Stochastik + Phänologische Jahreszeiten
Unterrichtsreihe zur Entwicklung der Jahreszeiten aufgrund des Klimawandels für Klasse 5/6
Bild: Gemeinfrei, erstellt mit KI
In Deutschland beginnt der Frühling immer früher und der Winter immer später. Für viele Menschen ist das angenehm, für die Pflanzen- und Tierwelt aber ein Problem. In dieser Unterrichtsreihe wird ein hypothetisches Weihnachten im Frühling als Anlass genommen, die Entwicklung der phänologischen Jahreszeiten zu untersuchen,
Auf einen Blick
Klasse: 5/6
Kontext: Phänologische Jahreszeiten
Inhalte: Einfache beschreibende Statistik, Diagramme zeichnen, Darstellungen und Argumente kritisch hinterfragen
Umfang: ca. 2-3 Unterrichtsstunden (z.B. 1 Doppelstunde + 1 Einzelstunde)
Angeregte Kompetenzen
Mathematik
- Säulen-, Linien- und Punktdiagramme konstruieren
- Einfache Kennzahlen bestimmen
- Diagramme und Kennzahlen im Kontext interpretieren
- Mit Diagrammen und Kennzahlen argumentieren
- Argumente und Darstellungen kritisch hinterfragen
Bildung für nachhaltige Entwicklung
(nach dem Lernbereich Globale Entwicklung)
- Erkennen: Variabilität und Muster in der Entwicklung der Jahreszeiten beschreiben können.
- Bewerten: Auswirkungen der veränderten Jahreszeiten mit Blick auf Tierwelt und Gesundheit bewerten können.
- Handeln: Zu Argumenten kritisch Stellung nehmen und auf Social Media diskutieren können.
Aufbau
Einen schnellen Überblick erhalten Sie über die Story zum Material.
Das Material von Stochastik+ verfolgt drei grundlegende Ziele: a) Verstehen von Klimawandel und anderen gesellschaftlich relevanten Phänomenen mit Mitteln der Mathematik; b) Formulieren von Handlungsvorschlägen für Individuum und Gesellschaft begründet mit datenbasierten Argumenten; c) Stärkung des demokratischen Diskurses durch Kommunikation über datenbasierte Argumente auf Social Media.
Um das zu erreichen, ist das Unterrichtsmaterial nach zentralen Prinzipien erstellt:
- Kontextwissen unterstützen. Denn nur so können Lernende die Daten wirklich verstehen und mathematisch korrekte, aber irreführende Argumente hinterfragen.
- Fragen stellen und beantworten. Denn so wird Statistik nicht zu einem Selbstzweck, sondern auf Wissen und Handeln für die Zukunft ausgerichtet.
- Über Argumente sprechen. Denn so lernt man nicht nur, wie man gute Argumente konstruiert. Sondern die Lernenden finden auch Möglichkeiten, um falschen Argumenten zu widersprechen und ein Diskussionen treten zu können.
Das Material ist in drei Module aufgeteilt, die jeweils ein Prinzip in den Vordergrund stellen:
- Kontext. Hier wird Hintergrundwissen erarbeitet, das später für die Datenanalyse gebraucht wird.
- Daten. Hier werden Daten untersucht, um Fragen zum Kontext zu beantworten.
- Argumente. Hier werden Argumente von fiktiven Personen auf Social Media kritisch hinterfragt und beantwortet.
In jedem Modul werden mehrere Informationstexte, Datentabellen und Aufgaben angeboten. Entscheiden Sie für Ihre Klasse, welcher Umfang und welche Aufgaben angemessen sind. Umsetzungsvorschläge finden Sie weiter unten auf der Seite.
| Modul | Material | Anmerkung |
|---|---|---|
| Kontext | Winter oder Frühling? | Reales Phänomen des immer früher beginnenden Frühlings wird etwas übertrieben aufgenommen, um Diskussionen anzustoßen. Social Media Posts bieten einen Anlass, um über Unsicherheiten und Fragen zu sprechen. Gemeinsames Sammeln: Was wissen die Lernenden über die Jahreszeiten, kann es sein, dass an Weihnachten bereits Frühling ist, und wäre das schlimm? |
| Die phäno-logische Uhr | Einführung der Grundideen der phänologischen Jahreszeiten. Historisches Beispiel von 1951 dient gleichzeitig als möglicher Vergleichswert zu heute. Hier sollte genug Zeit investiert werden, damit die Datenanalyse besser gelingt. | |
| Hintergrund: Indikator-pflanzen | Bilder der Indikatorpflanzen, da Lernende wahrscheinlich wenig Vorwissen über die Pflanzen mitbringen. Kann von den Lernenden selbstständig genutzt werden, oder kurz gemeinsam über einen Beamer betrachtet werden. Wichtig ist, dass die Lernenden verstanden haben, dass Pflanzen zu unterschiedlichen Zeitpunkten blühen oder Früchte tragen. | |
| Daten | Zwei Jahre im Vergleich | Material greift eine Aussage aus dem Impulsbild auf. Phänologische Jahreszeiten werden hier nicht mehr als „Uhr“ dargestellt, um Schwierigkeiten im Umgang mit Winkeln zu umgehen. Für die statistische Auswertung und Interpretation reicht es, wenn die Positionen der Unterteilungen des Banddiagramms ungefähr geschätzt werden. Eine genaue Berechnung der Abschnitte erhöht die mathematische Komplexität und kann als Differenzierungsaufgabe genutzt werden. |
