Sachgerechte Erstellung von kompetenzorientierten ... · Gentechnik • Molekulargenetische Werkzeuge: • Restriktionsenzyme •Vektoren Stammbäume Bioethik ... Einteilung der Gruppen

Sachgerechte Erstellung von kompetenzorientierten Klausuraufgaben im Fach Biologie

Ablauf

11.00 Uhr Einführungsvortrag

11.30 Uhr Workshop-Phase (I)

12.45 Uhr Pause

13.15 Uhr Workshop-Phase (II)

14.30 Uhr Workshop-Phase (III)

15.50 Uhr Abschlussplenum

Inhalt

Einführung 1

Workshop A 9

Workshop B 23

Workshop C 29

Operatorenübersicht 40

Konstruktionsvorgaben Abiturprüfungsaufgaben 42

Dezernate 43 und 46 der Bezirksregierung Arnsberg

KQ-Gruppe Biologie

Sachgerechte Erstellung kompetenzorientierter Klausuraufgaben

im Fach Biologie

Dezernate 43 und 46


Uhrzeit

11.00 Uhr bis 11.30 Uhr

11.30 Uhr bis 12.45 Uhr

12.45 Uhr bis 13.15 Uhr

13.15 Uhr bis 14.30 Uhr

14.30 Uhr bis 15.45 Uhr

15.45 Uhr bis 16.00 Uhr

Inhalt

• Einführung

• Workshop (I)

• Pause

• Workshop (II)

• Workshop (III)

• Abschlussplenum

2 Dezember 2015


Dezember 2015 Dezernate 43 und 46 der Bezirksregierung Arnsberg KQ-Gruppe Biologie

1

Dezernate 43 und 46

Materialentwicklung und Moderation

• Dezernat 43, Bezirksregierung Arnsberg

• KQ-Gruppe Biologie, Bezirksregierung Arnsberg

• Dezernat 46, Bezirksregierung Arnsberg

Die Materialien wurden von der KQ-Gruppe Biologie entwickelt.

Hierbei wurde auf Materialien einer Arbeitsgruppe bei der Bezirksregierung Köln, Dezernat 43, zurückgegriffen.

3 Dezember 2015

Dezernate 43 und 46

Workshops

Inhaltliche Bezugspunkte stammen aus dem Inhaltsfeld Ökologie,Konzept der Fotosynthese

• Workshop A: Kompetenzorientierung und Materialauswahl

• Workshop B: Vom Material zur kompetenzorientierten Aufgabenstellung

• Workshop C: Bewertung von Klausuren unter dem Aspekt der Kompetenzorientierung

4 Dezember 2015


2 Dezernate 43 und 46 der Bezirksregierung Arnsberg KQ-Gruppe Biologie

Dezember 2015

Dezernate 43 und 46

Leistungsüberprüfung und Kompetenzorientierung

5

Kompetenzerwartung

Bildungsstandards

Kernlehrplan S II

Schulinterner Lehrplan

Kompetenzüberprüfung

Klausuren

Sonstige Mitarbeit

AbiturAbiturklausuren

Mündliche Prüfung

Kompetenzerwerb

Lehr-Lern-Prozess

Lernaufgaben

Kompetenzzuwachs

Dezember 2015

Dezernate 43 und 46

Fazit

Klausuren in der gymnasialen Oberstufe:

• Bereiten formal und inhaltlich auf die schriftliche Abiturprüfung vor.

• Dienen durch Kompetenzüberprüfung der Leistungsdiagnostik undsind Basis für individuelle Förderung (§48(1) Schulgesetz).

• Dienen der Leistungsbewertung.

• Sind ein Qualitätsmerkmal für einen guten Unterricht.

6 Dezember 2015



3

Dezernate 43 und 46

Hinweise zur Konstruktion von Aufgaben

• Die Arbeitsaufträge sind thematisch eingeschränkt.

• Die Arbeitsaufträge werden in Teilaufgaben gegliedert, denen Operatoren zugeordnet sind.

• Die Arbeitsaufträge beziehen sich auf das zu bearbeitende Material.

• Die Operatoren sind geeignet, den Erwerb bestimmter Kompetenzen zu überprüfen, die schwerpunktmäßig im vorangegangenen Unterricht angestrebt wurden.

• Durch die Summe aller Operatoren werden alle drei Anforderungsbereiche angesprochen.

7 Dezember 2015

Dezernate 43 und 46

Abiturvorgaben

Im jeweiligen Kapitel 4 der Kernlehrpläne heißt es:

Die jährlichen „Vorgaben zu den unterrichtlichen Voraussetzungen für die schriftlichen Prüfungen im Abitur in der gymnasialen Oberstufe“ konkretisieren den Kernlehrplan (durch Fokussierungen), soweit dies für die Schaffung landesweit einheitlicher Bezüge für die zentral gestellten Abiturklausuren erforderlich ist.

Die Verpflichtung zur Umsetzung des gesamten Kernlehrplans bleibt hiervon unberührt.

8

→ Jedes Fach entwickelt jährliche Vorgaben!

