Pflanzen zeigen auf vielfältige Weise Bewegungen, die jedoch oft als eine vermeintlich seltene Eigenschaft wahrgenommen werden. Zu Pflanzenbewegungen gehören beispielsweise Wachstumsbewegungen, lichtabhängige und durch Berührungen oder Erschütterungen ausgelöste Bewegungen. In diesem Modul wird Lernenden die Möglichkeit geboten, zu erkennen, dass Pflanzenbewegungen weder selten noch außergewöhnlich, aber in jedem Fall spannend sind. Um dies selbst zu entdecken, können sie verschiedene Pflanzenarten hinsichtlich ihrer Bewegungen phänomenologisch beobachten. Anschließend bietet es sich an, die Ursachen und fachbiologischen Hintergründe der Bewegungen zu erarbeiten.
Pflanzen bewegen sich – ist das Korrekt?
Concept Cartoon mit Alltagsvorstellungen Lernender der 5. – 7. Klasse zu Pflanzenbewegung.
(Comicköpfe von Dajana Tomasiewicz, 2022, CC BY-NC 4.0)
Diese Frage kann eine ausgiebige Diskussion bei den Lernenden auslösen, da sie die unterschiedlichsten Vorstellungen bezüglich dieser Thematik besitzen. Mit einem problemorientierten Einstieg wird bei vielen der ‚Forscherinstinkt‘ geweckt: Wie könnten wir herausfinden, ob sich Pflanzen bewegen? Die im Cartoon aufgeführten Vorstellungen sind reale Aussagen von Lernenden der Mittelstufe, die wir im Rahmen einer Erhebung zusammen mit der Universität Siegen erfasst haben.
In diesem Modul steht die Beobachtung als naturwissenschaftliche Erkenntnismethode im Vordergrund. Es können vielfältige Pflanzenbewegungen selbstständig beobachtet werden: gravitrope Bewegungen, photonastische und tagesperiodische Bewegungen sowie berührungsinduzierte Bewegungen.
Die Bewegung von Pflanzen ist für Menschen oft nicht selbstverständlich, sondern kann eher mit Magie assoziiert werden. Aus der Filmreihe Harry Potter gibt es zahlreiche Beispiel für Pflanzen, die sich auf magische Art und Weise bewegen: Die Peitschende Weide (zum Harry Potter-Ausschnitt: 1:20 min – 2:10 min), welche sich nähernden Lebewesen durch ihre bewegenden Äste Schaden zufügen kann, oder die Teufelsschlingen (zum Harry Potter-Ausschnitt: 1:51 min – 2:23 min), die Lebewesen mit ihren Ranken fesseln und umschlingen. Bewegende Pflanzen kommen jedoch nicht nur in der Zauberwelt von Harry Potter vor, sondern sind natürliche und häufige zu beobachtende Erscheinungen in unserer Natur. Diesen können die Lernenden mit diesem Modul und der zugehörigen Fragestellung Wie bewegen sich Pflanzen? forschend auf den Grund gehen.
In der Idee zu diesem Einstieg haben wir uns inspirieren lassen von Weiß, S. (2003). Botanik mit Harry Potter. Unterricht Biologie, 27(287), 14-18.
Die unterschiedlichen Pflanzenbewegungen können zwischen Kleingruppen einer Klasse oder innerhalb einer Kleingruppe (Gruppenpuzzle mit Stamm- und Expertengruppen) aufgeteilt werden:
Anknüpfend an die Forschungsfrage (Wie bewegen sich Pflanzen?) können mit den Lernenden Hypothesen formuliert werden. Diese können sich allgemein um das Dasein von Bewegungen und/oder die Art und Weise der Bewegungen beziehen oder auch explizit auf ausgewählte Pflanzen gerichtet sein. Letzteres bedingt, dass die zu beobachtenden Pflanzen den Lernenden kurz vorgestellt bzw. gezeigt werden und ein Impuls zum Auslöser der jeweiligen Bewegung bei Pflanzen gegeben wird. Ein Beispiel wäre das Bild des Wiesenklees mit dem Symbol einer Sonne zusammenzulegen oder beim Weizen ein Bild einer Pflanze mit einem Bild des Korns zu kombinieren. Zur weiteren methodischen Vorbereitung der Beobachtung gehört die Planung mit dem Anlegen eines Beobachtungsprotokolls, indem u.a. festgehalten wird, was und wie lange beobachtet werden soll.
Vorlage zum Beobachtungsprotokoll
Die Vorlage ist sehr einfach gehalten und für einen Einsatz in der 5. Klasse ohne Erfahrung zum wissenschaftlichen Beobachten ausgerichtet.
