• Schulstufe
  • Klassenstufe
  • Schulform
  • Fach
  • Materialtyp
  • Quelle1
    zurücksetzen
Sortierung nach Datum / Relevanz
Kacheln     Liste

Proteinmodelle aus dem Internet – Beispiel Insulin

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit werden am Beispiel Insulin Proteindatenbanken und kostenlose Molekülbetrachter wie RasMol vorgestellt. Diese Datenbanken bieten die Möglichkeit, mithilfe des Computers Aspekte der Struktur-Funktionsbeziehung auf molekularer Ebene so anschaulich darzustellen, wie dies im Unterricht mit keinem anderen Hilfsmittel möglich ist.Möchte man die Raumstruktur eines Proteins in einem Molekülmodell darstellen, so benötigt man die Raumkoordinaten jedes einzelnen Atoms. Polypeptidsequenzen, für die diese Raumkoordinaten bereits bekannt sind, werden in der Regel in Datenbanken im Internet veröffentlicht. Von dort kann man sie auf den eigenen Rechner laden und als 3D-Molekülmodell visualisieren. Diese Unterrichtsheit zeigt am Beispiel des Insulins, wie am Rechner 3D-Molekülmodelle visualisiert werden können. In diesem Zusammenhang wird auch die Fragestellung nach dem Einsatz von Schweineinsulin und gentechnisch verändertem Insulin beim Menschen erörtert. Die Arbeit mit der Proteindatenbank schafft ein Bewusstsein dafür, wie wichtig das Internet als Drehscheibe für Biodaten und die freie Zugänglichkeit von Forschungsergebnissen für die tägliche Arbeit der weltweiten Wissenschaftsgemeinschaft ist. 3D-Computermodelle im Unterricht Der vollständige Weg von der Peptidsequenz zum dreidimensionalen Computermodell eines Proteins ist schwierig zu vermitteln, da sehr viele mathematische und physikalische Details in ihm stecken. Die räumliche Darstellung eines Proteins, zum Beispiel eines Stoffwechselenzyms oder eines Transportmoleküls wie des Sauerstoff bindenden Myoglobins, ist jedoch sehr wichtig für das Verständnis seiner Funktion. Dies soll auch der Lehrer-Online-Artikel Die dreidimensionale Hämoglobinstruktur verdeutlichen. Die räumliche Struktur von Substratbindungsstellen steht in direkter Beziehung zur Raumstruktur der Substrate (Schlüssel-Schloss-Prinzip) und damit zur Substratspezifität der Enzyme. Auch die Wirkung kompetitiver Hemmstoffe oder allosterischer Regulatoren können mithilfe einer interaktiven 3D-Struktur der Biomoleküle besser verdeutlicht werden, als dies durch andere Lehrmittel möglich ist. Arbeit mit Datenbanken im Biologie-Unterricht Die in den beiden Arbeitsblättern gestellten Aufgaben sollen zum einen dazu beitragen, die Wichtigkeit von Proteindatenbanken in der Hinsicht auf die Vergleichsmöglichkeiten (Zugehörigkeit eines Proteins zu einer "Proteinfamilie") von Sequenzen zu zeigen. Zum anderen soll die Medienkompetenz der Schülerinnen und Schüler - der Zugang zu einer Datenbank und der Umgang mit einem Visualisierungsprogramm - geschult werden. Die Arbeit mit Originaldaten, die Forscherinnen und Forscher im Internet veröffentlicht haben und die täglich von der weltweiten Wissenschaftsgemeinschaft genutzt werden, wirkt auf die Lernenden motivierend. Außerdem entwickeln sie ein Bewusstsein dafür, wie wichtig es für die modernen Biowissenschaften ist, dass Forschungsergebnisse frei zur Verfügung stehen und welche Rolle dabei das Internet spielt, das als Informationsquelle aus dem täglichen Forschungsbetrieb der Molekularbiologen nicht mehr wegzudenken ist. Unterrichtsverlauf "Proteinmodelle im Unterricht" Die Schülerinnen und Schüler sollten bereits Kenntnisse über Aminosäuren, den Aufbau der Peptidbindung, Primär- und Sekundärstrukturen sowie Wechselwirkungen zwischen den Peptidketten haben und mit dem Computer sicher umgehen können. Gegebenenfalls muss eine Einführung in RasMol und die Nutzung einer Datenbank eingebaut werden. Je nach Schwierigkeitsgrad des Unterrichts und der Vorbildung der Lernenden können die Methodik der Röntgenstrukturanalyse und der Kernmagnetischen Resonanz (NMR) genauer analysiert werden. Fachlicher Hintergrund Informationen zum Weg von der DNA-Sequenz bis zur Tertiärstruktur eines Proteins und Infos zu dem für die Visualisierung im Unterricht benötigten Molekülbetrachter RasMol Die Schülerinnen und Schüler verstehen am Beispiel des Insulins den Zusammenhang zwischen der in einer Proteindatenbank gespeicherten Datei und der Umsetzung als Proteinmodell im Computer. können eine Sequenz aus einer Datenbank abrufen. können mit einem einfachen Visualisierungsprogramm wie RasMol umgehen. können die Vor- und Nachteile verschiedener Darstellungsarten (Kugelstabmodell, Proteinrückgrat und raumfüllendes Kalottenmodell) erkennen und diese mithilfe eines Programms umsetzen. erarbeiten grundlegendes Wissen über den 3D-Aufbau (die Tertiär- und Quartärstruktur) von Proteinen. können Struktur-Funktionsbeziehungen begreifen und erklären. können Methoden zur Strukturaufklärung von Proteinen verstehen und wiedergeben. Aus der durch die DNA-Sequenz definierten Primärstruktur des Proteins lassen sich Sekundärstrukturbereiche (Faltblätter, Helices, ungeordnete Schleifen) vorhersagen, die durch Wechselwirkungen zwischen den Peptidbindungen und den Seitenketten der Aminosäuren entstehen. Um aber eine Aussage über die - wie es im Fachjargon so schön heißt - Struktur-Funktionsbeziehungen machen zu können, zum Beispiel im Zusammenhang mit den Eigenschaften des katalytischen Zentrums eines Enzyms, benötigt man noch die 3D-Struktur des Proteins in Verbindung mit weiteren Daten, wie zum Beispiel der spezifischen Bindung von Substraten oder Hemmstoffen. Erst dann können Aussagen über die Proteinfunktion auf der molekularen Ebene gemacht werden. Zur Aufklärung der vollständigen räumlichen Anordnung einer nativen Polypeptidkette, seiner Tertiärstruktur, muss zunächst ein hochreiner Proteinkristall "gezüchtet" werden. Hat man ein geordnetes Proteinkristallgitter erreicht, kann dieses mithilfe der Röntgenstrukturanalyse untersucht werden. Die Röntgenstrahlen werden beim Durchtritt durch den Kristall (Wellenlänge im Ångström-Bereich, 1Å = 0,1 nm) gebeugt. Das entstehende Beugungsmuster wird entweder von einem elektronischen Detektor aufgefangen (Diffraktometer) oder mithilfe eines Films sichtbar gemacht. Durch ein mathematisches Verfahren (Fourier-Transformation) erhält man eine Elektronendichtekarte, aus der die Raumkoordinaten für jedes einzelne Atom im Kristall bestimmt werden können. Einfacher hat man es, wenn das Protein zu einer bereits bekannten Proteinfamilie gehört und eine starke Homologie zu einem Protein aufweist, dessen 3D-Struktur bereits aufgeklärt ist. Dann kann die Struktur des "neuen" Proteins durch eine Modellierung abgeleitet werden. Das Züchten von Proteinkristallen für die Röntgenstrukturanalyse ist keine triviale Angelegenheit. Um zum Erfolg zu kommen, wurden Proteinkristalle sogar schon im Weltraum gezüchtet, denn unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit sind die Voraussetzungen für die Herstellung fehlerfreier Kristalle besonders günstig. Insbesondere Membranproteine lassen sich nur schwer kristallisieren. In solchen Fällen kann die Struktur eines Proteins mittels NMR auch in Lösung ermittelt werden. Hierbei ergibt sich jedoch keine eindeutige Struktur, da sich die Atome des Proteins in diesem Zustand bewegen (siehe "Zusatzinformationen" auf der Startseite des Artikels). Die Raumkoordinaten von Proteinen werden in Form langer Listen in Online-Datenbanken gespeichert. Von dort kann man sie als Textdateien auf den eigenen Rechner laden und mit einem geeigneten Programm visualisieren. Ein solches Programm ist zum Beispiel das im Internet für schulische Zwecke frei erhältliche RasMol. Die Software bietet die Möglichkeit, aus den Koordinatenangaben der Datenbank dreidimensionale Proteinmodelle zu erstellen, die man um ihre Achsen rotieren lassen oder mit der Maus anfassen und beliebig drehen und wenden kann. Auch ein "Hineinzoomen" in die Moleküle ist möglich. Mit RasMol können Proteine in verschiedenen Darstellungsformen visualisiert werden (Kugelstabmodell, Proteinrückgrat und raumfüllendes Kalottenmodell). Heteroatome, Wasserstoffbrücken oder gebundene Wassermoleküle lassen sich oft anzeigen. Ein Nachteil des Programms ist, dass die Befehlssprache englisch ist und dass die Arbeit nur über die "Command line" läuft, die nicht sehr nutzerfreundlich ist. Empfehlenswert ist es, sich eine Liste der vom Programm erkannten Kommandos auszudrucken. Der vollständige Weg von der Peptidsequenz zum dreidimensionalen Computermodell eines Proteins ist schwierig zu vermitteln, da sehr viele mathematische und physikalische Details in ihm stecken. Die räumliche Darstellung eines Proteins, zum Beispiel eines Stoffwechselenzyms oder eines Transportmoleküls wie des Sauerstoff bindenden Myoglobins, ist jedoch sehr wichtig für das Verständnis seiner Funktion. Dies soll auch der Lehrer-Online-Artikel Die dreidimensionale Hämoglobinstruktur verdeutlichen. Die räumliche Struktur von Substratbindungsstellen steht in direkter Beziehung zur Raumstruktur der Substrate (Schlüssel-Schloss-Prinzip) und damit zur Substratspezifität der Enzyme. Auch die Wirkung kompetitiver Hemmstoffe oder allosterischer Regulatoren können mithilfe einer interaktiven 3D-Struktur der Biomoleküle besser verdeutlicht werden, als dies durch andere Lehrmittel möglich ist. Die in den beiden Arbeitsblättern gestellten Aufgaben sollen zum einen dazu beitragen, die Wichtigkeit von Proteindatenbanken in der Hinsicht auf die Vergleichsmöglichkeiten (Zugehörigkeit eines Proteins zu einer "Proteinfamilie") von Sequenzen zu zeigen. Zum anderen soll die Medienkompetenz der Schülerinnen und Schüler - der Zugang zu einer Datenbank und der Umgang mit einem Visualisierungsprogramm - geschult werden. Die Arbeit mit Originaldaten, die Forscherinnen und Forscher im Internet veröffentlicht haben und die täglich von der weltweiten Wissenschaftsgemeinschaft genutzt werden, wirkt auf die Lernenden motivierend. Außerdem entwickeln sie ein Bewusstsein dafür, wie wichtig es für die modernen Biowissenschaften ist, dass Forschungsergebnisse frei zur Verfügung stehen und welche Rolle dabei das Internet spielt, das als Informationsquelle aus dem täglichen Forschungsbetrieb der Molekularbiologen nicht mehr wegzudenken ist. Die Schülerinnen und Schüler sollten bereits Kenntnisse über Aminosäuren, den Aufbau der Peptidbindung, Primär- und Sekundärstrukturen sowie Wechselwirkungen zwischen den Peptidketten haben und mit dem Computer sicher umgehen können. Gegebenenfalls muss eine Einführung in RasMol und die Nutzung einer Datenbank eingebaut werden. Je nach Schwierigkeitsgrad des Unterrichts und der Vorbildung der Lernenden können die Methodik der Röntgenstrukturanalyse und der Kernmagnetischen Resonanz (NMR) genauer analysiert werden.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt
  • Sekundarstufe II

Erstellung eines Serienbriefes

Unterrichtseinheit

Der Serienbrief ist ein universelles Mittel der Büroautomation. Mit ihm ist es möglich, Geschäftsbriefe an eine Vielzahl von Empfängern zu adressieren. Klassische Anwendungsbeispiele sind Werbebriefe und Einladungsschreiben. Der computergestützte Serienbrief erleichtert die Zusendung eines Schriftdokuments an viele Empfänger und lässt dennoch die Möglichkeit, trotz identischen Inhalts, den persönlichen Charakter in der Anrede zu wahren. Der Serienbrief basiert in der Regel auf den Kriterien und Normen des Geschäftsbriefes und gehört wie dieser zu den Grundlagen in vielen kaufmännischen Berufen. Neben dem Erstellen einer Serientextdatei, die als Hauptdokument fungiert, ist die Anlage einer Datenbank eine wichtige Vorbereitung. Das Ziel der Unterrichtseinheit besteht darin, Kenntnisse in der Textverarbeitung bezüglich des Serienbriefes zu erweitern und auf betriebliche Probleme anzuwenden. Vorausgesetzt werden Kenntnisse in den Themen Textverarbeitung und Geschäftsbrief. Unterrichtsablauf Der Ablauf der Unterrichtsstunde mit dem Einsatz der Materialien wird hier detailliert erläutert. Die Schülerinnen und Schüler sollen Serienbriefe unter Beachtung aller formalen Kriterien erstellen und im betrieblichen Kontext anwenden können. selbständig entscheiden, in welchen Fällen der Einsatz eines Serienbriefes sinnvoll sein kann. ihre Kenntnisse in der Textverarbeitung vertiefen und auf betriebliche Erfordernisse anwenden können. Thema Die Erstellung eines Serienbriefes Autor André Leupold Fach Organisationslehre, Informationswirtschaft, Informatik Zielgruppe Berufsschule Wirtschaft/Verwaltung/Gesundheit Zeitumfang 6 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Lehrer-PC mit Beamer, Netzwerkordner(Public Laufwerk) um Vorlagen und Übungsanleitungen den Schülern zur Verfügung zu stellen, Schüler PC mit MS Office Paket Planung Verlaufsplan Serienbrief Die Lehrperson bietet zunächst anhand einer PowerPoint-Präsentation den Einstieg ins Thema und entwickelt an einer konkreten Situation einen Überblick über den nötigen Aufbau eines Serienbriefes und den Ablauf der Erstellung. Zunächst wird der Aufbau eines Geschäftsbriefes kurz wiederholt. Dazu wird den Schülerinnen und Schülern die Vorlage eines Geschäftsbriefes über ein Public-Verzeichnis bereitgestellt. Im Anschluss erfolgt die Bearbeitung des Einführungsbeispiels. Die Lernenden wenden nun die erworbenen Kenntnisse in weiteren Übungen an. Dazu stehen auf den folgenden Arbeitsblättern verschiedene Beispiele aus den Bereichen "Handel" und "Gesundheit" zur Verfügung. Die Schülerinnen und Schüler beantworten die Kontrollfragen im Team. Eine Auswertung können sie anschließend selbständig mit Hilfe des Online-Tests durchführen. Die Fragen sind die Grundlage einer schriftlichen Leistungskontrolle. Zur weiteren Überprüfung des Wissenstandes dient die abschließende praktische Leistungskontrolle.

  • Orga / Bürowirtschaft
  • Sekundarstufe II

Virtuelle Tour durch ein Rechenzentrum von Amazon Web Services (AWS)

Unterrichtseinheit

Sie möchten Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit bieten, einen Blick hinter die Kulissen eines Rechenzentrums zu werfen? Bei einer virtuellen Tour von Amazon können sie dabei die Berufe der Zukunft kennenlernen und erhalten eine Einführung in Cloud Computing, Datensicherheit und Nachhaltigkeit. Informatik- und Berufsorientierung als spannende, virtuelle Tour verpackt: Schulklassen können kostenfrei eine Gruppentour durchführen und in einem spielerischen Wettbewerb antreten, während sie die Technologie und die Berufe der Zukunft erkunden. Auf der Tour erfahren die Schülerinnen und Schüler, wie es die Cloud und die Rechenzentren möglich machen, Filme von überall und zu jeder Zeit zu streamen. Sie lernen die Komponenten eines Computers kennen, erhalten einen Überblick über die Cloud, erfahren wie Daten durch Glasfaserkabel transportiert werden und wie Protokolle den Daten mitteilen, wohin sie gehen sollen. Sie erfahren auch, wie Rechenzentren die Daten sicher und nachhaltig aufbewahren, damit sich niemand Sorgen um das Hochladen der eigenen Daten in die Cloud machen muss. Die Schülerinnen und Schüler lernen zudem, wie Rechenzentren einen natürlichen Prozess nutzen, um Server vor Überhitzung zu schützen, wie Redundanz und Sensoren sicherstellen, dass Daten immer verfügbar sind, wie Cyber- und physische Sicherheitsmaßnahmen die Daten schützen und wie nachhaltige Maßnahmen getroffen werden, um die Umwelt zu schützen. Auf dem Weg dorthin treffen sie Mitarbeitende, die als Rechenzentrumsbetreibende, Lösungsarchitektinnen und -architekten, Betreibende von Rechenzentrumstechnik und Nachhaltigkeitsspezialistinnen und -spezialisten tätig sind. Voraussetzung ist ein eigenes Tablet oder ein eigener Computer. Die Lehrkraft fungiert als Moderatorin. Alternativ können die Lernenden auch selbstständig die Tour durchführen. Informatik- und Berufsorientierung Schülerinnen und Schüler lernen die Berufe der Zukunft kennen, indem sie erfahren, wie die Arbeit bei Amazon Web Services (AWS) und in den Rechenzentren dafür sorgen, jederzeit von überall zu streamen und Daten nachhaltig zu sichern. Die folgenden Informatik-Themen werden während der Tour vorgestellt und in einem realen Kontext erklärt: Algorithmus, Cloud Computing, Sensorik, Effizienz, Datenbank, Qualitätskontrolle, maschinelles Lernen, Hardware und Software. Spielerisch lernen Die unterhaltsame, spielerische Tour ist für alle interessierten Schulklassen kostenlos bei Kahoot! verfügbar. Die Schülerinnen und Schüler können miteinander spielen und dabei etwas über die Technologie und die dazugehörigen Berufe der Zukunft lernen, die dafür sorgen, dass Daten gespeichert werden und für Nutzerinnen und Nutzer auf der ganzen Welt zugänglich gemacht werden. Es ist kein Konto erforderlich. 360 Grad-Touren zu Berufen bei AWS Schülerinnen und Schüler lernen in Videos (360 Grad-Format oder Desktop-Format) zwei Ausbildungsberufe bei AWS kennen – Fachinformatikerin beziehungsweise Fachinformatiker für Systemintegration und Elektronikerin beziehungsweise Elektroniker für Betriebstechnik. Zudem nehmen sie die Auszubildenden mit durch ihren Berufsalltag. Über Amazon Future Engineer Mit dem Programm Amazon Future Engineer (AFE) hat Amazon sich zum Ziel gesetzt, junge Menschen in Deutschland im Bereich der digitalen Bildung zu fördern. Es stärkt die Kompetenz derjenigen, die bisher weniger Chancen haben, digitale Innovationen zu gestalten, weil sie aus sozial schwächeren Familien kommen sowie einen Migrations- und/oder Flüchtlingshintergrund haben. In der Umsetzung arbeitet Amazon mit gemeinnützigen Partnern aus dem Bildungs- und Digitalbereich zusammen. Amazon Future Engineer ist am 11. November 2021 gestartet. Insgesamt hat das Programm über die Partnerorganisationen im Jahr 2023 mehr als 700.000 Lernstunden ermöglicht, über 200.000 Schülerinnen und Schüler erreicht und mehr als 15.000 Pädagoginnen und Pädagogen geschult. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Berufe der Zukunft kennen, zum Beispiel Rechenzentrumsbetreibende, Lösungsarchitektinnen und -architekten, Betreibende von Rechenzentrumstechnik und Nachhaltigkeitsspezialistinnen und -spezialisten. Außerdem lernen sie in Videos (360 Grad-Format oder Desktop-Format) zwei Ausbildungsberufe bei AWS kennen – Fachinformatikerin beziehungsweise Fachinformatiker für Systemintegration und Elektronikerin beziehungsweise Elektroniker für Betriebstechnik. lernen Komponenenten eines Rechenzentrums kennen. erfahren mehr über Datenschutz, Datensicherheit, Datenverfügbarkeit, Streaming etc. erfahren mehr über Cyber- und physische Sicherheitsmaßnahmen sowie nachhaltige Maßnahmen in einem Rechenzentrum. erfahren mehr darüber, wie Computer, die Cloud und das Internet funktionieren. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler überprüfen über die Spiel- und Lernplattform Kahoot! ihr Wissen spielerisch und treten mit Klassenkameradinnen und -kameraden in einen spielerischen Wettbewerb.

  • Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co.
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Unendliche Geschichten

Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtseinheit zum Thema "Unendliche Geschichten" zeigt, wie man selbst eine Fortsetzungsgeschichte initiieren kann. Manchmal trifft man beim Surfen im Internet auf "unendliche Geschichten", an denen mehrere gemeinsam schreiben können. Der besondere Reiz dieser Geschichten liegt in der Vielfalt der Ideen, die den Verlauf einer Geschichte prägen und interessante Wendungen enthalten.Ein Autor beginnt eine neue Geschichte, die er an einer Stelle seiner Wahl enden lässt. Andere lesen den Beginn und schreiben, wenn sie eine Idee haben, daran weiter. Es hört sich einfacher an als es ist, denn zumindest im Grundschulbereich ist Lesekompetenz der Schlüssel, um die angefangenen Geschichten fortzusetzen. Je länger eine Geschichte wird, umso mehr muss gelesen, verstanden und behalten werden, um sie logisch fortsetzen zu können. Kinder im Grundschulalter schreiben gerne Geschichten, besonders dann, wenn sie nicht an ein vorgegebenes Thema gebunden sind. Nach einer kurzen Einführung zu dieser Art des Geschichtenschreibens im Sprachunterricht muss noch der Umgang mit dem Medium eingeübt werden. Dann kann mit dem Verfassen unendlicher Geschichten begonnen werden.Zum Schreiben solcher Geschichten ist ein Skript notwendig, das folgende Anforderungen erfüllen muss: Mehrere Geschichten müssen parallel geschrieben werden können Das Schreiben von nur einer Geschichte würde die Schreibmotivation erheblich einschränken, da eigene Ideen für neue Geschichten nicht umgesetzt werden könnten. Die Gefahr, dass bei mehreren begonnen Geschichten keine Geschichte fertig geschrieben wird, ist natürlich gegeben. Die Erfahrung wird hier zeigen, ob die Anzahl der begonnenen Geschichten beschränkt werden muss. Einzelne Kapitel sollten zu einer Geschichte zusammengefügt werden Bei Gästebüchern oder in Foren muss man immer ein neues Fenster öffnen, um den Kommentar oder Eintrag auf einen Beitrag sehen zu können. Dies ist bei einer unendlichen Geschichte nicht wünschenswert. Der Text soll hier automatisch als komplette Einheit zur Verfügung stehen. Das hat mehrere Vorteile: Die Geschichte kann, wenn ein neues Kapitel angefügt werden soll, in der Gesamtheit gelesen werden. So stellen die Schülerinnen und Schüler leichter den Bezug her. Die Geschichten, die Kinder in der Grundschule schreiben, werden ebenfalls fortlaufend geschrieben, so dass hier kein Bruch gegeben ist. Die Bedienung soll einfach sein Komplizierte Bedienung erfordert eine intensive und zeitintensive Einführung und Hilfe. Hinzu kommt, dass komplizierte Bedienbarkeit immer wieder zu Fehlern führt und damit Grundschüler unnötig verunsichert. Ein einfach zu bedienendes Skript schließt das weitgehend aus und sorgt so für einen reibungslosen Ablauf beim Geschichtenschreiben. Alle Mitschreiber sollen genannt werden, aber nicht in jedem Abschnitt Die Namensnennung der Autorinnen und Autoren in jedem geschriebenen Abschnitt ist nicht gewünscht. Der direkte Vergleich der Schülerinnen und Schüler soll ausgeschlossen werden. Die Nennung der beteiligten Kinder im Kopf der Geschichte ist wichtig, da sie hier als Autoren auf das Produkt verweisen und sich inhaltlich identifizieren können. Sicherheit hat Vorrang Das Skript sollte so konfiguriert werden können, dass die Kinder geschützt sind. Aus diesem Grund soll das Einsehen der E-Mail-Adresse verhindert werden, um die Kinder so vor SPAM-Mails und ähnlichen unerfreulichen Dingen zu schützen. Skript in deutscher Sprache Viele Skripte, die im Internet zur Verfügung gestellt werden, sind in englischer Sprache verfasst. Die Nutzung hätte zur Folge, dass Grundschulkinder Schwierigkeiten bei der Bedienung hätten. Um dies auszuschließen, muss das Skript in deutscher Sprache sein oder mit geringem Aufwand ins Deutsche übertragbar sein. Wenn mehrere Personen Inhalte auf einer Webseite veröffentlichen können, ist es unerlässlich, dass es Verantwortliche gibt, die sich um das Projekt kümmern und missbräuchliche Nutzung verhindern. Das Editieren von Beiträgen muss möglich sein Da bei einem offenen System Missbrauch nicht auszuschließen ist, muss der Administrator die Beiträge ändern oder löschen können. Ohne Anmeldung geht gar nichts Eine kleine Hürde ist die Nutzeranmeldung. Zuerst müssen die aufgestellten Regeln für das Schreiben akzeptiert werden bevor es zur eigentlichen Anmeldung mit Abfrage der Benutzerdaten geht. Wichtig ist, dass die Kinder bei der Eingabe der E-Mail-Adresse die Option "nicht zeigen" wählen, um, wie bereits beschrieben, geschützt zu sein. Das Mitloggen der IP-Adresse bei der Anmeldung ermöglicht die Rückverfolgung zum Computernutzer. Bei Bedarf soll eine "Badword -Liste" erstellt werden können In eine Liste werden unerwünschte Wörter eingetragen. Tauchen Wörter aus der Liste im Text auf, wird es nicht in der Geschichte erscheinen, da vor dem Veröffentlichen des Kapitels die "Badword -Liste" abgefragt wird. E-Mail-Benachrichtigung bei neuen Einträgen Die Benachrichtigung dient zur zusätzlichen Kontrolle, um zu verhindern, dass unerwünschte Texte erscheinen. Die Lehrkraft hat so die rechtzeitig die Möglichkeit, Texte zu löschen. Möglichkeit zur Änderung der Templates Das Aussehen des Eingabeformulars wird bei dieser Art von Skripten meist durch Templates gesteuert. Ein Template wird einmal angelegt und das Skript veröffentlicht anhand der Vorgaben im Template die geschriebenen Kapitel. Durch die Einflussnahmemöglichkeit erhält ein Geschichtenprojekt ein individuelles Erscheinungsbild. Das Skript sollte kostenlos sein Ein nicht unwichtiger Aspekt bei der herrschenden Finanznot von Schulen. Ein besonderer Dank gilt somit all den vielen Usern, die Skripte kostenlos zur Verfügung stellen und so dazu beitragen, dass Ideen verwirklicht werden können. Technische Voraussetzungen Je anspruchsloser ein Skript an die serverseitigen Voraussetzungen ist, umso einfacher ist die Einbindung in das eigene Angebot. Wenn ein Server, auf dem das Skript laufen soll, alle technischen Voraussetzungen bietet (Eigene CGI-Skripte, MySQL-Datenbank ...), kann allerdings auch jedes Skript genommen werden, das die obigen Anforderungen erfüllt. Viele Web-Hoster bieten entsprechende Komplettpakete. Suche nach geeigneten Skripten Die Suche nach einem Skript über die Suchmaschine Google brachte eine große Zahl von Treffern. Die Sichtung, Installation und das Ausprobieren der Skripte war eine zeitintensive Angelegenheit, mit der ich hier nicht langweilen möchte. Schließlich war ein geeignetes und dazu noch kostenloses Skript gefunden worden, das den oben aufgeführten Anforderungen entspricht. Allerdings stellte dieses Skript auch die höchsten Anforderungen an den Server. Erste Schritte Nach der (automatisch ablaufenden) Installation des Skripts, der Übertragung ins Deutsche und nach einigen kleineren Tests habe ich es den Schülerinnen und Schülern des dritten und vierten Schuljahres an meiner Schule vorgestellt. Diese Möglichkeit des Geschichtenschreibens kommentierten die Kinder spontan als "tolle Idee". In einer Stunde wurden Anmeldung und Login vorgestellt und eingeübt. Ideensammlung Ideen für neue Geschichten wurden schnell genannt und aufgegriffen. Parallel wurden im Sprachunterricht die Regeln erarbeitet (wiederholt), die Grundlage für das Schreiben von Geschichten sind. Begonnen wurden im Unterricht allerdings keine der dort zu findenden Geschichten, da die Nutzung des Angebots auf freiwilliger Basis geschehen sollte. In der Freiarbeit bestand das Angebot, Entwürfe von neuen Geschichten oder Fortsetzungen zu schreiben und zu besprechen. Anschließend müssen die Userdaten eingegeben werden. Pflichtfelder sind der User- oder Login-Name (frei wählbar), das Passwort (zur Sicherheit mit wiederholter Eingabe), der angezeigte Name, die E-Mail-Adresse und die Anzeige der E-Mail Adresse (hier soll zwingend "nein" ausgewählt werden, damit die Schüler von Spam-Mails verschont bleiben). Los geht's Über die Auswahl unterschiedlicher Optionen kann die Anzeige der Geschichten gesteuert werden. So können alle begonnen Geschichten, alle fertigen Geschichten oder Geschichten nach Kategorien angezeigt werden. Der Login Die Registrierung als neuer Schreibling ist denkbar einfach. Ein Klick auf "Registrieren" öffnet eine neue Seite. Vorab müssen die Benutzerregeln akzeptiert werden: Die Autoren sind immer freundlich zueinander. Hinweise auf Rechtschreibfehler sind unerwünscht.

  • Deutsch / Kommunikation / Lesen & Schreiben
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

MIDI-Produktionen

Unterrichtseinheit

Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II analysieren im Netz recherchierte Kompositionen im MIDI-Format, untersuchen deren Hintergründe und produzieren auf der Grundlage ihrer Ergebnisse ein Medley oder eine Collage mit einer eigener Grundidee.Nach der Einführung in ein Sequenzerprogramm suchen die SchülerInnen im Internet nach MIDI-Bearbeitungen von Kompositionen, beispielsweise aus der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Zu diesen ausgewählten Werken recherchieren sie mithilfe verschiedener digitaler und analoger Informationsquellen Hintergründe und geistesgeschichtliche Zusammenhänge. Daneben analysieren sie die Werke bezüglich ihrer musikalischen Mittel, um diese gegebenenfalls in ihrer eigenen Bearbeitung hervorzuheben. Nach dieser Art der Werkbetrachtung sind die SchülerInnen in der Lage, sich produktiv mit ihren Stücken auseinanderzusetzen und sie zu einer neuen Komposition mit eigener Grundidee zusammenzustellen und zu bearbeiten. Am Ende der Unterrichtseinheit sollen dem Kurs sämtliche Ergebnisse der Recherche und die eigene Komposition als Präsentation vorgestellt werden.Diese Einheit führt an Musikstücke moderner Musik heran und motiviert, selbst kreativ mit den Musikstücken umzugehen. Die SchülerInnen lernen im Rahmen ihrer Neukompositionen, Musik kreativ zu gestalten. Daneben erwerben die KursteilnehmerInnen wichtige Kompetenzen im Umgang mit Computer und Internet. Die Grundmotivation einzelner SchülerInnen, die kein Instrument spielen, wird durch den Einsatz des Computers im Musikunterricht erhöht. Ablauf der Unterrichtseinheit Eine klare Gliederung mit zeitlich festgelegten Zielvorgaben ist für die Unterrichtseinheit "MIDI-Produktion" unerlässlich. Die Schülerinnen und Schüler sollen Möglichkeiten einer Musiksoftware zum Bearbeiten oder Produzieren eines Werkes kennen lernen und anwenden. MIDI-Files im Internet recherchieren. MIDI-Files aus dem Netz gezielt auswählen, vergleichen und laden. zu den geladenen Kompositionen mithilfe von digitalen und analogen Medien recherieren. die ausgewählten Musikstücke analysieren. verschiedene Musikstücke zu einer neuen Komposition mit eigener Grundidee erarbeiten. die Ergebnisse zu einer Präsentation aufbereiten. Thema MIDI-Produktionen Autor Joachim Kocsis Fach Musik Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum 24 Unterrichtsstunden Medien Internet, Multimediale und analoge Informationsquellen (CDs, CD-ROM, Lexika, Datenbanken Technik Internet-Zugang; Multimedia-PC; Sequenzersoftware, ggf. Keyboard, Präsentationssoftware Dieses Unterrichtseinheit entstand als Pilotprojekt im Rahmen der Sonderfördermaßnahme "InfoSCHUL-II" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Weitere Pilotprojekte des Autors sind unter www.weg-musik.de zu finden. Zielvorgaben Um die SchülerInnen aktiv in die Unterrichtsplanung einzubinden, lohnt es sich, die Zielvorgaben des Projektes kurz zu besprechen und Unklarheiten auszuräumen. Die grundsätzliche Aufgabenstellung sollte hier als Endziel gestellt und erläutert werden: "Bearbeiten Sie verschiedene thematisch zusammengehörige MIDI-Files aus dem Netz, indem Sie die grundsätzlichen musikalischen Mittel der Werke herausarbeiten und sie zu einem Medley oder zu einer Collage zusammenfügen. Die Bearbeitung muss als einheitliches Werk mit kompositorischer Grundidee zu erkennen sein." Diese Aufgabenstellung setzt voraus, dass sich alle Kursteilnehmer mit ihren jeweiligen Stücken auseinandergesetzt haben, damit sie ihre MIDI-Files zu einem organischen Ganzen, einer Komposition mit eigener Grundidee bearbeiten können. Zeitplan Ein verbindlicher Zeitplan sollte erstellt werden, der zur gemeinsamen Orientierung dient. Die Planung könnte wie folgt aussehen: Phase Inhalt Dauer 1 Planung und Konzeption des Projektes 1 Stunde 2 Einführung in ein Audio- und Sequenzerprogramm 2 Stunden 3 Recherche von MIDI-Files im Internet 4 Stunden 4 Vergleichen von MIDI-Files 2 Stunden 5 Recherche von Hintergründen zu Musikstücken und Komponisten 4 Stunden 6 Bearbeiten der Musikstücke zu einer neuen Komposition 6 Stunden 7 Aufarbeitung und Erläuterung sämtlicher Ergebnisse 4 Stunden 8 Präsentation der Rechercheergebnisse und Medleys oder Collagen 2 Stunden Eine transparente Unterrichtsplanung regt die SchülerInnen zur aktiven Gestaltung des Unterrichtsgeschehens an - wie im handlungspoorientierten Unterricht ja gewünscht. Investieren Sie also die erste Stunde ruhig in die gemeinsame Planung. Anhand einer konkreten Zielsetzung wird beispielsweise in die Software "Cakewalk Pro Audio 9" eingeführt. Dabei gilt es, einen MIDI-File aus dem Internet unter der folgenden Fragestellung systematisch zu bearbeiten: "Verändern Sie den Beginn des Musikstückes zu der Form A-B-A'-C-A''." Die Aufgabe verfolgt zunächst lediglich das Ziel, dass die SchülerInnen unter Anleitung mit der Software umgehen lernen und einzelne Abschnitte schneiden, verschieben und verändern. Sie probieren ihre Kenntnisse experimentell aus und werden mit dem Musikprogramm vertraut. Man sollte sich in dieser zweistündigen Phase des Projekts bewusst darauf beschränken, einen grundsätzlichen Überblick über die Software zu vermitteln und nur grundlegende Arbeitstechniken zu erläutern (Schneiden, Kopieren, Verschieben, Transponieren, Instrumentieren). Auf spezielle Feinheiten stoßen die SchülerInnen dann meist während ihrer eigentlichen Arbeit. Recherche Zunächst müssen die SchülerInnen über die gängigen Suchmaschinen oder vorgegebene Adressen recherchieren, welche MIDI-Angebote zur Musik des frühen 20. Jahrhunderts bestehen. Wenn deutlich ist, welche Vielfalt zur Verfügung steht, gilt es, sich in Gruppen für ein Thema zu entscheiden. Hierbei sollten verschiedene Themen vorgegeben werden, die entsprechend den Wünschen und Interessen der SchülerInnen modifiziert oder ergänzt werden können. Folgende Themen sind erprobt und denkbar: "Die romantischen Einflüsse Richard Wagners und Frédéric Chopins auf das impressionistische Schaffen Claude Debussys" "Das ungarische Volkslied bei Béla Bartók" "Traditionen in Kompositionen des 20. Jahrhunderts" "Musikalische Stilrichtungen in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts" Entsprechend werden MIDI-Files im Internet gesucht und heruntergeladen. Themenwahl In dieser Phase greifen die Recherche und die Themenwahl ineinander. Die SchülerInnen bekommen aufgrund ihrer Recherche Anregungen, andererseits müssen sie nach ihrer Themenwahl entsprechende weitere Musikstücke suchen, vergleichen und auswählen. Beispielsweise müssen sie bei den Werken Béla Bartóks differenzieren, in welchen seiner Kompositionen das ungarische Volkslied von zentraler Bedeutung ist. Planen Sie für diese Phase vier Stunden ein. Wegen der vielen Angebote verschiedener MIDI-Einspielungen eines Musikstückes, die im Netz zu finden sind, müssen die SchülerInnen mehrere Aufnahmen eines Werkes vergleichen und überprüfen, welches für ihren Zweck geeignet ist. Bei diesem zweistündigen Vergleich zeigt sich ein großer qualitativer Unterschied der MIDI-Anbieter und der einzelnen MIDI-Dateien. Beispielsweise sind bei guten Angeboten die verschiedenen Stimmen eines Musikstückes in entsprechende Spuren aufgeteilt, bei anderen wiederum befinden sich alle Stimmen eines Musikstückes in einer Spur (MIDI-0 Format). Auch die Einspielungsqualität ist oft sehr unterschiedlich. Die ausgewählten Files müssen nun musikalisch untersucht werden. Dadurch ergibt sich die Analyse der ausgewählten Werke anhand verschiedener Parameter wie Motivik, Harmonik, Melodik, Form. Die SchülerInnen informieren sich mithilfe digitaler und analoger Medien über ihre Stücke, deren Komponisten und den Zeitgeist. Bei der Auswahl weiterer Sekundärliteratur, Noten und Hörbeispiele sollte die Lehrperson Hilfestellungen geben. Zusammenfügen zu einer Collage Nachdem die KursteilnehmerInnen ihre Musikstücke erfasst und ihre wichtigsten Informationen in einem Word-Dokument oder einer html-Seite aufbereitet haben, können sie nun die ausgewählten Musikstücke zu ihrem gewählten Thema zu einem Medley oder zu einer Collage bearbeiten und zusammenfügen. Geben Sie den SchülerInnen sechs Unterrichtsstunden Zeit für die Arbeit. Ergebnisse zu den genannten Themen zur Orientierung sind auf der Seite www.weg-musik.de zu finden. Die SchülerInnen müssen in dieser Phase des Projekts ihr Hörbeispiel und Erläuterungen zu ihrer "Komposition" erstellen. Beim Format dieser Erklärungen kann den ProjektteilnehmerInnen weitgehend freie Hand gelassen werden. So ist es möglich, dass eine Gruppe im html-Format arbeitet, andere SchülerInnen die Form der Multimedialen Präsentation (mit PowerPoint) bevorzugen, wieder andere ihr Ergebnis einfach als Word-Dokument abgeben. Vier Unterrichtsstunden sind für diesen Abschnitt der Unterrichtseinheit knapp bemessen. Daher sollte auch den SchülerInnen klar sein, dass ihr zeitlicher Spielraum eng ist. Am Ende der Einheit muss jede Gruppe dem Kurs ihr Ergebnis vorstellen. Hier sollte von Anfang an Wert darauf gelegt werden, dass die Präsentation von der inhaltlichen Seite bestimmt wird. Oft mühen sich SchülerInnen mit Präsentationseffekten (wie man sie bei PowerPoint kennt) ab und vergessen, dass diese sehr schnell vom eigentlichen Thema ablenken.