Dezember 2015



Dezember 2015

Dezernate 43 und 46

Vorgaben zum Zentralabitur 2017 (KLP: Grundkurs)

9

Genetik Neurobiologie Ökologie Evolution

Meiose und Rekombination Aufbau und Funktion von Neuronen• degenerative Erscheinungen bei

der Alzheimer-Krankheit

Umweltfaktoren und ökologischePotenz

Grundlagen evolutiver Veränderung• Grippeviren

Analyse von Familienstammbäumen Neuronale Informationsverarbeitung und Grundlagen der Wahrnehmung

Dynamik von Populationen Art und Artbildung

Proteinbiosynthese Plastizität und Lernen• fMRT• zeitliche und funktionale

Gedächtnismodelle nach Markowitsch

Stoffkreislauf und Energiefluss• Kohlenstoffkreislauf

Evolution und Verhalten

Genregulation ein Modell zur Wechselwirkung von

Proto-Onkogenen und Tumor-Suppressorgenen im Hinblick auf die Regulation des Zellzyklus

• Entwicklung eines Modells auf der Grundlage/mithilfe von p53 und Ras

ein Modell zur epigenetischen Regelung des Zellstoffwechsels

• DNA-Methylierung

Mensch und ÖkosystemeSchädlingsbekämpfung

Evolution des Menschen

Gentechnik• Molekulargenetische Werkzeuge:

• Restriktionsenzyme

• Vektoren

Stammbäume

Bioethik

Dezember 2015

Dezernate 43 und 46

Funktion dieser Fokussierungen

Fokussierungen unterstützen die Schaffung von gleichen Voraussetzungen notwendiger inhaltlicher Voraussetzungen für eine angemessene Anwendung der Kompetenzen bei der Bearbeitung der zentral gestellten Aufgaben.

Fokussierungen bedeuten aber auch, dass sie wie alle anderen Konkretisierungen anderen inhaltlichen Schwerpunkten zugeordnet bzw. mit diesen verknüpft werden können.

Fokussierung und Abituraufgabe

• Grundlage für eine vertiefende Aufgabe zur angegebenen Fokussierung

• Grundlage für eine vergleichende Aufgabe zur angegebenen Fokussierung

• kein Bezug zur angegebenen Fokussierung

10 Dezember 2015



5

Dezernate 43 und 46

Aufgabenauswahl

• „Die Schulen erhalten für den Grundkurs und für den Leistungskurs jeweils

drei Aufgaben.

• Eine davon wird als verbindlich festgelegt, zwischen den beiden anderen

wählt am Tag des Downloads die Fachlehrerin bzw. der Fachlehrer.

• Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten die beiden ihnen dann

vorgelegten Aufgaben.

• Eine Aufgabenauswahl durch die Schülerinnen und Schüler ist nicht

vorgesehen.“

11 Dezember 2015

Dezernate 43 und 46

Wo erhalten Sie Informationen?

• Bildungsportal des Landes NRW, Zentralabitur, Fach Biologie

https://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/abitur-

gost/fach.php?fach=6

Vorgaben für 2016; 2017 (neu) und 2018 (KLP S II)

Operatorenübersicht (neu ab 2017)

Konstruktionsvorgaben für Abiturprüfungsaufgaben

Korrekturzeichen und Hinweise zur Korrektur von Klausuren

• Lehrplannavigator auf der Seite des QUA-Lis NRW (alle Fächer)

http://www.schulentwicklung.nrw.de/lehrplaene/lehrplannavigator-s-

ii/gymnasiale-oberstufe/

12 Dezember 2015



Dezember 2015

Dezernate 43 und 46

Workshops: Themen und Ziele

Workshop A: Kompetenzorientierung und Materialauswahl

• Ziel: Die Fachlehrerinnen und Fachlehrer können aus fachwissenschaftlichen Quellen geeignete Materialien für die Erstellung kompetenzorientierter Aufgaben auswählen und ggf. modifizieren.

Workshop B: Vom Material zur kompetenzorientierten Aufgabenstellung

• Ziel:Die Fachlehreinnen und Fachlehrer können ausgehend von geeigneten Materialien kompetenzorientierte Aufgabenstellungen mit Bezug zum KLP S II und weiterer Vorgaben formulieren.

13 Dezember 2015

Dezernate 43 und 46

Workshops

Workshop C: Bewertung von Klausuren unter dem Aspekt der Kompetenzorientierung

• Die Fachlehrerinnen und Fachlehrer können ausgehend von einer vorgegebenen Klausur und Lösungskriterien eine kompetenzorientierte Bewertung vornehmen.

• Die Fachlehrerinnen und Fachlehrer können einen kriteriellenErwartungshorizont von ausformulierten Lösungskriterien differenzieren.

14 Dezember 2015



7

Dezernate 43 und 46


Uhrzeit

11.00 Uhr bis 11.30 Uhr

11.30 Uhr bis 12.45 Uhr

12.45 Uhr bis 13.15 Uhr

13.15 Uhr bis 14.30 Uhr

14.30 Uhr bis 15.45 Uhr

15.45 Uhr bis 16.00 Uhr

Inhalt

• Einführung

• Workshop (I)

• Pause

• Workshop (II)

• Workshop (III)

• Abschlussplenum

15

Einteilung der Gruppen und Beginn mit dem erstem Workshop

Dezember 2015



Dezember 2015

WORKSHOP A

Kompetenzorientierung und Materialauswahl

Material:

veröffentlichte Materialien zum Thema Fotosynthesespezialisten der Gattung Kalanchoё auf Madagaskar,