| Jahreszeiten früher und heute | Der Vergleich verschiedener Jahre zeigt einen ersten Trend in der Veränderung der Jahreszeiten. Zwar gibt es eine große Variabilität im Frühlingsbeginn, aber in jüngerer Zeit liegen die frühesten Frühlingstage. Aufgrund der Variabilität kann aber noch keine klare Aussage gezogen werden, das wird im folgenden Arbeitsblatt aufgegriffen. | |
| Der Frühling im Laufe der Jahre | Um eine langfriste Betrachtung zu ermöglichen, fokussiert dieses Arbeitsblatt alleine auf den Frühling. Das Liniendiagramm kann auch arbeitsteilig erstellt werden. | |
| Argumente | Schöner früher Frühling? | Rückanbindung an Impulsbild. Die Aussagen liefern teilweise weitere Interpretationen der Daten. Insbesondere der sogenannte Phänologische Mismatch (Fehlanpassung) ist hier relevant: Studien zeigen, dass Bienen sich langsamer an das Klima anpassen an als die Pflanzen. Der Bezug zu den Daten sollte hergestellt werden, wo möglich. Inga: Erstfrühling und Vorfrühling zunehmend vor März. Lea: Variabilität in den Daten, aber es existiert ein Trend. Ben: Längere Vegetationsperiode sorgt für mehr Pollen. Uwe: Längere Vegetationsperiode kann Böden auslaugen. |
Details
Modul 1: Kontext
Während der kalendarische Frühlingsbeginn immer zwischen dem 20. und 21. März liegt und der meteorologische Frühlingsbeginn immer am 01. März, richten sich die phänologischen Jahreszeiten an der Entwicklung der Natur aus. Der phänologische Vorfrühling beginnt dann, wenn die Hasel beginnt zu blühen. Und das geschieht in den letzten Jahren immer früher. Das kann die Frage aufwerfen: Geht das immer so weiter, und ist dann bald an Weihnachten bereits Frühling? Mit einem fiktiven Dialog auf Social Media wird das Phänomen eingeführt und erste Diskussionspunkte aufgeworfen.
Ein Informationstext zum Material liefert Hintergrundinformationen zu den phänologischen Jahreszeiten. Begleitendes Material mit Bildern zu den Indikatorpflanzen kann genutzt werden, um die Vorstellungen der Lernenden zu den Jahreszeiten zu unterstützen.
Modul 2: Daten
Zwei Jahre im Vergleich
Vergleicht man die Jahre 1952 und 2024 miteinander, sieht man einen großen Unterschied: Der Frühling beginnt früher, der Herbst ist länger. Insgesamt ist die Vegetationsperiode deutlich verlängert. Die Lernenden erstellen selbst ein Banddiagramm für das Jahr 2024. Dabei erhalten sie erste Einblicke in mögliche klimatische Veränderungen. Ob der Trend sich langfristig zeigt, ist dabei natürlich nicht sichtbar. Und ob ein früher beginnender Frühling etwas schlechtes ist, bleibt ebenfalls offen. Diese Fragen werden erst in den folgenden Arbeitsblättern behandelt.
Jahreszeiten früher und heute
Betrachtet man mehrere Jahre, scheint ein gewisser Trend erkennbar zu werden. Aber ebenso taucht Variabilität in den Daten auf: Der Frühlingsanfang sinkt nicht linear. Eine zentrale Frage in der Statistik: Was also ist Muster, was ist Variabilität?
Frühling im Laufe der Jahre
Eine langfristige Betrachtung des Frühlings zeigt einen deutlichen Trend. Mit Mitteln der 5./6. Klasse lässt sich dieser nur mit einem Diagramm beschreiben. Denkbar wären hier auch spätere Exkursionen zu Erwartungswerten und Ausgleichsgeraden.
Modul 3: Argumente
Nach der eigenen Datenanalyse werden die Aussagen vom Einstieg sowie neue Aussagen thematisiert. Diese bringen auch nochmal neue Aspekte und weiteres Kontextwissen ein, das für die Interpretation der Daten relevant ist: Wie schlimm ist es denn wirklich, dass der Frühling früher kommt?
Bewerten lassen sich diese Aspekte ohne weiteres Hintergrundwissen kaum. Aber die Aussagen lassen sich an die Daten anbinden: Wenn Bienen etwa ab März fliegen, ist es ungünstig, wenn die Pflanzen bereits im Januar zu blühen beginnen.
In Auseinandersetzung mit den Aussagen können die Lernendenden lernen, differenzierte Bewertungen vorzunehmen. So ist der genaue Beginn des Frühlings schwer vorherzusagen. Das alleine heißt aber nicht, dass es keinen allgemeinen Trend gibt.
Im Anschluss erstellen die Lernenden einen eigenen Social Media Post zu ihren Erkenntnissen. Dabei ist darauf zu achten, dass sie ihr Wissen aus der eigenen Datenanalyse nutzen.
Umsetzung
Das Material bietet verschiedene Möglichkeiten der Umsetzung. Passen Sie die Aufgaben und die Methoden auf ihre Klasse an. In der Word-Datei sind die fertigen Grafiken mit weißen Kästchen überdeckt, falls Sie z.B. die Komplexität der Erstellung der Banddiagramme verringern möchten.
Weitere Informationen und auch fertige Darstellungen finden Sie in den Handreichungen.
Downloads
Unterrichtsmaterial
- Unterrichtsmaterial (.docx)
- Unterrichtsmaterial (.pdf)
- Handreichungen (.docx)
- Handreichungen (.pdf)
- Für Nutzung digitaler Werkzeuge: Alle Daten online in CODAP
Datensätze
Die Datensätze können etwa genutzt werden, um sie mit digitalen Werkzeugen zu analysieren. Quellenangaben finden sich in jedem Datensatz.