  • Musik
  • Sekundarstufe I

Projektarbeit Warenwirtschaftssystem

Unterrichtseinheit

In diesem fächerübergreifenden Unterrichtsprojekt entwickelten die Schülerinnen und Schüler anhand eines Kundenauftrags ein webbasiertes Warenwirtschaftssystem für den Schulungseinsatz in der Großhandelsausbildung.Eine Vollzeitklasse des Bildungsgangs "Kaufmännischer Assistent für Informationsverarbeitung" bildete das Projektteam. Das Unterrichten dieser Klasse erfolgt üblicherweise in allen Unterrichtsfächern unter Einsatz des Laptops, der jedem Schüler und jeder Schülerin zur Verfügung steht. Dies ermöglicht es in besonderer Weise, Ansätze des E-Learnings im Unterricht aufzugreifen. Für das Projekt wurde daher ein E-Learning-System eingesetzt, das es ermöglicht, eine zeit- und standortunabhängige Bearbeitung der Aufgaben sowie Ablage aller Projektdokumente zu gewährleisten. Die technische Plattform des Projektes stellen die Open-Source-Software Apache, MySQL und PHP dar.Das Unterrichtsprojekt zielt darauf, eine komplexe berufliche Situation abzubilden und die erworbenen Fähigkeiten, Fertigkeiten und Kenntnisse anzuwenden und zu erweitern. Hierbei wird das gesamte Themenspektrum der Ausbildung von der Geschäftsprozessanalyse über Konzepte und Kennziffern der Lagerhaltung bis hin zum Datenbankentwurf und die Programmierung internetbasierter Anwendungen aufgegriffen. Das Themengebiet Projektmanagement wird hier in einem praktischen Kontext erfahrbar gemacht. Überblick Grobplanung Übersicht über die Fächer und zu behandelnden Inhalte im Rahmen der Zeitplanung Entwicklungsphasen Entwicklung nach dem klassischen Phasenmodell der Softwareentwicklung Die Phasen im Einzelnen 1. Phase: Problemanalyse In dieser Phase ging es vornehmlich darum, ein Lasten- und ein Pflichtenheft in Absprache mit dem Auftraggeber zu erarbeiten. Das Pflichtenheft diente dann für das weitere Projekt als Vertragsgrundlage, an der sich alle weiteren Planungen ausrichteten. 2. Phase: Entwurf Ziel dieser Phase war es, auf Basis des Pflichtenheftes ein entsprechendes Datenbankdesign zu erstellen sowie die Benutzerschnittstellen zu konzipieren. 3. Phase: Realisierung Nachdem in der Entwurfsphase die Grundlagen geschaffen wurden, konnte nun die Anwendung in ?Programmmodulen? realisiert werden. 4.-6. Phasen: Test/Installation/Abnahme/Wartung Diese Phasen sind zurzeit noch nicht abgeschlossen. Schlussbetrachtung Fazit Es lohnt sich, ein fächerübergreifendes Projekt zum Mittelpunkt des Unterrichts zu machen. Die Schülerinnen und Schüler gestalten den Ablauf sowie die wesentlichen Stadien eines IT-Projekts. lernen Problemlöseverfahren für Projekte kennen und anwenden. nehmen die Qualität der Kommunikation zwischen Auftraggeber und -nehmer als bedeutend für den Projekterfolg wahr. vollziehen die Geschäftsprozesse Lagerhaltung, Bestellwesen und Auftragsabwicklung nach. erfahren die Rolle der EDV in diesem Kontext. erstellen zielorientiert den Entwurf einer webbasierten Anwendung. setzen den Software-Entwurf technisch um. bereiten Projektergebnisse zielgruppenadäquat auf und präsentieren sie. Thema Entwickeln eines Faktura-Systems gemäß Kundenanforderungen Autor Dr. Christian Weikl Fächer Betriebsorganisation/Projektmanagement, Deutsch, Informationswirtschaft, Anwendungsentwicklung Zielgruppe Mittel-/Oberstufe informationstechnischer Bildungsgänge Lernfelder "Analyse, Planung und Organisation von betrieblichen Informationsflüssen und technischen Informationssystemen", "Projektplanung, -durchführung und -abschluss", "datenbankbasierte Internetanwendungen", "Entwickeln und Bereitstellen von Anwendungssystemen" Zeitraum ca. 100 - 120 Unterrichtsstunden (fächerübergreifend) Technische Voraussetzungen Internetanschluss, Internet-Browser, Open-Source-Produkte: Apache, PHP, MySQL, phpMyAdmin, DBDesigner, OpenOffice Planung Übersicht zum Projektverlauf Als Lernvoraussetzung für die Entwicklungsphasen sollten Kenntnisse in folgenden Bereichen vorhanden sein: Methoden des Projektmanagements, Grundzüge verschiedener Geschäftsprozesse (Beschaffung, Lagerhaltung, Angebotserstellung und Rechnungslegung), Beherrschen der Präsentationstechniken, Erstellen von Datenbankentwürfen (ERD, Normalisierung), Grundlagen der Abfragesprache SQL für DB, Grundlagen der Programmierung mit PHP. Die Fachlehrer mussten die erforderlichen Grundlagen bis zu dem gemeinsam vereinbarten Zieltermin (Projektbeginn) gelegt haben. Im Vorfeld wurden folgende Unterrichtseinheiten in den beteiligten Unterrichtsfächern durchgeführt: Einführung in die Programmierung mit PHP ein Schulhalbjahr - Fach: Anwendungsentwicklung Einführung in das Datenbankdesign, Arbeiten mit Datenbanken ein Schulhalbjahr - Fach: Informationswirtschaft Einführung in die Methoden des Projektmanagements Fach: Betriebsorganisation/Projektmanagement Einführung in das Lasten-/Pflichtenheft für IT-Projekte Fach: Deutsch/Kommunikation Vorstellen des Projektes durch den Auftraggeber Einarbeitung des Pflichtenhefts und Abstimmung mit dem Auftraggeber Entwurf des DB-Designs und Dokumentation des DB-Entwurfs Erstellung einer ersten Grobplanung mit Arbeitsbereichen und -schritten Verteilung der Aufgaben auf Arbeitsgruppen (arbeitsteilige Gruppenarbeit): Dokumentation, Formulare, Web-Design, PHP-Programmierung, SQL-Programmierung Bearbeitung der Aufgaben in den Gruppen nach dem klassischen Phasenmodell der Softwareentwicklung: Problemanalyse, Entwurf, Realisierung, Test, Abnahme, Wartung (siehe Entwicklungsphasen ) Präsentation der Meilensteinergebnisse und Abstimmung des weiteren Vorgehens mit dem Auftraggeber Abnahme und Übergabe des Produktes inklusive zugehöriger Dokumentation Reflexion über den Projektverlauf Verbesserungsvorschläge Analyse der Stärken und Schwächen des Produktes Identifizierung weiterer Verbesserungsmöglichkeiten (zum Beispiel Programmierstil, Aufbau der Menüführung) Vereinbarung mit dem Auftraggeber zur Weiterentwicklung und Pflege des Produktes Diesen Phasen ging eine gemeinsame Projektplanung voraus, in der der Ablauf gemeinsam festgelegt sowie die Aufgabenverteilung gemeinsam erarbeitet wurde. Darüber hinaus wurde das E-Learning-System Moodle zur Durchführung des Projektes eingesetzt, das es erlaubt, Arbeitsmaterialien allen zur Verfügung zu stellen, Zwischenergebnisse einzustellen, Ergebnisse zu diskutieren und zu kommentieren. Diese Plattform war ein entscheidendes Hilfsmittel zur Herstellung der Transparenz für alle Beteiligten und zur raschen Abstimmung innerhalb des Projektes und den jeweiligen Arbeitsgruppen. Entscheidend für den erfolgreichen Projektverlauf war es, die Aufgabenverteilung sowie die Gruppenzuordnung gemeinsam mit den Schülerinnen und Schülern vorab zu diskutieren und festzulegen. Besonderheiten der Organisation in den einzelnen Phasen werden bei der Darstellung der jeweiligen Phase thematisiert. Der Verlauf des durchgeführten Unterrichtsprojektes sowie die Präsentation der Meilensteinergebnisse mit anschließender Reflexion haben deutlich gezeigt, dass diese Art des Vorgehens zu einem nachhaltigen Lernerfolg bei den Beteiligten geführt hat. Dieser Lernerfolg ist neben der Erweiterung der Fähigkeiten, Fertigkeiten und des Wissens in einzelnen Themenbereichen insbesondere darin zu sehen, dass ein grundlegendes Verständnis für IT-Projekte und ihre Erfordernisse gewonnen werden konnte. Ein solches Projekt erfordert zwar einen deutlich höheren Vorbereitungsaufwand für die Lehrenden, da eine Reihe an Absprachen mit Kolleginnen und Kollegen getroffen und spezielle Arbeitsmaterialien erstellt werden müssen, organisatorische Unzulänglichkeiten durch das Unterrichten im klassischen Zeitrahmen von Unterrichtsstunden auftreten und ein begleitendes "zweites" Projektmanagement durchzuführen ist. Dieser Mehraufwand ist aber gut "investierte Zeit", wenn man die Lernbegeisterung, das Lernergebnis sowie den individuellen Lernerfolg jeden einzelnen Schülers und jeder einzelnen Schülerin heranzieht. Nicht zuletzt überzeugte die Qualität des Gesamtergebnisses das beteiligte Lehrerteam am Friedrich-List-Berufskolleg. Zum Einstieg wurden nochmals die Merkmale und Besonderheiten von Lasten- und Pflichtenheften in IT-Projekten im Unterricht thematisiert. Auf dieser Basis wurde einem kleinen Übungsbeispiel mit den bereitgestellten Arbeitshilfen ein erstes Lastenheft zur Übung erstellt und die Ergebnisse gemeinsam besprochen. Als Unterrichtsergebnis wurde eine gemeinsame Musterlösung erarbeitet. Im Anschluss an diese vorbereitenden Arbeiten wurde das Gespräch mit dem Auftraggeber geführt. Im Vorfeld hatte dieser seine Vorstellungen zur gewünschten Anwendung der Klasse zur Verfügung gestellt. Erwartungen des Auftraggebers Die folgenden Dateien bilden also nicht die konkrete Planung der einzelnen Arbeitsgruppen ab, sondern sind ein Entwurf des Auftraggebers mit noch nicht korrigierten Unzulänglichkeiten. Lastenheft Entsprechend vorbereitet führten die Schülerinnen und Schüler das Gespräch mit dem Ziel, umfassende Informationen über das gewünschte Produkt zu erhalten. Hierbei ging es neben den "Produktfeatures" auch um die zugrunde liegenden Geschäftsprozesse. Die Schülerinnen und Schüler erstellten in arbeitsgleicher Gruppenarbeit Lastenhefte. Die Gruppenergebnisse wurden im Plenum vorgestellt und diskutiert. Zum Abschluss wurde ein gemeinsames Unterrichtsergebnis dadurch erreicht, dass die überarbeiteten Lastenhefte nochmals diskutiert und eine gemeinsame Version des Lastenheftes verabschiedet wurde. Pflichtenheft Dieses Lastenheft wurde dann mit der Bitte um Freigabe an die Auftraggeber geschickt, die auch erteilt wurde. Abschließend wurde dann gleiches Verfahren für die Erstellung des Pflichtenheftes angewendet, so dass als Unterrichtsergebnis ein gemeinsames Pflichtenheft für das Projekt vorlag. Dieses Pflichtenheft wurde dem Auftraggeber vorgestellt und dann von beiden Vertragsparteien (Klasse und Auftraggeber) unterzeichnet. Eine Gegenüberstellung Lastenheft-Plfichtenheft findet man in: IT-Handbuch - IT-Systemkaufmann/-frau, Informatikkaufmann/-frau. Westermann Schulbuchverlag GmbH. 1. Auflage 2000, S. 205 ff. Grundsätze und Praxistipps zum Lastenheftaufbau sind zu finden bei Bruno Grupp: Das DV-Pflichtenheft zur optimalen Softwarebeschaffung. Bonn. MITP-Verlag 1999. S. 135-137 Gruppenarbeit: Gestaltung und Aufbau der Schnittstellen Da eine Reihe an Schnittstellen für das zu erstellende Warenwirtschaftssystem existieren, wurde die Klasse nunmehr in arbeiteilige Gruppen aufgeteilt. Hierbei wurden Arbeitsaufträge und Gruppenzusammensetzung vorab gemeinsam besprochen und verabschiedet. Während eine Gruppe sich um die Gesamtnavigation der Anwendung kümmerte, erstellten die anderen Gruppen gemäß den Anforderungen Eingabe- und Ausgabeschnittstellen. Neben deren funktionalem Aufbau galt es auch, gestalterische Fragen im Sinne einer geeigneten Nutzerführung aufzugreifen. Die Gruppen erstellten ein so genanntes Scribble-Design und setzten dieses am PC direkt in HTML/PHP um, oder erstellten einen Grafikentwurf als Screenshot. Gemeinsame Entwurfsrichtlinien Die Gruppen präsentierten ihre Ergebnisse im Plenum. Diese wurden diskutiert und Vorschläge zur Verbesserung unterbreitet. Anhand dieser Hinweise überarbeiteten die Gruppen ihre Entwürfe und stellten das Erreichte erneut vor. Im Plenum wurden schließlich als Unterrichtsergebnis gemeinsame Entwurfsrichtlinien für die Benutzerschnittstellen festgelegt sowie eine Menüführung und Bildschirmaufteilung für die Anwendung erarbeitet und verabschiedet. Gemeinsamer DB-Entwurf Der Datenbankentwurf wurde ebenfalls von arbeitsgleichen Gruppen erstellt. Jede Gruppe stellte ihren Entwurf zur Diskussion. An jedem einzelnen Entwurf wurden im Plenum gemeinsam überprüft, inwieweit die Anforderungen des Auftraggebers in Verbindung mit den Grundsätzen der Normalisierung sowie der ERDs übereinstimmen. Auf dieser Basis erarbeitete die Klasse einen gemeinsamen DB-Entwurf. Koordination durch Schüler Diese Programmmodule sollten in arbeitsteiliger Gruppenarbeit erstellt werden. Die Gruppen mussten hierzu so gebildet werden, dass pro Gruppe je eines der erforderlichen Module umgesetzt werden konnte. Darüber hinaus galt es, diese Arbeiten durch eine Gruppe Projektleitung / Koordination stärker zu steuern. Dies ermöglicht es den betreffenden Schülern selbst Leitungserfahrungen zu sammeln und auch in den realen Projektablauf stärker "einzutauchen". Bei auftretenden Problemen musste die jeweilige Gruppenleitung sich an die Projektleitung wenden, die dann nach Lösungen suchte und geeignete Maßnahmen auf den Weg bringen musste. Sollten Probleme nicht von den Projektleitern selbst gelöst werden können, wurde der Lehrer als Supervisor eingeschaltet. Dieser steuerte dann das Geschehen, um den Gesamterfolg des Projektes nicht zu gefährden. Projektdokumentation Neben der Projektleitung stellt die Dokumentation der Arbeiten (Projektdokumentation, Dokumentation der Module, Kontexthilfe und Benutzerhandbuch) einen ganz zentralen Aufgabenbereich dar. Daher wurde hierfür ebenfalls eine eigene Gruppe gebildet, die die Arbeiten fortlaufend in Absprache mit den Gruppen dokumentierte. Die Aufgabenbereiche sowie die Gruppenzusammensetzung wurde auch hier vorab mit den Schülern erörtert und gemeinsam verabschiedet. Neben den noch abzuschließenden Arbeiten bei der Erstellung der Module aus Phase 3 sind dann ein Testszenario zu definieren sowie systematische Tests der Anwendung vorzunehmen. Diese sind zu protokollieren und gegebenenfalls Maßnahmen zur Behebung aufgedeckter Probleme oder der Einbindung noch fehlender Funktionen vorzunehmen. Schließlich sind eine Präsentation des Systems sowie die Dokumentation für die abschließende Projektabnahme durch den Auftraggeber vorzubereiten. Im Anschluss an die Abnahme ist mit dem Auftraggeber weiter zu verhandeln, in welcher Form eine Schulung sowie eine Wartung des Systems erfolgen soll.

