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Die Sicherheitsbelehrung |
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Grundsätzliches zum wichtigen Thema Lernen |
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Wir erkundeten die Vielfalt der Lebewesen in einem kleinen Wäldchen |
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Baum-Steckbriefe |
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wichtige Fachbegriffe |
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Lernmodul Seite 48 - Wälder sind verschieden |
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Energiefluss und Stoffkreislauf im Nahrungsnetz |
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Fotosynthese und Zellatmung |
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Pflanzen und Tiere im Wald |
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Lernmodul S. 34-35 Fotosynthese |
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Moorentwicklung |
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Vergleich zwischen Wald und Feld hinsichtlich der Bildung bzw. Erosion von Humus |
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Die Ökologie unserer zukünftigen Ernährung |
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physikalische und chemische Grundlagen für das Verstehen von Molekülen |
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Wozu brauchen wir Nahrung? |
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Klassen organischer Nährstoffe des Menschen |
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Warum und wie wir verdauen |
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Was wir in diesem Halbjahr schaffen sollten |
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Wissen aktiv zu erarbeiten ist besser als sich passiv unterrichten zu lassen. |
Die Sicherheitsbelehrung
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Hier findet Ihr die Sicherheitsbelehrung für Biologie-Räume.
Grundsätzliches zum wichtigen Thema Lernen
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Bevor man sich mit Lerninhalten beschäftigt, sollte man wissen, wie man effektiv lernen kann. Hoffentlich nützliche Informationen dazu gibt es im Lerntext Lernen.
Wir erkundeten die Vielfalt der Lebewesen in einem kleinen Wäldchen
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Bei gutem Wetter gingen wir hinaus in das kleine Wäldchen (Klevchen) hinter dem Parkplatz unserer Schule. Wir lernten, welche unterschiedlichen Arten von Lebewesen es dort gibt, wie sie aussehen, riechen, sich anfühlen und wie man sie unterscheiden kann. Leider hörten und sahen wir fast keinen Vogel, keinen Käfer und keinen Schmetterling. Aber es gibt dort prächtige alte Ahorne, Birken, Eichen, Eiben, Eschen, Hainbuchen, Robinien, Rotbuchen sowie einige junge Ginkobäumchen. Außerdem fanden wir einen Haselnussstrauß und Himbeeren. Zwischen Mensa und Parkplatz steht eine beeindruckende Scheinzypresse.
Hinsichtlich des Bodens konnten wir große Unterschiede zwischen den Wegen, einem kahlen Abhang und den mit Kräutern bewachsenen Flächen feststellen. Auf den Wegen ist der Boden so hart und verdichtet, dass darin keine Tiere mehr leben können. Auf dem kahlen Abhang ist der Boden relativ schutzlos Wind und Regen ausgesetzt, sodass sich kein Humus halten konnte. Wo aber der Waldboden durch Kräuter vor Sonne, Wind und Regen geschützt ist, fühlte er sich locker an und ist von Humus dunkel gefärbt.
Ich machte über das Schuljahr verteilt Fotos auf unserem Lehrerparkplatz, um die Veränderung des Wäldchens im Jahresverlauf zu dokumentieren. Ihr könnt Euch die Bilder ansehen, wenn Ihr hier auf Fotostrecke klickt. Außerdem suchten sich die meisten Lernenden einen Baum aus und machten von diesem Fotos für einen Steckbrief. Die Fotos konnten zuhause oder in einem unserer Computerräume zugeschnitten werden. Die Übertragung auf das Computernetz der Schule erfolgte am besten per email. Wer eine Schul-E-mail-Adresse hatte, konnte sich die Bilder selbst schicken. Sonst konnte man die E-mail an mich (roland@heynkes.de) schicken. Mit welchen kostenlosen Programmen und wie man am Steckbrief arbeitet, erklärte eine Anleitung. Ein Beispiel für einen Steckbrief findet Ihr hier. Bei schlechtem Wetter erarbeiteten wir uns im Biologieraum die Eigenschaften der Waldbewohner und was sie miteinander verbindet.
Baum-Steckbriefe
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Eure Baum-Steckbriefe findet Ihr mit diesem Link.
wichtige Fachbegriffe
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Lernmodul Seite 48 - Wälder sind verschieden
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Was wir erarbeitet haben, findet man jetzt im Selbstlern-Hypertext Ökosystem Wald.