Operatorenübersicht, KLP S II Biologie: Grundkurs Ökologie

Ziele:

Kritische Be- und Überarbeitung von veröffentlichten Materialien (Erkennen von Fehlern,

Unzulänglichkeiten, Überflüssigem)

Die Fachlehrerinnen und Fachlehrer…

können aus fachwissenschaftlichen Quellen geeignete Materialien für die Erstellung

kompetenzorientierter Aufgaben auswählen und ggf. modifizieren,

o indem sie bei unterschiedlichen Texten, Abbildungen und Tabellen zur fotosynthetischen

Aktivität von Pflanzen geeignete von ungeeigneten Quellen begründet differenzieren,

o indem sie die Materialien hinsichtlich Gestaltung und Inhalt kritisch überprüfen und ggf.

modifizieren,

o indem sie die Materialien mit aussagekräftigen Überschriften versehen,

o indem sie unter Beachtung der Operatoren sowie der Anforderungen an Klausuren

hinsichtlich der Anforderungsbereiche I-III die ausgewählten Materialien einer vorgegeben

Aufgabenstellung zuweisen,

o indem Sie entsprechend der übergeordneten und konkretisierten Kompetenzerwartungen

des KLP S II begründet eine Materialauswahl für eine Gk-Klausur vornehmen können.

Vorschlag zur Aufgabenstellung in einer Grundkurs-Klausur:

Aufgabenart: Bearbeitung einer Aufgabe, die fachspezifisches Material enthält

1. Erläutern Sie den schematisch dargestellten CAM-Weg sowie die damit einhergehenden

cytologisch-physiologischen Besonderheiten und vergleichen Sie diese Form der CO2-Fixierung mit

der bei C3-Pflanzen.

2. Werten Sie die Untersuchungsergebnisse von Prof. Kluge aus und entwickeln Sie eine Hypothese

zum Vorkommen der verschiedenen Fotosynthesetypen in den unterschiedlichen Klimazonen

Madagaskars.

3. Leiten Sie am Beispiel von Kalanchoё porphyrocalyx Gründe für den Wechsel zwischen C3- und

CAM-Weg zur fotosynthetischen CO2-Fixierung ab und beurteilen Sie unter ökologischen

Gesichtspunkten mögliche Vorteile von Sonderformen der Fotosynthese für das Überleben an

Extremstandorten.



9

Arbeitsaufträge:

1. Sichten Sie die Materialien zur Erstellung einer Gk-Klausuraufgabe zum Thema „Fotosynthese“ mit

einer Schwerpunktsetzung im Inhaltsfeld „Ökologie“ und versehen Sie die Materialien mit

aussagekräftigen Überschriften.

2. Wählen Sie aus den gegebenen Texten, Abbildungen und Tabellen geeignete Materialien für die

Erstellung einer kompetenzorientierten Aufgabe (Bsp. s. oben) unter Beachtung der Operatoren sowie

der Anforderungen an Klausuraufgaben hinsichtlich der drei Anforderungsbereiche (AFB I: 30%, AFB II:

50% und AFB III: 20%) aus.

3. Begründen Sie die Wahl Ihrer Materialien für eine Gk-Aufgabe kriterienorientiert (z.B. übergeordnete /

konkretisierte Kompetenzerwartungen des KLP Biologie SII; Komplexität des Materials; zur Lösung

notwendiges inhaltliches und fachmethodisches Vorwissen).

4. Evtl. Konkretisierung der Aufgabenstellung: Versehen Sie die Aufgabenstellung mit Querverweisen auf

die von Ihnen gewählten und betitelten Materialien (z.B. M1, M2 etc.).

Tipps:

Welche Kompetenzen kann ich anhand des Materials überprüfen?

Welche inhaltlichen Schwerpunkte oder Begriffe, die bei den Basiskonzepten subsummiert sind, kann

ich zuordnen?

Welche Aussagekraft hat das Material? Was kann der Schüler/die Schülerin daran erarbeiten?

Ist das Material sachlich richtig, ist es eindeutig, nicht redundant?

Enthält das Material alle zur Lösung notwendigen Voraussetzungen, gibt es ggf.

Lösungsaspekte/Inhalte/Fachbegriffe vor?

Deckt das Material alle Anforderungsbereiche ab?



Dezember 2015

Materialien Gruppe I

Abb. 3a: Lüttge, Ulrich und Kluge, Manfred. Botanik: die einführende Biologie der Pflanzen. 6.,

aktualisierte Aufl. Weinheim: Wiley-VCH, 2012, Abb. 21-12, S. 492.

Abb. 3b verändert nach CAM-Pflanzen: Ablauf der CO2-Fixierung bei CAM-Pflanzen - Kompaktlexikon

der Biologie, 2001. http://www.spektrum.de/lexika/images/biok/fff242.jpg [Zugriff am 2015-11-01

18:11:36].

Abb. 4 verändert nach CAM-Pflanzen: Ablauf der CO2-Fixierung bei CAM-Pflanzen - Kompaktlexikon der

Biologie, Spektrum Akademischer Verlag, 2001.



11

Abb. 14: Calvin-Zyklus

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Calvin-Zyklus_de.svg

Abb. 15 Crassulaceen-Säurestoffwechsel, Übersicht bei Nacht (links, Phase I) und Tag (rechts, Phase III).

