Modul: Vertiefungsmodul 3: Zoologie und Ökologie und Methoden der Biologie

Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse in der Biologie der Vertebraten (Spezielle Zoologie II) und der System-Ökologie (Ökologie II). Des Weiteren beherrschen sie die grundlegenden Arbeitsmethoden der Biochemie, der Genetik und der Molekularbiologie (Prinzipien und Methoden der Biochemie und Molekularbiologie) oder vertiefen theoretische und praktische Aspekte der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung als Komponente des schulspezifischen Fachwissens für Lehrkräfte anhand verschiedener biologischer Forschungsbereiche (Forschungsorientierte Übung für Lehramtsstudierende).

Inhalte

1. Spezielle Zoologie II (Biologie der Vertebraten):

-   Phylogenie von Wirbeltieren,

-   Vergleich der wichtigsten Organsysteme,

-   wesentliche systematische Gruppen und charakteristische Typen,

-   Entwicklung von Vielfalt und Mannigfaltigkeit.

2. Ökologie II: System-Ökologie:

-   Eigenschaften und Funktionsweisen von natürlichen und anthropogen beeinflussten Ökosystemen,

-   Großräumige Muster und Ursachen von Biodiversitätsverlusten und deren Auswirkungen auf die Funktion von Lebensgemeinschaften,

-   Stabilität & Chaos, Logistisches Wachstum, Dichteregulation,

-   Stoff- und Energieflüsse in Ökosystemen, Kreisläufe,

-   Regulation & Bistabilitäten von Nahrungsnetzen,

-   Unterschiede in den Eigenschaften von Nahrungsnetzen in spezifischen Habitaten (z. B. Pelagial, Fließgewässer, Steppe, Wald) und ihre anthropogen bedingten Veränderungen,

-   Einfluss menschlichen Handelns auf Ökosysteme (z. B. durch Landwirtschaft und regenerative Energiegewinnung), Ökosystemdienstleistungen.

3. „Methoden der Biologie“ je nach Wahl der Veranstaltungen entweder

a)       Biochemie, Molekularbiologie und Zellbiologie:

-   theoretische Grundlagen der Arbeitsmethoden der Biochemie sowie der Zell- und Molekularbiologie,

-   Einführung in die Auswertung der besprochenen Messverfahren,

-   beispielhafte Experimente zu einzelnen Verfahren zur zellbiologischen und biochemischen Charakterisierung von Zellen und Geweben sowie zu den elementaren biochemischen und molekularbiologischen Analyse- und Reinigungsverfahren,

-   biologisch relevante Arbeitstechniken der Chemie und Physik.

oder

b)       Forschungsorientierte Übung für Lehramtsstudierende und fachdidaktische Anwendungsaspekte für den Biologieunterricht:

-   vertiefter Einblick in aktuelle Forschungsansätze, Erkenntnisgewinnungsprozesse, Gültigkeitsprinzipien und wissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen in der Biologie sowie deren fachdidaktische Relevanz für den Biologieunterricht,

-   aktuelle biologische Forschungsthemen, wissenschaftliche Fragestellungen, Forschungsansätze und -methoden aus den Bereichen der Molekularbiologie, Populationsgenetik, Genomik, Evolution, Physiologie u. a.,

-   Wissenschaftsverständnis und Experimentieren im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung im Biologieunterricht,

-   laborpraktisches Bearbeiten einer Forschungsfrage und Vorstellen eines geplanten Praktikums für den Schulunterricht,

-   biologisch relevante Arbeitstechniken der Chemie und Physik.

Qualifikationsziele

I. Fachkompetenzen

        1. Spezielle Zoologie II (Biologie der Vertebraten): Die Studierenden…

-   verfügen über Grundkenntnisse der Biologie, Systematik und Phylogenese von Wirbeltieren,

-   besitzen Artenkenntnisse der heimischen Wirbeltierfauna.

        2. Ökologie II: System-Ökologie: Die Studierenden…

-   erwerben ein grundlegendes Verständnis heute aktueller Konzepte in der System-Ökologie,

-   verstehen Eigenschaften, Funktionsweisen und Regulation von natürlichen und anthropogen beeinflussten Ökosystemen,

-   verstehen die Bedeutung von Diversität, Energieflüssen und Stoffkreisläufen für Lebensgemeinschaften und Ökosysteme und die Konsequenzen wesentlicher anthropogener Eingriffe in die Ökosysteme (z. B. Klimaänderung, Biodiversitätsverlust),

-   werden in Konzepte und praktische Beispiele der Folgen von anthropogenen Umweltbelastungen eingeführt.

        3. „Methoden der Biologie“ je nach Wahl der Veranstaltungen entweder

a) Biochemie, Molekularbiologie und Zellbiologie: Die Studierenden...

-   verstehen theoretische Grundlagen der Arbeitsmethoden der Biochemie sowie der Zell- und Molekularbiologie,

-   haben einen Überblick über die Auswertung der besprochenen Messverfahren,

-   führen beispielhafte Experimente zu einzelnen Verfahren zur zellbiologischen und biochemischen Charakterisierung von Zellen und Geweben sowie zu den elementaren biochemischen und molekularbiologischen Analyse- und Reinigungsverfahren durch.

oder

b) Forschungsorientierte Übung für Lehramtsstudierende und fachdidaktische Anwendungsaspekte für den Biologieunterricht: Die Studierenden...

