In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Klimagegensätze in Deutschland" wenden die Schülerinnen und Schüler nach der Einführung von Wetter, Klima und Klimadiagrammen das Erlernte an konkreten Beispielen an. Die Lernenden arbeiten dabei mit einem WebGIS und lernen grundlegende WebGIS-Werkzeuge kennen.Die Kartendienste "Klima Deutschland 1" und "Klima Deutschland 2" des WebGIS-Angebotes auf dem Bildungsserver Rheinland-Pfalz bieten für die Untersuchung der Klimagegensätze in Deutschland vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. 50 Klimastationen ermöglichen Klimaabfragen mithilfe der WebGIS-Werkzeuge "Hot-Link", "Identifizieren" und "Attributabfrage". Der Kartendienst "Klima Deutschland 2" bietet zusätzlich Links zu aktuellen Webcams der betreffenden Klimastationen. Hier kann die aktuelle Wettersituation sofort überprüft werden. Zusätzlich ermöglicht ein weiterer Link zu einem Wetterdienst die Überprüfung der aktuellen Wetterdaten. Hinweise zur Nutzung der GIS-Werkzeuge Über die Funktion "Hot-Link" der WebGIS-Dienste werden die Klimadiagramme über ein neues "Popup-Fenster" aufgerufen. Mithilfe des Werkzeuges "Identifizieren" können die einzelnen Temperatur- und Niederschlagswerte pro Monat und Jahr abgerufen werden. Logische Abfragen können - auf der Basis der zugrunde liegenden Klimadaten - über die Attributabfrage erfolgen. Die Schülerinnen und Schüler erwerben im Rahmen der Unterrichtseinheit somit folgende GIS-Kompetenzen (1. GIS-Modul, Bildungsserver Rheinland-Pfalz): Layer/Kartenthema sichtbar und aktiv (abfragbar) schalten können Zoomen in der Karte Nutzung der Werkzeuge "Identifizieren" und "Hot-Link" Nutzung der "Attributabfrage" Unterrichtsverlauf Die Unterrichtseinheit gliedert sich in zwei Abschnitte: Im ersten Abschnitt werden topographische Grundkenntnisse abgefragt (Bundesländer und Landeshauptstädte) und dabei die Werkzeuge "Identifizieren" und "Hot-Link" mithilfe von "Schritt-für-Schritt-Anleitungen" eingeführt. Der zweite Abschnitt beinhaltet die eigentliche klimatische Fragestellung - "Ermittle die Klimastationen Deutschlands mit der niedrigsten und mit der höchsten Jahresmitteltemperatur" - und führt das Werkzeug "Attributabfrage" ein (hilfe_attributabfrage.pdf). Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mit Klimadiagrammen und beschreiben mithilfe von Webcams aktuelle Wettersituationen. Die Arbeitsblätter zeigen die inhaltlichen Fragestellungen auf und ermöglichen mithilfe der Schritt-für-Schritt-Anleitungen eine direkte Nutzung der WebGIS-Kartendienste und ihrer Werkzeuge. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Klimadiagramme lesen und auswerten. können Klimastationen räumlich zuordnen. können eigene Fragestellungen zum Klima entwickeln. können regionale klimatische Besonderheiten erkennen und begründen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen können den Computer als Arbeitsmittel einsetzen. nutzen ein WebGIS als Informationsquelle. Über die Funktion "Hot-Link" der WebGIS-Dienste werden die Klimadiagramme über ein neues "Popup-Fenster" aufgerufen. Mithilfe des Werkzeuges "Identifizieren" können die einzelnen Temperatur- und Niederschlagswerte pro Monat und Jahr abgerufen werden. Logische Abfragen können - auf der Basis der zugrunde liegenden Klimadaten - über die Attributabfrage erfolgen. Die Schülerinnen und Schüler erwerben im Rahmen der Unterrichtseinheit somit folgende GIS-Kompetenzen ( 1. GIS-Modul , Bildungsserver Rheinland-Pfalz): Layer/Kartenthema sichtbar und aktiv (abfragbar) schalten können Zoomen in der Karte Nutzung der Werkzeuge "Identifizieren" und "Hot-Link" Nutzung der "Attributabfrage" Die Unterrichtseinheit gliedert sich in zwei Abschnitte: Im ersten Abschnitt werden topographische Grundkenntnisse abgefragt (Bundesländer und Landeshauptstädte) und dabei die Werkzeuge "Identifizieren" und "Hot-Link" mithilfe von "Schritt-für-Schritt-Anleitungen" eingeführt. Der zweite Abschnitt beinhaltet die eigentliche klimatische Fragestellung - "Ermittle die Klimastationen Deutschlands mit der niedrigsten und mit der höchsten Jahresmitteltemperatur" - und führt das Werkzeug "Attributabfrage" ein (hilfe_attributabfrage.pdf). Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mit Klimadiagrammen und beschreiben mithilfe von Webcams aktuelle Wettersituationen. Die Arbeitsblätter zeigen die inhaltlichen Fragestellungen auf und ermöglichen mithilfe der Schritt-für-Schritt-Anleitungen eine direkte Nutzung der WebGIS-Kartendienste und ihrer Werkzeuge.