CA α-Carboanhydrase

CC Calvin-Zyklus

PEP Phosphoenolpyruvat

PEPC Phosphoenolpyruvatcarboxylase

PEPCK Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase

MDH Malat-Dehydrogenase

ME Malat-Dehydrogenase (decarboxylierend) = Malatenzym

PPDK Pyruvat-Phosphat-Dikinase

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CAM_cycle.svg



Dezember 2015

Lüttge, U. Kluge M. & G. Bauer: Botanik. 5. vollständig überarbeitete Auflage, Wiley-VCH Verlag, 26.

September 2005.



13

Materialien Gruppe II

Text: Walter, Heinrich und Breckle, Siegmar-Walter. Vegetation und Klimazonen: Grundriß der globalen

Ökologie. 7. Aufl. UTB für Wissenschaft Uni-Taschenbücher 14. Stuttgart: Ulmer, 1999.

Abb. 1: AB Touring - Madagaskar-Travel. Klimazonen in Madagaskar, o. J. http://www.ab-

touring.com/images/klima1.jpg [Zugriff am 2015-11-01 16:29:27].



Dezember 2015

Text: Walter, Heinrich und Breckle, Siegmar-Walter. Vegetation und Klimazonen: Grundriß der globalen

Ökologie. 7. Aufl. UTB für Wissenschaft Uni-Taschenbücher 14. Stuttgart: Ulmer, 1999.

Abb. 2: AB Touring - Madagaskar-Travel. Klimazonen in Madagaskar, o. J. http://www.ab-




15

http://www.wetterkontor.de/de/klima/klima2.asp?land=mg&stat=67161



Dezember 2015

Abb. 5 verändert nach Kluge, Manfred. „Der Crassulaceen-Säurestoffwechsel (CAM), eine ökologische

Anpassung der Photosynthese, gezeigt an Pflanzen der Vegetation Madagaskars“. Darmstadt, 29. April

1998, Abb. 3. http://www.landesmuseum.at/pdf_frei_remote/SVVNWK_137_140_0311-0336.pdf.



17

Abb. 6: verändert nach Kluge, Manfred. „Der Crassulaceen-Säurestoffwechsel (CAM), eine ökologische


1998.



Dezember 2015

Materialien Gruppe III

Lüttge, Ulrich & Manfred Kluge, Manfred. „Botanik – Eine einführende Biologie der Pflanze“. 6. Aufl.,

Wiley-VCH Verlag, 4. April 2012.



19

Tab. 12: Fotosyntheseverhalten bei drei taxonomischen Gruppen innerhalb der Gattung Kalanchoё

Gruppe 1: Kalanchoё-Arten, die fast ausschließlich

tagsüber CO2 fixieren und kaum Gebrauch

vom CAM-Weg machen; zartblättrig.

z.B.

Kalanchoё longiflora

Kalanchoё linearifolia

Gruppe 2: Kalanchoё-Arten mit großer Plastizität im

CAM-Verhalten. Sie können sowohl bei Tage

CO2 aufnehmen als auch schnell umschalten

auf eine verstärkt nächtliche CO2-Aufnahme;

Blattsukkulenz.

z.B.

Kalanchoё porphyrocalyx

Kalanchoё diagremontiana

Gruppe 3: Kalanchoё-Arten, die fast ausschließlich den

CAM-Weg für die fotosynthetische CO2-

Fixierung verwenden; sie weisen zudem

ausgesprochene Blattsukkulenz, meist eine

dicke Cuticula, Behaarung auf.

z.B.

Kalanchoё gracilipes

Kalanchoё peltata

Tab.12: verändert nach Kluge, Manfred. „Der Crassulaceen-Säurestoffwechsel (CAM), eine ökologische


1998, http://www.landesmuseum.at/pdf_frei_remote/SVVNWK_137_140_0311-0336.pdf.

Fig. 1: Ota, Koichi: Stimulation of CAM Photosynthesis in Kalanchoe blossfeldiana by Transferring to

Nitrogen-Deficient Conditions. Plant Physiol. 87, 454-457, 15. Februar 1988.



Dezember 2015

Abb. 7: verändert nach Kluge, Manfred. „Der Crassulaceen-Säurestoffwechsel (CAM), eine ökologische


1998, Abb. 4. http://www.landesmuseum.at/pdf_frei_remote/SVVNWK_137_140_0311-0336.pdf.



21

Abb. 11 Kluge, Manfred. „Der Crassulaceen-Säurestoffwechsel (CAM), eine ökologische Anpassung der

Photosynthese, gezeigt an Pflanzen der Vegetation Madagaskars“. Darmstadt, 29. April 1998, Abb. 5.

http://www.landesmuseum.at/pdf_frei_remote/SVVNWK_137_140_0311-0336.pdf.



