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Übersicht Oberstufe
Wahlpflichtgegenstand Biologie und Umweltkunde
Biologie und Umweltkunde am Realgymnasium mit ergänzendem Unterricht in Biologie und
Umweltkunde, Physik sowie Chemie und am Oberstufenrealgymnasium mit ergänzendem Unterricht in Biologie und Umweltkunde, Physik sowie Chemie
Biologie und Umweltkunde am Realgymnasium mit Darstellender Geometrie, am Wirtschaftskundlichen Realgymnasium und am Oberstufenrealgymnasium mit Darstellender Geometrie
Allgemeiner Teil des Lehrplans
Bildungs- und Lehraufgabe: Der Unterricht in Biologie und Umweltkunde soll zum Erreichen der folgenden Bildungsziele beitragen, die sowohl fachspezifische als auch fächerübergreifende Aspekte enthalten: Die Schüler sollen hingeführt werden - zur Kenntnis der abiotischen Grundlagen des Lebens - zu einem Einblick in den heutigen Wissensstand der Biologie und Umweltkunde und deren Anwendungsbereiche wie Landwirtschaft, Bergbau, Medizin, Psychologie, Sozialwissenschaften, Biotechnik ua. - zu einer entwicklungsgeschichtlichen-systematischen Überschau über die unbelebte und belebte Natur - zum Wissen um gesetzliche Regelungen, die die Bereiche der Biologie und Umweltkunde betreffen. Sie sollen die Fähigkeit erwerben - zu logischem und kritischem Denken anhand biologisch-umweltfreundlicher Sachverhalte - zu exakter Beobachtung, - zu klarer Begriffsbildung, sinnvoller Fragestellung, sachlicher Argumentation sowie auch zur Anwendung allgemeiner Aussagen auf konkrete Fragestellungen - zum Erkennen von Manipulationen - zum Interpretieren von Informationen sowie zum Auswählen und sachgerechten Nutzen von Informationsquellen - zum Verstehen der wesentlichen Fachausdrücke der Biologie und Umweltkunde und zum exakten Ausdruck - zur einfachen, klaren Darstellung biologisch-umweltkundlicher Sachverhalte - zum Erfassen biologisch-umweltkundlicher Sachverhalte und Probleme in ihrer Komplexität und ihrer Verknüpfung mit anderen Sachbereichen; Ferner am Realgymnasium: - an neue Probleme in empirisch-induktiver Weise heranzugehen. Sie sollen (am Realgymnasium) die Fertigkeit erwerben - einige in der Biologie und Umweltkunde gebräuchliche Arbeitstechniken praktisch zu beherrschen. Sie sollen die Einsicht gewinnen, - daß die Möglichkeiten, die Natur zu nutzen, begrenzt sind - daß Eingriffe in biologisch-ökologische Systeme nur nach verantwortungsvoller Prüfung aus ökologischer, humanbiologischer und sozialer Sicht erfolgen dürfen - daß sie zu einer gesunden Lebensführung nicht nur gegenüber sich selbst, sondern auch gegenüber anderen und der Gesellschaft verpflichtet sind. Sie sollen zu folgenden Werthaltungen gelangen: - Achtung vor dem Leben - Anerkennung des Menschen in seiner Individualität - Verantwortungsbewußtsein gegenüber Mitwelt, Umwelt und Nachwelt; Der Unterricht in Biologie und Umweltkunde soll die Schüler dazu hinführen, die gewonnenen Kenntnisse und Einsichten zu einem biologischen Weltbild auszubauen. Dadurch sollen sie zu einem vertieften Naturerlebnis, zu einer persönlichen Werthaltung und zu einer Sinnfindung geführt werden. Lehrstoff: 5. Klasse (2 Wochenstunden): 1. DAS KOSMISCHE BEDINGUNGSFELD Lernziele: Einblick in das Beziehungsgefüge Kosmos/Erde und Erkennen der vernetzten Abhängigkeiten, die das Leben auf der Erde ermöglichen bzw. beeinflussen. Lerninhalte: Galaxien, Sonnensystem. Überblick über unser Sonnensystem und die Planeten. Einflüsse von Sonne und Mond auf die Erde und die Lebewesen. Atmosphäre, Hydrosphäre. Querverbindungen: Geographie und Wirtschaftskunde. 2. DAS GEOLOGISCHE BEDINGUNGSFELD Lernziele: Wissen um den Aufbau der Erde und ihre Umformung durch innere und äußere Kräfte. Kenntnis der Entstehung, der Eigenschaften und der Zusammensetzung der wichtigsten Gesteine und des Bodens. Wissen um die Bildung von Lagerstätten und Erkennen der Umweltproblematik, die sich durch den Abbau und die Verarbeitung von Bodenschätzen ergeben kann. Übersicht über den geologischen Aufbau von Österreich. Lerninhalte: Erdaufbau. Magmatische Gesteine, Ausscheidungsfolge. Verwitterung, Abtragung, Ablagerung, Sedimentgesteine, Bodenbildung und Boden. Metamorphe Gesteine und Kreislauf in der Gesteinsbildung. Lagerstätten. Plattentektonik. Geologie von Österreich. Querverbindungen: Geographie und Wirtschaftskunde. 3. KENNZEICHEN DES LEBENS, ZELLE UND EINZELLER Lernziele: Aufzeigen der Kennzeichen des Lebens am Beispiel einiger Einzeller sowie Gewinnung eines Einblicks in die Bedeutung und Formenvielfalt dieser Organismen. Erkennen der Zelle als Elementarorganismus und Erfassen, daß Lebensvorgänge an bestimmte Zellstrukturen gebunden sind. Erkennen des Organismus als hierarchisch gegliedertes und offenes System im Fließgleichgewicht. Lerninhalte: Merkmale des Lebendigen. Einige kennzeichnende Vertreter aus den wichtigsten Gruppen der Einzeller, soweit sie zur Erarbeitung der Lernziele geeignet erscheinen. Einfache, modellmäßige Darstellung von Bau und Funktionen der Zellorganellen. Die Zelle als offenes System im Fließgleichgewicht. 