Die hier eingesetzten WebGIS-Kartendienste zu Ruanda bieten vielfältige Möglichkeiten zur Untersuchung des Klimas in den afrikanischen Tropen: Tageszeitenklima, Passatzirkulation, Steigungsregen. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mit einem WebGIS und lernen grundlegende WebGIS-Werkzeuge kennen.Die Kartendienste ?Ruanda Klima? auf dem Bildungsserver Rheinland-Pfalz wurden auf der Grundlage der Daten des ?Bullletin Climatoloque Année 1987, 1988 und 1989 République Rwandaise des Ministère des Transport et des Communications? erstellt. 22 Klimastationen ermöglichen Klimaabfragen mithilfe der WebGIS-Werkzeuge "Hot-Link", "Identifizieren" und "Attributabfrage". Der Kartendienst "Ruanda Bilderreise" bietet zusätzlich Bilder aus der Region der betreffenden Klimastation. Hier kann ein Zusammenhang zwischen Klima und Landschaftsbild hergestellt werden. Hinweise zum WebGIS und Arbeitsblätter Allgemeine Hinweise zur Nutzung der Materialien Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Klimadiagramme lesen und auswerten können. Klimastationen räumlich zuordnen können. eigene Fragestellungen zum Klima entwickeln können. regionale klimatische Besonderheiten erkennen und begründen können. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen den Computer als Arbeitsmittel einsetzen können. ein WebGIS als Informationsquelle nutzen. Thema Ruanda - Klimadiagramme und -tabellen mit WebGIS Autor Lothar Püschel Fach Geographie Zielgruppe ab Klasse 7 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss, Internet-Browser (Javascript und Popups müssen zugelassen sein) Über die Funktion "Hot-Link" der WebGIS-Dienste werden die Klimadiagramme über ein neues "Popup-Fenster" aufgerufen. Mithilfe des Werkzeuges "Identifizieren" können die einzelnen Temperatur- und Niederschlagswerte pro Monat und Jahr abgerufen werden. Logische Abfragen können - auf der Basis der zugrunde liegenden Klimadaten - über die Attributabfrage erfolgen. Die Schülerinnen und Schüler erwerben im Rahmen der Unterrichtseinheit somit folgende GIS-Kompetenzen ( 1. GIS-Modul , Bildungsserver Rheinland-Pfalz): Layer/Kartenthema sichtbar und aktiv (abfragbar) schalten können Zoomen in der Karte Nutzung der Werkzeuge "Identifizieren" und "Hot-Link" Nutzung der "Attributabfrage" Die Ausgangsfragestellung der Unterrichtseinheit lautet: "Erstelle ein Klimaprofil von Osten nach Westen und zeige klimatische Gegensätze auf. Nutze dabei die Werkzeuge ‚Identifizieren' und ‚Hot-Link'." Mithilfe von "Schritt-für-Schritt-Anleitungen" werden die Schülerinnen und Schüler in die Nutzung der GIS-Werkzeuge eingeführt. Die inhaltliche Fragestellung ist dabei die Leitlinie der Unterrichtsstunde. Die Lernenden tragen ihre Ergebnisse in eine Tabelle auf dem Arbeitsblatt ein und werten sie aus. Hierbei liegt das Augenmerk auf der Niederschlagshöhe und der Höhe der Klimastationen über dem Meeresspiegel (NN).