Dezember 2015

Workshop B

Vom Material zur kompetenzorientierten Aufgabenstellung

Material:

Materialien zum Thema Fotosynthesespezialisten in der Wüste als Basis für eine Grundkurs-Klausur;

Operatorenübersicht; Konstruktionsvorgaben Abiturprüfungsaufgaben; Inhaltsfeld Ökologie

(Grundkurs) KLP S II; übergeordnete Kompetenzerwartungen; Überprüfungsformen

Ziele:


können ausgehend von geeigneten Materialien kompetenzorientierte Aufgabenstellungen

mit Bezug zum KLP S II und weiterer Vorgaben formulieren,

o indem sie auf Basis vorgegebener Materialien zur Fotosynthese

kompetenzorientierte Aufgabenstellungen unter Berücksichtigung passender

Operatoren formulieren,

o indem sie eine Zuordnung der Kompetenzerwartungen vornehmen,

o indem sie Bezüge zum Bereich „Inhaltliche Schwerpunkte“ und den unter den

Basiskonzepten subsummierten Begriffen herstellen,

o indem sie die verwendeten Operatoren in Beziehung zu den Überprüfungsformen

setzen.

Arbeitsaufträge:

1. Entwickeln Sie drei kompetenzorientierte Aufgabenstellungen unter Berücksichtigung passender

Operatoren.

2. Ordnen Sie die Kompetenzerwartungen, inhaltliche Schwerpunkte und passende Basiskonzepte

mithilfe des KLP S II zu.

3. Ermitteln Sie die eingesetzten Überprüfungsformen.

Tipps:

Beachten Sie die Hinweise der „Konstruktionsvorgaben Abiturprüfungsaufgaben“.

Wählen Sie die Operatoren aus der aktuellen Operatorenübersicht für das Zentralabitur aus.

Beachten Sie die Berücksichtigung der Anforderungsbereiche I, II und III bei der Auswahl der

Operatoren.

Von Teilaufgabe 1 sollte über Teilaufgabe 2 zu Teilaufgabe 3 eine Progression erkennbar sein.

Die Gesamtheit der Teilaufgaben soll die drei Anforderungsbereiche zu bestimmten Anteilen

abdecken (AFB I: 30%, AFB II: 50% und AFB III: 20%).

Die Teilaufgaben müssen leistbar sein im Hinblick auf die übergeordneten und konkretisierten

Kompetenzerwartungen.

Die Aufgabenstellung soll auf das zu bearbeitende Material verweisen.

Die Formulierung der Aufgabenstellung soll eindeutig und verständlich sein.

Die Formulierung der Aufgabenstellung soll keine Lösungsaspekte oder Informationen enthalten.

Nach Formulierung der Aufgabenstellungen sollen die Materialien auf fehlende oder überflüssige

Informationen geprüft werden.



23

Klausur

Biologie, Grundkurs

Fotosynthesespezialisten in der Wüste

Material A: Klimatische Bedingungen des Lebensraumes sowie anatomische und

physiologische Merkmale der Kaktusgewächse Opuntia und Ferocactus

Die Steppen und Halbwüstengebiete der süd-westlichen USA (Kalifornien, Arizona, Texas,)

und Mexiko zeichnen sich durch extreme Klimabedingungen aus: In den Sommermonaten

werden tagsüber bis zu 37°C erreicht; nachts ist es erheblich kühler. Es ist sehr trocken mit

nur einzelnen starken Gewittergüssen. In den Wintermonaten treten hin und wieder Nacht-

fröste auf. Hier sind zahlreiche Vertreter der Pflanzenfamilie Cactaceae (Kakteengewächse)

beheimatet, z. B. die Gattung Ferocactus mit 23 verschiedenen Arten und die Gattung

Opuntia mit 190 Arten. Ferokakteen sind blattlose, tonnenförmige Kugelkakteen, die 3–4 m

hoch werden können mit einem Durchmesser von 70 cm. Ferokakteen wachsen sehr

langsam. Die Bedornung ist derb, bis zu 30 cm lang und sehr vielgestaltig, je nach Art.

Vertreter der Gattung Opuntia weisen einen mehr oder weniger stark verzweigten Spross

auf, wobei die einzelnen Glieder (Platycladien) abgeflacht oder rundlich sein können, die

Blätter sind in der Regel zu Dornen reduziert. Opuntien und Ferokakteen sind sogenannte

Stammsukkulente, d. h. sie sind in der Lage, in ihrer fleischig verdickten Sprossachse in

großen Zellsaftvakuolen Wasser zu speichern. Die Fotosynthese wird von den stark

cutinisierten äußeren Zellen der Sprossachse übernommen.

Von den Opuntien und Ferokakteen ernähren sich z. B. Wüstenschildkröten, Javelinas

(Nabelschweine) und Kalifornische Eselhasen, die damit auch alle den größten Teil ihres

Flüssigkeitsbedarfs decken.

A B

Abb. 1 Habitus und Wuchsform. A Opuntia polyacantha; B Ferocactus cylindraceus



Dezember 2015

Material B: Erforschung der fotosynthetischen CO2-Aufnahme sowie der Transpiration

über die Spaltöffnungen (Stomata) bei sukkulenten Cactaceen, am Beispiel

von Ferocactus cylindraceus

PARK S. NOBEL von der Universität in California führte zur Erforschung der Fotosynthese bei

Cactaceen Messungen zur CO2-Aufnahme und zur stomatären Transpiration bei Ferocactus

cylindraceus durch.

Abb. 2 CO2-Aufnahme (A) und stomatäre Transpiration (B) bei Ferocactus cylindraceus. Gemessen wurde bei drei unterschiedlichen Tag- und Nachttemperaturen: □∙∙∙□ : Tagestemperatur 32 °C, Nachttemperatur 23 °C ○—○ : Tagestemperatur 23 °C, Nachttemperatur 14 °C △---△: Tagestemperatur 11 °C, Nachttemperatur 5 °C Die Wasserdampfleitfähigkeit ist ein indirektes Maß für die stomatäre Wasserabgabe der Pflanze und für die Spaltöffnungsweite.



