Biologie

Am Wilhelm-Dörpfeld-Gymnasium haben die Schülerinnen und Schüler der 10. Klasse die Möglichkeit, Biologie bilingual zu erleben. Im Unterricht wird das Fach nicht nur inhaltlich fundiert, sondern auch auf der Fremdsprache Englisch vermittelt, um das Sprachenlernen und das Sachfach miteinander zu vereinen. Dabei wir dem Prinzip des Bilingualen wortwörtlich nachgegangen: Die Schüler*innen sollen am Ende der 10. Klasse biologische Sachinhalte sowohl auf Englisch als auch Deutsch durchdrungen haben und selbstständig wiedergeben können. Aus diesem Grund ist es um so wichtiger, dass im Unterricht Konzepte und Fachterminologien in beiden Sprachen vermittelt werden. Dies wird methodisch durch One-Minute-Talks, Rollenspiele oder andere gezielte Wortschatzübungen erreicht. Aber auch Experimente, Anleitungen, Beobachtungen und Auswertungen werden bilingual erarbeitet. So werden mehrere Kompetenzen wie die Diskurskompetenz, aber auch die Erkenntnisgewinnung gefördert und vereinen so zielführende Elemente eines naturwissenschaftlichen wie auch sprachlichen Faches. Darüber hinaus werden zentrale biologische Themen wie Genetik und Evolution im 10. Schuljahr behandelt. Durch die zweifache Sprachförderung sollen die Schüler*innen mit Eintritt in die Oberstufe in der Lage sein, sachfachliche Inhalte durchdacht darstellen zu können. Mit zunehmender Globalisierung treten die Schüler*innen mit einem Fuß in die internationale Welt der Wissenschaft ein und erhalten einen Einblick in die Kommunikation und das Arbeiten der Wissenschaft.

Der Genetik-Projektkurs der Q2 mit Frau Dr. Servan begab sich am 15. Januar 2025 auf eine Expedition ins Mainzer Institut für Molekularbiologie (IMB), um den Geheimnissen des Lebens auf die DNA zu rücken.

Am Wilhelm-Dörpfeld-Gymnasium in Wuppertal gibt es seit einiger Zeit etwas Einzigartiges – das erste und bisher einzige Genetik-Labor für Schülerinnen und Schüler in einem Gymnasium in Wuppertal. Hier erlernen seit Ostern 2024 die Schülerinnen und Schüler des Pilot-Projektkurses Genetik in der Qualifikationsphase verschiedene molekularbiologische Techniken und wenden diese an ihren selbst gewählten Projekten an.

Der Aufbau eines Schülerlabors war nur durch die großzügige Förderung der RÜTGERS Stiftung (https://ruetgers-stiftung.de/) sowie verschiedener Schulsponsoring Aktionen von Firmen wie INTEGRA (https://www.integra-biosciences.com) oder New England Biolabs (https://www.neb.com/en) sowie Rabattaktionen von Firmen wie z. B. Promega oder Thermo Fisher möglich.

Aktuell arbeiten am WDG acht Schülerinnen und Schüler an ganz unterschiedlichen Fragestellungen. So analysiert z. B. eine Schüler-Gruppe in Kooperation mit Herrn Maximilian Fischer vom Institut für Zoologie und Didaktik der Biologie der Bergischen Universität Wuppertal mit modernen molekularbiologischen Techniken wie der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) die Verbreitung des Pilzes Batrachochytrium salamandrivorans (Bsal) an Bächen im Wuppertaler Stadtgebiet aus Wasser- und Bodenproben. Dieser Pilz ist für Amphibien tödlich und bedroht aktuell die freilebenden Salamander-Populationen. Im Hinblick auf eine Auswilderung von in Gefangenschaft gezüchteten Salamandern in Bsal-negativ getesteten Biotopen ist dieser Aspekt von besonderem Interesse. 