4. VON DER EINZELLIGKEIT ZUR VIELZELLIGKEIT Lernziele: Erfassen der Vorgänge der Zellteilung und der Zelldifferenzierung und deren Bedeutung für den Fortbestand des Lebens sowie die Entstehung vielzelliger Lebewesen. Erarbeiten der Übergänge von der Einzelligkeit zur Vielzelligkeit an Beispielen typischer Vertreter aus dem Pflanzen- und Tierreich. Verstehen und Erklären der mit der Vielzelligkeit verbundenen Vor- und Nachteile. Lerninhalte: Chromosomen. Kern- und Zellteilung. Differenzierung und Spezialisierung von Zellen. Zellverbände, Gewebe. Entstehung echter Vielzelligkeit als Evolutionsgeschehen. 5. STOFFWECHSEL Lernziele: Begreifen der Zusammenhänge, Abhängigkeiten und Wechselwirkungen im Stoffwechselgeschehen der Lebewesen. Erkennen und Verstehen der Zusammenhänge zwischen dem Bau und der Arbeitsweise der Organe der Stoffaufnahme, der Stoffverarbeitung, des Stofftransportes und der Stoffabgabe unter Bezugnahme auf die spezifische Umwelt der Organismen. Bakterien und Pilze im Naturhaushalt und im Dienste des Menschen, ihre Rolle in der Biotechnologie. Lerninhalte: Bau und Arbeitsweise der Organe der Pflanzen. Assimilation und Dissimilation. Abhängigkeit von ökologischen Faktoren. Stoffaufnahme, -transport, -speicherung und Wasserhaushalt bei Pflanzen. Autotrophie. Heterotrophie. Bakterien und Pilze. Grundlagen und Bedeutung der Biotechnologie. Grundlagen der Ernährung der Tiere. Nahrungsaufnahme, -aufschließung, -umsetzung. Gasaustausch, Stofftransport, Ausscheidung. Erhaltung des Stoffgleichgewichts in Organismen. Querverbindungen: Geographie und Wirtschaftskunde, Haushaltsökonomie und Ernährung. 6. Klasse (2 Wochenstunden): 1. FORTPFLANZUNG Lernziele: Erkennen, daß die Lebewesen im Verlauf der stammesgeschichtlichen Entwicklung verschiedene Formen der Fortpflanzung, Vermehrung und Verbreitung entwickelt haben. Kenntnis typischer Beispiele dieser Lebenserscheinungen und Abwägung ihrer Vor- und Nachteile. Kenntnis der Grundlagen und Probleme verschiedener Methoden der Fortpflanzung bei Pflanzen und Tieren und beim Menschen. Lerninhalte: Arten ungeschlechtlicher und geschlechtlicher Fortpflanzung und Vermehrung: Befruchtungsvorgänge. Methoden der Pflanzen- und Tierzucht. Biotechnische Methoden, ihre Anwendung bei Tier und Mensch; ihre Problematik. Einblick in die Rechtslage. Querverbindungen: Geographie und Wirtschaftskunde, Geschichte und Sozialkunde, Religion. 2. ENTWICKLUNG UND WACHSTUM Lernziele: Wissen um die Entwicklung verschiedener Organismen und Unterscheidung der Entwicklungsstadien. Kenntnis und Erklärung von Möglichkeiten der Regelung und Beeinflussung durch äußere und innere Faktoren. Wissen um die Möglichkeiten ihrer wirtschaftlichen Nutzung. Verständnis der Bedeutung der Brutfürsorge und Brutpflege für die Erhaltung der Art und Erkennen ihrer ökologischer Vernetzung. Kenntnis der biologischen Entwicklung des Menschen. Menschliche Sexualität. Hinführung zu einer Werthaltung, die befähigt, im Rahmen einer verantwortungsbewußt geplanten und gelebten Familie die Entwicklung seiner Kinder zu fördern. Lerninhalte: Keimung und Entwicklung der Pflanzen, Beeinflussung durch innere und äußere Faktoren. Regeneration. Entwicklung der Tiere. Furchung und Keimblattentwicklung. Embryonalentwicklung. Wachstum. Juvenilstadien, Altern und Tod. Brutfürsorge, Brutpflege. Entwicklungsbiologie des Menschen. Bedeutung der Mutter-Kind-Beziehung und der familiären Umwelt sowie der Ernährung für die Entwicklung des Kindes im Zusammenwirken verschiedener anderer Umwelteinflüsse. Möglichkeiten und Gefahren der Manipulation des Sexualverhaltens. Partnerschaftsbildung, Familienplanung, Schwangerenfürsorge und gesetzliche Bestimmungen zum Schutz der Mutter und des Kindes. Querverbindungen: Religion, Haushaltsökonomie und Ernährung, Psychologie und Philosophie, Geographie und Wirtschaftskunde, Geschichte und Sozialkunde, Politische Bildung. 