25

Material C: Untersuchungen zur besonderen Form der fotosynthetischen CO2-Fixierung

bei sukkulenten Cactaceen, am Beispiel von Ferocactus cylindraceus und

Opuntia polyacantha

Weitere Untersuchungen zur Fotosynthese bei Cactaceen führten zu folgenden Befunden:

1. In den grünen Zellen des Sprosses von Opuntia polyacantha und Ferocactus cylindraceus

wurden alle Enzyme für die lichtabhängigen und für die Synthesereaktionen (CALVIN-

Zyklus) der Fotosynthese nachgewiesen.

2. In den grünen Zellen des Sprosses von Opuntia polyacantha und Ferocactus cylindraceus

wurden zwei weitere Enzyme nachgewiesen, die PEP-Carboxylase und die Malat-

dehydrogenase.

PEP-Carboxylase ermöglicht die lichtunabhängige Übertragung von CO2 auf PEP

(Phosphoenolpyruvat) unter Bildung von Äpfelsäure (Malat), während die

Malatdehydrogenase die Freisetzung von CO2 aus Äpfelsäure katalysiert.

Untersucht wurden die Temperaturabhängigkeit der Äpfelsäureakkumulation mit Hilfe der

PEP-Carboxylase sowie die Temperaturabhängigkeit der in den Chloroplasten lichtabhän-

gigen Reaktionen der Fotosynthese. Untersuchungsobjekte waren Ferocactus cylindraceus

und Opuntia polyacantha.

Abb. 3 Temperaturabhängigkeit der Äpfelsäureakkumulation und der lichtabhängigen Reaktionen der Fotosynthese. Laborversuche mit Ferocactus cylindraceus und Opuntia polyacantha

CO2 PEP

Äpfelsäure (Malat)

PEP-Carboxylase

A

Äpfelsäure (Malat)

PEP

CALVIN-Zyklus

Produkte der lichtabhängigen

Reaktion

Pyruvat CO2

Malat-dehydro-

genase

B

Abb. 4 A Bildung von Äpfelsäure; B Freisetzung von CO2 aus Äpfelsäure (vereinfachte Darstellungen);



Dezember 2015

Materialgrundlage

Material A

Text verändert nach:

„Index Ferocactus“. Zugegriffen 1. November 2015.

http://www.ferokaktus.de/indexfero.html.

Probst, Wilfried. Pflanzen stellen sich vor. Hannover: Metzler, 1992, S. 57–78.

Kamphuis, Andrea. Atlantica Tierparadiese unserer Erde / Wüsten. 1. Aufl. wissenmedia,

2008.

Abb. 1A

Dcrjsr.Mojave pricklypear (Opuntia erinacea), showing long spines, pads, and yellow flower.

At about 1,990 m (6,530 ft) in Lower Rock Creek canyon, Mono County, California., 9. Juli

2010.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Opuntia_erinacea_Mojave_pricklypear_yellow_Ro

ckCr.jpg?uselang=de.

Abb. 1B

Baird. Cactus in Lava field off Kelbaker Road (Kelso to Baker)., 25. Februar 2012.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Red_barrel_cactus,_in_Lava_field_off_Kelbaker_R

oad.jpg?uselang=de.

Material B

Abb. 2

Nobel, Park S. „Relation between monthly growth of Ferocactus acanthodes and an

environmental productivity index“. American journal of botany, 1986, S. 541–47.

Material C

Abb. 3

Larcher, Walter. Ökophysiologie der Pflanzen: Leben, Leistung und Streßbewältigung der

Pflanzen in ihrer Umwelt. 6. Aufl. UTB 8074. Stuttgart: Ulmer, 2001, S. 118.



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Dezember 2015

Workshop C

Bewertung von Klausuren unter dem Aspekt der Kompetenzorientierung

Material:

Lk-Klausur zum Thema Fotosynthesespezialisten auf Madagaskar mit Erwartungshorizont,

Operatorenübersicht

Ziele:


können ausgehend von einer vorgegebenen Klausur und Lösungskriterien eine

kompetenzorientierte Bewertung vornehmen,

o indem sie die Gewichtung und Verteilung der Bepunktung zu den Aspekten der

Teilaufgaben vornehmen,

o indem sie die Zuordnung der Bepunktung zu den Anforderungsbereichen gemäß der

verwendeten Operatoren durchführen,

können einen kriteriellen Erwartungshorizont von ausformulierten Lösungskriterien

differenzieren,

o indem sie exemplarisch für eine Teilaufgabe einen kompetenzorientierten,

kriteriellen Erwartungshorizont entwickeln.

Arbeitsaufträge:

1. Ordnen Sie die Bewertungspunkte den vorgegebenen Lösungskriterien zu.

2. Ordnen Sie Anforderungsbereiche den vorgegebenen Lösungskriterien zu und prüfen Sie, ob die

passenden Operatoren eingesetzt worden sind.

3. Entwickeln Sie ggf. einen kriteriellen Erwartungshorizont für eine ausgewählte Teilaufgabe, der

sich an den Kompetenzerwartungen orientiert.

