Gesamtliste der
Modelle
|
|
Unterrichtliche
Anregungen |
Didaktischer Ort des Modells
|
|
Das "künstliche Blatt" läßt sich überall dort im Unterricht
nutzen, wo die Regulation des pflanzlichen Wasserhaushaltes eine Rolle spielt,
z.B. in Cytologie- oder Ökologiekursen oder entsprechenden
Differenzierungskursen der Sekundarstufe I. Empfohlen wird, dieses Thema
zunächst konventionell zu bearbeiten, so dass den Schülerinnen
anatomische Hintergründe und die wesentlichen Regulationsmechanismen
vertraut sind. Danach besteht die Aufgabe, ein künstliches Blatt
so zu konstruieren, das es einfachen Regulationsanforderungen genügt.
Sinnvoll ist es dabei, den Aspekt der passiven hydrostatischen Regulation
vorzugeben. |
Ein erstes Modellblatt
das nicht funktioniert
| Zeit |
Waserzufluß |
Verdunstung |
Blatt |
| 0 |
6 |
10 |
100 |
| 1 |
6 |
10 |
96 |
| 2 |
6 |
10 |
92 |
| 3 |
6 |
10 |
88 |
| 4 |
6 |
10 |
84 |
| 5 |
6 |
10 |
80 |
| 6 |
6 |
10 |
76 |
Für die Simulation benötigt man
keinen Rechner, man erkennt schnell, dass dieses ungeregelte Blatt
vertrocknen wird |
|
Erste Schritte zur Konstruktion eines künstlichen Blattes können
ohne Rechner erfolgen. Ein einfaches, nicht reguliertes "künstliches
Blatt" führt in die Forrester-Symbolik ein und kann an einer
Tafel skizziert werden, dazu zählen
auch die Quantifizierungen. Die einzelnen Bestandteile des Modells
lassen sich im ersten Zugriff zur Anschaulichkeit mit naheliegenden anatomischen
Äquivalenten verknüpft werden: Der Wasserzufluß könnte
dem Blattstiel und den Blattadern entsprechen, die Verdunstung wird mit den
Atemhöhlen des Blattes und den Spaltöffnungen verbunden.
Schülerinnen und Schüler fragen in der Regel nach der Bedeutung
der Wolke, der Systemgrenze. Während bei der Verdunstung die Bedeutung
der Wolke scheinbar klar zu sein scheint, es ist die das Blatt umgebende
Atmosphäre, ist die eindeutig Zuordnung der Wolke im Zufluß
schwieriger: Ist es die wasserspeichernde Erde, zählt also Wurzel mit
Wurzeldruck noch zum Modell und damit auch noch die Leitbündel? Solchen
Fragen enthalten Lernchancen für die Frage, was gehört in das Modell.
Da die Antwort so oder auch anders ausfallen kann, wird der Aspekt der
Modellkonstruktion hier besonders deutlich. |
|
und eine Weiterentwicklung
|
|
Ebenfalls an der Tafel lässt sich
dieses Modell weiterentwickeln: Der Wassergehalt des Blattes, hier mit
der Zustandsgröße "Blatt" hat Einfluss auf
die Spaltöffnungsweite und die wiederum auf die Verdunstungsrate.
Denkbar ist hier zum Beispiel folgende Konstruktion: Die Spaltöffnungen
sind bei einer bestimmten Wasserversorgung des
Blattes vollständig geöffnet (Zustandsgröße Blatt). Wie
müssten nun die Spaltöffnungsweite reguliert sein, um Verdunstung zu
verhindern.
Schülerinnen und Schüler können auch über den quantitativen
Aspekt der Regulation kritische Aussagen treffen: Was passiert eigentlich,
wenn der Wasserzufluß größer ist als die Verdunstung?
"Platz" dann das Blatt, weil es durch das Wasser aufgepumpt wird?
Modelllösungen sind an dieser Stelle gefragt. |
|