3. INFORMATIONSVERARBEITUNG, STEUERUNG, BEWEGUNG Lernziele: Regelung und Koordination biologischer Abläufe in Organismen und Erfassen körperlicher Grundlagen. Verständnis für die Notwendigkeit von Rezeptoren und Regelmechanismen als Voraussetzung für die Fähigkeit der Organismen, sich auf Grund ihrer körperlichen Ausstattung als Individuen und als Gemeinschaften verschiedenen Umweltbedingungen anzupassen und zu überleben. Begreifen der Zusammenhänge zwischen der entwicklungsgeschichtlichen Abwandlung eins Organsystems und der Organisationshöhe eines Lebewesens. Erkennen von Bewegungsvorgängen als Lebenserscheinung. Wissen um die biologischen Strukturen, die Bewegungen ermöglichen. Erkennen der Möglichkeiten einer Ordnung der Organismen auf der Grundlage eines Vergleichs. Lerninhalte: Steuerung und Regelung in der Zelle und in Vielzellern. Regelkreise. Reizbarkeit als ein Kennzeichen des Lebens. Grundlagen für Reizaufnahme, Erregungsleitung und Wahrnehmung. Zusammenhang zwischen Umweltbewältigung und Organisationshöhe von Nervensystemen. Hormonelle Steuerung. Wirkungszusammenhang zwischen Nervensystem und Hormonsystem. Biologische Rhythmen. Bewegungstypen. Zusammenhang von Bewegung mit Stoffwechsel, Steuerung und Stützapparat. Querverbindungen: Physik, Chemie, Psychologie und Philosophie. 4. VERHALTEN Lernziele: Verstehen, daß auch das Verhalten der Umweltbewältigung dient. Kennen und Unterscheiden von verschiedenen Formen des Verhaltens. Wissen um einige Arbeitsmethoden der Ethologie. Verstehen, daß Verhaltensweisen wie Organe miteinander verglichen und entwicklungsgeschichtlich abgeleitet werden können. Kennen der biologischen Grundlagen menschlichen Verhaltens; Verständnis gewinnen für ererbte und erlernte Verhaltensmuster. Verstehen der Sonderstellung des Menschen und seiner Verantwortlichkeit, die sich aus der Fähigkeit zur Einsicht in die Folgen seines Handelns ergibt, sowie Erkennen seiner Fähigkeit zu schöpferischen Leistungen. Lerninhalte: Ererbtes, erlerntes und einsichtiges Verhalten im Dienste der Umweltbewältigung. Individual- und Sozialverhalten bei Tier und Mensch. Regelvorgänge zwischen Individuen derselben Art und zwischen solchen verschiedener Arten. Stammesgeschichtliche Wurzeln menschlichen Verhaltens. Sonderstellung des Menschen auf Grund seiner Sprache, seiner Tradition und seines Denkvermögens. Querverbindungen: Psychologie und Philosophie, Geschichte und Sozialkunde, Religion, Deutsch, Geographie und Wirtschaftskunde. 5. GRUNDLAGEN DER ÖKOLOGIE Lernziele: Erfassen der Aufgabenbereiche der Ökologie sowie Wissen um die Bedeutung ökologischer Erkenntisse für die Lösung anstehender Fragen aus den Bereichen der Umweltproblematik. Verstehen der vielfältigen Wechselbeziehungen zwischen den Lebewesen und ihrer Umwelt sowie der Grundlagen und der Grenzen ihrer Anpassungsfähigkeit. Lerninhalte: Problemstellungen und Aufgaben der Ökologie. Ökologische Potenz. Bedeutung abiotischer und biotischer Umweltfaktoren für Pflanzen und Tiere. Biotop, ökologische Nische, Biozönose. Anpassung der Organismen an ihre Umwelt. Konvergenzerscheinungen. Kommensalismus. Symbiose. Parasitismus. Querverbindungen: Geographie und Wirtschaftskunde 6. ÖKOSYSTEME UND IHRE VERÄNDERUNG Lernziele: Begreifen der Zusammenhänge zwischen der biologischen Qualität eines Ökosystems und den in ihm lebenden Populationen. Einblick in Ökosysteme und die dort wirksamen Regelmechanismen. Erkennen von Stoffkreisläufen und des Energieflusses in Ökosystemen sowie Begreifen der Zusammenhänge beider Abläufe in der Natur. Abschätzen der Tragweite menschlicher Eingriffe in Ökosysteme an ausgewählten Beispielen, die einen direkten Zugang zu den Problemen erlauben. Erarbeitung von Möglichkeiten zur Erhaltung, Stützung oder Wiederherstellung eines ökologischen Gleichgewichts. Erkennen von ökologisch-ökonomischen Vernetzungsbereichen. Verständnis für die Notwendigkeit zur verantwortungsbewußten Prüfung von Entscheidungen, aber auch persönlichen Verzichts und persönlichen Einsatzes zugunsten einer lebensgerechten Umwelt. Einblick in die österreichische Umweltrechtslage. Lerninhalte: Populationsökologie, Populationsdynamik. Ökosysteme als Funktionseinheiten der Biosphäre. Produzenten, Konsumenten, Destruenten. Nahrungsketten und Nahrungsnetze. Stoffkreisläufe und Energiefluß. Ökologische Gleichgewichte. Sukzessionen. Eingriffe des Menschen in Ökosysteme und ihre Folgen. Möglichkeiten zur Erhaltung, Stützung oder Wiederherstellung eines biologischen Gleichgewichts. Beispiele aus der Umwelttechnik. Naturschutz und Landschaftsschutz; Raumplanung; Querverbindungen: Geographie und Wirtschaftskunde, Informatik, Mathematik. 8. Klasse (2 Wochenstunden): 1. GENETIK Lernziele: Kennen und Verstehen der Vererbungsregeln. Wissen um die zytologischen und molekularen Grundlagen der Vererbung sowie um die Einflüsse der Umwelt auf das Erbgut. Einblick in die biochemischen Vorgänge bei Aktivierung, Transkription und Translation der genetischen Information. Gewinnen von Einblicken in die praktische Anwendung der Forschungsergebnisse in Pflanzen- und Tierzucht, Entwicklung einer kritischen und verantwortungsbewußten Haltung gegenüber biotechnischen Eingriffsmöglichkeiten. Aufsuchen von Verbindungen der Genetik zu anderen Wissensgebieten wie Psychologie, Sozialkunde, Erziehungswissenschaften, Philosophie. Fähigkeit zur Unterscheidung von wissenschaftlicher