Tipps:

Vergabe von 66 Bewertungspunkten für die drei Aufgabenstellungen, hinzu kommen 9 Punkte

für die Darstellungsleistung.

Nur Vergabe von ganzen Punkten; Mindestpunktzahl pro Item = 2 Punkte.

Jedem Item darf nur ein Anforderungsbereich zugeordnet werden.

Gewichtung der Kriterien und die drei Anforderungsbereiche beachten

(AFB I: 30%, AFB II: 50% und AFB III: 20%),

(im Gk: 54 Punkte gesamt, AFB I 16 Punkte, AFB II 28 Punkte, AFB III 10 Punkte)

(im Lk: 66 Punkte gesamt, AFB I 20 Punkte, AFB II 34 Punkte, AFB III 12 Punkte)



29

Klausur

Biologie, Leistungskurs

1. Aufgabenart

2. Aufgabenstellung und Material

Thema: Fotosynthesespezialisten auf Madagaskar II



Dezember 2015

Material A: Klimatische Bedingungen und Vegetation auf der Insel

Material B: Der CAM-Weg der fotosynthetischen CO2-Fixierung



31

Material C: CO2-Fixierung und Transpiration bei verschiedenen Kalanchoë-Arten



Dezember 2015

Material D: Phylogenetische Beziehungen zwischen Kalanchoë-Arten mit unterschiedlichem Fotosyntheseverhalten



33

33. Materialgrundlage

Material A Text

Walter, Heinrich und Breckle, Siegmar-Walter. Vegetation und Klimazonen: Grundriß der globalen Ökologie. 7. Aufl. UTB für Wissenschaft Uni-Taschenbücher 14. Stuttgart: Ulmer, 1999.

Abb. 1 AB Touring - Madagaskar-Travel. Klimazonen in Madagaskar, o. J. http://www.ab-


Material B Abb. 2

Lüttge, Ulrich und Kluge, Manfred. Botanik: die einführende Biologie der Pflanzen. 6., aktualisierte Aufl. Weinheim: Wiley-VCH, 2012, Abb. 21-12, S. 492.

Abb. 3 verändert nach CAM-Pflanzen: Ablauf der CO2-Fixierung bei CAM-Pflanzen - Kompaktlexikon der Biologie, 2001.

http://www.spektrum.de/lexika/images/biok/fff242.jpg [Zugriff am 2015-11-01 18:11:36].

Material C Abb. 4 verändert nach

Kluge, Manfred. „Der Crassulaceen-Säurestoffwechsel (CAM), eine ökologische Anpassung der Photosynthese, gezeigt an Pflanzen der Vegetation Madagaskars“. Darmstadt, 29. April 1998, Abb. 3. http://www.landesmuseum.at/pdf_frei_remote/SVVNWK_137_140_0311-0336.pdf.

Material D Abb. 5

Kluge, Manfred. „Der Crassulaceen-Säurestoffwechsel (CAM), eine ökologische Anpassung der Photosynthese, gezeigt an Pflanzen der Vegetation Madagaskars“. Darmstadt, 29. April 1998, Abb. 5. http://www.landesmuseum.at/pdf_frei_remote/SVVNWK_137_140_0311-0336.pdf.

4. Bezüge zu den Vorgaben 2017

Inhaltsfeld: Ökologie Umweltfaktoren und ökologische Potenz Stoffkreislauf und Energiefluss Fotosynthese

Inhaltsfeld: Genetik Meiose und Rekombination

Inhaltsfeld: Evolution Grundlagen evoluti Veränderung Art und Artbildung Stammbäume

5. Zugelassene Hilfsmittel

Wörterbuch zur deutschen Rechtschreibung



Dezember 2015

–



35

(Ähnliche begründete Lösungen führen ebenfalls zur vollen Punktzahl.)



Dezember 2015

(Andere fachlich richtige Lösungen führen ebenfalls zur Vergabe der vollen Punkt-zahl.)



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(Andere fachlich richtige Lösungen führen ebenfalls zur Vergabe der vollen Punkt-zahl.)



Dezember 2015



39

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Dezember 2015

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41

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II MM FFAACCHH BBII OOLL OOGGII EE Es gelten die in den Lehrplänen und in den 'Vorgaben' festgelegten Prinzipien für die Kon-struktion von Aufgaben für die schriftliche Abiturprüfung. Insbesondere ist auf folgende Punkte hinzuweisen:

Allgemein Biologie

� Die zentral zu stellende Prüfungsaufgabe entspricht den in den Richtlinien und Lehrplänen beschriebenen Typen/Arten unter Berücksichtigung der spezifischen Einschränkungen, die ggf. in den „Vor-gaben zu den unterrichtlichen Vorausset-zungen“ gemacht werden. Bei Vorlage der Prüfungsaufgabe ist die Aufgabenart (bei getrennt zu bearbeitenden Teilaufga-ben die Aufgabenarten) unter Verweis auf den jeweiligen Lehrplan zu kenn-zeichnen.

� Für die schriftliche Prüfung im Fach Bio-logie sind die folgenden Aufgaben vorge-sehen: 1. Bearbeitung fachspezifischen Materi-

als 2. Bearbeitung eines Demonstrationsex-

perimentes 3. Durchführung und Bearbeitung eines

Schülerexperimentes

� Der Arbeitsauftrag / die Arbeitsaufträge der Prüfungsaufgabe müssen erkennbar auf die drei Anforderungsbereiche „Wie-dergabe von Kenntnissen“, „Anwenden von Kenntnissen“ und „Problemlösen und Werten“ bezogen sein und ein hin-reichend breites Schwierigkeitsspektrum repräsentieren.

