Bau entscheidet, nicht Größe
Ein Bakterium ist eine Zelle, ein Virus ist keine. Daran und nicht an den 2 µm gegen 0,1 µm hängt, warum ein Antibiotikum gegen das eine wirkt und gegen das andere nicht.
Mustermodul · Modul 9.2
Wie ein Körper lernt, was er noch nie gesehen hat
Modul 9.2 beantwortet eine Frage über eine Gruppe, nicht über Menschen: Zehn Tage vor einer Klassenfahrt mit 60 Personen meldet eine Mail eine ansteckende Krankheit im Haus, und im Lehrerzimmer fällt der Satz „Wenn einer es mitbringt, haben es nach drei Tagen alle.“ Niemand hat gerechnet. Die Klasse baut das Messgerät dafür und rechnet nach.
Klasse 9 36 Stunden · 18 Doppelstunden · 12 Stationen · 6 Wochen 161 Bewertungspunkte
Fachliche Grundlage
Jedes Modul weist aus, an welche fachlichen Grundvorstellungen es anschließt und an welcher Station diese greifen.
Ein Bakterium ist eine Zelle, ein Virus ist keine. Daran und nicht an den 2 µm gegen 0,1 µm hängt, warum ein Antibiotikum gegen das eine wirkt und gegen das andere nicht.
Die unspezifische Abwehr ist sofort da und kennt niemanden. Die spezifische braucht Tage und merkt sich, wen sie getroffen hat – beides wird in eigenen Stationen gemessen.
Ein Antigen ist das Kennzeichen, ein Antikörper das Gegenstück, das nur auf dieses eine Kennzeichen passt. Von 25 Paarungen passen fünf, also 20,0 Prozent.
Ein Nachweis zeigt etwas an, er ist es nicht. Und er hat eine Grenze: Bei 0,31 g/L sind sich drei Personen nicht mehr einig – diese Grenze bestimmt, wie viele Runden gemessen werden dürfen.
Gemeinschaftsschutz ist eine Eigenschaft der Gruppe, keine Eigenschaft eines Menschen. Deshalb lässt sich die Frage am Gerät beantworten, ohne eine einzige Person zu befragen.
Der Simulator zeigt richtig, dass es eine Schwelle gibt und wie sie wirkt. Wo sie in der Wirklichkeit liegt, zeigt er nicht: Ihm fehlen Genesung, Zeit und unterschiedlich häufige Kontakte.
Der Lernweg
Nicht alle zwölf Stationen laufen in jeder Gruppe. Gesetzt sind 1, 2, 3, 6, 7, 10 und 12; Station 11 ist der Messtag und für alle Pflicht. Von den vier Wahlpflichtstationen 4, 5, 8 und 9 werden mindestens zwei bearbeitet, und die Auswahl wird im Logbuch begründet. Der Messtag in Woche 4 braucht einen Doppeltermin: Zwölf Läufe zu fünf Runden lassen sich nicht auf zwei Tage verteilen.
Der Nachweis Chemie · qualitativ
Rotkohlsaft und Stammlösung selbst herstellen und die Farbtafel anlegen. Die Messvorschrift, die hier entsteht, gilt danach für alle zwölf Stationen: ein Tropfen auf 2,0 mL, 30 Sekunden warten, gegen die Blindprobe ablesen.
Die Nachweisgrenze Chemie · quantitativ
Verdünnungsreihe in neun Stufen von 20,00 g/L abwärts. Die Grenze liegt bei 0,31 g/L – und damit steht fest, wie viele Runden der spätere Simulator überhaupt messen darf.
Bakterium und Virus Biologie · qualitativ
Vergleichstabelle und Maßstabsmodell: 2 µm gegen 0,1 µm. Wird das Virus auf 1 cm vergrößert, ist die menschliche Zelle 2,0 m groß.
Die erste Grenze Biologie · quantitativ
Vier Waschvarianten, geprüft an zehn festgelegten Stellen eines Einmalhandschuhs mit Kreidestaub: 8, 5, 2 und 0 Reste. Gewaschen wird der Handschuh, nie die Haut.