Energiefluss und Stoffkreislauf im Nahrungsnetz
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| Schema zu Energiefluss und Stoffkreislauf im Nahrungsnetz |
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| Dieses Schema zeigt, wie die Energie mehr und mehr als Wärme verloren geht, während die Stoffe nicht verloren gehen, sondern immer wieder im Kreislauf durch die Nahrungsketten weitergegeben werden. |
Fotosynthese und Zellatmung
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Den Zusammenhang zwischen den beiden extrem wichtigen biologischen Prozessen Fotosynthese und Zellatmung erklärt der Lerntext Fotosynthese und Zellatmung.
Das Lernmodul: S.34-35 "Fotosynthese" mit Aufgaben und Antworten erleichtert die Erarbeitung der Fotosynthese mit unserem Buch.
Pflanzen und Tiere im Wald
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Typische Eigenschaften ermöglichen die Unterscheidung verschiedener Baumarten im Wald. So lässt sich die Fichte von der Tanne dadurch unterscheiden, dass bei der Fichte die Nadeln stechen und die Zapfen nach unten hängen. Tannennadeln erkennt man gut an zwei weißen Streifen an der Unterseite. Die Kiefer hat viel längere Nadeln, die meistens paarweise auftreten. Typisch für die Rotbuche ist ihre glatte, oft silbergraue Rinde.
Die Erkennung ganz junger Bäumchen ist nicht so einfach, denn die allerersten Blätter, die sogenannten Keimblätter, unterscheiden sich deutlich von den späteren Blättern.
Man kann die verschiedenen Baumarten leichter kennenlernen, wenn man von jeder Baumart einen Steckbrief mit Bildern vom gesamten Baum, der Baumkrone von untern, den Blättern und Früchten sowie der Rinde in einem kurzen Text mit den wichtigsten Informationen anfertigt. Früher schrieb man den Text auf ein Blatt und klebte Fotos oder Teile eines Baumes ein. Dafür wurden allerdings oft Blätter oder gar Rinde abgerissen und wie im Film zu sehen konnte die Rinde auch mit der falschen Seite aufgeklebt werden. Heute macht man digitale Fotos und benutzt Textverarbeitungs- oder Präsentationsprogramme oder schreibt direkt Internetseiten in der Seitenbeschreibungssprache HTML.
Eichen sollen bis zu 1000 Jahre alt werden können. Ihr Holz ist besonders hart und dauerhaft. Eichen und die in deutschen Wäldern besonders verbreiteten Rotbuchen werden auch Tiefwurzler genannt, weil weil ihre starken Hauptwurzeln steil und tief nach unten wachsen. Bei extremen Stürmen fallen sie daher nicht um, sondern brechen eher ab. Flachwurzler wie die Fichte fallen viel leichter um.
In Mischwäldern wächst nicht nur eine Baumart, sondern beispielsweise verschiedene Laub- und Nadelbäume. Mischwälder sind stockwerkartig gegliedert. Ganz oben sind die Baumkronen der höchsten Bäume. Darunter in der Strauchschicht gibt es junge Bäume und Sträucher wie Holunder, Brombeeren und Wildrosen, von denen allerdings viele nur an Waldrändern oder auf Lichtungen genügend Licht bekommen. Noch weiter unten in der Krautschicht findet man Farne, Gräser, Heidelbeeren und andere nicht verholzte Kräuter. Und ganz unten in der Moosschicht gibt es Moose und Pilze. Was man Pilze nennt, sind allerdings nur die Fortpflanzungsorgane der sehr viel größeren, unterirdisch als fadenförmiges Netzwerk lebenden Pilzes.
Moose sind sehr wichtig für Wald und Menschen, weil sie zwischen ihren dicht gedrängten Stängeln bei Regen viel Wasser speichern und langsam wieder abgeben. So tragen sie zum kühle, feuchten Waldklima bei und schützen Menschen vor Überschwämmungen.
Um ihren Nachwuchs aufziehen zu können, hämmern Spechte Höhlen in morsche alte Bäume und fangen unzählige Insekten. Mit ihren langen Schnäbeln und Zungen erwischen sie sogar Borkenkäfer-Larven, die Bäumen sehr schaden können, indem sie unter der Borke Gänge graben und die lebende Schicht zwischen Holz und Borke fressen. Förster lassen deshalb einige tote Bäume im Wald stehen, damit die Spechte genügend Höhlen bauen können. Verlassene Spechthöhlen werden auch von Eulen und Käuzen genutzt, die wie der Specht reine Fleischfresser sind und sich gerne von Mäusen und Insekten ernähren. Den Spechten und damit dem Wald hilft es auch, wenn es möglichst viele verschiedene Insekten-Arten im Wald gibt, damit die Spechte nicht von der Häufigkeit einer einzigen Insektenart abhängig sind.