� Der Schwerpunkt der zu erbringenden Leistungen soll im Anforderungsbereich II liegen bei angemessener Berücksichti-gung der Anforderungsbereiche I und III, wobei der Anteil des Bereiches I deutlich größer als der des Bereiches III sein soll (Lehrplan Biologie, S. 102). Um klare Arbeitsaufträge zu erstellen, ist es erforderlich, die Aufgaben zu unter-gliedern. Eine zu starke Aufschlüsselung ist jedoch mit den Anforderungen an eine Prüfungsaufgabe unvereinbar. In der Re-gel sind im Grundkurs 3 Teilaufgaben, im Leistungskurs - je nach Komplexitäts-grad - 3 bis 5 Teilaufgaben für eine Auf-gabe angemessen (Lehrplan Biologie, S. 102).

� Dementsprechend muss die Art der Be-zugnahme der Aufgabe auf Texte, Mate-rialien, Experimente usw., die in den „Vorgaben“ als verbindlich für die Be-handlung im Unterricht benannt sind, ausschließen, dass Lösungen auf der E-bene der reinen Reproduktion des im Un-terricht Erarbeiteten möglich sind.

�



Dezember 2015

Das bedeutet auch, dass Aufgabenstel-lungen nicht aus gängigen Unterrichts-werken entnommen werden dürfen.

� Im Interesse der Eindeutigkeit der mit der Aufgabe verbundenen Leistungsanforde-rungen orientiert sich die Formulierung der Arbeitsaufträge an den in den Lehr-plänen oder den EPA des jeweiligen Fachs vorgesehenen Operatoren.

� Eine entsprechende Liste mit Operatoren ist in den EPA Biologie (S. 16 - 18) zu finden. Diese Liste der Operatoren ist auch in learn:line im Zusammenhang mit Abitur.nrw 2007, Fach Biologie, einge-stellt.

� Die Prüfungsaufgabe muss in ihrer Ge-samtheit so angelegt sein, dass sie

auf unterschiedliche Themenbereiche Bezug nimmt, die angemessene und selbstständige An-wendung fachspezifischer Methoden und Kenntnisse einfordert und den Nachweis übergreifender Kompeten-zen erfordert, die von den Richtli-nien/Lehrplänen verbindlich vorgegeben sind.

Damit ist ausgeschlossen, dass sie sich inhaltlich ausschließlich auf einen Schwerpunkt der „Vorgaben“ bezieht. Bei Vorlage der Aufgabe müssen die Be-züge zu den einschlägigen Schwerpunk-ten der „Vorgaben“ ausgewiesen werden.

� Eine Prüfungsaufgabe – das ist die Ge-samtheit dessen, was ein Prüfling zu be-arbeiten hat – setzt sich aus zwei Aufga-ben zusammen. Die Aufgaben beziehen sich jeweils in ihren Schwerpunkten auf unterschiedliche Leitthemen. Leitthe-menübergreifende Aufgabenstellungen sind möglich.

Bei der Zusammenstellung der Aufgaben müssen die Vorgaben der EPA berück-sichtigt werden, die eine Kombination von Aufgaben bzw. wesentlichen Aufga-benteilen aus mindestens zwei der fol-genden fachlichen Themenbereiche vor-sehen: A: Funktionszusammenhänge und deren

molekulare Grundlagen B: Vernetzte Systeme – Ökologie und

Nachhaltigkeit C: Entwicklungsprozesse – Evolution

und Zukunftsfragen

Eine Kombination zweier Aufgaben, die sich ausschließlich auf die Leitthemen „Genetische und entwicklungsbiologi-sche Grundlagen von Lebensprozessen“ und „Steuerungs- und Regulationsvor-gänge im Organismus“ beziehen, ent-spricht den Vorgaben der EPA also nicht, da beide dem Themenbereich A zuzuord-nen sind. Bei der Zusammenstellung der Aufgaben ist es jedoch nicht zwingend, dass in den vorgelegten Prüfungsaufgaben insgesamt alle Leitthemen oder Kombinationsmög-lichkeiten berücksichtigt werden.



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� Die unterschiedlichen Anforderungsebe-nen von Grund- und Leistungskursen müssen z. B. durch den Umfang der zu bearbeitenden Materialien, die Komplexi-tät der Aufgabenstellung oder die zur Be-arbeitung der Aufgabe erforderlichen Vorkenntnisse deutlich erkennbar sein.

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� Sofern den Prüflingen Aufgaben zur Wahl gestellt werden, müssen sie sich hinsichtlich ihrer Bezüge zu den inhaltli-chen Schwerpunkten der „Vorgaben“ deutlich und für die Prüflinge ersichtlich unterscheiden und auf unterschiedliche Schwerpunkte der "Vorgaben" zurück-greifen.

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Documents

Sachgerechte Erstellung von kompetenzorientierten ... · Gentechnik • Molekulargenetische Werkzeuge: • Restriktionsenzyme •Vektoren Stammbäume Bioethik ... Einteilung der Gruppen