  • Informationstechnik
  • Sekundarstufe II

Digitale Foto-Manipulation im Geschichtsunterricht

Unterrichtseinheit

Mit dem Foto als Quellenart beschäftigen sich Geschichtswissenschaft und -unterricht schon lange. Diese Unterrichtseinheit zeigt auf, wie man mit einem kreativen Zugang und digitalen Hilfsmitteln eine Sensibilisierung und Annäherung an die Perspektivgebundenheit und Manipulierbarkeit von Fotografien erreichen kann. Wir leben in einer Welt voller Bilder: So besitzen die meisten Jugendlichen heute Kamera-Handys und sie können jederzeit spontan Szenen als Foto oder Film festhalten. Ein naiver Zugang zu Fotografie und Film lässt diese aber immer noch als objektive Abbildungen der Wirklichkeit erscheinen. Dabei können selbst junge Schülerinnen und Schüler mittlerweile mithilfe von einfach zu bedienenden Bildbearbeitungsprogrammen Fotografien in hoher Qualität beliebig verändern, wie dieses Beispiel von Isabell Schwall, Schülerin des Eichendorff-Gymnasiums Koblenz, zeigt. Wenn Sie auf das Bild klicken, öffnet sich ein Fenster mit dem Original und dem manipulierten Bild im Vergleich. Intentionalität von Bildern greifbar machen Die hier vorgestellte Unterrichtseinheit knüpft an die Erkenntnisse von Markus Bernhardt an, der festgestellt hat, dass Schülerinnen und Schüler "bis in die neunte Jahrgangsstufe hinein keine Vorstellung davon haben, dass ein Bild eine intentionale Aussage enthält" und infolgedessen "die Notwendigkeit einer Bildanalyse nicht begreifen". Durch eigenes Tun, das Verändern eines Bildes und der damit einhergehenden Veränderung der Bildaussage, wird für Schülerinnen und Schüler die Intentionalität von Bildern greifbar. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass die Lernenden "den in den Bildungsstandards des Geschichtslehrerverbandes formulierten Kompetenzerwartungen nicht entsprechen können, weil sie über die Voraussetzungen für diese Fertigkeiten nicht verfügen". Fotos als Quellengattung im Geschichtsunterricht Es gibt also offensichtlich eine Kluft zwischen den Anforderungen für den Umgang mit Bildern im Geschichtsunterricht einerseits, die unter anderem in den (nicht verbindlichen) Bildungsstandards formuliert werden, und eklatanten Mängeln an Kompetenz auf Seiten der Schülerinnen und Schüler andererseits. Diese Erkenntnis verlangt neben der empirischen Überprüfung der theoretisch postulierten Anforderungen den schrittweisen Aufbau entsprechender Kompetenzen im Unterricht. Dies rechtfertigt wiederum die ausführliche Beschäftigung mit Bildern, in diesem Fall speziell Fotos, als Quellengattung im Geschichtsunterricht. Ablauf der Unterrichtseinheit Der Einstieg in die Unterrichtseinheit erfolgt über ein bekanntes Zitat aus George Orwells Roman "1984". Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Fotografien als Quellen kritisch betrachten, da sie keine objektiven Abbildungen von Vergangenheit darstellen. erkennen, dass Fotografien immer nur Ausschnitte und Momentaufnahmen sind, die weder erzählen noch Entwicklungen abbilden und daher als Quelle immer erst in einen Zusammenhang eingebettet werden müssen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen den Umgang mit grundlegenden Funktionen der Bildbearbeitung kennen lernen. den Einfluss einer Bildunterschrift auf die Wahrnehmung des Bildes durch den Betrachter kritisch reflektieren. erkennen, dass die Abbildungen auf Fotos sowohl bearbeitete beziehungsweise konstruierte als auch ausgewählte Ausschnitte sind. Sozial-/Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen sich im Sinne der Binnendifferenzierung gegenseitig beim Umgang mit den Bildbearbeitungsprogrammen unterstützen. sich darin üben, Arbeitsergebnisse frei vorzutragen. die Arbeitsergebnisse ihrer Mitschülerinnen und -schüler bewerten. Thema Foto-Manipulation im Geschichtsunterricht Autor Daniel Eisenmenger Fach Geschichte (Kooperationsmöglichkeiten mit Kunst, Deutsch und Fremdsprachen) Zielgruppe Sekundarstufe I und II Zeitraum 2 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Rechner mit Internetzugang für die Einzel-, Partner- oder Kleingruppenarbeit und Bildbearbeitungsprogramm Planung Verlaufsplan - Foto-Manipulation im Geschichtsunterricht Verschiedene Versionen vergleichen In einem zweiten Schritt vergleichen die Lernenden in Partnerarbeit zwei Bildversionen, die sich beispielsweise durch eine Ausschnittsveränderung oder Retuschierung unterscheiden. Je nach Einsatz der Unterrichtseinheit, etwa im propädeutischen Teil zu Beginn der Oberstufe, können die Bildpaare passend zum historischen Thema des Unterrichts oder aus unterschiedlichen Epochen und Ländern gewählt werden. In verschiedenen Geschichtsbüchern findet sich oft zum selben Thema dasselbe Bild mit einem anderen Ausschnitt und einer anderen Bildunterschrift. Diese unterschiedlichen Darstellungen eignen sich zur Analyse und können Schülerinnen und Schüler auch für einen kritischen Umgang mit Geschichtsbüchern sensibilisieren. Dafür sollte die Lehrkraft die Quelle der Bearbeitung offen legen. Lernende bearbeiten selbst ein Foto Nach einer kurzen Einführung in die grundlegenden Funktionen digitaler Bildbearbeitungsprogramme, beispielsweise durch eine kurze Anleitung, wählen die Schülerinnen und Schüler selbst nach ihren Interessen ein Foto aus, das sie selbstständig bearbeiten und verändern möchten. Lernende, die mehr Erfahrung im Umgang mit diesen Werkzeugen haben, können dabei in Partnerarbeit die weniger erfahrenen Schülerinnen und Schüler unterstützen und anleiten. Unterrichtseinheit lässt sich auf andere Bereiche erweitern Statt der sonst üblichen Analyse und Interpretation steht hier das eigenständige Tun und Gestalten im Vordergrund, mit dem sich die Schülerinnen und Schüler die technischen Möglichkeiten von Bildveränderungen erschließen und die damit einhergehenden Veränderungen der Bildaussage kennen lernen. Die Unterrichtseinheit lässt sich hier auch um die Arbeit mit Bildunterschriften und ihrer unterschiedlichen Wirkung auf die Wahrnehmung des Bildes erweitern. Welches Werk ist warum gelungen? Die praktisch erworbenen Kenntnisse werden dann anschließend bei der gegenseitigen Bewertung der veränderten Bildern angewendet. Alle Bilder werden im Klassenraum aufgehängt und ausgestellt. Die Schülerinnen und Schüler erhalten eine abgezählte Anzahl von Klebepunkten, die sie gestaffelt (beispielsweise 3-2-1) an den Rand aus ihrer Sicht gelungener Werke kleben. Die abschließende Diskussion macht dann die Kriterien deutlich, anhand derer entschieden wurde, welche Manipulationen besonders gut gelungen sind und mit welchen Mitteln welche Art von Veränderungen in der Bildaussage erreicht werden können. Unterschiedliche Hausaufgaben denkbar Je nach Alter der Schülerinnen und Schüler sind unterschiedliche Hausaufgaben denkbar. Für ältere Lernende bietet sich eine schriftliche Auseinandersetzung mit dem Eingangszitat der Stunde an. Jüngere Schülerinnen und Schüler könnten beispielsweise von dem gleichen Ereignis selbst Fotos machen und davon eines in die nächste Stunde mitbringen. In Form einer kleinen Zeitreise schlüpfen sie dann in die Rolle von Historikern in der Zukunft, denen nur ein Bild vorliegt. Die Lernenden können sich so erschließen, wie ausschnitthaft und perspektivgebunden Fotos als Quellen jeweils sind und welcher zusätzlichen Informationen es bedarf, um sie als Historiker zum "Erzählen" zu bringen. Mögliche Vertiefungen und Erweiterungen Hieran anknüpfend sind Vertiefungen und Erweiterungen der Unterrichtseinheit vorstellbar, etwa mit dem Fach Kunst zur Arbeit an und mit Fotos im Allgemeinen oder speziell zu Bildunterschriften oder dem "Erzählen" anhand von Fotos in Deutsch oder den Fremdsprachen. Je nach Qualität der Schülerarbeiten lassen sich diese vielleicht auch in einem größeren Rahmen im Schulfoyer oder auf der Schulhomepage ausstellen oder zumindest in einer kleinen Mappe, gegebenenfall auch digital als PDF-Datei, für alle Schülerinnen und Schüler der Klasse oder des Kurses zusammenstellen und teilen. Für historische Fotografien haben sich beispielsweise die Datenbanken von flickr.com und wikimedia.org als hilfreich erwiesen. Sie lassen sich auch nach unterschiedlichem Urheberrechtsstatus durchsuchen. Fertige Bildeffekte und das Einfügen von Fototeilen in bestehende Bilder bieten beispielsweise diese Seiten: Photofunia Das hier zur Verfügung stehenden Tools erkennt auf hochgeladenen Fotos automatisch die Gesichter und ermöglicht unterschiedliche Verfremdungen. Dumpr Diese Webseite bietet verschiedene Techniken, mit denen man Bilder verändern und bearbeiten kann. Fun Foto Box FunPhotoBox ermöglicht Ihnen, hochgeladenen Fotos besondere Effekte, unter anderem auch Animationen, hinzuzufügen. Bernhardt, Markus, "Bildwahrnehmung und Bildungsstandards. Ein qualitatives empirisches Forschungsprojekt an der Universität Kassel zur Entwicklung fachspezifischer Kompetenzen", in: Hodel, Jan / Ziegler, Béatrice (Hgg.), Forschungswerkstatt Geschichtsdidaktik 07. Beiträge zur Tagung 'geschichtsdidaktik empirisch 07'", Bern 2009, Seite 208 bis 218. Hofer, Mark, & Swan, Kathleen O. (2005). Digital image manipulation: A compelling means to engage students in discussion of point of view and perspective. Contemporary Issues in Technology and Teacher Education [ Online serial ], 5 (3/4). Pandel, Hans-Jürgen, Bildinterpretation. Die Bildquelle im Geschichtsunterricht. Bildinterpretation I, Schwalbach/Ts. 2008. Sauer, Michael, Bilder im Geschichtsunterricht, Seelze-Velber 2007³.

  • Geschichte / Früher & Heute / Deutsch / Kommunikation / Lesen & Schreiben
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Der Bau der Berliner Mauer im August 1961