Frau Dr. Kati Servan, die das Genetik-Labor leitet, freut sich über die Begeisterung vieler Schüler und Schülerinnen für das Thema und hofft, das Genetik-Labor durch das Einwerben weiterer Fördermittel bald erweitern zu können, um auch einer größeren Gruppe von Interessenten die spannende Arbeit in der Forschung zu ermöglichen. Dazu läuft dazu unter https://gofund.me/dd615193 eine Spendenaktion, an der sich jeder – auch mit kleinen Beiträgen – beteiligen kann, damit auch weiterhin die Schülerinnen und Schüler am WDG „Den Genen auf der Spur“ sein können.

Link und QR-Code zur Gofundme-Spendenaktion: https://gofund.me/dd615193

Im Frühjahr 2024 unternahm der Biologie-Gk3 (Q1) eine Exkursion zum Thema "Feuersalamander". Theoretischen Input gab's von einem Doktoranden der Universität Wuppertal, der sich auf das Ökosystem und die Biologie des Feuersalamanders spezialisiert hat. Anschließend ging es hinaus in die Natur zum Schwarzbach. Hier führten wir ein sogenanntes "Removal Sampling" durch, eine Methode, um die Populationsdichte von Organismen, in diesem Fall von Feuersalamander-Larven, zu bestimmen. Diese Methode beinhaltet das systematische Entfernen und Zählen von Larven, um die Bestandsgröße einschätzen zu können. Die Untersuchung ergab, dass der Bestand der Feuersalamander-Larven im Schwarzbach zufriedenstellend ist. Dies weist auf ein gesundes Ökosystem hin und verdeutlicht die erfolgreiche Reproduktion und Entwicklung der Feuersalamander in diesem Gebiet. Insgesamt war die Exkursion eine lehrreiche Erfahrung, die uns nicht nur die Bedeutung des Feuersalamanders für das Ökosystem näher brachte, sondern uns auch wichtige Methoden der biologischen Feldforschung praktisch näher brachte.

   
Kurz vor Ostern erkundete die 5a alles Rund um’s Ei. 

Die Unterrichtsstunden zuvor lernten die SchülerInnen vieles Wissenswerte über das Haushuhn kennen. Sie beschäftigten sich unteranderem mit der Anpassung an den Lebensraum, sie erstellten in Form eines Bildes einen eigenen artgerechten Hühnerstall und diskutierten über die unterschiedlichen Haltungsformen in Deutschland.
Nachdem die SchülerInnen die Zahlenabfolge auf dem Ei nun endlich entschlüsseln und den unterschiedlichen Haltungsformen und Bundesländern zuordnen konnten.
Ging es endlich an’s eingemachte… Es wurde fleißig mit dem Ei experimentiert. 
Woran erkennt man ob Eier roh oder gekocht sind?
Wie sieht ein Ei von innen aus? Und wieso schlüpfen aus den Supermarkt Eiern keine Küken?
Diese Fragen können die SchülerInnen der 5a nun sicher beantworten.      
Nach einer kurzen Diskussion über die beste Technik Ostereier zu bemalen begann die 5a mit dem Experiment, welches Aufschluss über die Bestandteile eines Hühnereis liefern sollte. Vorsichtig öffneten die SchülerInnen in Partnerarbeit ein rohes Hühnerei und entfernten behutsam die Kalkschale. Viele SchülerInnen arbeiteten sehr genau und wurden Dank ihres guten Fingerspitzengefühls mit einer zweiter Schicht überrascht, die Eihaut. Anschließend untersuchten sie das Innere mit einer Pinzette und fertigten eine Skizze an. Die Hagelschnüre, die Luftkammer, die Dotterhäute, das Eiklar und der Eidotter war eindeutig zu erkennen. Einige SchülerInnen konnten sogar einen kleinen Punkt sehen, der zunächst darauf schloss, dass es sich um eine Keimscheibe handelt. Jedoch konnte schnell geklärt werden, dass es sich um unbeleuchtete Eier handelte und es sich um die Reste der unbefruchteten Eizelle (ein Zellplasmatröpfchen handelt musste. 

Ein besonders gelungenes Foto aus der diesjährigen Gewässeruntersuchung schickte uns Duc Khang Nguyen zu. Es handelt sich um die Larve einer Eintagsfliege mit den charakertistischen drei Körperanhängen.

Die Schülerinnen und Schüler der Q2 Biologie Kurse führten eine Fließgewässeruntersuchung durch!