-   verstehen und reflektieren anhand von Beispielen naturwissenschaftliche Erkenntnisprozesse, insbesondere auch aus fachdidaktischer Perspektive,

-   reflektieren naturwissenschaftliche Erkenntnisprozesse vergleichend für Wissenschaft und deren Thematisierung im Biologieunterricht,

-   verstehen Nature of Science, Nature of Scientific Inquiry und epistemologische Überzeugungen sowie deren Abgrenzung voneinander voneinander und können diese in Unterrichtsplanungen berücksichtigen,

-   verstehen die Relevanz und die Ebenen des Kompetenzbereichs Erkenntnisgewinnung und können Lernprozesse danach gestalten,

-   verstehen fachspezifische Texte und aktuelle wissenschaftliche Problemstellungen und Forschungsfragen aus den Bereichen der Molekularbiologie, Populationsgenetik, Genomik, Evolution, Physiologie u. a.,

-   haben einen Überblick über angewandte Methoden in ausgewählten Forschungsgebieten der Biologie und besitzen zu diesen ein grundlegendes Verständnis,

-   konkretisieren eigene Fragestellungen auf Grundlage des aktuellen Forschungsstandes,

-   entwickeln Problemlösungen und planen experimentelle Methoden zur Umsetzung dieser Problemlösungen,

-   reflektieren Bezüge zwischen biologischen Teilgebieten und deren Bedeutung bei der Entwicklung und Lösung von wissenschaftlichen Fragestellungen, auch aus fachdidaktischer Perspektive.

II. Methodenkompetenzen:

        1. Spezielle Zoologie II und Ökologie II: System-Ökologie I: Die Studierenden…

-   beherrschen auf Basis einer wissenschaftlichen Denkweise die experimentelle Vorgehensweise der Ökologie oder Zoologie,

-   verstehen und interpretieren im Rahmen des im Modul erworbenen Fachwissens neuere Forschung im Bereich Ökologie und Umweltschutz oder Zoologie.

         2. „Methoden der Biologie“ je nach Wahl der Veranstaltungen entweder

a) Biochemie, Molekularbiologie und Zellbiologie: Die Studierenden...

-   beherrschen grundlegende Fähigkeiten biochemischer, molekular- und zellbiologischer Techniken,

-   führen Messverfahren aus und werten die Ergebnisse aus,

-   führen Experimente zu einzelnen Verfahren zur zellbiologischen und biochemischen Charakterisierung von Zellen und Geweben durch,

-   führen elementare biochemische und molekularbiologische Analyse- und Reinigungsverfahren durch.

oder

b) Forschungsorientierte Übung für Lehramtsstudierende und fachdidaktische Anwendungsaspekte für den Biologieunterricht: Die Studierenden...

-   wenden verschiedene Ansätze, experimentelle Methoden und Techniken an, um forschungsrelevante Fragestellungen aus ausgewählten Forschungsgebieten der Biologie zu bearbeiten und zu beantworten,

-   erheben experimentelle Daten, werten sie aus und interpretieren sie,

-   lesen wissenschaftliche Originalliteratur, bewerten sie kritisch und extrahieren wesentliche Punkte,

-   entwickeln fachdidaktische Ansätze, um Erkenntnisprozesse im Unterricht zu thematisieren.

III. Soziale / Personale Kompetenzen: Die Studierenden…

-   entwickeln in einer Diskussion und basierend auf Literatur prägnante Forschungsfragen, stellen sie dar und formulieren Lösungsansätze zu ihrer Beantwortung,

-   organisieren ihre Arbeitsprozesse selbstständig, auch um parallele Experimente zu realisieren,

-   interagieren und kooperieren in studentischen Arbeitsgruppen, und präsentieren wissenschaftliche Arbeitsergebnisse,

-   stellen auf der Basis eines vertieften fachlichen Verständnisses Sachverhalte in prägnanter Form schriftlich und verbal dar, diskutieren sie und beurteilen sie im Anwendungszusammenhang,

-   dokumentieren ihre eigene Arbeit und geben sie schriftlich mittels eines ausführlichen Protokolls konkret und replizierbar wieder und stellen sie in einer Präsentation vor,

-   planen ihr Selbststudium eigenverantwortlich und beherrschen ein effektives Zeit- und Ressourcenmanagement, auch bei der Prüfungsvorbereitung.

Klausur, 120 Minuten

4 Übungen zur Vorlesung, mindestens 2 Übungen müssen bestanden werden

Laborübung: 5 Protokolle (max. 10 Seiten), 5 Antestate

Portfolio (12-18 Seiten)

Neben der Vorlesung „Spezielle Zoologie II: Biologie der Vertebraten“ und der Vorlesung „System-Ökologie“ sind entweder "Biochemie, Molekularbiologie und Zellbiologie" (Vorlesung und Übung) oder "Forschungsorientierte Übung für Lehramtsstudierende und fachdidaktische Anwendungsaspekte für den Biologieunterricht" (Seminar und Übung) zu wählen. 

WiSe: „Spezielle Zoologie II“, „System-Ökologie“, „Biochemie, Molekularbiologie und Zellbiologie“

WiSe und SoSe: „Forschungsorientierte Übung für Lehramtsstudierende“