Die bei den ausgewählten Pflanzen zu beobachtenden Bewegungen sind entsprechend der Zielgruppe leicht zu erfassen, d.h. die Lernenden können über konkrete Impulse erste methodische Entscheidungen treffen und einen Eindruck vom wissenschaftlichen Arbeiten gewinnen. So können die Richtung der Bewegung (z.B. Keimstängel beim Weizen) und/oder die Bewegungsart ausgewählter Pflanzenorgane (z.B. Fangblatt der Venusfliegenfalle) und/oder die Dauer einer Bewegung (z.B. Zusammenklappen bei Mimose-Blätter) im Zentrum der Beobachtung stehen. Die Beobachtung kann sowohl qualitativ beschreibend oder quantitativ in beispielsweise Zeitintervallen erfolgen.
Tipp: Zu diesem Modul gibt es auch eine interaktive Video-Lerneinheit.
Kern der Lerneinheit ist die Differenzierung nach Schülervorstellungen, d.h. in Abhängigkeit einer zu Beginn von den Lernenden gewählten, auf den Schülervorstellung gründenden Vermutung zur Bewegung von Pflanzen bearbeiten diese einen von vier Lernpfaden. Sie können zwischen einer Wachstumsbewegung, einer berührungsinduzierten Bewegung, einer Bewegung hervorgerufen durch Wind und einer lichtabhängigen Bewegung auswählen. Die Erarbeitung der Pflanzenbewegung erfolgt durch die Methode der Beobachtung und ist in einen forschenden Lernprozess eingebettet.
Sie möchten noch mehr über die interaktive Lerneinheit erfahren? In einer praxisorientierten Publikation werden die interaktive Lerneinheit sowie deren unterrichtliche Einbettung detaillierter beschrieben.
Das Videomaterial „Pflanzenbewegung“
Beobachtung von Thigmonastie/ Seismonastie/Traumatonastie
In diesem Video können die Bewegungen der Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula) und der Mimose (Mimosa pudica) in Abhängigkeit einer Reizung durch Berührung, Wind und Hitze beobachtet werden.
Bewegung der Venusfliegenfalle: 0:06–0:25 s
Bewegung der Mimose durch Wind: 0:26–0:35 s
Bewegung der Mimose durch anderweitige Berührung und Hitze: 0:36–0:55 s
Beobachtung von Photonastie/ circadiane Rhythmik/Thermonastie
In diesem Video können die lichtabhängige Blütenstandbewegung des Löwenzahns (Taraxacum spec.), die lichtabhängigen und tagesperiodischen Bewegungen des Wiesenklees (Trifolium pratense) sowie der Feuerbohne (Phaseolus coccineus) beobachtet werden. Zudem kann die thermonastische Bewegung des Gänseblümchens (Bellis perennis) in Abhängigkeit zur Lichtänderung beobachtet werden.
Bewegung des Löwenzahns: 0:05–1:03 s
Bewegung des Wiesenklees: 1:04–1:17 s
Bewegung der Feuerbohne: 1:18– 2:09 s
Bewegung des Gänseblümchens: 2:10–2:32 s
Beobachtung von circadianer Rhythmik / Nyktinastien
In diesem Video können die lichtabhängigen und tagesperiodischen Bewegungen der Mimose (Mimosa pudica), welche auch als Schlafbewegungen bezeichnet werden, beobachtet werden. Die im Video über ca. 1 min ablaufenden Bewegungen haben in der Realität ca. 52 Stunden eingenommen.
Hier können Sie sich Bilder ausgewählter Pflanzen (von Bosse Althaus, 2022, CC BY-NC-ND 4.0) herunterladen. Sie können Ihnen als Einstiegimpulse oder in der Phase der Hypothesenformulierung dienen. Zudem steht Ihnen das Concept Cartoon in einer Farb-Version und Schwarz-Weiß-Version zur Verfügung.
Urheber:innen dieses Moduls: An diesem VidEX-Modul waren neben dem VidEX-Team viele weitere Personen beteiligt, ohne diese es nicht in diesem Umfang zustande hätte kommen können. Luisa Henze ist hauptverantwortlich für die Modulgestaltung und die Schöpferin der interaktiven Video-Lerneinheit. Sie hat mit ihrer Abschlussarbeit und ihrem Engagement das VidEX-Angebot enorm bereichert! Ein Teil der Videos wurde in einer Kooperation mit Dr. Björn Hendel und Richard Sannert (Didaktik der Biologie, Universität Siegen) erstellt und wir bedanken uns sehr für die Zuarbeiten. Nicht zuletzt haben Björn und Richard uns den Anstoß gegeben, sich mit Pflanzenbewegungen zu beschäftigen!