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Konjunktur lernen die Schülerinnen und Schüler Konjunkturindikatoren und konträre wirtschaftspolitische Positionen kennen, die Wege aus einer Wirtschaftskrise aufzeigen möchten.Die Unterrichtsreihe "Konjunktur und Konjunkturpolitik" ist konzipiert als Einführung in den Lernzielbereich Wirtschaftspolitik, Binnenwert des Geldes, Währung und Geldpolitik. Sie versteht sich als Annäherung an das in der politischen Öffentlichkeit allgegenwärtige Thema Konjunkturpolitik. Dabei wird der Bogen von den Grundkenntnissen über konjunkturelle Entwicklungen bis hin zu einer kritischen Auseinandersetzung mit aktuellen wirtschafts- und arbeitsmarktpolitischen Positionen gespannt, um den Schülerinnen und Schülern nicht nur das notwendige Wissen zu vermitteln, sondern sie auch zu einer persönlichen Meinungsbildung anzuregen. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich die Inhalte einer Werthaltung in sechs methodisch unterschiedlichen Lernrunden weitgehend arbeitsteilig. Die Unterrichtseinheit ist hybrid angelegt und kann sowohl im Fern- als auch im Präsenz-Unterricht durchgeführt werden. Das Thema "Konjunktur und Konjunkturpolitik" im Unterricht Die Schülerinnen und Schüler werden in mehreren aufeinander aufbauenden Lernrunden befähigt, wirtschaftspolitische Konzepte zu erkennen, zu hinterfragen und eigene Stellungnahmen dazu zu artikulieren. Dabei werden die wirtschaftspolitischen Interessenslagen der unterschiedlichen gesellschaftlichen Akteure herausgearbeitet, analysiert und diskutiert. In diesem Kontext werden dann auch die eigenen, zum Teil widersprüchlichen Interessen der Schülerinnen und Schüler als spätere Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer sowie Steuerzahlerinnen und Steuerzahler deutlich. Die schülerzentrierten methodischen Variationen dienen dazu, das abstrakte Thema Konjunkturpolitik spannend zu gestalten und zugleich auf die Welt der Schülerinnen und Schüler herunterzubrechen und sie intellektuell und emotional zu stimulieren. Didaktische Analyse Die Schülerinnen und Schüler sollen sich durch Internetrecherchen nicht nur das grundlegende Fachwissen zu den Themen Konjunktur und Konjunkturpolitik erarbeiten, sie sollen darüber hinaus in der Analyse und Kritik von konjunkturpolitischen Positionen von Parteien und Interessensverbänden auch eigene Meinungen und Werthaltungen entwickeln und diese im Diskurs vertreten. Das Internet dient dabei als Fundus für die Recherche und als Dokumentationsmedium. In mediendidaktischer Hinsicht wird intendiert, die Schülerinnen und Schüler zu einer medienkritischen Haltung zu befähigen, die eine eigene Urteilsbildung ermöglicht und Webinhalte distanziert hinterfragt. Methodische Analyse Die Unterrichtseinheit kann vollständig online stattfinden. Die Schülerinnen und Schüler müssen nur über einen Internetanschluss und Endgeräte verfügen. Zentral ist wie bei jedem Fernunterricht ein gemeinsames Netzlaufwerk für kollaborative Produkterstellung (Teams, Lernplattformen, Intranet, notfalls auch Padlet oder Miro). Außerdem braucht man eine Kommunikationsplattform für den Unterricht und die Zusammenarbeit zwischen den Schülerinnen und Schülern. Dies kann eine Videoplattform (zum Beispiel Zoom) oder eine andere Kommunikationsplattform (zum Beispiel Slack) sein. Wesentlich ist, dass die Lernergebnisse von den Schülerinnen und Schülern eigenständig und konstruktivistisch in einem digitalen Umfeld, mit digitalen Mitteln entwickelt und in digitaler Form präsentiert und kommentiert werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler benennen und erklären Konjunkturindikatoren, Konjunkturmerkmale und Konjunkturphasen, die Interdependenzen des Magischen Vierecks und des Stabilitätsgesetzes und erkennen die Grenzen des Wachstums. erkennen und begründen die Notwendigkeit einer staatlichen Konjunktur- und Beschäftigungspolitik. analysieren und hinterfragen gesellschaftliche Interessenspostionen im Bereich der Konjunktur- und Arbeitsmarktpolitik. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren und analysieren Informationen im Internet. kooperieren online in Videokonferenzen und gemeinsamen Netzlaufwerken. erstellen arbeitsteilig eine PowerPoint-Präsentation und tragen diese öffenltich vor. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren, entscheiden und präsentieren im Team. verständigen sich auf eine gemeisame Haltung zu volkwirtschaftlichen Fragestellungen. präsentieren und begründen ihre persönliche Meinung in der Gruppe oder vor einer Zuhörerschaft.