Die Fresszelle Biologie · quantitativ
Ein Wattebausch von 0,5 g nimmt tropfenweise Wasser auf, bis der erste Tropfen durchfällt – im Mittel 22,0. Das Modell zeigt, wo eine Abwehr endet, die niemanden kennt.
Antigen und Antikörper Biologie · quantitativ
Alle Paarungen aus fünf Antigen- und fünf Antikörperformen durchprobieren: 5 von 25 passen, also 20,0 Prozent. Mittlere Suchzeit 95,0 Sekunden.
Erstkontakt und Zweitkontakt Biologie · quantitativ
Beide Kurven in ein Diagramm: 12 Einheiten an Tag 10 gegenüber 120 Einheiten an Tag 4. Dieselbe Abwehr, zweimal getroffen – beim zweiten Mal in vier Tagen das Zehnfache.
Aktiv oder passiv Biologie · qualitativ
Acht Fallkarten beschreiben Lagen, keine Menschen. Aktiv braucht 14 bis 21 Tage Vorlauf und hält Jahre, passiv wirkt sofort und rund drei Monate – ohne Gedächtnis.
Die Ansteckungskette von Hand Chemie und Mathematik · quantitativ
Acht Vertiefungen, drei Runden, ohne Gerät. Erwartet wird die Verdopplung 1, 2, 4, 8 – gemessen werden im Mittel 6,0 von 8, weil Kontakte schon Angesteckte treffen.
Der Simulator: Bau und Prüfung Chemie und Mathematik · quantitativ
Kontaktbrett, Zufallsgeber und Impfmarken bauen – und beweisen, dass das Gerät misst: Blindlauf, Gegentest über zehn Runden und der Gegenversuch gleichzeitig gegen nacheinander, 0,63 g/L grün gegen 0,08 g/L violett.
Der Simulator: die Messreihe Mathematik und Biologie · quantitativ
Der Messtag in Woche 4: zwölf Läufe je Gruppe, vier eingestellte Impfquoten zu je drei Durchgängen. Angesteckt sind im Mittel 18,7, 10,7, 5,3 und 2,0 von 24 Vertiefungen.
Wenn die Abwehr sich irrt: Allergie Biologie · Modellkritik
Dieselbe Kurve wie bei jedem Zweitkontakt, nur am harmlosen Ziel: 50 gegen 500 Pollenkörner je Kubikmeter. Die Station endet mit dem Verweis auf Hausarztpraxis und Gesundheitsamt.
Einblicke ins Material
Die folgenden Abbildungen stammen unverändert aus dem Unterrichtsmaterial des Moduls. Sie zeigen, auf welchem Niveau gearbeitet wird und wie die Fachinhalte aufbereitet sind.
Fünf Tage Landheim, 60 Personen, zehn Tage vorher die Mail – und der Satz aus dem Lehrerzimmer. Die 60 Personen sind als Zählfiguren gezeichnet, nicht als Menschen.
Die Verdünnungsreihe über neun Stufen und die Halbierungsleiter daneben. Bei 0,31 g/L versagt der Nachweis – fünf Halbierungen enden eine Stufe darüber.
Bakterium und Virus im Schnitt, ausdrücklich nicht maßstäblich gezeichnet – der Maßstab kommt darunter als eigenes Modell: Würfelzucker, Fußball, Zimmertür.
Die vier Barrieren des Körpers – und daneben der Handschuhversuch mit vier Waschvarianten. Nicht die Seife allein entscheidet, sondern Seife, Dauer und die Stellen, an die man nicht von selbst denkt.
Erst- und Zweitkontakt in einem Diagramm. Beim zweiten Mal ist der Höhepunkt sechs Tage früher erreicht und zehnmal so hoch.
Aktiv und passiv auf einem Zeitstrahl über 90 Tage. Die beiden Bänder enden an entgegengesetzten Enden – genau das ist der Unterschied.
Vier ausgewertete Platten nebeneinander, je eine eingestellte Impfquote. Gezählt wird, was keinen Ring trägt – grüne Ringe hatten Kontakt, haben aber nichts weitergegeben.