Unterrichtseinheit

Die Unterrichtssequenz "Der Bau der Berliner Mauer im August 1961" thematisiert den Mauerbau im Jahr 1961 - ein Ereignis, das im 20. Jahrhundert jahrzehntelang nationale und internationale Politik "geprägt" hat. Ein besonderer Schwerpunkt der Sequenz liegt auf der Arbeit mit dem interaktiven Whiteboard.1961 wurde in Berlin "die Mauer", eine in den folgenden 28 Jahren nahezu unüberwindbare Grenze zwischen zwei Staaten in Deutschland, gebaut. Hier manifestierte sich der Gegensatz zweier politischer Systeme, hier wurden Konturen des Kalten Kriegs sichtbar, hier wurden Menschenrechte - auch zu dieser Zeit in der UN-Menschenrechtserklärung weltweit anerkannt - mit Füßen getreten.Diese Unterrichtssequenz will Schülerinnen und Schüler auf das "Ereignis Mauerbau" aufmerksam machen und es ihnen ermöglichen, selbst in den vielen zugänglichen Quellen und Materialien zu recherchieren und so ein fundiertes Bild der Ereignisse und Hintergründe des Mauerbaus zu entwickeln. Vorbemerkungen und Praxistipps zur Unterrichtseinheit "Bau der Berliner Mauer" Hier finden Sie Hinweise zur Materialwahl und Methode, zum Einsatz des Interaktiven Whiteboards sowie zu den im Rahmen dieser Sequenz verwendeten Arbeitsmaterialien. Ablauf der Unterrichtseinheit "Bau der Berliner Mauer" Die Lernenden beschäftigen sich anhand ausgewählter Materialien und Quellen in Gruppenarbeit mit dem Mauerbau. Dabei spielt das Whiteboard eine zentrale Rolle. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler werden auf den Bau der Mauer 1961 als wichtige Station der vollständigen Trennung der beiden deutschen Staaten aufmerksam und lernen die wichtigen Fakten und Hintergründe (Kalter Krieg und Ost-West-Konflikt) dieses Ereignisses kennen und analysieren diese. ordnen den Mauerbau 1961 in die Geschichte Europas und in globale Zusammenhänge sachgerecht ein. beziehen ausgehend von in den Materialien präsentierten Berichten von Betroffenen die Bedeutung des Engagements und das Schicksal einzelner Bürgerinnen und Bürger in ihre Überlegungen und Argumentationen sachgerecht ein. nehmen die Geschichte der Mauer hinsichtlich der Entwicklung bis 1989 und nachfolgend bis heute in den Blick und ordnen diese sachgerecht ein. verstehen und beurteilen den Bau und die Bedeutung der Mauer im Kontext der Entwicklungen des "Ost-West-Konflikts" und des "Kalten Krieges" und gehen so davon aus, dass die heutige Situation mit ihren gesellschaftlichen Wertmaßstäben "historisch" bedingt ist und beziehen dies in ihre eigene Urteilsfindung ein. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen das Internet - Datenbanken und in medienpädagogischer Absicht erstellte Dossiers - als Medium zur aktuellen und authentischen Recherche und reflektieren diese Nutzung kritisch. setzen sich mit einzelnen Online-Angeboten intensiv auseinander und versuchen diese zu bewerten. realisieren die Präsentation von Arbeiten mithilfe multimedialer Elemente - auch im Blick auf die Nutzung des Interaktiven Whiteboards. Materialflut im Netz Selbstverständlich stehen im Unterricht Lehrbücher und Quellensammlungen zur Verfügung, die die Zeit des Mauerbaus mit didaktisch und methodisch aufbereiteten Materialien dokumentieren. Die dort getroffene Auswahl ist allerdings durch Lehrkräfte, Schülerinnen und Schüler nicht veränderbar und damit durchaus auch "einschränkend". Im Internet gibt es eine für alle leicht verfügbar, unvorstellbare Materialfülle zum Mauerbau 1961, die leicht überfordern kann. Aufbereitete Materialien Die Bundeszentrale für politische Bildung (bpb) hat mit verschiedenen Partnern Materialien zum Thema (nicht nur) für die Bildungsarbeit aufbereitet. So sind Portalseiten und Materialsammlungen entstanden, die einerseits die Materialfülle nutzen, andererseits aber auch einen "roten Faden" durch die Materialflut anbieten. Auf diese Materialien greift diese Unterrichtssequenz zurück. Problemstellung entwickeln In der Erarbeitungsphase sollen die Schülerinnen und Schüler in Arbeitsgruppen selbstständig anhand diesen in Material 2b präsentierten Adressen recherchieren. Die Problemstellung für diese Phase sollte in der Lerngruppe vorher gemeinsam entwickelt werden. Dies soll sicher stellen, dass die Arbeit möglichst eng an die Voreinstellungen und das in der Klasse vorhandene Problembewusstsein anknüpft. Die Vorgaben auf dem Aufgabenblatt (Material 2a) sind daher offen formuliert. Sie können natürlich (auch von der Lehrkraft) stärker konkretisiert werden. Vertiefende Beschäftigung Die Planungsidee, die hinter dieser Unterrichtssequenz steht, basiert auf der Annahme, dass Schülerinnen und Schüler bei intensiver Beschäftigung mit den motivierenden Materialien selbst vertiefend tätig werden. Hier wird aufbauend auf die in der Klasse vorhandenen methodischen Fertigkeiten gearbeitet. Je weniger die Klasse in einem solchen selbstständiges Arbeiten in der Gruppe geübt ist, desto stärker sollten die Hilfestellungen durch die Lehrkraft sein. Es wäre denkbar, die Arbeitsaufgaben dann stark auf die einzelnen in Material 2b ausgewählten Quellen zu beziehen. Ähnliches gilt für die Präsentation der Gruppenarbeitsergebnisse. Auch hier kann auf in der Lerngruppe erprobte Möglichkeiten zurückgegriffen werden. Anmerkung zur Methode Zweifellos stellt die Arbeit mit dem Interaktiven Whiteboard, bei der Ergebnisse präsentiert und festgehalten werden, "frontale Methoden" in den Mittelpunkt - daran wird in der Literatur auch die meiste Kritik formuliert. Diese Unterrichtssequenz arbeitet einerseits mit den Präsentationsmöglichkeiten des Whiteboards, bezieht aber mit der Kleingruppenarbeit in der Erarbeitungsphase und den Diskussionsphasen zum Abschluss bewusst Methoden ein, die Schülerinnen und Schüler miteinander - und mit der Lehrkraft - ins Gespräch bringen. "Zutaten" für den Whiteboardeinsatz In den Schulen stehen viele unterschiedliche Whiteboardtypen zur Verfügung. Jeder Whiteboardtyp funktioniert nur mit der für ihn geschriebenen Software. Deshalb kann Ihnen diese Unterrichtseinheit keine fertigen Whiteboardmaterialien für genau das Whiteboard in Ihrem Klassenzimmer liefern. Es werden aber alle "Zutaten", die Sie für den Whiteboardeinsatz bei dieser Unterrichtssequenz benötigen, angeboten: Whiteboard-Arbeitsblätter Diese Arbeitsblätter enthalten die Informationen und Vorlagen für die vorzubereitenden Whiteboardvorlagen und geben Hinweise zur Strukturierung des Unterrichts. Im Unterricht entstandene Whiteboard-Ergebnisse In diesen Dateien werden Ergebnisse des Unterrichts (Ergänzungen, Kommentare, "Anschriebe", Beschriftungen), die auf dem Whiteboard notiert worden sind, gespeichert. Diese Dateien sollten den Schülerinnen und Schülern zugänglich gemacht werden, zum Beispiel über eine schulische Lernumgebung oder per E-Mail. Whiteboard-Schüler-Beitrag In der Kleingruppen-Erarbeitungsphase werden von den Schülerinnen und Schülern Präsentationen erstellt, die mithilfe des Whiteboards in der Klasse im Original präsentiert werden sollen. Zusammengefasst werden diese Präsentationen zur Präsentation am Whiteboard in einem "Whiteboard-Schüler-Beitrag" (im Blick auf die Vorgaben der Whiteboard-Software). Grafische Elemente In der Kleingruppenarbeit soll jede Gruppe über die Präsentation hinaus ein grafisches Element (zum Beispiel Bild, Zeitstrahl) entwickeln, das von der Gruppe in der Klasse in aufeinanderfolgenden Schritten vorgestellt wird. Das Endprodukt wird gespeichert. Mit den in der Sequenz für den "Mauerbau 1961" entwickelten Unterrichtsschritten (Einstieg - Problemformulierung - Erarbeitung - Präsentation - Diskussion der Arbeitsergebnisse - Zusammenfassung) kann analog eine Sequenz "Fall der Mauer 1989" gestaltet werden. Die in Material 2b vorgestellten Quellen und Materialien können auch für diesen thematischen Zusammenhang genutzt werden. Mauer-Fotos als stummer Impuls Die Lehrkraft wählt zwei ähnliche Fotos der Berliner Mauer - eines aus dem Jahr 1961 und ein nach 1989 aufgenommenes - aus. Passendes Bildmaterial findet sich beispielsweise auf der Website "Chronik der Mauer" . Diese beiden Bilder werden den Schülerinnen und Schülern als stummer Impuls am Whiteboard präsentiert. Vorwissen zur Berliner Mauer Die Lernenden bringen ausgehend von den Fotos ihr Vorwissen zur Berliner Mauer und zur Teilung Berlins ein und entwickeln im Unterrichtsgespräch Untertitel und Kurzkommentare zu den Bildern, die auf dem Whiteboard festgehalten werden. Dieses Whiteboard-Bild wird abgespeichert (Material M1a) und den Schülerinnen und Schülern auf der schulischen Lernumgebung zur Verfügung gestellt oder per E-Mail zugesendet. Video: Die Situation an den Sektoren und Zonengrenzen Anschließend zeigt die Lehrkraft den Schülerinnen und Schülern den Kurzbeitrag " Die Situation an den Sektoren und Zonengrenzen " der Berliner Abendschau vom 13. August 1961. Im Anschluss an die Vorführung werden in einem kurzen Unterrichtsgespräch aufgekommene Fragen geklärt und erste Eindrücke gesammelt. Im Unterrichtsgespräch werden ausgehend von den auf dem Interaktiven Whiteboard festgehaltenen Ergebnisse (Material 1a) von der Lerngruppe Fragen und Problemstellungen entwickelt. Diese werden als Fragensammlung auf dem Whiteboard festgehalten und von Lehrkraft und Lerngruppe gemeinsam strukturiert. Alternativ kann dieser Schritt auch in Kleingruppenarbeit geleistet werden. Abschließend wird das Whiteboard-Bild abgespeichert und der Lerngruppe zugänglich gemacht. Arbeit in Kleingruppen Die im vorhergehenden Schritt erarbeiteten Problemstellungen werden bearbeitet. Arbeitsgrundlagen sind die von der Lerngruppe entwickelten Aufgabenstellungen (M1b). Präsentation der Quellen Der Arbeitsauftrag und die Materialliste können für das Whiteboard bearbeitet und den Schülerinnen und Schülern präsentiert werden, zum Beispiel mit einer kurze Einführung der vorgestellten Internetquellen am Whiteboard, und dann den Gruppen als Ganzes übermittelt werden. Leitfragen Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich in Gruppenarbeit mit dem Mauerbau im August 1961 in Berlin. Dazu nutzen sie den im Unterricht entwickelten Problemhorizont (M1b). Falls dort die folgenden Leitfragen nicht enthalten sind, sollten sie ergänzt werden: Ereignisse am 13. August 1961 in Berlin: Was ergibt sich aus den zur Verfügung stehenden Quellen? Wer handelte? Welche konkreten "Auslöser" werden benannt? Welche "Entwicklungen" gingen voraus? Welche Bedeutung hatte der Mauerbau am 13. August 1961 in Berlin für die Menschen in Berlin und in den beiden Teilen Deutschlands sowie für die Politik in Europa? Was bedeutet der 13. August 1961 für euch heute? Startpunkt für alle Arbeitsgruppen Als gemeinsamen Startpunkt der Arbeit für alle Gruppen erhalten die Schülerinnen und Schüler folgende Informationen: lpb-bw.de Dieser Text beschreibt ausführlich die Ereignisse am 13. August 1961 - dem Tag des Mauerbaus - in Berlin, und liefert Hintergrundinformationen. bpb.de Der Text von Ilko-Sascha Kowalczuk beschreibt Ereignisse und Hintergründe des Mauerbaus in Berlin im Jahr 1961. Präsentationen erstellen Die Schülerinnen und Schüler sollen in den Arbeitsgruppen eine Präsentation erstellen, die später am Whiteboard präsentiert werden soll. Die Form ist frei wählbar, möglich sind beispielsweise eine PowerPoint-Präsentation, eine kommentierte Linkseite, eine Bildergalerie mit weiteren Elementen oder ein Zeitstrahl. Die Präsentation soll die auf die folgenden Schwerpunkte eingehen: die Ereignisse des Tages Entwicklungen, die zum Mauerbau geführt haben Reaktionen von Politikern auf den Mauerbau Abschließend soll zusätzlich ein Beitrag entwickelt werden, der einen von der Gruppe ausgewählten Aspekt der Präsentation besonders hervorhebt und verdeutlicht. Dieser Beitrag, der als Whiteboard-Beitrag allen Schülerinnen und Schülern zur Verfügung gestellt wird, sollte enthalten: ein ausgewähltes Bild eine klärende Beschriftung ein zusammenfassendes Statement zur Frage: Was bedeutet der 13. August 1961? Die Schülerinnen und Schüler präsentieren ihr Arbeitsergebnis mithilfe des Interaktiven Whiteboards. Im Unterrichtsgespräch werden die einzelnen Präsentationen in den Blick genommen, verglichen und kommentiert. Gemeinsamer Abschluss Abschließend wird nochmals das Ergebnis der ersten Phase, Material 1a, präsentiert. Im Unterrichtsgespräch überlegen die Schülerinnen und Schüler, was sich seit ihrer ersten (in der Datei festgehaltenen) Einschätzung aus der Einstiegsphase verändert hat. Die Lernenden bringen ausgehend von Fotos (1961 - nach 1989) ihr Vorwissen ein und entwickeln im Unterrichtsgespräch Untertitel und Kurzkommentare zu den Bildern, die auf dem Whiteboard festgehalten werden. Hausaufgabe: "Was habe ich über den 13. August 1961 erfahren?" Die Schülerinnen und Schüler sollen zum Abschluss der Einheit ein mediales Werk erstellen. In Form einer Bildergalerie oder eines Videos (gern mit dem Handy aufgenommen), in Texten oder als Wandzeitung sollen sie zusammenfassen, was sie im Verlauf der Unterrichtseinheit gelernt haben. Kommentare aus dem Hörfunk Hier finden sich Kommentare des Berliner Rundfunks beziehungsweise der Berliner Welle aus der Programmwoche, die zwar nicht als Ton, aber als Schriftgut-Dokumente im Deutschen Rundfunkarchiv überliefert sind. Herta Classen, Kommentar vom 16. August 1961 Karl-Eduard von Schnitzler, Kommentar vom 17. August 1961 Egbert von Frankenberg, Kommentar vom 19. August 1961 Hermann Ley, Kommentar vom 19. August 1961 Kultursendungen des Berliner Rundfunks An dieser Stelle sind Schriftgut-Dokumente von kulturpolitischen Sendungen des Berliner Rundfunks aus der Programmwoche vom 13. bis 19. August 1961 zugänglich, die als Töne nicht im Deutschen Rundfunkarchiv überliefert sind. Beitrag zum Film "Djamila" aus der Sendung "Atelier und Bühne", 13. August 1961 Beitrag für "Gedanken und Skizzen": Kubanische Revolution und Kultur, 13. August 1961 Beitrag "Schulen und Universitäten Westdeutschlands", 14. August 1961 "Beitrag unseres Theaterredakteurs", 18. August 1961 Kritik des Romans "Adlersteppe" aus "Neues für den Bücherschrank", 18. August 1961 Lieder aus dem DDR-Hörfunk vom August und September 1961 "Friedenslied 1961" "Herr Raffzahn" "Berliner Geschichten" "Der Drei-Tage-Song" "Ein Trauerlied für Willy Brandt" "Pazifisten-Song" "Der Friede darf nicht warten" "Ausgerechnet am 13." "Das war die höchste Zeit" "Im Sommer einundsechzig" "Song vom Schieber-Ramsch" "Im August in Berlin" "Endlich mal atmen"

  • Geschichte / Früher & Heute / Politik / WiSo / SoWi
  • Sekundarstufe II, Sekundarstufe I

Medien - die "Vierte Gewalt" im Staat?