Erklärung und mißbräuchlicher Auslegung. Lerninhalte: Intermediäre und dominant-rezessive Vererbung in mono- und dihybriden Erbgängen. Unterscheidung von Begriffen wie homo- und heterozygot, Phänotyp, Genotyp, haploid, diploid, Anlagenkoppelung, Cross-over. Genlokalisation und Vererbung des Geschlechts. Ursachen, Arten und Folgen von Mutationen. Variabilität. Bakterien, Viren als Objekte der Molekulargenetik. Nukleinsäuren als Träger genetischer Information, genetischer Code. Replikation. Rekombination. Biosynthese der Proteine. Regelung der Genaktivität. Eingriffe. Praktische Anwendungsmöglichkeiten der Genetik in der Züchtung. Gentechnolgie. Querverbindungen: Chemie, Psychologie und Philosophie, Geschichte und Sozialkunde. 2. HUMANGENETIK UND POPULATIONSGENETIK Lernziele: Erkennen der genetischen Grundlage der menschlichen Individualität. Anwendung des Wissens aus der Allgemeinen Genetik zur Erklärung humangenetischer Phänomene. Kenntnis einiger Methoden der Humangenetik. Kenntnis der Ursachen einiger Anomalien und Erfassung der sich aus ihnen ergebenden individuellen und gesellschaftlichen Probleme. Erkenntnis der Bedeutung der Eigeninitiative und der Umwelt für die Entfaltung der eigenen Anlagen. Fähigkeit zur Stellungnahme in Fragen der genetischen Beratung. Fähigkeit darzulegen, wie sich die Vererbungsvorgänge in einer Population auswirken. Lerninhalte: Möglichkeiten und Grenzen der Erbforschung am Menschen. Zwillings-, Stammbaum- und Chromosomenforschung. Chromosomenkarten. Mutationen beim Menschen. Autosomale und geschlechtschromosomale Vererbung. Vererbung der Blutgruppen, des Rhesusfaktors und anderer physischer sowie psychischer Anlagen. Erbliche Stoffwechselkrankheiten. Eugenik und Euphänik. Genetische Familienberatung. Mutagene Zivilisationseinflüsse. Grundzüge der Populationsgenetik. Querverbindungen: Psychologie und Philosophie, Chemie, Geographie und Wirtschaftskunde, Geschichte und Sozialkunde. 3. EVOLUTION Lernziele: Kenntnis der Vorstellungen von der Entstehung und Entwicklung lebender Systeme. Erlangung der Erkenntnis, daß alle Lebewesen einem evolutiven Geschehen unterworfen sind. Fähigkeit zur Verknüpfung von chemischer und biologischer Evolution und Begreifen des natürlichen Systems der Organismen als Ausdruck ihrer Verwandtschaft. Überblick über den Ablauf der Entwicklungsgeschichte. Fähigkeit zur Wiedergabe von Evolutionstheorien und zur Stellungnahme hiezu. Erkennen der Tatsache, daß die Mechanismen der biologischen Evolution auch bei der Entwicklung zum Menschen wirksam waren und daß es Zusammenhänge zwischen biologischen Voraussetzungen und kulturellen Leistungen des Menschen gibt. Erkenntnis, daß Eingriffe von Menschen andere menschliche Gruppen in ihrer Existenz gefährden können, und Entwicklung der Bereitschaft zu deren Schutz und Erhaltung sowie zur Toleranz gegenüber diesen Gruppen. Lerninhalte: Chemische Evolution. Entstehung des Lebens; Theorien und Versuche. Entwicklungsgeschichte der Erde und der Lebewesen. Zeugnisse der stammesgeschichtlichen Entwicklung aus der Paläontologie, der Morphologie, der Vergleichenden Anatomie, der Embryologie, der Biochemie, Ethologie und der geographischen Verbreitung bzw. Paläogeographie. Evolutionshypothesen (Lamarckismus, Darwinismus, Neodarwinismus) und synthetische Evolutionstheorie als Erklärungsversuche. Vergleichende Primatologie. Fossilgeschichte des Menschen. Groß- und Kleinrassen der Menschheit. Problematik der Rassenideologien. Biologische und kulturelle Evolution des Menschen. Querverbindungen: Geographie und Wirtschaftskunde, Chemie, Physik, Religion, Psychologie und Philosophie, Geschichte und Sozialkunde. 4. GESUNDHEIT UND KRANKHEIT Lernziele: Kenntnis von genetischen, physiologischen, ökologischen, psychosomatischen sowie sozialen Ursachen und Aspekten von Gesundheit und Krankheit. Einsicht in die Verpflichtung gegenüber sich selbst und der Gesellschaft zu einer gesunden Lebensführung. Kenntnis von Abwehrmechanismen des Körpers und einigen Heilverfahren. Entwicklung des Verständnisses für Kranke und Behinderte und Wissen um die Vielfalt an Problemen, die durch Fehlernährung, Hunger, mangelnde Hygiene und Krankheiten in verschiedenen Ländern der Erde aufgeworfen werden. Einblick in die österreichische Rechtslage auf dem Gebiet des Gesundheitswesens, der Arbeits- und Sozialmedizin und der verschiedenen Bereiche der Hygiene und Hinführung zu deren Beachtung. Lerninhalte: Krankheitsursachen (Infektionen, immunbiologische Ursachen, Fehlregulationen, Gendefekte, Schadstoffe, Suchtgifte, psychosoziale Ursachen). Immunologie, Krankheitssymptome, Methoden der Diagnose und therapeutische Maßnahmen. Streß. Altersadäquate und biologisch wertvolle Ernährung. Sport und Gesundheit. Grundlagen einer gesunden Lebensführung. Öffentliches Gesundheitswesen; Einblick in die österreichische Rechtslage. Hunger, Krankheit und mangelnde Hygiene als weltweite Probleme. Lösungsansätze. Querverbindungen: Geographie und Wirtschaftskunde, Physik, Chemie, Religion, Deutsch, Fremdsprachen, Geschichte und Sozialkunde. 