Die vor allem morgens und abends aktiven Rehe und die tagaktiven Hirsche hingegen sollten sich im Wald nicht zu stark vermehren, weil sie junge Bäumchen fressen, ältere Bäume anknabbern und mit ihren Geweihen Bäume beschädigen. Für den Wald ist es deshalb gut, wenn in ihm Luchse oder sogar Wölfe die Rehe und Hirsche jagen. Gibt es diese Raubtiere nicht, dann müssen Jäger diese Aufgabe übernehmen. In den letzten Jahren ist es den Jägern allerdings nicht gelungen, die starke Vermehrung der Wildschweine zu verhindern. Auf der Suche nach Insekten, Würmern, Bucheckern, Eicheln und Wurzeln wühlen diese den Boden auf und richten damit auf Äckern und inzwischen sogar schon in Städten großen Schaden an. Dort belästigen sie auch Menschen und greifen deren Hunde an. Wildschweine leben in sogenannten Rotten, die meistens hauptsächlich aus Schwestern und deren Frischlingen bestehen. Die männlichen Wildschweine leben in eigenen Gruppen und suchen nur im Frühjahr während der Paarungszeit die Nähe der Weibchen.
Eichhörnchen und Eichelhäher vergraben im Herbst Eicheln und Bucheckern als Wintervorrat. Weil sie im Winter aber nicht alle wiederfinden, tragen sie damit zur Vermehrung der Bäume bei. Im Gegensatz zum vegetarisch lebenden Eichhörnchen bevorzugt der Fuchs tierische Nahrung. Er frisst vor allem Mäuse, aber auch geschwächte kleinere Waldtiere.
Auch im lockeren Waldboden leben viele Tiere, die auch Hobbywaldforscher gut mit sogenannten Becherlupen untersuchen können. Da gibt es verschiedene Arten von Würmern, Springschwänzen, Käfern, Larven, Asseln, Hundertfüßern, Tausendfüßern und Spinnen. Die häufigsten Bodenbewohner kann man allerdings nur mit einem Mikroskop sehen, denn die Bakterien sind normalerweise extrem klein und zählen daher zu den Mikroorganismen. Vor allem der Regenwurm lockert und belüftet den Boden und düngt ihn mit seinem Kot. Aber auch viele andere Bodenbewohner tragen zur Bildung von fruchtbarem Humus bei, indem sie abgefallene Blätter und tote Lebewesen fressen und letztlich zu Mineralstoffen zersetzen, von denen sich dann wieder die Pflanzen ernähren.
Zu den besonders nützlich Tierarten des Waldes gehören auch die Waldameisen, die deswegen besonders geschützt werden. Auch sie fressen viele Insekten, die sonst ihrerseits Pflanzen fressen würden. Manche Ameisenarten bauen große Ameisenhügel.
Insgesamt zeichnen sich gesunde Wälder durch eine große Artenvielfalt (Biodiversität) aus. Im ökologischen Gleichgewicht spielt jede Spezies ihre Rolle und ihre Vielfalt stabilisiert das Gleichgewicht. Man erkennt diese Biodiversität allerdings nur, wenn man sich die Pflanzen und Tiere des Waldes genau ansieht und möglichst viele von ihnen kennt.
Lernmodul: S.50-51 "Der Wald ist gegliedert" mit Aufgaben und Antworten
Lernmodul S. 34-35 Fotosynthese
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Wir bearbeiteten das Lernmodul S. 34-35 Fotosynthese.