Unterrichtseinheit

Der ehemalige Kanzler Gerhard Schröder galt als Medienkanzler. Auch unsere jetzige Kanzlerin Angela Merkel weiß sehr gut, wie sie medienwirksam ihre Botschaften zum Beispiel mit Hilfe von Podcasts wöchentlich ins Volk transportiert.Das Verhältnis von Medien und Politik verändert sich zunehmend durch eine sich wandelnde Medienlandschaft und politische Bedingungen. Wie sind sie miteinander verflochten und wer übt über wen Macht und Kontrolle aus? Diese Fragestellungen sollen sich Lernende durch Recherche und Präsentation erarbeiten und in Diskussionen vertiefen. Zudem ist das Thema sehr nah am Lebensalltag der Schülerinnen und Schüler. Sie können selbst mit einfachen Mitteln Recherchen über die Mediendarstellung und -rezeption oder die Qualität von Nachrichten- und Berichterstattung durchführen.Das Thema "Medien als vierte Gewalt im Staat" ist sehr komplex. Für den Unterricht ist es ratsam, Teilaspekte zu betrachten, zum Beispiel Betrachtung verschiedener Medien, rechtliche Aspekte oder geschichtliche Hintergründe. Die methodische Vorgehensweise sollte Recherche, Diskussion und Präsentation beinhalten. Die Recherche der Schülerinnen und Schüler könnte sehr alltagsnah erfolgen, zum Beispiel Einsatz von Werbung im Fernsehen, Quantität von Anteilen der Unterhaltung und von Berichterstattung oder Qualität von neuen Medien. Die Rechercheergebnisse sollten in der Klasse in Gruppen präsentiert werden und zur Diskussion im Plenum anregen.Die Schülerinnen und Schüler sollen die Kommunikation verschiedener Medien differenziert beurteilen. Mediennutzung und Medienformate recherchieren und beschreiben. Argumente kennen lernen, mit denen Medien verteidigt und kritisiert werden. mit diesen Argumenten ihre eigene Bewertung des Verhältnisses von Politik und Medien begründen. das Verhältnis von Sender und Empfänger kritisch bewerten. ethische Grundsätze von Berichterstattung und Nachrichtenproduktion kennen lernen und diskutieren. die veränderte Medienlandschaft beschreiben und zukünftige Kanäle ausfindig machen. selbst die neuen Medien als Informations- und Recherchemedium nutzen (Internet, Foren, Podcasts et cetera) Thema Medien - die "vierte Gewalt" im Staat? Autor Michael Bornkessel Fach Politik, Sozialwissenschaften Zielgruppe Sek II, ab Klasse 10-13 Zeitaufwand je nach Intensität 4-8 Stunden Medien je ein Computer mit Internetzugang für 2 Schülerinnen und Schüler Auf der folgenden Seite finden Sie Anregungen, wie man das Thema im Unterricht angehen kann. Die Lehrkraft kann einen Ansatz als Herangehensweise wählen oder in Schülergruppen einteilen, die das Thema jeweils aus verschiedenen Perspektiven erarbeiten. Das Verhältnis Medien - Politik Wie kann dieses Verhältnis beschrieben werden? Vier Ansätze aus der Wissenschaft liefern eine erste Orientierung. Auf den folgenden Seiten wird die Entwicklung der Medien in Deutschland nach dem 2. Weltkrieg kurz skizziert und anschließend die Frage gestellt, wie man das Verhältnis von Politik und Medien beschreiben kann. Weiterhin wird der rechtliche Rahmen publizistischer Arbeit vorgestellt und nach den Kontroll- und Einflussmöglichkeiten beider Bereiche gefragt. Die Neuorganisation der Rundfunkmedien Der Rundfunk wird nach 1945 öffentlich-rechtlich organisiert. Mit den privaten Sendeanstalten verändert sich die Medienlandschaft in den 80er Jahren. Der rechtliche Rahmen der Medien Im Grundgesetz ist die Presse- und Informationsfreiheit verankert, weitere Gesetze regeln den Rahmen publizistischer Tätigkeit. Möglichkeiten der Kontrolle und Einflussnahme Medien können politische Arbeit kritisch begleiten, aber die Politik nutzt die Medien gleichermaßen zur positiven Außendarstellung. Medien werden oft als "Vierte Gewalt" in einem Staat bezeichnet. Allerdings ist diese These nur ein Aspekt eines ausdifferenzierten wissenschaftlichen Diskurses. Um die vielfältigen Beziehungen, die beide Systeme unterhalten, bewerten zu können, lohnt ein Blick auf die vier wirkungsmächtigsten Ansätze der Wissenschaft: Das Gewaltenteilungsparadigma: Die Medien werden hier als "Vierte Gewalt" neben Legislative, Judikative und Exekutive verstanden. Kraft ihrer Autonomie bilden sie eine Kontrollinstanz und sind dadurch aktiv an der Ausübung staatlicher Herrschaft beteiligt. Das Gewaltenteilungsparadigma geht davon aus, dass das politische System durch klare Grenzlinien vom Mediensystem getrennt ist. Genau dies bezweifeln aber Kritiker dieses Ansatzes, indem sie auf die mannigfaltigen politischen und ökonomischen Abhängigkeiten des Mediensystems hinweisen. Der Instrumentalisierungsansatz: Dieser Ansatz rückt die These in den Fokus, dass die Medien im politischen Feld immer bedeutender werden, gleichzeitig jedoch kommt es zu einem Autonomieverlust. Deutlich wird dies an der wachsenden Bedeutung politischer Kommunikation: Medienreferenten, Wahlkampfstrategen, Redenschreiber und Spin-doctors betreiben PR im Sinne ihrer Auftraggeber und machen sich zu diesem Zweck die medialen Kanäle zunutze. Der Dependenzansatz: Der Dependenzansatz geht zwar ebenso wie der Instrumentalisierungsansatz von einer "Mediatisierung der Politik", also von einer gegenseitigen Durchdringung beider Systeme aus. Allerdings kommt er zu dem Ergebnis, dass die politische Kommunikation sich den Gesetzmäßigkeiten der Medien angepasst und sich damit in ein Abhängigkeitsverhältnis begeben hat. Das bedeutet: Medien "regieren mit", indem sie bestimmen, welche Themen erhöhte Aufmerksamkeit verdienen. Damit setzen sie den Rahmen, in dem politische Arbeit öffentlichkeitswirksam kommuniziert werden kann. Der Interdependenzansatz Von einer engen Verflechtung und einer gegenseitigen Abhängigkeit beider Systeme geht diese Position aus. Demzufolge benötigt die Politik die Medien zur Kommunikation ihrer Entscheidungen. Allerdings sind die Medien auf diese politischen Prozesse angewiesen, da sie einen wichtigen Inhalt für sie darstellen. Durch die Berichterstattung wird schließlich ein Feedback generiert, dass auf das politische Feld zurückwirkt, woraufhin dieses wiederum neue Inhalte hervorbringt. Der Interdependenzansatz geht also von einer "Komplizenschaft" beider Systeme aus, die ein unauflösbares Tauschverhältnis miteinander verbindet. All diese Überlegungen dienen als Diskussionsgrundlage für die Bestimmung des Verhältnisses Politik-Medien. Sie gehen davon aus, dass es im Laufe der Entwicklung zu einer Grenzverschiebung und auch -verwischung gekommen ist. Es muss zum einen bedacht werden, wie sich im Zuge der zunehmenden Kommerzialisierung die Aufbereitung politischer Themen in den Medien gewandelt hat (Stichwort "Infotainment") und nach welchen Kriterien die Themen, die schlussendlich an der Spitze der publizistischen Agenda stehen, ausgewählt werden. Zum anderen gilt es, die Strategien politischer Kommunikation und ihre Implementierung in die medialen Gegebenheiten in Augenschein zu nehmen. Kontrolle und Einflussnahme sind also die Schlagworte, unter denen das Spannungsverhältnis beider Systeme verbucht werden kann. Nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelte sich in der Bundesrepublik Deutschland eine unter dem im Grundgesetz verankerten Schutz der Presse- und Meinungsfreiheit stehende Medienlandschaft. Während private Herausgeber und Verlage weiterhin die Printmedien veröffentlichten, entschied man sich nach den Erfahrungen des Nationalsozialismus, die Rundfunk- und später auch die beiden Fernsehsender ARD und ZDF öffentlich-rechtlich zu organisieren und durch Gebühren zu finanzieren. Dadurch wollte man gewährleisten, dass die Medien vom Staat unabhängig sind und sich nicht zu Propagandazwecken instrumentalisieren lassen. Die Versorgung der Bevölkerung mit politischen Informationen wurde ein wichtiges Element des öffentlich-rechtlichen Sendeauftrages und somit integraler Bestandteil des Programmablaufs. Das Angebot richtete sich zudem an die gesamte Gesellschaft und musste daher alle Strömungen berücksichtigen. Diese Monopolstellung der Öffentlich-Rechtlichen im Bereich der elektronischen Massenmedien endete allerdings Mitte der 80er Jahre. Seitdem hat sich das Mediensystem der Bundesrepublik Deutschland tiefgreifend gewandelt und es befindet sich weiterhin in einem Differenzierungsprozess: "Die Einführung neuer Medientechnologien sowie die Deregulierung der Kommunikationsinfrastruktur und des Rundfunksystems sind mit einem gesamtgesellschaftlichen Wandel hin zur sogenannten Kommunikationsgesellschaft verbunden", analysierte die Politik- und Kommunikationswissenschaftlerin Barbara Pfetsch in ihrem 1998 erschienenen Aufsatz "Regieren unter den Bedingungen medialer Allgegenwart". Neue Angebote, eine allgemeine und weitreichende Kommerzialisierung, das immer schneller werdende Informationstempo und die Verschmelzung der Individual- mit der Massenkommunikation im Internet sind dabei die laut Pfetsch kennzeichnenden Entwicklungen. Mit dem Fall des öffentlich-rechtlichen Monopols und der Zulassung von privaten Rundfunk- und Fernsehsendern verbreiterte sich das Angebot rasant in verschiedene Richtungen. Alleine im Zeitraum von 1988 bis 1993 wuchsen die Lizensierung privater Fernsehprogramme von 63 auf 89 und der Programmumfang von circa 26.000 (1982) auf insgesamt über 130.000 Stunden im Jahr 1993. Zum Stichtag 30. April 2006 führt die Arbeitsgemeinschaft der Landesmedienanstalten (ALM) in ihrer Datenbank insgesamt 436 in Deutschland lizensierte "private Fernsehprogramme, Bürgerfernsehen, Teleshopping- und sonstige Fernseh-Angebote" sowie die Fernsehprogramme der "öffentlich-rechtlichen Fernsehprogrammveranstalter". Auch im Printbereich war eine ähnliche Entwicklung zu beobachten. Nachdem die öffentlich-rechtlichen Sendeanstalten lange Jahre ohne private Mitbewerber geblieben waren, gerieten sie nun durch die neu aufkommende Konkurrenz unter ökonomischen Druck. Das gesamte Mediensystem musste sich dem nun entstehenden Wettbewerb öffnen und den neuen Gegebenheiten anpassen. Wirtschaftliche Faktoren traten zunehmend in den Vordergrund. Im Artikel 5 des Grundgesetzes ist die Presse- und Informationsfreiheit verankert: Jeder hat das Recht, seine Meinung in Wort, Schrift und Bild frei zu äußern und zu verbreiten und sich aus allgemein zugänglichen Quellen ungehindert zu unterrichten. Die Pressefreiheit und die Freiheit der Berichterstattung durch Rundfunk und Film werden gewährleistet. Eine Zensur findet nicht statt. Verschiedene Landespresse-, Rundfunk- und Landesmediengesetze sowie Rundfunkstaatsverträge regeln über den Artikel 5 des Grundgesetzes hinaus die rechtliche Stellung der Medien in der Bundesrepublik Deutschland. Daraus ergibt sich auch der Sendeauftrag der öffentlich-rechtlichen Medien, der im §11 des Rundfunkstaatsvertrages fixiert ist: Der öffentlich-rechtliche Rundfunk hat in seinen Angeboten und Programmen einen umfassenden Überblick über das internationale, europäische, nationale und regionale Geschehen in allen wesentlichen Lebensbereichen zu geben. Er soll hierdurch die internationale Verständigung, die europäische Integration und den gesellschaftlichen Zusammenhalt in Bund und Ländern fördern. Sein Programm hat der Information, Bildung, Beratung und Unterhaltung zu dienen. Er hat Beiträge insbesondere zur Kultur anzubieten. Öffentlich-rechtliche Sender Damit der öffentlich-rechtliche Rundfunk diese Aufgaben auch erfüllen kann, wird er hauptsächlich durch die Rundfunkgebühren finanziert. Diese müssen alle Bürger, sofern sie entsprechende Geräte zum Empfang bereit halten, entrichten. Zwar dürfen ARD und ZDF auch Werbezeit verkaufen, hier gelten allerdings strenge Beschränkungen. So darf die Gesamtdauer der Werbung höchstens 20 Minuten werktäglich im Jahresdurchschnitt betragen. Nach 20.00 Uhr sowie an Sonntagen und im ganzen Bundesgebiet anerkannten Feiertagen dürfen Werbesendungen gar nicht ausgestrahlt werden. Private Unternehmen Die staatlichen Einflussmöglichkeiten auf die Programminhalte und -gestaltung der privaten Medienunternehmen, die keinerlei Rundfunkgebühren erhalten und sich daher durch Werbeeinnahmen finanzieren, ist dagegen wesentlich enger begrenzt. Der Rundfunkstaatsvertrag gibt ihnen zwar einen gewissen gesetzlichen Rahmen vor, an den sie sich halten müssen, doch definiert er nicht ihre Aufgaben. Die Interessen von Publikum und Werbekunden müssen letztlich im Mittelpunkt der privaten Medienunternehmen stehen, denn nur so ist letztlich ein Gewinn zu erzielen und damit das wirtschaftliche Überleben des Medienunternehmens zu gewährleisten. Dennoch unterliegt die Werbung gewissen Beschränkungen, so muss Werbung klar als solche gekennzeichnet sein, und bestimmte Zeitrahmen dürfen nicht überschritten werden. Diese sind aber nicht so ausgeprägt wie bei den öffentlich-rechtlichen Sendern. Journalistische Sorgfaltspflicht In den Pressegesetzen sind allerdings auch Bestimmungen enthalten, an die sich die Journalisten bei ihrer Arbeit halten müssen. Als wichtigster Grundsatz gilt dabei die journalistische Sorgfaltspflicht. Das heißt, dass die Journalisten den Inhalt, die Herkunft und den Wahrheitsgehalt von Nachrichten gewissenhaft überprüfen müssen, bevor sie diese veröffentlichen. Zudem dürfen sie Nachrichten nicht sinnentstellend wiedergeben. Gerüchte, Spekulationen und nicht bestätigte Meldungen müssen sie entsprechend kennzeichnen und Kommentare, also eigene Meinungsäußerungen, von der Nachrichten-Berichterstattung deutlich erkennbar trennen. Wenn Journalisten gegen diese Sorgfaltspflicht verstoßen und nachweislich falsche Informationen verbreiten, drohen ihnen entsprechende zivilrechtliche Konsequenzen. Der Pressekodex Im Printbereich ist der so genannte Pressekodex (eigentlich: Publizistische Grundsätze) von besonderer Bedeutung. Darunter versteht man die journalistisch-ethischen Grundregeln, die der Deutsche Presserat, eine Organisation der großen deutschen Verleger- und Journalistenverbände, 1973 vorgelegt hat. Der Presserat fasst den Inhalt auf seiner Internetseite folgendermaßen zusammen: Nicht alles, was von Rechts wegen zulässig wäre, ist auch ethisch vertretbar. Deshalb hat der Presserat die Publizistischen Grundsätze, den sogenannten Pressekodex, aufgestellt. Darin finden sich Regeln für die tägliche Arbeit der Journalisten, die die Wahrung der journalistischen Berufsethik sicherstellen, so zum Beispiel: Achtung vor der Wahrheit und Wahrung der Menschenwürde Gründliche und faire Recherche Klare Trennung von redaktionellem Text und Anzeigen Achtung von Privatleben und Intimsphäre Vermeidung unangemessen sensationeller Darstellung von Gewalt und Brutalität Verleger und Journalisten haben diesen Grundsätzen durch ihre Verbände zugestimmt und sich damit freiwillig selbst verpflichtet, diese bei ihrer Arbeit zu beachten. Seit 1973 hat man den Pressekodex mehrfach ergänzt. Konkretisiert wird er durch die "Richtlinien für die publizistische Arbeit nach den Empfehlungen des Deutschen Presserates". Einschränkung der Pressefreiheit Für Journalisten, die für elektronische Medien arbeiten, gelten im Prinzip die gleichen Sorgfaltspflichten. Der "Staatsvertrag über Mediendienste" definiert in § 11, dass TV-, Rundfunk- und Onlineangebote "soweit sie der Berichterstattung dienen und Informationsangebote enthalten, den anerkannten journalistischen Grundsätzen zu entsprechen" haben. Nachrichten über das aktuelle Tagesgeschehen müssen vor ihrer Verbreitung mit der "nach den Umständen gebotenen Sorgfalt auf Inhalt, Herkunft und Wahrheit" überprüft werden. Sobald strafrechtliche Grenzen überschritten werden, endet natürlich die Pressefreiheit. Der Artikel 5, Absatz 2 des Grundgesetzes legt fest, dass die Meinungs-, Informations- und Pressefreiheit "ihre Schranken in den Vorschriften der allgemeinen Gesetze, den gesetzlichen Bestimmungen zum Schutze der Jugend und in dem Recht der persönlichen Ehre" finden. "Agenda Setting" und "Gatekeeping" Medien, beziehungsweise die für sie arbeitenden Journalisten, informieren mit ihren Beiträgen die breite Öffentlichkeit über alle Sachverhalte oder Vorgänge, die von allgemeiner, politischer, wirtschaftlicher oder kultureller Bedeutung sind. Diese Arbeit ist deswegen für die Gesellschaft besonders wichtig, weil die Journalisten darin auch über (politische) Missstände berichten und die dafür Verantwortlichen benennen. So können sie Themen und Vorgänge auf die gesellschaftliche Tagesordnung setzen und dafür sorgen, dass man darüber diskutiert. Dies nennt man in der Kommunikationswissenschaft "Agenda-Setting". Der Journalist hat es dabei letztlich in der Hand, welche Themen er auswählt und veröffentlicht. Die Kommunikationswissenschaft bezeichnet den (meist personellen) Einflussfaktor, der darüber entscheiden kann, welche Nachricht in den Medien erscheint, als "Schleusenwärter" (Gatekeeper). Medien als wichtiges Element der politischen Meinungsbildung Man kann durchaus sagen, dass die freie Presse damit den drei Staatsgewalten (Legislative, Exekutive, Judikative) zur Seite steht und deren Arbeit kritisch begleitet. Diese Stellung hat das Bundesverfassungsgericht in einem Urteil vom 25. April 1972 bekräftigt: "Die freie geistige Auseinandersetzung [ist] ein Lebenselement der freiheitlichen demokratischen Ordnung in der Bundesrepublik und für diese Ordnung schlechthin konstituierend. Sie beruht entscheidend auf der Meinungs-, Presse- und Informationsfreiheit, die als gleichwertige Garanten selbständig nebeneinander stehen." Die Medien sind also ein wichtiger Bestandteil der politischen Meinungs- und Willensbildung. Um diese Kontrollfunktion von staatlicher Beeinflussung ungehindert ausüben zu können, haben die für die Medien arbeitenden Journalisten beispielsweise besondere Recherchebefugnisse. Diese regeln die Pressegesetze der verschiedenen deutschen Bundesländer unter Begriffen wie "Auskunftsrecht" oder "Informationsrecht". Darunter ist zu verstehen, dass staatliche Behörden verpflichtet sind, den Journalisten "die der Erfüllung ihrer öffentlichen Aufgabe dienenden Auskünfte zu erteilen", wie es beispielsweise im § 4 des nordrhein-westfälischen Pressegesetzes formuliert ist. Missbrauchen die Medien ihre Macht? Der Vorwurf des Machtmissbrauchs ist allerdings schnell zur Hand. Seitdem die Bürgerinnen und Bürger ihre Wahlentscheidungen immer kurzfristiger treffen und die Demografie ihren Status als quasi-prophetische Instanz verloren hat, wird die politische Berichterstattung in den Medien immer kritischer ins Visier genommen. Die Bundestagswahl 2005 markierte einen Höhepunkt dieser Auseinandersetzung: Noch am Wahlabend griff Gerhard Schröder die Medien vehement an, indem er ihnen Kampagnenbildung und Missbrauch der Pressefreiheit unterstellte. Er machte sie damit verantwortlich für die temporäre politische Instabilität in Deutschland und warf ihnen Kompetenzüberschreitung vor, denn durch ihre tendenziöse Berichterstattung habe ein illegitimer Eingriff in die Sphäre des Politischen stattgefunden. Ganz gleich, wie man solche Anwürfe schlussendlich bewertet: Diese und ähnliche Reaktionen bestätigen nicht nur die exponierte Stellung, die Medien mittlerweile im politischen Feld eingenommen haben, sondern zeigen auch, wie eng verflochten beide Bereiche mittlerweile sind. Bürgernahe Politikvermittlung Allerdings nutzt auch die Politik die Medien, um ihre Themen auf die gesellschaftliche Tagesordnung zu setzen. Bezeichnend in diesem Zusammenhang ist die Aussage des Altkanzlers Gerhard Schröder, zum Regieren benötige er nur "BILD, BamS und Glotze". In TV-Talkshows wie "Sabine Christiansen" oder "Berlin Mitte" können sich Politiker einem breiten Fernsehpublikum präsentieren und ihre politischen Ziele direkt an die Zuschauer vermitteln. Die Parteien beschäftigen zudem Werbeagenturen, Medienberater und PR-Leute, die Politiker auf öffentliche Auftritte vorbereiten und eng mit den Medien zusammenarbeiten. Ziel ist eine positive Darstellung der politischen Arbeit und der Person des Politikers. Auch das Internet wird immer wichtiger, nicht nur in Wahlkampfzeiten. Fast jeder Spitzenpolitiker hat mittlerweile seine persönliche Homepage, die Parteien veröffentlichen auf ihren Webseiten umfangreiche Informationen nicht nur zu ihrem Programm, und öffentliche Stellen bieten verstärkt so genannte eGovernment-Angebote an. Bloggende Politiker Dabei nutzt die Politik auch neue Formen, beispielsweise das so genannte Podcasting. "Man kann Podcasts als Radio- oder Fernsehsendungen auffassen, die nicht mehr zu einer bestimmten Zeit konsumiert werden müssen", beschreibt Wikipedia dieses relativ neue Internetformat. Selbst Bundeskanzlerin Angela Merkel hat seit Juni 2006 verschiedene Podcast-Sendungen produzieren lassen, um sich in den kurzen Videostatements zu verschiedenen politischen Themen, beispielsweise zum Libanon-Einsatz der Bundeswehr oder dem Haushalt 2007, direkt an die Internet-Zuschauer zu wenden. Auch die so genannten Weblogs haben mittlerweile Einzug in die Politik erhalten. Ein Weblog (auch Blog genannt) ist, so definiert Wikipedia, "eine Webseite, die periodisch neue Einträge enthält". Man kann es also durchaus als elektronisches Tagebuch bezeichnen, in denen der Betreiber sich frei äußern kann. Der nordrhein-westfälische SPD-Landesverband startete im Juni 2004 ein eigenes Weblog und war damit einer der ersten Akteure aus dem politischen Bereich, der dieses Kommunikationsformat nutzte. Im NRWSPD-Weblog kommentieren verschiedene Autoren aktuelle Ereignisse, die nicht immer unbedingt etwas mit der nordrhein-westfälischen Landespolitik zu tun haben müssen. Droht eine Instrumentalisierung der Medien? Ein Hauptkritikpunkt ist in diesem Zusammenhang, dass sich die Politik zu gut auf der medialen Klaviatur, besonders der des Fernsehens, eingespielt hat. Die Folge sind Boulevardisierung und Oberflächlichkeit. Die Vermittlung komplizierter politischer Zusammenhänge wird zugunsten des Spektakels aufgegeben. Damit geht ein Transparenzverlust einher, der paradox anmutet: Alles ist sichtbar, alles ist öffentlich. Aber was gesagt wird, bleibt seltsam unkonkret. Die Dramaturgie von Talkshow-Auftritten wird von PR-Profis entwickelt, und die Moderatorinnen und Moderatoren fungieren oft nur als Stichwortgeber, anstatt kritisch nachzuhaken. So wird die Talkshow zu einer Präsentationsfläche, auf der sich Spitzenpolitiker publikumswirksam darstellen können. Die Politik, so der Vorwurf, beteiligt sich hier an einem Spiel um Quoten und Sympathie, bei dem die Information der Bürgerinnen und Bürger aus dem Blickfeld verschwindet. Mehr Transparenz und Interaktion? Eine Besonderheit des neuen Mediums Internet zeigt sich darin, dass hier neben der für die Massenmedien kennzeichnenden "One-to-many"-Kommunikation, also ein Sender wendet sich an viele Empfänger, auch andere, individuellere Formen möglich sind. Beispielsweise verfügen viele Politiker über eMail-Adressen, an die man schreiben kann. Auch andere Kommunikationsformen, bei denen man Sender und zugleich Empfänger sein kann, die so genannte "Many-to-many"-Kommunikation, ist möglich: beispielsweise kann man sich in Online-Foren oder Newsgroups mit anderen Internetnutzern austauschen und über viele, auch politische, Inhalte diskutieren. Jeder kann dort seine "Botschaft" niederschreiben, andere Benutzer reagieren darauf und bringen dann auch ihre Meinung ein. Das Internet als Schnittstelle zwischen Bürgern und der Politik Von seinen Möglichkeiten her ist das Internet also ein demokratisches Medium par excellence. Noch nie war es so einfach, sich zu vernetzen. Bürgerinnen und Bürger haben die Möglichkeit, direkt und für alle sichtbar ihre Interessen im Zusammenschluss zu artikulieren. Auch für die Politikvermittlung wird das Internet ein immer wichtigerer Schauplatz. Hier kann Bürgernähe nicht bloß simuliert, sondern wirklich praktiziert werden. Die Chancen einer politischen Kommunikation, die die Menschen nicht mit kompliziertem Expertenwissen überfordert, aber dennoch Substanz hat, stehen gut. Zwar kann und soll das Internet die übrigen Medien nicht als Träger politischer Information kassieren, eine Alternative zu ihnen könnte es aber dennoch darstellen.