So ist eine fertige Impfquoten-Tafel aufgebaut: zwölf Einzelwerte, vier Mittelwerte, die Spannweiten und der eingezeichnete Schwellenwert. Die eigenen Zahlen sehen anders aus – gemessen ist gemessen.
Drei Maßnahmenpakete stehen gleichrangig nebeneinander, keines ist als Empfehlung markiert. Die Empfehlung gilt einer Fahrt, nicht einem Menschen.
Sprachbildung
Modul 9.2 ordnet seine Redemittel nach acht Sprachhandlungen, nicht nach Fachthemen: beobachten, messen, deuten, vergleichen, begründen, bewerten, abgrenzen, präsentieren. Zwei davon sind in diesem Modul neu und werden am häufigsten übersehen – das Abgrenzen, also zu sagen, wo das Modell aufhört, und das begründete Zurückgeben einer Frage.
Eine Beobachtung nennt, was zu sehen war; eine Deutung sagt, was das bedeutet – jedes in seinem eigenen Satz.
nicht „Vertiefung 7 hat sich angesteckt", sondern „Vertiefung 7 ist nach dem Tropfen Rotkohlsaft grün" und erst dann die Deutung
Jeder Satz mit einer Zahl nennt seine Gruppe. Über einen einzelnen Menschen wird nichts erhoben und nichts gerechnet.
von 24 · von 60 · von den Ungeimpften
Das unscharfe Sammelwort des Alltags kommt nicht vor. Gesagt wird jedes Mal, welches gemeint ist.
nicht „hilft gegen alle Erreger", sondern „wirkt gegen Bakterien und nicht gegen Viren"
Das Wort steht nie allein, sondern immer mit dem Erreger oder dem Antigen, gegen den der Schutz gilt.
nicht „nach zwei Wochen ist sie immun", sondern „der Schutz gegen diesen einen Erreger ist aufgebaut"
Der Rotkohlsaft zeigt die Sodalösung an, er ist sie nicht. Dasselbe gilt für die Platte: Sie ist ein Modell einer Gruppe, kein Lebewesen.
nicht „die Platte ist krank", sondern „nach fünf Runden sind 10 von 24 Vertiefungen grün"
Prozentpunkte zählen den Abstand zweier Prozentwerte. Ein Faktor sagt, um das Wievielfache etwas größer ist.
nicht „zehnmal mehr", sondern „das Zehnfache": 120 E : 12 E = 10
Die Satzbausteine des Moduls liefern für jede dieser Kategorien fertige Gerüste.
Jeder Baustein steht dreimal: als Gerüst, als englische Entsprechung und als fertiger Satz. Dazu zehn Sprachregeln, jede mit einem Paar „So nicht – So ist es richtig", und ein Prüfbogen mit zehn Fragen an den eigenen Text. Die erste davon lautet: Steht in meinen Beobachtungssätzen kein „weil" und kein „angesteckt"?
Projektauftrag
Auftraggeberin ist die Schulleitung. Fünf Tage Landheim mit 60 Personen sind gebucht und bezahlt; zehn Tage vorher kommt die Mail. Die Fahrt darf stattfinden – gefragt ist, was sie sicherer macht.
Teil A
Ein Tischgerät aus vier Stücken: ein Kontaktbrett mit 24 nummerierten Vertiefungen zu je 2,0 mL, ein Zufallsgeber, der je Runde zwölf Paare liefert, Ringe als Impfmarken für 0, 25, 50 oder 75 Prozent, und 24 fest zugeordnete Pipetten.
Teil B
Ein Blatt je Gruppe, lesbar ohne mündliche Erklärung: alle zwölf Einzelwerte als Punkte, die vier Mittelwerte mit einer Nachkommastelle, die Spannweite je Quote als senkrechter Strich und der eingezeichnete Schwellenwert.
Teil C
Die Einzelleistung in sechs Teilen: Erreger und Abwehr, Nachweis und Nachweisgrenze, Antigen und Gedächtnis, die Messreihe, der Schwellenwert, Empfehlung und Widerlegung. Eigene Zahlen verlangen Teil 4 und Teil 6.