Moorentwicklung
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Das folgende Schema soll vereinfacht darstellen, wie sich aus einem verlandenden See zunächst ein Niedermoor und später ein Hochmoor entwickelt, indem die Torfmoospflanzen auch oberhalb des Grundwasserspiegels einfach immer weiter wachsen. Mehr und mehr erhalten sie deshalb ihr Wasser nur noch vom Regen, der allerdings so wenig Mineralstoffe enthält, dass am Ende nur noch Torfmoos damit auskommt.
| Schema zur Moorentwicklung |
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| Blau steht für das Grundwasser, Orange für wasserdurchlässige Erdschicht, Dunkelbraun für abgestorbenes Pflanzenmaterial, Grün für noch lebende Pflanzen. |
Vergleich zwischen Wald und Feld hinsichtlich der Bildung bzw. Erosion von Humus
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Seitdem nur noch wenige Menschen als Jäger und Sammler leben, brauchen wir für unsere Ernährung fruchtbare Weiden und Äcker. Deren Fruchtbarkeit ist jedoch bedroht durch Bebauung und Erosion. Da Wälder ihre Böden vor Erosion schützen und die Fruchtbarkeit der Böden sogar zunimmt, lohnt sich ein Vergleich zwischen den Böden in Wälder und Feldern.
| Vergleich zwischen Wald und Feld hinsichtlich der Bildung bzw. Erosion von Humus | |
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| Wald | Feld |
| Blätter bremsen Regentropfen und Hagel. | Starkregen verwandelt Boden in Schlamm. |
| Moose und andere Pflanzen halten viel Wasser fest. | Besonders an Hängen und unbepflanzten Feldern fließen Regen und Schmelzwasser mit dem aufgelösten Mutterboden in Bäche oder Kanalisation (Erosion des Ackerbodens) |
| Insbesondere die Blätter des Waldes schützen den Boden vor zuviel Sonne und Wind. | Unbepflanzter Ackerboden trocknet aus und wird hart. Dadurch kann er schlechter Wasser aufnehmen, BodenLebewesen bekommen Probleme und Wind kann den Boden abtragen. |
| Blätter sowie tote Pflanzen und Tiere fallen zu Boden und werden zu Humus. So bleiben Mineralstoffe im Stoffkreislauf und die Pro-dukte der Photosynthese sorgen für ständi-gen Zuwachs an Biomasse im Ökosystem Wald. | "Unkräuter" werden vernichtet, Kulturpflan-zen geerntet. Dadurch fehlt Material für die Humusbildung und Mineralstoffe werden aus dem Kreislauf entfernt. |
| Bodenlebewesen werden nur gelegentlich von wühlenden Wildschweinen gestört. | Felder werden normalerweise gepflügt. Das schadet vielen Tieren im Boden. |
| Waldboden wird kaum verdichtet. | Schwere Maschinen verdichten den Boden. Das behindert die Wasseraufnahme und Bodenlebewesen verlieren Lebensraum. Deshalb können sie weniger Humus aufbauen und den Boden nicht auflockern. |
| Im Waldboden halten Wurzeln den Boden zusammen und fangen Druck von oben auf. | Ackerboden enthält viel weniger Wurzeln. Deshalb lässt er sich leichter verdichten sowie durch Wind oder Regen erodieren. |
Die Ökologie unserer zukünftigen Ernährung
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Wir sahen eine kurze Dokumentation über die Vorteile und Probleme des Fischfangs und der Aquakultur als zwei wichtige Standbeine der menschlichen Ernährung. Danach entwickelten wir gemeinsam Ideen für eine ökologische Produktionskette von Schlacht- und Küchenabfällen zu Fischfutter zu Fischen, deren Abwasser gereinigt wird, indem es Gemüse als Dünger dient.
Unser nächstes Thema ist unsere zukünftige Welternährung ebenfalls sehr wichtige ökologische Schädlingsbekämpfung. Das sehen und diskutieren wir den Film: Insekten - die besseren Schädlingsbekämpfer, den ich zum Nachlesen zusammengefasst habe.
physikalische und chemische Grundlagen für das Verstehen von Molekülen
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Was wir uns im Unterricht hauptsächlich an der Tafel erarbeitet haben, könnt Ihr im Lerntext Chemische Grundlagen für das Verständnis der Biologie ausführlich nachlesen in den Kapiteln:
Wozu brauchen wir Nahrung?