5. HUMANÖKOLOGIE Lernziele: Erkenntnis der Tatsache, daß der Mensch von seinem jeweiligen Lebensbereich (Habitat) ausgehenden physischen und psychischen Einflüssen ausgesetzt ist und auch, daß körperliches und seelisches Wohlbefinden in Wechselwirkung mit der jeweiligen Umwelt stehen. Entwicklung von Einsicht und Verständnis für die Ansprüche der Mitmenschen sowie für die Notwendigkeit zu einer ökologisch begründeten und planvollen Gestaltung menschlicher Habitate. Bereitschaft zu einer umwelt- und gemeinschaftsbewußten Grundhaltung. Erkennen der Grenzen menschlicher Eingriffe in Ökosysteme und Hinführen zu der Erkenntnis, daß biologisches Wissen und verantwortungsbewußtes Handeln für die weitere Existenz der Menschheit Voraussetzung sind. Einblicke in die österreichische Rechtslage zu Arten-, Biotop- und Naturschutz, Landschaftspflege. Erfassung der Problematik, die sich aus Bevölkerungswachstum, Welternährungs-, Energiesituation und Raummangel ergibt, sowie die Vermaschung und Kumulation (Synergismen) all dieser Phänomene. Entwicklung der Bereitschaft, nach immer wieder neu zu begründenden Lösungen der Konflikte zwischen Natur und Umwelt, persönlicher Freiheit des Handelns und gesellschaftlichen Ansprüchen zu suchen. Lerninhalte: Die Lebensbereiche (Habitate) des Menschen: Wohnung und Behausung, Arbeitsplatz, Schule. Verkehrs-, Freizeit-, Erholungshabitate, ihre ökologisch begründete sinnvolle Gestaltung und Nutzung sowohl im Hinblick auf körperliche und seelische Bedürfnisse als auch im Hinblick auf die Wahrung natürlicher Voraussetzungen und sozio-ökonomischer Ansprüche. Einblick in die österreichische Rechtslage zur Verwirklichung von Natur- und Umweltschutz, von Arbeits- und Sozialhygiene, des Schutzes von Müttern und Kindern, alten Menschen und Behinderten. Bevölkerungswachstum, Welternährung, Rohstoff- und Energieprobleme, Vermaschung und Kumulation. Synergistische Wirkung und Folgen positiv rückgekoppelter Regelkreise. Lösungsmöglichkeiten auf Grund von naturwissenschaftlichen Erkenntnissen und gemeinschaftsbewußter Grundhaltung. Querverbindungen: Geographie und Wirtschaftskunde, Geschichte und Sozialkunde, Religion, Deutsch, Psychologie und Philosophie, Chemie, Fremdsprachen, Informatik. Didaktische Grundsätze: In Biologie und Umweltkunde sind folgende fachspezifische Gesichtspunkte für die Gewichtung, Anordnung und Strukturierung der Lerninhalte zu beachten: - Individual- und Gesellschaftsrelevanz - Bedeutung ökologischer Beziehungen - Hinführung zu Natur- und Umweltverständnis und zur Verantwortlichkeit - Bedeutung des Evolutionsgedankens - Struktur- und Funktionszusammenhang. Gewichtung und Auswahl der Lerninhalte im Hinblick auf die Erarbeitung der Lernziele stehen dem Lehrer frei und werden sich nach den regionalen, schulinternen, jahreszeitlichen sowie anderen aktuellen Gegebenheiten richten. Dies sollte aber nicht dazu führen, daß sich die Auswahl ausschließlich an den jeweils herrschenden Trends orientiert; vielmehr sollte die Befähigung gefördert werden, sich mit diesen Strömungen kritisch auseinanderzusetzen. Der Unterricht der Oberstufe baut auf die in der Unterstufe erarbeiteten Lernziele auf. Die Abfolge der Unterrichtssequenzen ergibt sich aus dem ständigen Anknüpfen an bereits vorhandene Kenntnisse. Unter Beachtung dieser Gesichtspunkte können die Lernziele einer Klasse in verschiedener Reihenfolge erarbeitet werden. Es sind alle Formen des Lehrens und des Lernens - dem jeweiligen Fachproblem und der jeweiligen Unterrichtssituation entsprechend - anwendbar. Folgende fachspezifische Formen sollten besonders berücksichtigt werden: - Einstieg über motivierende Faktoren - Abfolge vom Bekannten zum Unbekannten, vom Konkreten zum Abstrakten, vom Einfachen zum Komplexen, von der anorganischen Voraussetzung zur molekularen und zellulären Evolution, vom Organell, Organ, Organsystem zum Organismus und zur Beziehung Organismus/Umwelt - innerfachlicher und fächerübergreifender Projektunterricht. Vor allem am Realgymnasium mit ergänzendem Unterricht in Biologie und Umweltkunde, Physik sowie Chemie überdies: - Beobachten, Vergleichen, Ordnen, Experimentieren, Interpretieren, entdeckendes Lernen, Demonstration, Kleingruppengespräch und -arbeit, Anregung zur Einzelarbeit - Exkursionen und Lehrgänge in verschiedene Biotope, in Betriebe und Stätten der angewandten Biologie und Ökologie, des Umweltschutzes sowie in außerschulische Bildungsstätten; Einladung von Referenten - das Vertrautmachen mit