Abiotische Umweltfaktoren und die Anpassungserscheinungen von Organismen an diese stellen einen wichtigen Themenbereich der Ökologie dar. Dabei ist es sinnvoll, einen Faktor ausführlicher zu betrachten. Dieses Unterrichtskonzept stellt exemplarisch den Einfluss des abiotischen Faktors Temperatur auf die Gestalt homoiothermer Organismen vor. Der Faktor Temperatur ist dafür besonders gut geeignet, da damit an die Alltagserfahrungen der Schülerinnen und Schüler angeknüpft werden kann und einfache Experimente durchführbar sind. Außerdem lassen sich über Versuche die Temperatur-Klimaregeln erklären und Experimente und Regeln problematisieren.

Die Schülerinnen und Schüler sollen …

• den Einfluss des abiotischen Faktors Temperatur auf die Gestalt homoiothermer Organismen kennenlernen
• selbstständig Probleme und Hypothesen formulieren
• ein Experiment planen und durchführen
• in Dreiergruppen beim gemeinsamen Experimentieren kooperatives Verhalten üben
• Messwerte maßstabsgeeignet in ein Diagramm eintragen und die zugehörige Grafik erstellen
• Berechnungen zum Oberflächen-/Volumenverhältnis durchführen
• Kritikpunkte am Experiment im Hinblick auf die realen Gegebenheiten formulieren
• die BERGMANNsche und die ALLENsche Regel sinngemäß ableiten und kennen und deren Einschränkungen fomulieren
• üben, biologische Sachverhalte selbstständig zu formulieren und zu erklären.

Vor der Durchführung dieser Unterrichtseinheit sollte eine allgemeine Einführung zum Thema “Ökologie” erfolgen und die Begriffe “abiotische Faktoren” und “biotische Faktoren” sowie “homoiotherm” und “poikilotherm” geklärt werden. Des Weiteren ist es sinnvoll, den Lernenden zuvor, z.B. über Experimente mit einer Temperaturorgel, eineökologische Toleranzkurve vorzustellen und die Mechanismen der Wärmeregulationzu erläutern.

Die Unterrichtseinheit ist entsprechend der naturwissenschaftlichen Vorgehensweise gestaltet, wonach im Anschluss an die Problemfindung Hypothesengebildet werden, die experimentell überprüft werden. Dabei ist es wichtig, das Problem der Übertragbarkeitauf die Tiergestalten ebenfalls zu diskutieren. Eine Berechnung der Oberflächen- und Volumenverhältnisse bindet fächerübergreifende Zusammenhänge mit ein. Eine arbeitsteilige Gruppenarbeit mit hoher Schüleraktivität ermöglicht es, in Gruppen die BERGMANNsche und die ALLENsche Regel zu erklären und zu formulieren.

Nachfolgend können die Regeln diskutiert und problematisiert werden.