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Diese Frage beantworten folgende Lerntext-Kapitel:
Klassen organischer Nährstoffe des Menschen
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Informationen die wichtigsten Klassen organischer Nährstoffe des Menschen gibt es im Lerntext Biomoleküle in folgenden Kapiteln:
Warum und wie wir verdauen
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Was wir zum Thema Verdauung gemacht haben, lässt sich in den Lerntexten Verdauung und Ernährung in folgenden Kapiteln nachlesen:
Was wir in diesem Halbjahr schaffen sollten
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Der Biologie-Kernlehrplan verlangt in Kapitel 4 (Inhaltsfelder und fachliche Kontexte für das Fach Biologie) für alle G8-Gymnasien in NRW verbindlich, dass im Verlauf der Jahrgänge 7-9 unter anderem folgende Inhaltsfelder vermittelt werden müssen: Energiefluss und Stoffkreisläufe (Erkundung und Beschreibung eines ausgewählten Biotops (Produzenten, Konsumenten, Destruenten), Nahrungsbeziehungen, Energieumwandlung, Energiefluss, offene Systeme, Veränderung von Ökosystemen durch Eingriffe des Menschen, Biotop- und Artenschutz an ausgewählten Beispielen, Treibhauseffekt und Nachhaltigkeit), Grundlagen der Vererbung (Dominante/rezessive/kodominante Vererbung, Erbanlagen, Chromosomen, Genotypische Geschlechtsbestimmung und Veränderung des Erbguts) und Evolutionäre Entwicklung (Erdzeitalter, Datierung, Stammesentwicklung der Wirbeltiere und des Menschen, Evolutionsmechanismen, Wege der Erkenntnisgewinnung am Beispiel evolutionsbiologischer Forschung).
Als nicht verbindliche Fachliche Kontexte schlägt der Biologie-Kernlehrplan folgende Themen vor: Regeln der Natur (Erkunden eines Ökosystems und Treibhauseffekt - die Biosphäre verändert sich), Gene - Bauanleitung für Lebewesen (Gene - Puzzle des Lebens, Genetische Familienberatung) sowie Vielfalt und Veränderung - eine Reise durch die Erdgeschichte (Den Fossilien auf der Spur, Lebewesen und Lebensräume - dauernd in Veränderung sowie Vielfalt der Lebewesen als Ressource).
Wie üblich sieht auch an unserer Schule das von der Biologie-Fachkonferenz beschlossene schulinterne Curriculum vor, im ersten Halbjahr der 7.Klasse das Thema Ökologie (Inhaltsfeld: Energiefluss und Stoffkreisläufe, fachlicher Kontext: Regeln der Natur (z.B. Erkunden eines Ökosystems)) zu bearbeiten. Da uns mit bis zu 135 Minuten pro Woche ungewöhnlich viel Zeit zur Verfügung steht, sollen wir außerdem noch das Inhaltsfeld Evolutionäre Entwicklung schaffen.
| Inhaltsfeld: Energiefluss und Stoffkreisläufe |
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| Fachlicher Kontext: Regeln der Natur (z.B. Erkunden eines Ökosystems) |
Am Ende des ersten Halbjahres sollen die Lernenden folgendes können:
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| Inhaltsfeld: Evolutionäre Entwicklung |
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| Fachlicher Kontext: Vielfalt und Veränderung - eine Reise durch die Erdgeschichte |
Am Ende des ersten Halbjahres sollen die Lernenden folgendes können:
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Wissen aktiv zu erarbeiten ist besser als sich passiv unterrichten zu lassen.
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Im Biologie-Unterricht der 7. Klasse müssen sehr viele Fachbegriffe und ungewohnte Konzepte gelernt werden. Gleichzeitig macht die Pubertät viele Lernende unaufmerksam. Wer deswegen jetzt im Unterricht Lücken in seinem Vorwissen bemerkt, kann Hilfe zum Selberlernen in meinem buchunabhängigen Lerntexten sowie in den Dokumentationen und natürlich in diesem Lerntext der Klasse finden.
Abgesehen von den insbesondere während der Pubertät deutlich werdenden praktischen Problemen des Unterrichts möchte ich darauf hinweisen, dass Unterricht nicht zu Bildung führt. Bildung kann niemandem vermittelt werden, sondern Bildung kann man sich nur selbst erarbeiten und dazu muss man es selber wollen. Wer hauptsächlich für Noten lernt oder nur Unterrichtsinhalte wiedergeben können möchte, wird niemals ein gebildeter Mensch werden. Bildung ist die Haltung, Zusammenhänge zwischen den Informationen verstehen zu wollen, der nie endende Prozess selbständigen Lernens und das ständig anwachsende Ergebnis von beidem. Unter anderem deshalb ist selbständiges Nachdenken über einen Lerntext besser als das simple Konsumieren eines Unterrichts. Eher praktische Hintergrund-Informationen dazu liefert mein Lerntext Lernen.
Roland Heynkes, CC BY-SA-4.0