  • Politik / WiSo / SoWi
  • Sekundarstufe II

Materialsammlung Biochemie

Unterrichtseinheit

Auf dieser Seite finden Sie Informationen, Anregungen und Arbeitsmaterial für den Unterricht zum Themenbereich Biochemie im Fach Biologie an weiterführenden Schulen. Das Angebot deckt die folgenden Themen ab: Proteine, Nukleinsäure, Fotosynthese und Nanotechnologie. Klicken Sie sich einfach mal durch! Das schöne in der Biologie ist der strenge Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion von der Nano- bis zur Makroebene: Die Analyse dreidimensionaler Strukturen erweist sich stets als aufschlussreich und ist weit mehr als eine bloße "Bildbeschau". Franz Josef Scharfenberg vom Richard-Wagner-Gymnasium in Bayreuth hat die dreidimensionalen Ausarbeitungen von Eric Martz (University of Massachusetts, USA) zu unserem Blutfarbstoff für den Einsatz im deutschsprachigen Unterricht aufbereitet. Die dreidimensionale Darstellung der Proteinstrukturen, die mithilfe des kostenlosen Plugins Chime mit der Maus nach Belieben angefasst, gedreht und herangezoomt werden können, zeigen, was schon Thomas Mann wusste (woher eigentlich? - schließlich gelang das erste Beugungsbild eines Proteins Dorothy Hodgkin erst 1932): Proteine sind "unhaltbar verwickelt und unhaltbar kunstreich aufgebaute Eiweißmolekel" (aus "Der Zauberberg"). Es lohnt sich, einen genaueren Blick auf das Hämoglobin zu werfen. An diesem Beispiel lassen sich zahlreiche allgemeine Aspekte der Proteine und Enzyme herausarbeiten: Als oligomeres Protein bietet der Blutfarbstoff die Möglichkeit, alle Strukturhierarchien - von der Primär- bis zur Quartärstruktur - durchzuspielen. Von der Anordnung der Aminosäuren innerhalb der Untereinheiten - hydrophobe Aminosäureseitenketten an der Oberfläche, hydrophile im Inneren des Proteins - lässt sich leicht der Bogen zur thermodynamischen "driving force" des in der Primärstruktur kodierten Selbstfaltungsprozesses der Biopolymere schlagen. Hämoglobin ist zwar "nur" ein Transportprotein, seine in die Polypeptidketten eingebetteten Häm-Gruppen können jedoch - was die Architektur aktiver Zentren und die Modellierung ihrer katalytischen Aktivität betrifft - exemplarisch als prosthetische Gruppen der Enzyme betrachtet werden (schließlich wird Hämoglobin von Molekularbiologen gerne auch als "Enzym honoris causa" bezeichnet). Die auf dem Austausch einer einzigen Aminosäure basierende Sichelzellenanämie verdeutlicht stellvertretend für Erkrankungen wie Alzheimer oder BSE das Prinzip der auf Protein-Polymerisationen basierenden Erkrankungen. Das Startkapitel zeigt vier (zunehmend "abstrahierte") Darstellungsformen der Aminosäure Glycin. Diese "Struktursprachen" werden in den nachfolgenden Kapiteln wiederholt auf weitaus komplexere Strukturen angewendet. Das Glycin-Beispiel ist daher eine wichtige Einführung in die verschiedenen Darstellungsformen des gesamten Hämoglobin-Materials. Gezeigt werden die "ball and stick"-Projektion des Zwitterions (Vorsicht: Doppelbindungen werden nicht als solche dargestellt), eine raumfüllende Darstellung (Kalottenmodell; Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken), die "stick"-Struktur sowie die "Aminosäure-Rückgrat"-Struktur (Hydroxylgruppe und Wasserstoffatome sind noch als "rudimentäre Stacheln" dargestellt). Wurden in dem vorausgegangenen Abschnitt die Darstellungsmöglichkeiten einer Aminosäure vorgestellt, werden diese hier auf ein Oligopeptid angewendet. Damit betritt man hier die Primärstruktur-Ebene. Als neue Darstellungsform wird schließlich das Polypeptidketten-Rückgrat vorgestellt (nicht zu verwechseln mit dem Aminosäure-Rückgrat). Zunächst wird die allgemeine Rückgrat-Struktur einer Aminosäure (ohne Seitenkette) dargestellt. Aus dieser Struktur wird das "allgemeingültige" Rückgrat eines Tripeptids aufgebaut. Die "anonymen" Einheiten werden durch Hinzufügen von Methylgruppen in ein Alanyl-alanin-alanin (Ala-Ala-Ala) umgewandelt. Um das ganze zunehmend komplexer zu machen, wird das Tripeptid in ein Lysyl-alanyl-alanin (Lys-Ala-Ala) und schließlich in ein Lysyl-alanyl-isoleucin (Lys-Ala-Ile) umgewandelt, bevor es zum Tetrapeptid ergänzt wird. Bis hierher folgen alle Darstellungen der "stick"-Struktur. Im Folgemodul haben die SchülerInnen die raumfüllende Darstellung des Tetrapeptids vor Augen (Abb. 2). Am Beispiel des Tetrapeptids wird nun verdeutlicht, wie die Biochemiker die Darstellung von Peptidketten abstrahieren, um bei der Strukturanalyse von Polypeptidketten aus mehreren Hundert Aminosäuren nicht "den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr sehen zu können": In den beiden letzten Modulen wird daher die "Rückgrat"-Darstellung von Peptidketten eingeführt. Die erste Darstellung zeigt die Quartärstruktur des nativen Proteins mit farblich differenzierten Untereinheiten und den Häm-Komplexen (raumfüllende Darstellung, siehe Abb. 3). Das folgende Modul reduziert die Polypeptidketten auf ihr Rückgrat. Erst jetzt wird die Lage der Häm-Gruppen (raumfüllende Darstellung) klar erkennbar (und der Vorteil der diversen "Struktursprachen" deutlich). Lassen Sie Ihre SchülerInnen durch die Drehung des Moleküls den zentralen Hohlraum entdecken, in dem der Hämoglobin-Ligand 2,3-Diphosphoglycerat (DPG) bindet und dabei über eine Änderung der Quartärstruktur die Sauerstoff-Affinität des Hämoglobins senkt (DPG stabilisiert die Konformation der Desoxy-Form, indem es die beiden beta-Ketten über ionische Wechselwirkungen miteinander vernetzt). DPG wird vom Körper in Höhenlagen gebildet, wo ein niedriger Sauerstoff-Partialdruck herrscht, und erleichtert dort die Abgabe von Sauerstoff an das atmende Gewebe. Im den beiden Folgemodulen sind die Polypeptidketten komplett ausgeblendet. Das zweite der beiden Module stellt die Atomsorten der Hämgruppe farbkodiert dar. Die Lagebeziehungen der vier "freischwebenden" Häm-Gruppen verdeutlicht die tetraedrische Symmetrie (dreiseitige Pyramide) des Moleküls. Bei der Analyse der Symmetrie erweist sich wiederum das Anfassen und Drehen der Strukturen als hilfreich. Es folgt die vergrößerte Darstellung einer einzelnen Hämgruppe in raumfüllender Ansicht sowie eine Darstellung in der "stick"-Struktur, in der die Komplexbindung des zentralen Eisenatoms über die Stickstoffatome der Porphyrin-Struktur erkennbar wird. Die Besetzung der fünften Koordinationsstelle durch ein Histidin-Stickstoff der Polypeptidkette ist noch nicht berücksichtigt. An die sechste Koordinationsstelle wird nun molekularer Sauerstoff gebunden. Dabei ist deutlich erkennbar, dass die Achse des Sauerstoffmoleküls nicht senkrecht auf die Ebene des Porphyrin-Ringes ausgerichtet ist (Abb. 4; siehe auch Abb. 5 der Hintergrundinformation zu den Eigenschaften der prosthetischen Gruppe). Nun geht es wieder vom Kleinen zum Großen: Das oxygenierte Häm wird wieder in die Globin-Kette eingefügt, zunächst in eine Rückgrat-, dann in eine raumfüllende Darstellung. Die beiden letzten Darstellung zum Thema "Sauerstoffbindung" zeigen ein weiteres Details der Häm-Einbettung in das Globin und der Sauerstoffbindung: Die Positionierung hydrophiler Teile des Häms an der Oberfläche und die Ausrichtung hydrophober Bereiche zum Proteininneren. Weiterhin kommt die Besetzung der fünften Koordinationsstelle durch das sogenannte "proximale Histidin" sowie die Lage des "distalen Histidins" über dem gebundenen Sauerstoff zur Darstellung. Mehr zur Bedeutung des distalen Histidins liefert der folgende Fachliche Kommentar. Die Chime-Darstellungen heben einige Strukturmerkmale des Hämoglobins hervor, die sich zu den biochemischen Funktionen der Proteins sehr schön in Beziehung setzen lassen, auf die die vorgestellte Applikation jedoch nicht explizit hinweist. Auf der folgenden Seite finden Sie die wichtigsten Infos zu den Hämoglobin-Eigenschaften, die sich in diesen Strukturdetails abbilden: Die Proteinumgebung definiert die katalytischen Eigenschaften Warum benutzt die Natur nicht die "nackten" Hämgruppen für die Sauerstofflogistik, sondern wickelt sie in komplexe Poypeptidketten ein? Zum einen sind es die vielfältigen allosterischen Wechselwirkungen der Globine mit diversen Liganden, über die die Eigenschaften der Sauerstoffbindung durch das Häm sinnreich modelliert und den jeweiligen biologischen Erfordernissen perfekt angepasst werden - von der DPG-Bindung (siehe oben) bis hin zur Kooperativität der Sauerstoffbindung an die vier Untereinheiten des Hämoglobins. Die wichtigsten dieser "Stellschrauben" werden in Schulbüchern ausreichend thematisiert. Unberücksichtigt bleibt jedoch meist ein viel allgemeineres und enorm wichtiges Grundprinzip der Molekularbiologie und Biochemie: Die katalytischen Eigenschaften jeder prosthetischen Gruppe und jeden aktiven Zentrums werden maßgeblich von der Proteinumgebung geprägt, in die sie eingebettet sind. Man vergegenwärtige sich, dass das Häm, das im Hämoglobin zur reversiblen Sauerstoffbindung eingesetzt wird, im Atmungskettenenzym Cytochrom c als Elektronenüberträger verwendet wird! Wie die Globinkette die speziellen Bindungseigenschaften des Häms beeinflusst, wird nachfolgend an zwei Struktureigenschaften hervorgehoben, die in den Chime-Darstellungen sehr gut deutlich werden. Erst das Globin gewährleistet eine reversible Häm-Oxygenierung Frei lösliche Hämgruppen mit einem komplexierten zweiwertigem Eisen-Ion könnten Sauerstoff nur für einen sehr kurzen Moment binden. Der Sauerstoff würde das zweiwertige Eisen schnell zu dreiwertigem Eisen oxidieren, das keinen Sauerstoff mehr binden kann. Ein Zwischenprodukt dieser Oxidation ist ein "Häm-Sauerstoff-Häm-Sandwich". Die Polypeptid-"Verpackung" der Hämgruppen verhindert dies und gewährleistet damit die Verwendbarkeit der Hämgruppen als Sauerstofftransporteure im Blut. Das letzte Modul zum Thema "Hämoglobin & Häm" verdeutlicht die Lage des Häms in seiner Bindungstasche, die die Bildung von Häm-Dimeren ausschließt. Kohlenmonoxid hat eine hohe Häm-Affinität Kohlenmonoxid ist für uns ein toxisches Gas, weil es die Sauerstoffbindungsstellen des Hämoglobins vergiftet: Seine Affinität zum Hämoglobin-Eisen übertrifft die des Sauerstoffs um das 200-fache. Aus diesem Grund kann schon ein niedriger Kohlenmonoxid-Partialdruck tödliche Folgen haben. Am "nackten" Häm sähe der Vergleich noch ungünstiger aus: Zu diesem hat Kohlenmonoxid eine 25.000 mal höhere Affinität als Sauerstoff. Eine Eigenschaft, die das Pigment als Sauerstoffträger völlig unbrauchbar machen würde, denn Kohlenmonoxid ist nicht nur ein Industriebgas, sondern wird auch vom Organismus selbst erzeugt (es entsteht bei diversen katabolen Stoffwechselreakrtionen und dient auch als Botenstoff, zum Beispiel als bei der Regulation der glatten Gefäßmuskulatur). Unter normalen Umständen ist etwa ein Prozent unseres Hämoglobins mit endogen produziertem Kohlenmonoxid blockiert. Sterische Hinderung der Kohlenmonoxid-Bindung Ohne die Reduktion der Kohlenmonoxid-Affinität um das 125-fache könnte wir mit unserem Blutfarbstoff kaum leben. Aber wie schafft die Polpeptidkette dieses Kunststück? Die Natur greift an der Geometrie der Komplexierung von Sauerstoff und Kohlenmonoxid an. Während die Achse des Sauerstoffmoleküls bei der Bindung an das Eisenatom einen 120 Grad-Winkel zur Häm-Ebene bildet, steht die Achse des Kohlenmonoxid-Moleküls - bei freiem Zugang zum Häm - exakt senkrecht auf dessen Ebene. Diesen optimalen Bindungswinkel verbaut die Polypeptidkette dem Kohlenmonoxid, indem es ihm in der Häm-Bindungstasche des Globins einen sperrigen Histidin-Rest in den Weg stellt (sterische Hinderung), der den Sauerstoff nicht weiter stört. Die Position des distalen Histidins wird in dem vorletzten Modul zum Thema "Hämoglobin & Häm" sehr schön deutlich (Abb. 5). Im unteren Bereich des Bildausschnitts ist das proximale Histidin zu erkennen. Das freie Elektronenpaar des Stickstoffatoms im Histidinring besetzt eine der Koordinationsstellen des Eisenions. Die Darstellungen zum Thema "Sekundärstrukturen" stellen die Architektur der alpha-Helix in den Mittelpunkt. Die Darstellung ihrer Wechselwirkungen beschränkt sich auf die intrahelikalen Wasserstoffbrücken, die der Helix ihre Stabilität verleihen. Einzelne Darstellungen bereiten bereits das nächste Thema "Wechselwirkungen der alpha-Helix" vor, das die Interaktionen der Seitengruppen mit der wässerigen Umgebung und dem hydrophoben Proteinkern aufbereitet. Das erste Modul zeigt die Rückgrat-Struktur einer Globinkette (Tertiärstruktur) mit oxygeniertem Häm. Die alpha-helikalen Strukturabschnitte, die den Großteil des Moleküls bilden, sind farblich hervor gehoben (Abb. 6). Es folgt eine Farbvariante der ersten Darstellung ("Regenbogen-Färbung"). Die nächste Abbildung stellt eine neue "Struktursprache" der Biochemiker vor: alpha-helikale Bereiche werden von der Rückgrat-Struktur "luftschlangenartig" hervorgehoben. Diese Darstellungsform ist bei Molekularbiologen sehr beliebt, da sie bei der Analyse von Proteinstrukturen - unter anderem bei der Identifizierung von Domänen - sehr hilfreich ist. Zudem lassen sich anhand wiederholt auftretender "Sekundärstrukturmotive" Homologien und Analogien der Proteinevolution analysieren. Eine der alpha-Helices wird in ihrem Tertiärstrukturkontext (komplette räumliche Struktur einer Polypeptidkette) hervorgehoben. Dieser Kontext ist für die weitere Betrachtung wichtig (siehe "Wechselwirkungen der alpha-Helix"), da man an ihm erkennt, dass sich diese Helix an der Oberfläche des Globins befindet und sowohl mit dem wässerigen Milieu als auch mit dem Proteininneren Kontakt hat. Die Tertiärstrukturebene wird nun verlassen und auf die individuelle alpha-Helix (Sekundärstruktur) heruntergezoomt. Diese Helix wird nun in zwei andere Struktursprachen übersetzt. Zunächst in die Rückgrat-Darstellung der Polypeptidkette und schließlich in die "stick"-Darstellung ihrer Aminosäurebausteine. Das Folgemodul lässt die "driving force" der alpha-Helix-Struktur erkennen: Alle hydrophilen Teile des Polypeptid-Rückgrats (die Carbonyl-Sauerstoffatome und die Wasserstoffatome des Peptidbindungs-Stickstoff) bilden Wasserstoffbrücken miteinander. Diese vielen schwachen Wechselwirkungen verleihen der Helix ihre Stabilität. Die "Sättigung" der hydrophilen Rückgratbereiche mit hydrophilen Wechselwirkungen prädestiniert die Helix zu einem in hydrophoben Umgebungen oft verwendeten Strukturmotiv, sei es im hydrophoben Kern von Proteinen (siehe Hydrophobizität, Polarität & Ladungen") oder in Membranprotein-Abschnitten, die der Lipidphase ausgesetzt sind. Die nächste Darstellung macht deutlich, dass die Seitenketten der Aminosäuren einer Helix wie die Stufen einer Wendeltreppe immer nach außen zeigen. Besonders deutlich wird dieses wichtige Strukturprinzip, wenn man die Helix in eine Position bringt, in der man in Richtung ihrer Längsachse blickt. Während sich die Darstellungen zum Thema "Sekundärstrukturen" vor allem mit dem allgemeinen Architekturprinzip der alpha-Helix und den intrahelikalen Wasserstoffbrücken beschäftigten, veranschaulichen die Module dieses Abschnitts die Wechselwirkungen der helikalen Aminosäurereste mit dem hydrophilen Medium und dem hydrophoben Proteinkern. Die erste Darstellung zeigt das raumfüllende Kalottenmodell eines "Grenzflächenhelix"-Abschnitts. Farblich hervorgehoben sind die Stickstoff- und Sauerstoffatome der Seitengruppen und des Rückgrats. Beim Drehen und Wenden der Helix ist zu erkennen, dass es sich um eine "amphiphile Helix" handelt, d.h., dass auf einer Seite hydrophobe Reste, auf der anderen dagegen hydrophile Reste (erkennbar an den Heteroatomen) aus der Achse hervorragen. Diese Eigenschaft spiegelt die Anpassung der Aminosäuresequenz (Primärstruktur) an ihre räumliche Position im Tertiärstrukturkontext wider: Die hydrophobe Seite der Helix geht mit dem hydrophoben Proteinkern hydrophobe (van-der-Waals-)Wechselwirkungen ein und stabilisiert so die Tertiärstruktur des Proteins. Die hydrophile Seite bildet dagegen Wasserstoffbrücken mit den Wassermolekülen der Umgebung. Dieses Hydratwasser trägt dazu bei, das Protein in Lösung zu halten. Deutlicher wird dieses Prinzip in der zweiten Darstellung, die die Heteroatome des Rückgrats ausblendet. Die beiden folgenden Module zeigen dieselbe Darstellung, nur bereits entsprechend den jeweiligen Textinformationen räumlich ausgerichtet. So zeigt zum Beispiel der Blick entlang der Helixachse noch einmal deutlich deren amphipatischen Charakter (Abb. 7): Sämtliche Heteroatome der Seitenketten befinden sich in dieser Ansicht auf der rechten Seite. Die Chime-Darstellungen analysieren die Wechselwirkungen eines Globin-Molekül mit der Umgebung. Die "take home message" diese Abschnittes bildet das allgemeine Strukturprinzip löslicher Proteine: Innen hydrophob (Stabilisierung der Tertiärstruktur über van-der-Waals-Wechselwirkungen), außen hydrophil (Bindung von Hydratwasser über Wasserstoffbrücken). Die erste Darstellung zeigt die farbkodierte Verteilung hydrophober, polarer und geladener Aminosäuren auf der Globin-Oberfläche sowie die Sauerstoffatome von einem Teil des Hydratwassers. Beim Drehen des Proteins treten hydrophile und hydrophobe Oberflächenabschnitte deutlich hervor. Während die hydrophilen Bereiche mit dem Lösungsmittel Wasserstoffbrücken bilden und das Protein in Lösung halten, stabilisieren die hydrophoben Bereiche über hydrophobe Protein-Protein-Wechselwirkungen zwischen den vier Globinen eines Hämoglobin-Moleküls dessen Quartärstruktur (native Struktur eines aus mehreren Proteinuntereinheiten aufgebauten Proteinkomplexes). Der folgende Schnitt macht die Anatomie des Globins - stellvertretend für alle löslichen Proteine - deutlich. Während der Kern durch die Wechselwirkungen hydrophober Seitengruppen stabilisiert wird, ist die dem Medium ausgesetzte Oberfläche mit hydrophilen Resten gespickt. Dieses Strukturprinzip wir mithilfe von weiteren Schnittebenen verdeutlicht, die zunächst immer tiefer in das (hydrophobe) Proteininnere