 
Ein Bach ist ein komplexes Ökosystem, das viele interessante Gelegenheiten bietet, Biologie für Schülerinnen und Schüler anschaulich zu machen. Die Station Natur und Umwelt bietet Schulen die Möglichkeit, in einer mehrstündigen Exkursion eine biologische Gewässergütebestimmung durchzuführen.

In diesem Jahr machten sich drei Kurse auf den Weg, um den Dornbach in Wuppertal zu untersuchen. Nach einem kurzen Fußmarsch erreichte die Gruppe bereits das natürliche Gewässer. Ausgerüstet mit Gummistiefeln, Sammelgefäßen und Keschern wateten die Kursteilnehmer durch den Bach. Unter der Anleitung eines ausgebildeten Pädagogen der Station entwickelten die Schüler schnell einen Blick für die kleinen Lebewesen des Baches. Unter Steinen und im Kies des Bachlaufs fanden sie verschiedene Wirbellose, die nach einer genaueren Bestimmung in den Räumen der Station Natur und Umwelt wertvolle Hinweise auf die Qualität des Untersuchten Bachabschnitts liefern sollten. Mithilfe von Binokular, Pinzette, Glasschälchen und Bestimmungsliteratur gelang es tatsächlich, die gute Qualität des Wassers festzustellen.

Das Fach Biologie ist bei vielen Schülerinnen und Schülern beliebt. Der Grund liegt auf der Hand: Wenige Schulfächer bieten die Möglichkeit, viele Unterrichtsinhalte unmittelbar in der eigenen Umgebung zu erfahren. Die Biologie ermöglicht es, das Leben und seine Ursprünge zu verstehen. Ziel ist es dabei auch, wissenschaftliche Methoden zu erschließen, wissenschaftliche Entdeckungen nachzuvollziehen und ihren Wert schätzen zu lernen.

Während unsere Schüler in der Sekundarstufe I unter anderem lernen, wie die Fotosynthese bei Pflanzen abläuft, Blutgruppen vererbt werden und wie aus einer befruchteten Eizelle ein Mensch entsteht, setzen sich die Grund- und Leistungskurse der Sekundarstufe II intensiv mit Fragestellungen der Genetik, Evolution, Ökologie sowie Neurobiologie auseinander. Doch Biologieunterricht soll nicht nur dazu dienen, biologische Fakten zu erfassen. Vielmehr soll es darum gehen, Schülerinnen und Schülern biologische Fragestellungen näher zu bringen und ihren Blick für die sie umgebende Natur zu schärfen. Dabei sollen biologische Zusammenhänge so häufig wie möglich in Experimenten und in der Auseinandersetzung mit Realobjekten erfahrbar gemacht werden. Zu diesem Zweck sind unsere Biologieräume mit mehreren Klassensätzen diverser Versuchsmaterialien sowie fest installierten Beamern und Computern mit Internetzugang ausgestattet.

In der Sekundarstufe eins wird Biologe in den Klassenstufen fünf, sechs, sieben und neun unterrichtet. In der Oberstufe kommen regelmäßig Grund- und Leistungskurse zustande. Darüber hinaus haben die Schüler die Möglichkeit, in den Klassen acht und neun Differenzierungskurse mit biologischem, Schwerpunkt zu belegen. Dazu gehört z.B. der Differenzierungskurs Biologie – Sport.

Jedes Lebewesen löst spätestens bei genauerer Betrachtung Faszination und Erstaunen aus. Aus diesem Grund sind wir überzeugt, dass die Natur selbst die größten Lernanreize bietet und besuchen beispielsweise schon mit unseren fünften Klassen die Zooschule des Wuppertaler Zoos (http://www.zoo-wuppertal.de/zoopaedagogik/zooschule.html), um dort von geschultem Personal tiefere Einblicke in die Welt ausgewählter Tierarten zu erhalten. Auch unseren Grund- und Leistungskursen der Oberstufe ermöglichen wir praxisorientierte Veranstaltungen, wie zum Beispiel eine Exkursion zur Fließgewässeruntersuchung an der Station Natur und Umwelt in Wuppertal (http://www.stnu.de).