wissenschaftlichen Arbeitsweisen: Problemerkennung, Problemanalyse, Entwicklung von Verfahren zur Problemlösung, Reflexionen über Hypothesen- und Theoriebildung, Darstellung und Interpretation von Ergebnissen. Für den Unterrichtsgegenstand Biologie und Umweltkunde sind folgende Lernaktivitäten von besonderer Bedeutung: - Beobachtung, Untersuchung, Betreuung und Beschreibung von lebenden Objekten; Untersuchung von Handstücken, Durchführung von Experimenten; Auswertung von Präparaten, Bildern, Dias, Filmen und anderen Medien; das Einbeziehen und Verarbeiten von Fachliteratur; die Auswertung von Tabellen und Diagrammen und deren Umsetzung; das Lesen und Deuten von geologischen, pflanzensoziologischen, tiergeographischen und ähnlichen Landkarten - Schließen vom Beobachteten und Erlernten auf andere, den Schülern zunächst noch unbekannte Sachverhalte der Biologie, sowie Erkennen und Beschreiben von biologischen Vorgängen, Kenntnisnahme von Regelhaftigkeiten und Abweichungen, Übereinstimmungen und Unterschieden, Analogien und Homologien, Kausalzusammenhängen, Synergismen, Zusammenhängen von Struktur und Form usw. anhand biologisch-ökologischer Sachverhalte - die richtige Darstellung biologischer Sachverhalte in Wort, Schrift, Graphik, schematischer Zeichnung usw. - die Anwendung einiger elementarer Methoden und Techniken wissenschaftlichen Arbeitens. Hiezu wird sich, außer dem Lehrervortrag mit Demonstration von Objekten und Medien mit initiierender Lehrerfrage und Unterrichtsgespräch sowie der Erarbeitung der Lernziele mit Hilfe des Lehrbuches und von Begleitmaterialien besonders die Gruppenarbeit beim Beobachten, Sammeln, Vergleichen, Ordnen, Experimentieren und entdeckenden Lernen, sowie die Einzelarbeit, aber auch die Exkursion als eine besondere Form des sozialen Lernens eignen. Die Sicherung und Kontrolle des Unterrichtsertrages richtet sich nach den allgemeinen didaktischen Grundsätzen, jedoch werden sich besonders empfehlen: - Üben und Vertiefen durch Arbeitsberichte, - Anwenden biologischer Arbeitstechniken (Mikroskopieren, Präparieren, Erkennen und Bestimmen, Beobachten und Experimentieren; kritisches Auswerten und Interpretieren verschiedener Informationsquellen, Lehrausgänge) - Herstellung von Querverbindungen nach ökologischen, vergleichend anatomischen, systematisch-evolutiven sowie fächerübergreifenden Gesichtspunkten - dauerndes Einbeziehen der Schüler in den Unterricht durch Arbeitsaufträge, schüleraktivierende Lernverfahren und Impulse. Besondere didaktische Hinweise zu den einzelnen Klassen: 5. Klasse: Die Erarbeitung der Geologie in der Oberstufe sollte auf dem dynamisch-evolutiven Prinzip aufbauen. So sollten etwa die Erstarrungsgesteine als Produkte der Ausscheidungsfolge aus dem Magma, die Sedimente und die Umwandlungsgesteine als Ergebnisse der äußeren und inneren Kräfte beschrieben werden, als derzeitige Zwischenstufen im Kreislauf in der Gesteinsbildung. Ebenso wird der geologische Aufbau von Österreich als aktuelles Ergebnis erdgeschichtlicher Veränderungen darzustellen sein. Exkursionen und Lehrausgänge zu Aufschlüssen sowie Lehrfilme bieten sich als motivierende Einstiege an, wenn vom Verständnis der Landschaftsformen, der wichtigsten geologischen Zonen Österreichs als Ergebnis tektonischer und anderer geologischer Gegebenheiten ausgegangen wird. Auch der umgekehrte Weg scheint möglich. Von einer bloß reihenden Vorweisung und Beschreibung von Handstücken sowie einer bloßen Erörterung des Ist-Zustandes ist jedoch abzusehen. Durch genauere Kenntnisse über die wichtigsten gebirgsbildenden und landschaftsformenden Gesteine und Lockersedimente sowie über die Genese der wichtigsten Lagerstättentypen sollen die Schüler bessere Grundlagen für das Verständnis für verantwortungsvolle Landnutzung und für Landschaftsschutz erwerben, die begrenzte Verfügbarkeit von Bodenschätzen erkennen und die Bereitschaft zu ihrer sparsamen Nutzung entwickeln. Es ist darauf hinzuarbeiten, den Schülern die Bedeutung der Böden als Lebensgrundlage für alle Landlebewesen verständlich zu machen und ihnen grundlegende Kenntnisse über die Entstehung und das innere Wirkungsgefüge der Böden zu vermitteln. Dadurch können sie später die Bereitschaft entwickeln, diese Lebensgrundlage sorgsam und verantwortungsbewußt zu erhalten und zu bearbeiten und Eingriffe zu vermeiden, die Bodenschäden und Bodenverluste nach sich ziehen. Der Problemkreis Grundwasser und Grundwasserschutz ist im Zusammenhang mit dem Boden aufzuzeigen. Aus den Vorkenntnissen der Schüler werden sich die Begriffe Stoffwechsel, Fortpflanzung und Wachstum sowie Reizbeantwortung und Steuerung von Lebensvorgängen erarbeiten lassen. Weiters läßt sich erarbeiten, daß alle Grundeigenschaften des Lebens von einer einzigen Zelle gemeistert werden können (wie bei Einzellern), und daß der Zusammenschluß von Zellen eine bessere Bewältigung der Lebensvorgänge ermöglicht, daß aber andererseits durch die Spezialisierung von Zellen und durch deren Zusammenschluß zu Geweben und Organen eines vielzelligen Organismus die Eigenständigkeit verlorengeht. Anschließend wird der Stoffwechsel an wenigen ausgewählten Beispielen zu besprechen sein. Dabei wäre es möglich, von den Organellen der Zelle, von Geweben oder Organen ausgehend deren Arbeitsweise zu besprechen, wobei im Sinne eines aufbauenden Unterrichtsgeschehens auf Eingangsvoraussetzungen aus der Unterstufe, speziell der Physiologie und Anatomie des Menschen, zurückgegriffen werden kann und auf dieser Basis die entwicklungsgeschichtlichen Zusammenhänge erkannt werden sollen. 6. Klasse: Ausgehend von den Kriterien des Lebens, die in der 5. Klasse besprochen worden sind, werden sowohl Fortpflanzung und Entwicklung als auch Reizbarkeit und Steuerung durchzunehmen sein. Aus verschiedenen Beispielen aus dem Unterricht der Unterstufe wie auch aus eigener Erfahrungswelt sind sowohl der Begriff Fortpflanzung als auch Gegebenheiten wie Entwicklung oder Wachstum bekannt. Nunmehr sollten diese Grundphänomene des Lebens analysiert und als Vorgänge mit gleicher Ausgangslage, aber verschiedener Einkleidung erkannt werden. Das sind die ungeschlechtliche Fortpflanzung, deren Aufgabe die Produktion großer Nachkommenzahlen ist, und die geschlechtliche mit einer Ausrichtung auf Kombination des Erbgutes und damit verbundener Höherentwicklung als ein Faktor einer Evolution. Die Entwicklung der Lebewesen aus einer Verschmelzung von zwei Zellen müßte nicht nur als Vorgang angesehen werden, den es in mannigfacher Abwandlung gibt, sondern auch als kompliziertes Zusammenspiel äußerer und innerer Faktoren. Aus den Phänomenen der Entwicklung eines einfachen Keims zu einem komplizierten Lebewesen, aus der Differenzierung der Zelle und aus der Spezialisierung von Zellen und der Notwendigkeit zum Zusammenschluß die Vielfalt tierischer Lebewesen und ihre Lebenserscheinungen abgeleitet werden können. Kenntnisse von Entwicklungsvorgängen des Menschen vermitteln den Schülern Einsichten, die ihnen die Probleme ihrer eigenen Entwicklung und der ihrer Mitmenschen verständlich machen. Da die Schüler dieser Altersstufe bereits dafür aufgeschlossen und befähigt sind, über rein anatomische und physiologische Gegebenheiten hinaus an sexuelle Fragen von höherer Warte aus heranzugehen, ist es angebracht, diese Lerninhalte als Zusammenschau an sie heranzutragen. Die Lernziele dieses Kapitels bilden die Grundlage für eine verantwortungsbewußte Haltung gegenüber dem Partner und der Nachkommenschaft und dienen auch der eigenen Persönlichkeits- und Sinnfindung. Eine isolierte Betrachtung einzelner Organsysteme wird vorerst möglich sein; bei der Zusammenfassung aber werden Steuerungsmechanismen in den Vordergrund treten. Die Beziehungen zur Umwelt werden in einem Konnex zwischen Wahrnehmung und Reaktion darauf in Form nervöser und hormoneller Regelung münden. Die Bewegungsvorgänge stehen als auffällige Lebenserscheinung im Zusammenhang mit Steuerungsvorgängen in Organismen. Unter Vermeidung einer umfassenden vergleichenden Anatomie sollten einige wesentliche Muskelbewegungstypen und Zellorganellen mit Bewegungsfunktionen besprochen werden. Auf der Basis des Vergleichs sollten Einsichten in entwicklungsgeschichtliche Zusammenhänge erreicht werden. Die Erarbeitung von Wahrnehmung und Steuerung im Organismus ermöglicht das Verständnis dafür, Verhaltensweisen als Steuerung zwischen Lebewesen zu sehen. Es sollten einige Grundkenntnisse der Verhaltenslehre erarbeitet werden (Reflex, Instinkthandlung, Auslöser, Lernverhalten, Sozialverhalten), jedenfalls soviel, um die biologischen Grundlagen menschlichen Verhaltens zu verstehen. Die Erkenntnis, daß auch der Mensch durch bestimmte Verhaltensweisen beeinflußt wird, sollte im Wissen der Schüler verankert werden. Verhalten und Ökologie stehen in enger Beziehung: außer durch die Vorgabe des Lebensraumes und der dort gegebenen Existenzbedingungen bzw. der Anpassung an diese auf Grund körperlicher Eigenschaften ist die Existenz von Lebewesen auch durch das vielfache Nebeneinander bestimmt. Stoffkreisläufe und Nahrungsnetze, Konkurrenz und sonstige Wechselbeziehungen führen zur Biozönose und zum Ökosystem. Es empfiehlt sich, diesem Abschnitt vermehrtes Augenmerk zu schenken, denn es ist eines der Hauptanliegen des Biologieunterrichts, fundierte Kenntnisse aus Ökologie zu vermitteln, die Eingriffe des Menschen darzustellen, die Interessenkonflikte und Problemlösungsstrategien dazu herauszuarbeiten und die Möglichkeiten zur Erhaltung von Ökologiesystemen, aber auch Maßnahmen der Umwelttechnologie zur Wiederherstellung