vordringen, um sich danach wieder seiner (hydrophilen) Oberfläche nähern (Abb. 8). Wie falten sich Proteine? Die Analyse der Strukturdarstellungen des Globins bietet sich als Ansatzpunkt für weiterführende Fragen zur Proteinstruktur an: Wie finden die linearen Aminosäureketten im lebenden Plasma ihre komplexe dreidimensionale Struktur? Und warum findet dieser Prozess in Zellen mit so hoher Effizienz, im Reagenzglas aber nur mit sehr niedrigen Ausbeuten statt? Vorhersage von Proteinstrukturen Vom Architekturprinzip der "Packung" einer Polypeptidkette lässt sich leicht der Bogen zur "driving force" ihrer Selbstfaltung schlagen. Der Selbsfaltungsprozess einer Polypeptidkette in ihre native dreidimensionale Struktur wird von ihrer Primärstruktur - also der linearen Abfolge ihrer Aminosäuresequenz - definiert. Dieser Strukturcode ist von Molekularbiologen bis heute noch nicht soweit entschlüsselt worden, dass anhand jeder Sequenz exakte Strukturvorhersagen getroffen werden können (falls das überhaupt möglich ist). In einigen Fällen lassen sich jedoch schon ganz passable Wahrscheinlichkeiten berechnen. All diese Vorhersagen basieren auf einer Bestimmung der thermodynamisch günstigsten Faltung. Das ist zum Beispiel bei einem löslichen Protein (wie vom Globin-Typ) diejenige, die über eine große Anzahl hydrophober Wechselwirkungen im Inneren und hydrophiler Wechselwirkungsmöglichkeiten an der Oberfläche verfügt. Eine gigantische Rechenaufgabe, da im Prinzip die Interaktion eines jeden Aminosäurerestes mit jedem anderen Rest analysiert werden müsste. Die Forscher schränken den Rechenaufwand jedoch erheblich ein, indem zunächst Sekundärstruktur-Wahrscheinlichkeiten analysiert werden. Auch Sequenz-Vergleiche mit Proteinen, deren Struktur bereits durch Röntgenstrukturanalysen eindeutig geklärt ist, erweisen sich als hilfreich: Die Natur verwendet nämlich beim Proteindesign sehr gerne bewährte Proteindomänen (das heißt durch Sekundärstrukturen stabilisierte globuläre Proteinabschnitte, die meist von einem Exon kodiert werden) immer wieder. Aus einem begrenzten Domänen-Repertoire hat die Natur so im Laufe der Evolution eine Vielzahl verschiedener Proteine mit vielfältigen Funktionen "zusammengepuzzelt". "Assisted Self Assembly" Das auf den bekannten Renaturierungsversuchen von Anfinsen basierende Dogma von der "Selbstfaltung" der Proteine ist seit der Entdeckung der Rolle der "Chaperone" nicht gerade ins Wanken geraten, musste jedoch vom "Self Assembly" zum "Assisted Self Assembly" modifiziert werden. Schnell hatte man erkannt, dass die in vitro beobachteten Selbsfaltungsraten viel zu niedrig sind, um eine Zelle funktionstüchtig zu halten. Zahlreiche Proteine zeigen im Reagenzglas sogar überhaupt keine Neigung, nach einer sanften Denaturierung in ihre native Struktur zurück zu finden. Der Grund dafür ist, dass jede Zelle über ein ganzes Arsenal von Chaperonen verfügt - "molekularen Anstandsdamen" - die mittlerweile auch Einzug in die Schulbuchliteratur gehalten haben. Diese Anstandsdamen (die selbst Proteine sind) erkennen "unordentlich" gefaltete Polypeptidketten, die noch keine stabilen Sekundärstrukturen oder noch keine stabile Tertiärstruktur gefunden haben. Als Symptome solcher unvollständigen oder Fehlfaltungen "fahnden" die Chaperone nach hydrophoben Resten, die an der Oberfläche falsch gefalteter Polypeptidketten exponiert werden. Chaperone entfalten diese unbrauchbaren Gebilde unter Energieverbrauch und verhelfen Ihnen somit zu einer neuen Chance, sich richtig zu falten. Sie "bugsieren" damit den Faltungsweg der Polypeptidketten sicher in die Richtung der thermodynamisch günstigsten Konformation, die in der Regel der nativen Proteinstruktur entspricht. Ursache der Sichelzellenanämie ist der Austausch eines einzigen Nukleotids im beta-Hämoglobinketten-Gen, wodurch die hydrophile Aminosäure Glutamat gegen die hydropobe Aminosäure Valin ersetzt wird. Mit fatalen Folgen: Der ausgetauschte Glutamatrest befindet sich nämlich an der Oberfläche des Proteins. Die Exposition des hydrophoben Restes setzt die Löslichkeit de Proteins vor allem im desoxygenierten Zustand stark herab und kann so die Polymerisation des Hämoglobins zu langen und unlöslichen Filamenten auslösen. Die erste Darstellung zeigt die Position des Valins auf der Oberfläche des oxygenierten Sichelzellen-Hämoglobins. Der so erzeugte "hydrophobe Fleck" ist weiß hervorgehoben. Die Desoxygenierung des Moleküls ist mit einer Konformationsänderung der Quartärstruktur verbunden, die einen zusätzlichen hydrophoben Bereich an die Oberfläche befördert (Abb. 9). Dieser ist auch beim "normalen" Hämoglobin vorhanden, wo er keinen negativen Effekt zeigt. Im Verbund mit dem neu hinzu gekommenen Valin-Rest verleiht er dem Molekül jedoch das Potenzial zur Polymerisation, sobald die Desoxy-Form eine kritische Konzentration überschreitet. Das nächste Modul zeigt den ersten Schritt der Polymerisation, die Dimerisierung zweier Moleküle über hydrophobe Wechselwirkungen (Abb. 10). Die an der Polymerisation beteiligten hydrophoben Reste und ihre Wechselwirkung wird erst dann deutlich, wenn die raumfüllende Darstellung durch die Rückgrate der Polypetidketten ersetzt wird. Die letzte Chime-Projektion zeigt eine Vergrößerung der Kontaktstellen. Die für die Sichelzellenanämie charakteristischen sichelförmigen Erythrozyten sind fragiler als ihre "Wildtyp"-Pendants, was die anämische Symptomatik verursacht. Die exponierten hydrophoben Reste wirken wie "hydrophile Lego-Noppen" oder "sticky patches", über die die Proteine zu langen Filamenten polymerisieren und so den Erythrocyten eine sichelförmige Gestalt aufzwingen. Die Sichelzellen sind im Gegensatz zu den geschmeidig-biegsamen normalen Erythrozyten nicht mehr deformierbar und verstopfen unter Sauerstoffmangelbedingungen (Höhenaufhalte, Flugreisen, Narkosen) zunächst kleine und schließlich größere Gefäße, was dann lebensbedrohliche Komplikationen verursacht. Im homozygoten Zustand führte die Krankheit noch vor kurzem im frühen Kindesalter zum Tode. Heterozygote zeigen eine deutlich abgeschwächte Symptomatik. Die Krankheit kommt fast nur bei Afrikanern vor, die aus zentralafrikanischen Regionen mit hohen Malariavorkommen stammen. In einigen Regionen tragen fast 40 Prozent der dortigen Bevölkerung das "defekte" Gen. Die Ursache dafür liegt darin, dass das Sichelzellen-Hämoglobin den Malaria-Erregern Schwierigkeiten bereitet: Heterozygote sind gegen den Malaria-Erreger besser geschützt und haben daher gegenüber den homozygot "Gesunden" einen Selektionsvorteil. Dies zeigt deutlich, wie schmal der Grat zwischen "gesund" und "krank", "nützlich" und "schädlich", sein kann und wie wichtig die genetische Vielfalt des Genpools einer Spezies für dessen Überleben ist: Genetische "Randgruppen" können an bestimmten Orten - oder zu bestimmten Zeiten! - für das Überleben der Art eine unvorhersehbare Bedeutung erlangen. Um die Moleküle der Applikation im Browser interaktiv betrachten zu können, muss der kostenlose Molekülbetrachter Chime der Firma Symyx installiert werden. Wenn dies erfolgt ist, "berühren" sie die Moleküle mit dem Mauszeiger. Wenn Sie die Maus dann bei gedrückter linker Taste bewegen, können Sie die Moleküle beliebig drehen und wenden und so von allen Blickwinkeln aus untersuchen. Um die Entfernung zum Objekt zu ändern, müssen Sie die Shift-Taste (Hochstell-Taste) gleichzeitig mit der linken Maustaste drücken. Dann kann mittels "Vor- und Zurückbewegungen" der Maus der Abstand zum Objekt variiert werden. Wenn Sie den Mauszeiger in einem Molekülfenster platzieren und mit der rechten Taste klicken, erscheint das Chime-Menü mit weiteren Funktionen. Hier können Sie zum Beispiel die Rotation der Moleküle ausschalten. Durch das Anklicken von Buttons der Hämoglobin-Lernumgebung werden die verschiedenen 3D-Darstellungen aufgerufen. Wenn Sie ein Bild bereits geladen haben und dann einen anderen Button anklicken, kann es zu Fehlern kommen. Zwar wird dann das gewünschte Molekül gezeigt, seine Darstellung entspricht dann jedoch nicht der eigentlich vorgesehen "Struktursprache". So kann zum Beispiel eine Polypeptidkette als "stick"-Struktur visualisiert werden, während die Programmierung an dieser Stelle eigentlich die Darstellung eines farbkodierten Kalottenmodells vorgesehen hat. Wenn dies passiert (oder Sie den Verdacht haben, dass dem so ist), können Sie die Seite in einem neuen Browserfenster öffnen und die gewünschte Abbildung neu laden. Alternativ kann es auch helfen, zunächst über den "Zurück-Button" des Browsers zur Übersichtseite der Hämoglobinseite zu gehen und die gewünschte Applikation erneut anzusteuern. Dynamische Arbeitsblätter sind digitale Unterrichtsmaterialien, die neben Informationstexten, Aufgabenstellungen und Abbildungen dynamische Elemente beinhalten. Mehrere Arbeitsblätter können zu Lernumgebungen zusammengefügt werden. Die hier vorgestellte Lernumgebung enthält dreidimensionale Moleküldarstellungen, die es Schülerinnen und Schülern ermöglichen, sich die Struktur und Funktion des Enzyms ATP-Synthase aktiv zu erschließen. Verschiedene Strukturelemente können ein- und ausgeblendet, die Moleküle beliebig gedreht und gewendet werden. Technische Grundlage der 3D-Moleküle ist der kostenfrei nutzbare Molekülbetrachter Jmol. Zudem enthält die Lernumgebung flash-basierte Animationen und Videos, die die ATP-Synthase aus ihrem "Black-Box-Dasein" im Unterricht herausholen sollen. Interaktive 3D-Moleküle eröffnen neue Wege des Lehrens und Lernens. Sie erlauben Visualisierungen, die mit traditionellen Materialien nicht realisierbar sind. Mit der Maus können Moleküle bewegt sowie bestimmte Strukturelemente hervorgehoben oder ausgeblendet werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen die ATP-Synthase als Beispiel eines Enzyms kennen lernen. den Aufbau der ATP-Synthase kennen lernen. ausgehend von dem molekularen Aufbau die Funktion der ATP-Synthase forschend-entdeckend erschließen. die Möglichkeiten des Molekülbetrachters Jmol kennen und den Umgang mit dem Werkzeug lernen. am Beispiel der ATP-Synthase den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion eines Enzyms beschreiben. Thema ATP-Synthase - Synthese von Energieäquivalenten Autor Dr. Matthias Nolte, Dr. Thomas Engel, Dr. André Diesel, Florian Thierfeldt Fach Biologie, Chemie Zielgruppe Jahrgangsstufe 11 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Computer in ausreichender Anzahl (Einzel- oder Partnerarbeit) oder Präsentationsrechner mit Beamer; Browser mit Java-Unterstützung, Java Runtime Environment (kostenloser Download), Flash-Player , Quicktime-Player Struktur-Funktions-Beziehungen werden durch die detaillierte und schrittweise Untersuchung von 3D-Modellen der ATP-Synthase begreifbar. Die Lernenden arbeiten im Computerraum selbstständig in Partner- oder Einzelarbeit. Die Lehrperson hat dabei eine unterstützende Funktion. Alternativ können die Darstellungen der Lernumgebung zur Unterstützung des Unterrichtsgesprächs auch per Beamer im Fachraum projiziert werden. Vorbemerkungen und technische Hinweise Welche Vorteile bieten dynamische 3D-Moleküle im Allgemeinen und insbesondere bei der Untersuchung von Proteinstrukturen und -Funktionen? Welche kostenfreien Plugins werden für den Einsatz der Lernumgebung benötigt? Das Konzept der Lernumgebung Vorgegebene Beobachtungsaufgaben dienen als ?Leitplanken? bei der selbstständigen Entdeckungsreise in die Welt der Moleküle. ?Informations-Popups? und "Expertenaufgaben" ermöglichen eine Binnendifferenzierung. Unterrichtsverlauf und Inhalte der Lernumgebung Nach dem Impuls durch eine Animation erarbeiten die Lernenden Struktur und Funktion der ATP-Synthase weitgehend selbstständig. Die Diskussion offener Fragen zur ATP-Synthase und zur Bedeutung von Modellen bildet den Abschluss. Dr. Thomas Engel studierte Chemie sowie Lehramt Chemie und Biologie. Seit 2007 ist er Studiengangskoordinator Chemie und Biochemie an der LMU München. Er war an der Konzeption der Lernumgebung beteiligt, programmierte die Moleküle und die HTML-Seiten. (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:457078) Hier können Sie Kontakt mit Herrn Dr. Engel aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit weiteren Lehrer-Online-Beiträgen des Autors. Dr. André Diesel ist Diplom-Biologe. Er war an der Konzeption der Lernumgebung beteiligt und entwickelte die schematischen Abbildungen der Lernumgebung. (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:700245) Hier können Sie Kontakt mit Herrn Dr. Diesel aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit weiteren Lehrer-Online-Beiträgen des Autors. Florian Thierfeldt ist Lehrer für Biologie und Geographie (Gymnasium). Er war an der Konzeption der Lernumgebung beteiligt und erstellte die Flash-Animation zur Rotation des F0-Komplexes. Weitere Materialien und Anregungen zum Unterricht finden Sie auch auf seiner Homepage www.scientific-beginner.de . (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:450955) Hier können Sie Kontakt mit Herrn Thierfeldt aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit weiteren Lehrer-Online-Beiträgen des Autors. Die Schülerinnen und Schüler sollen am Beispiel des Insulins den Zusammenhang zwischen der in einer Proteindatenbank gespeicherten Datei und der Umsetzung als Proteinmodell im Computer verstehen. eine Sequenz aus einer Datenbank abrufen können. mit einem einfachen Visualisierungsprogramm wie RasMol umgehen können. die Vor- und Nachteile verschiedener Darstellungsarten (Kugelstabmodell, Proteinrückgrat und raumfüllendes Kalottenmodell) erkennen und diese mithilfe eines Programms umsetzen können. grundlegendes Wissen über den 3D-Aufbau (die Tertiär- und Quartärstruktur) von Proteinen erarbeiten. Struktur-Funktionsbeziehungen begreifen und erklären können. Methoden zur Strukturaufklärung von Proteinen verstehen und wiedergeben können. Thema Proteinmodelle aus dem Internet - Beispiel Insulin Autorin Prof. Dr. Susanne Bickel Fächer Biologie, Chemie Zielgruppe Jahrgangsstufe 12/13 Zeitraum etwa 6 Stunden mit abschließender Präsentation Technische Voraussetzungen Rechner mit Internetzugang in ausreichender Zahl (Partner- oder Kleingruppenarbeit), (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:458232) (kostenloser Download aus dem Internet) Planung (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitpopup:463298) Die Fotosynthese ist einer der bedeutungsvollsten biologischen Prozesse auf der Erde. Grüne Pflanzen wandeln Lichtenergie in chemische Energie um und speichern sie in Form energiereicher Moleküle. Diese werden dann in weiteren Stoffwechselprozessen als Energielieferanten für die Synthese von Kohlenhydraten aus den energiearmen Stoffen Kohlenstoffdioxid und Wasser verwendet. In diesem Prozess wird der für viele Lebewesen notwendige molekulare Sauerstoff gebildet. Die Fotosynthese gliedert sich somit in eine Lichtreaktion (Absorption von Lichtenergie, deren chemische Fixierung und Sauerstoffbildung) und in die lichtunabhängige Dunkelreaktion (Synthese von Glukose aus Kohlenstoffdioxid und Wasser). Die Schülerinnen und Schüler sollen die Teilreaktionen der Lichtreaktion mithilfe der Animation kennenlernen und protokollieren. die an der Reaktion beteiligten Biomoleküle und ihre Lokalisierung - innerhalb oder außerhalb der Thylakoidmembran - kennenlernen. Zusammenhänge formulieren (Kopplung der Fotosysteme) und eine Gesamtbilanz der Reaktion aufstellen. Thema Die Lichtreaktion der Fotosynthese Autor Dr. Ralf-Peter Schmitz Fach Biologie Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum 1-2 Stunden für die selbstständige Erarbeitung (Einzel- oder Partnerarbeit); flexibel beim Einsatz zur Unterstützung des Unterrichtsgesprächs Technische Voraussetzungen Präsentationsrechner mit Beamer und/oder Computerarbeitsplätze in ausreichender Anzahl (Einzel- oder Partnerarbeit), Flash-Player (ab Version 8, kostenloser Download) Die Lernenden nutzen die Flash-Animation im Computerraum der Schule in Einzel- oder Partnerarbeit oder auch am heimischen Rechner (Hausaufgabe, Wiederholung). Ihre Ergebnisse können sie den Mitschülerinnen und Mitschülern im Rahmen eines kleinen Vortrags vorstellen. Den Ablauf der Lichtreaktion beschreiben sie dabei mithilfe der per Beamer projizierten Animation. Alternativ zur Nutzung der Animation im Computerraum kann sie nach einem zunächst "computerfreien" Unterricht der Lehrkraft auch dazu dienen, die Lichtreaktion zusammenzufassen und das Unterrichtsgespräch im Fachraum zu unterstützen. Inhalte und Funktionen der Animation Die Teilschritte der Lichtreaktion werden visualisiert. Arbeitsaufträge und Hintergrundinformationen ermöglichen eine selbstständige Erarbeitung des Themas. Die Schülerinnen und Schüler sollen grundlegendes Wissen über den 3D-Aufbau der Rotationsmaschine ATP-Synthase erwerben (Tertiär und Quartärstruktur). prinzipielle Struktur-Funktionsbeziehungen begreifen und erklären können. die wichtigsten Mechanismen der Zelle, chemische Energie in Bewegung umzuwandeln, kennen lernen. Proteinkomplexe in ihrer Eigenschaft als Motoren begreifen. Anwendungsmöglichkeiten für Nanomotoren kennen lernen und selber Ideen entwickeln. die Natur als Vorbild für technische Umsetzungen begreifen und dadurch ein Grundverständnis für die Bionik entwickeln. Utopien und unwissenschaftliche Presseberichte analysieren und auf ihren sachlichen Gehalt reduzieren lernen. Thema Nanomotoren in Natur und Technik Autorin Prof. Dr. Susanne Bickel Fach Biologie Zielgruppe Sek II, Leistungskurs, Projektunterricht zur Biotechnologie Zeitraum 4-5 Stunden Technische Voraussetzungen Rechner mit der Möglichkeit, Filme abzuspielen (zum Beispiel RealPlayer oder Quicktime Player , kostenlose Downloads), in ausreichender Anzahl (Partnerarbeit, Kleingruppen) Planung Nanomotoren in Natur und Technik

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
ANZEIGE
Zum Link