Das Gerät ist erst dann ein Messgerät, wenn drei Proben gelaufen und aufgeschrieben sind: der Blindlauf mit 24 Vertiefungen Wasser und der Erwartung 24-mal violett, der Gegentest des Zufallsgebers über zehn Runden und der Gegenversuch gleichzeitig gegen nacheinander. Keine Gruppe baut den Simulator, ohne die Kette einmal von Hand gesehen zu haben.
Ein Zufallsgeber ohne Gegentest ist ein Messgerät ohne Kalibrierung.
Die Optimierungsschleife läuft in Woche 5 mit sechs statt zwölf Paaren je Runde. Gemessen, geändert, noch einmal gemessen – und erst danach wird die Impfquoten-Tafel gezeichnet. Die Spannweite ist dabei ein Befund und kein Mangel: Bei 75 Prozent können überhaupt nur sechs Vertiefungen angesteckt werden, eine davon ist der Indexfall.
Entschuldigt eure Spannweite nicht – erklärt sie.
Aus der Unterrichtspraxis
Das Lehrerhandbuch benennt zu jeder Station den Stolperstein, der erfahrungsgemäß am häufigsten auftritt, und die Gegenstrategie.
Ein Virus ist ein kleines Bakterium.
Station 3 entscheidet es am Bau, nicht an der Größe: Ein Bakterium ist eine Zelle, ein Virus ist keine.
Antibiotika helfen gegen Grippe.
Ein Antibiotikum greift an der Zellwand oder am eigenen Stoffwechsel an. Ein Virus hat beides nicht.
Bei 75 Prozent Impfquote sind 75 Prozent geschützt.
Wird nachgerechnet statt behauptet: 22,0 von 24 Vertiefungen bleiben verschont, also 91,7 Prozent.
Eine Impfung macht ein bisschen krank.
Sie erzeugt den Erstkontakt – dieselbe Kurve wie in Station 7, nur ohne die Krankheit.
Eine Allergie heißt, die Abwehr ist schwach.
Es ist dieselbe Kurve wie bei jedem Zweitkontakt. Die Abwehr ist stark – nur am falschen Ziel.
Der Simulator sagt 75 Prozent, also gilt das überall.
Ihm fehlen Genesung, Zeit und ungleich häufige Kontakte. Die 75 Prozent gehören zur Platte, nicht zur Wirklichkeit.
Differenzierung
Fachtexte, Logbuch, Vertiefungsaufgaben, Kompetenzcheck und Test gibt es in zwei Fassungen – dieselbe Anforderung mit mehr Gerüst. Keine Differenzierung ist es, einer Gruppe die Hälfte der Läufe zu geben.
Je ein Kartensatz zu jeder der zwölf Stationen und zu jedem der sechs Gutachtenteile, dazu Rechen- und Sprachkarten. Auf keiner Karte steht ein Ergebnis – auch nicht auf der vierten. Welche Stufe gebraucht wurde, gehört in die Selbsteinschätzung und kostet keine Punkte.
Material
Die Liste ist für acht parallel arbeitende Gruppen zu drei Personen gerechnet; jede Mengenangabe stammt aus dieser einen Zahl. Linear mitwachsend sind Platten, Pipetten, Ringe, Gläser, Soda und Rotkohl – nicht mitwachsend sind sieben Posten, die am Raum hängen und nicht an der Zahl der Gruppen.
Je Gruppe eine Tüpfelplatte mit 24 Vertiefungen, 24 nummerierte Einwegpipetten mit Ballon, 18 Ringe als Impfmarken und ein Zufallsgeber – ein Kontaktrad mit 24 Feldern oder zwei Loskästchen.
Soda als Stammlösung mit 20,00 g/L, selbst hergestellter Rotkohlsaft, Messpipetten zu 5 mL und 2 mL mit Pipettierhilfe, Tropfpipetten und ein Reagenzglasständer für die neun Stufen und die Blindprobe.
Waagen, Feinwaage, Messkolben, Stoppuhren, Lineal und Taschenrechner. Der Engpass steht nicht in der Liste: die Zeit an den beiden Waagen und an der Kochgelegenheit.
Knete in zwei Farben und ein Maßstabsband für das Größenmodell, Einmalhandschuhe und Kreidestaub für den Handschuhversuch, Watte und Uhrgläser für die Fresszelle.
