen Fakten zu einem Themenbereich in Beziehung zueinander und erfordern vernetzte Denkprozesse. So können die Schülerinnen und Schüler lösungsorientiertes, naturwissenschaftliches Denken entwickeln. Die spannenden Rätsel greifen Kerninhalte des naturwissenschaftlichen Unterrichts auf und bieten ein abwechslungsreiches Herangehen an die Themen: Allergien und Medikamente, Boden, Düngemittel, Elektroautos, Eutrophierung, Haut, Pandemie, Recycling, und Kleidung. Bei allen Themen wird der Aspekt der Nachhaltigkeit berücksichtigt. Mysterys im Fach Naturwissenschaft enthält 9 Mysterys für die Jahrgangsstufen 5–10 mit jeweils 24 Grund- und 8 Erweiterungskarten pro Mystery sowie einer Arbeitsanleitung für die Lernenden. Texte zu „Naturwissenschaften als Fach“ sowie „Mystery als Unterrichtsmethode“ bieten Lehrkräften eine fundierte Einführung, und Hintergrundinformationen unterstützen bei der Planung des Unterrichts. Der Band richtet sich an Lehramtsstudierende, Referendarinnen und Referendare sowie an Lehrkräfte, insbesondere des Wahlpflichtfachs Naturwissenschaft, die ihren Unterricht mit einer ungewöhnlichen Methode bereichern und dabei naturwissenschaftliche Themen motivierend für ihre Schülerinnen und Schüler bearbeiten möchten.
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Enzyme Spezifität
Mithilfe von Enzymen können bestimmte Substrate in Produkte umgewandelt werden. Aber wie können Enzyme ihre Substrate erkennen und wo kommen Enzyme im Alltag vor? Falls du das Thema noch schneller verstehen willst, haben wir ein Video für dich vorbereitet!
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UV-Strahlung und DNA-Reparatur
Was passiert auf der Ebene der DNA, wenn wir uns dem UV-Licht am Strand aussetzen? Wie schützt der Körper sich durch eigene DNA-Reparaturmechanismen vor möglicherweise folgenschweren Mutationen? Die Einheit widmet sich zunächst dem Basiswissen zum Thema um dann schließlich auf die molekulare Struktur der DNA hinein zu „zoomen“. Das alltagsnahe Thema und das problemorientierte Arbeiten garantieren eine hohe Schülermotivation.
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SARS-CoV-2
Corona. Ein Wort, dass uns seit Beginn 2020 tagtäglich begegnet. Die Corona-Pandemie ist derzeit das alles überschattende Thema für die gesamte Gesellschaft. Schülerinnen und Schüler erleben, wie wissenschaftliche Forschung abläuft, werden allerdings auch permanent damit konfrontiert, dass wissenschaftliche Erkenntnisse aus ganz unterschiedlichen Beweggründen in Frage gestellt werden. Mithilfe dieser Unterrichtsreihe werden die Lernenden kompetent darin gemacht, omnipräsente Aspekte wie Virengenetik, das Corona-Testverfahren oder mögliche Therapieansätze zu verstehen und dadurch besser am Diskurs über die Thematik teilnehmen zu können.
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Impfstoffvarianten
Um eine Immunität gegen Viren aufzubauen, gibt es verschiedene Impfstoffvarianten: Totimpfstoffe, Vektorimpfstoffe und mRNA Impfstoffe.
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Wasser als abiotischer Faktor bei Pflanzen
Pflanzen schaffen durch ihre Biomasse die Grundlage fast aller Ökosysteme. Angepasst an die jeweiligen Gegebenheiten absorbieren sie Energie aus Sonnenlicht, begrenzt durch das Angebot an Wasser. Der gesamte Organismus und Lebenszyklus der Pflanze unterliegt dem Optimierungsproblem zwischen Verhungern oder Verdursten, ein schmaler Grat, den die Pflanzen durch unterschiedliche Anpassungen ihrer Organe meistern. Diese Unterrichtseinheit richtet einen anwendungsbezogenen Blick auf diese Pflanzenteile mit einem hohen Anteil an Schülerexperimenten zur Mikroskopie einfacher und leicht zu beschaffender Präparate. Das ausgewählte Material gibt einen Überlick über die verschiedenen Anpassungen und macht das besagte Optimierungsproblem für die Lernenden begreifbar.
Gesamtwerk
Resistenz gegen HIV durch CRISPR/Cas?
Die Infektionskrankheit Aids, verursacht durch das HI-Virus, ist seit den 1980er-Jahren für Menschen zur ständigen Bedrohung geworden. Obschon die Schutzmaßnahmen bekannt sind, ist bei den Neuinfektionen kein Abwärtstrend erkennbar. Bisherige Therapien können nur eine Abmilderung der Symptome und das Ausbrechen von Aids verhindern. Hoffnung auf Heilung erzeugt nun erstmalig die CRISPR/Cas9-Technik. Die Schülerinnen und Schüler entdecken, was es bedeuten kann, sich mit HIV zu infizieren, und welche Möglichkeiten die Genschere CRISPR/Cas9 eröffnen könnte. Die Thematik wird am Beispiel des realen Falles des „Berliner Patienten“, der weltweit als erster HIV-Infizierter durch medizinische Eingriffe tatsächlich geheilt werden konnte, dargestellt. Am authentischen Kontext wird auch die ethische Brisanz einer gentechnischen Modifizierung des menschlichen Erbgutes beleuchtet und die Urteilsbildung gefördert.
Gesamtwerk
Antiviraler Wirkstoff, Ursprung und Evolution der Grippe-Viren
Im Schatten des Ersten Weltkrieges forderte 1918 die Spanische Grippe, ausgelöst durch das Influenza-Virus (H1N1), in Europa innerhalb von nur drei Jahren mehr Todesopfer als beide Weltkriege zusammen. Die Grippe-Viren infizierten in einer Pandemie 500 Millionen Menschen und brachten über 50 Millionen Menschen den Tod. Viren sind keine Lebewesen und für grundlegende Lebensfunktionen, wie Stoffwechsel und Replikation, auf lebende Wirtszellen angewiesen. In dieser Klausuraufgabe zeigen Ihre Schüler ihre molekularbiologischen Kompetenzen zum Replikationszyklus von Influenza-Viren. Diagramme zur antiviralen Medikamentenforschung sowie zum Ursprung und zur Evolution von Influenza-Viren werden ausgewertet. Die Schüler begründen auf der Basis von Fachwissen die Schwierigkeit, einen wirksamen Impfstoff für die nächste Grippewelle zu planen.
Gesamtwerk
Naturschutzbiologie
Naturschutzbiologie ist eine relativ junge wissenschaftliche Disziplin, deren Ziel die Erarbeitung der Grundlagen für die Erhaltung und Förderung der biologischen Vielfalt (Biodiversität) und der Ökosystemleistungen ist. Dieses Lehrbuch behandelt die wichtigsten Aspekte der Naturschutzbiologie, stellt neue Ergebnisse der Forschung vor und zeigt deren Anwendungsmöglichkeiten für den praktischen Naturschutz auf. «Naturschutzbiologie» richtet sich an Bachelor- und Masterstudierende der Biologie, der Landschaftsplanung, Forstwissenschaften und (Bio-)Geografie. Das Lehrbuch dient auch der Weiterbildung von in den Bereichen «Naturschutz» und «Landschaftsplanung» tätigen Personen und bietet aktiven Naturschützern einen guten Überblick.
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