eines ökologisch ausgeglichenen Zustandes zu erörtern. Jedenfalls sollte in den Schülern eine Grundeinstellung geweckt und gefestigt werden, die dazu führt, daß sie im späteren Leben Entscheidungen treffen, die ökologisch begründet und von verantwortungsbewußter Haltung gegenüber sich selbst, der Mitwelt und der Nachwelt getragen sind. Der im Realgymnasium zu besprechende Vorgang der Urbanisierung ist heute weltweit zu beobachten. Neben der Veränderung von Lebensräumen durch sie und der Entstehung neuartiger Lebensräume mit spezieller ökologischer Problematik und Gewichtung ergeben sich auch für den Menschen neuartige und spezielle Probleme, auf die hingewiesen werden sollte. Außerdem bietet dieses Lernziel Grundlagen für die Erarbeitung der Humanökologie (Habitatslehre) in der 8. Klasse. 8. Klasse: Das Kapitel Evolution ist besonders geeignet, das Zusammentragen von Forschungsergebnissen aus den verschiedensten Disziplinen der Wissenschaft als Grundlage zum Verständnis evolutiven Geschehens zu erkennen. Es wird sich als nötig erweisen, auch auf die Eingebundenheit des Menschen in die Evolution besonders hinzuweisen: nicht nur aus ökologischen, sondern auch aus Gründen seiner Abstammung muß sich der Mensch als Teil der Natur erkennen. Die Abstammungslehre eröffnet den Schülern einerseits das Verständnis für die abgestufte Ähnlichkeit der Arten, andererseits aber auch - trotz seiner Vielfalt - für die Einheitlichkeit alles Lebendigen. Das Kapitel Genetik ermöglicht es, im Unterricht beispielhaft naturwissenschaftliche Methodik aufzuzeigen: Beobachtung, präzise Fragestellung, Entwurf von Hypothesen, Durchführung von Experimenten und zahlenmäßige Erfassung von Ergebnissen. Es ist sicher zielführend, nicht sosehr abstrakte Betrachtungen in den Vordergrund zu stellen, als vielmehr den Zusammenhang der Grundlagen aus Einblicken in die praktische Anwendung der Genetik abzuleiten. Durch vielfältige Überschneidungen von Wissenschaft und Technik, mögliche Risken, aber auch durch die diversen ethischen Aspekte bedingt, sind fundierte Sachkenntnisse in den verschiedenen Teilgebieten der Genetik unerläßlich, um zu einschlägigen gesellschaftspolitischen Fragen sachgerecht Stellung nehmen zu können. Auch das Aufzeigen der einerseits erblich bedingten, andererseits durch Eigeninitiative und Umwelt formbaren menschlichen Individualität ist ein wesentlicher Beitrag zum Selbstverständnis des Menschen. Der Abschnitt Gesundheit und Krankheit sollte nicht bloß als eine Gesundheitslehre, sondern als darüber hinausgehende Perspektive der Zusammenhänge zwischen Gesundheit, Krankheit und dem Menschen, aber auch der Gesellschaft (im Sinne von Individual- und Sozialaspekt) aufgefaßt werden. Aus der Vielfalt von Krankheitsursachen exemplarisch ausgewählt werden Zusammenhänge herzustellen sein: zwischen Infektion, Inkubation, Krankheit und Abwehr; zwischen den Möglichkeiten der verschiedenen Sparten der Medizin; zwischen Seuchen, Unwissenheit und Armut; zwischen Hunger, Krankheit und Tod; zwischen Lebensangst, Alkohol und Drogen; zwischen Streß und Neurosen; zwischen Umweltqualität und Lebensqualität. Es wird aber auch aufzuzeigen sein, wie versucht wird, durch Verordnungen und Gesetze, durch Sozial- und Arbeitshygiene die Bürger zu schützen, aber auch, wie vieles davon im Unverstand, im Egoismus oder auch im Mißbrauch versandet. Der im Menschen vorhandene Wunsch nach Gesundheit und langem Leben sollte hier durch den Unterricht auf eine reelle, wissenschaftlich fundierte Basis gestellt werden. Ebenso aber müßte auch das Verständnis für Krankheit, Leiden und Behinderung anderer Menschen geweckt werden. Im abschließenden humanökologischen Kapitel wird es darum gehen, exemplarisch die Vielfalt angebotener human- und umweltbiologischer Wissensgebiete zusammenzufassen. Die Schüler sollten erkennen, daß die persönliche Umwelt und die der Gesellschaft, das Wohnen und Arbeiten, Lebensabschnitte der Aktivität, der Ruhe und der Erholung, das Zusammenleben und das Alleinsein eng miteinander verflochten sind. Es sollte gelingen, den Schülern die Einsicht zu vermitteln, daß menschlich leben bewußtes Leben bedeutet, sie weiters zu veranlassen, sich als Erwachsene auf biologische Grundtatsachen und Verflechtungen zu besinnen und danach zu handeln. Die Humanökologie führt auch im Sinne einer politischen Bildung zur Erziehung zum mündigen, kritischen, aktiven und verantwortungsbewußten Staatsbürger. Fundierte, auch fächerübergreifende Kenntnisse über ökologische Zusammenhänge auf weltweiter Basis soll den Schülern das Rüstzeug bieten, in zukünftigen Lebensbereichen verantwortungsbewußt die, ökologisch begründet, richtigen Entscheidungen zu treffen.
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Österreichischen Professoren Union