Je acht Sätze mit fünf Antigen- und fünf Antikörperformen aus fester Pappe, acht Fallkarten für die aktive und passive Immunisierung sowie Vergleichs- und Zuordnungstafeln.
Modulposter und Forscher-Kreis-Poster ab Woche 1, die zunächst leere Impfquoten-Tafel, Rundenprotokolle, Messbögen und Klemmbretter.
Der Zufallsgeber ist ausdrücklich frei gebaut: Lose in einer Dose, ein Rad oder gemischte Kärtchen – was gebaut wird, entscheidet die Gruppe; dass es den Gegentest besteht, entscheidet sie nicht. Eingeplant ist auch der Bruch: rund ein Sechstel bei den Reagenzgläsern, rund ein Achtel bei den Einwegpipetten.
Vier Wochen Vorlauf für Soda und Tüpfelplatten, drei für die Einwegpipetten, zwei für Ringe und Zufallsgeber. Die Stammlösung hält über das ganze Modul, der Rotkohlsaft nur drei Tage – der Einkauf des Rotkohls wird terminiert, nicht bevorratet. Der Messtag in Woche 4 wird als Doppeltermin angemeldet.
Das Modul kommt mit einem einzigen gekennzeichneten Stoff aus: Soda als Lösung mit 20,00 g/L, reizend für die Augen. Schutzbrille auf, bevor die erste Pipette gefüllt wird; die Betriebsanweisung liegt aus und wird vorher gelesen. Hart gesperrt und in jedem Dokument wiederholt: kein Körpermaterial, nichts wird angelegt oder bebrütet, niemals mit dem Mund pipettiert, kein Desinfektionsmittel auf der Haut.
Bewertung
Die Bewertung ist über die gesamte Reihe gleich aufgebaut. Das macht Leistungen zwischen Modulen vergleichbar und für Lernende vorhersehbar.
| Bestandteil | Punkte | Erhebung |
|---|---|---|
| Prototyp · Simulator und Tafel | 25 | 5 Positionen, jede an etwas Sichtbarem geprüft |
| Impf-Gutachten, sechs Teile | 60 | 18 Positionen – je Teil 4 Punkte Vollständigkeit, 3 Richtigkeit, 3 getrennte Deutung |
| Protokolle | 15 | 5 Protokolle aus dem Logbuch |
| Optimierungsschleife | 10 | 3 Positionen, eine Messung und eine Änderung |
| Präsentation | 21 | 8 Positionen, sechs Minuten Vortrag und zwei Minuten Rückfragen |
| Modulabschlusstest | 30 | 8 Aufgaben – 5 Punkte Bereich I, 13 Bereich II, 12 Bereich III |
| Gesamt | 161 | Projektanteil 110 Punkte · Einzelleistung 51 Punkte |
Aus dem Material
„Eine Abwehr, die einmal gelernt hat, ist beim zweiten Mal schneller. Eine Impfung ist genau dieses Lernen — ohne die Krankheit."
Kernsatz des Moduls, in jedem Heft wortgleich
„Gemeinschaftsschutz ist eine Eigenschaft der Gruppe, keine Eigenschaft eines Menschen."
Trennsatz 4, Lehrerhandbuch Kapitel 2
„Gemessen wird an einer Platte, nicht an einer Klasse."
Projektauftrag, „Eure Aufgabe in fünf Sätzen"
„Ein Zufallsgeber ohne Gegentest ist ein Messgerät ohne Kalibrierung."
Projektauftrag, Probe 2
„Ein Modell ist kein Abbild. Unser Simulator zeigt richtig, dass es eine Schwelle gibt und wie sie wirkt."
Lehrerhandbuch, „Der Simulator liefert einen Knick, keine Schwelle"
Merken Sie sich unverbindlich vor. Wenn Sie das Modul im Unterricht erproben möchten, ist die Bewerbung als Pilotschule der passende Weg – Pilotschulen erhalten das vollständige Material.
Die Vormerkung ist unverbindlich. Es erfolgt keine Bestellung und keine Zahlung. Wir informieren Sie über Pilotphase, Preis und möglichen Verkaufsstart.