Diese Unterrichtseinheit erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler den Film "Das Wunder von Bern", in dem die Fußballweltmeisterschaft 1954 auf der Basis der Geschichte eines 11-jährigen Jungen thematisiert wird. Das Medium Film ist ein zentrales Thema im Deutschunterricht: Filme sind eine moderne Form der Dramatisierung geschriebener Texte. Die rezeptive und kreative Arbeit mit Filmen eröffnet Blickwinkel auf die Medienwelt, die Schülerinnen und Schüler bei der Ausbildung der eigenen Medienkompetenz kennen lernen müssen. Zum Kinofilm von Sönke Wortmann haben sowohl die Bundeszentrale für politische Bildung als auch die Stiftung Lesen und das Goethe-Institut empfehlenswerte Filmhefte mit Didaktisierungsvorschlägen erarbeitet. Neben diesen Materialien werden hier weitere Anregungen für den unterrichtlichen Einsatz des Films vorgestellt. Ausgearbeitete Unterrichtsmaterialien Bundeszentrale für politische Bildung Im Filmheft der Bundeszentrale für politische Bildung finden Sie viele Materialien, die sich im Deutschunterricht verschiedener Jahrgangsstufen einsetzen lassen. Dazu gehören eine ausführliche Inhaltsbeschreibung, die Vorstellung der Hauptfiguren, die Darstellung der Filmsequenzen sowie Fragen für den Unterricht. Stiftung Lesen Die zum Film passende Materialsammlung der Stiftung Lesen liefert neben den Ideen für den Unterricht auch Fakten, Chroniken und Interviews. Die historischen Pressestimmen zum WM-Sieg lassen sich mit der heutigen Sportberichterstattung vergleichen, und auch der Teil "Fußball literarisch" bietet schöne Ansätze für die unterrichtliche (Lyrik-)Arbeit. Goethe-Institut Die Arbeitsmaterialien wurden in einer Kooperation des Goethe-Instituts Mailand mit dem Servizio Lingue e Mobilità - Scuola Universitaria della Svizzera Italiana (SUPSI) erstellt. Sie eignen sich auch für den Einsatz in leistungsschwächeren Klassen oder für die Arbeit mit jugendlichen Migrantinnen und Migranten. Weitergehende Unterrichtsanregungen rund um den Film Arbeit zum Thema Film und Filmproduktion "Das Wunder von Bern" ist ein Spielfilm. Im Film werden historische Ereignisse in eine fiktive Handlung eingebettet. Die Handlung spielt in den fünfziger Jahren. Anhand des "Wunders von Bern" kann eine eher traditionelle Filmarbeit zu den Themenfeldern der oben vorgestellten Materialien erfolgen. Im Vergleich: Spielfilm versus Trickfilm Kontrastiv zu diesem Film bietet es sich an, einen Trickfilm zum selben Thema anzuschauen und zu besprechen. Schon allein der Trailer dieses Films, der das Endspiel von '54 mit Lego-Figuren nachstellt, liefert Ansätze für spannende Gespräche. Szenen vergleichen Wie ahmen die Lego-Figuren Bewegungen von Menschen nach? Wie werden dramatische Szenen im Trickfilm umgesetzt? Fritz Walters Eckball im Lego-Film beispielsweise eignet sich gut für einen Vergleich mit dem Original. Charakterisierungen Schauspielernde Menschen stellen Charaktere dar. Wie ist das bei den Lego-Figuren? Können hier Charaktereigenschaften herausgestellt werden? Wie werden im Trickfilm allgemein Charaktereigenschaften gezeigt? Technischer Aufwand Unter dem Stichwort "Filmproduktion" können die Making-of-Sequenzen beider Filme angesehen und verglichen werden. Eigene Filmproduktionen Mittlerweile haben viele Schülerinnen und Schüler Digitalkameras oder Handys, mit denen sie kurze Filme drehen können. Das macht es ganz leicht, gemeinsam mit ihnen Variablen wie Kameraführung, Zoom, Schnitt und Einstellungen auszuprobieren. Vielleicht drehen Sie mit Ihrer Klasse schonmal ganz hellseherisch den Weltmeisterjubel 2006 aus verschiedenen Sichtweisen? Gerade bei der Filmproduktion lassen sich verschiedene Interessensfelder von Jungen und Mädchen erkennen und bedienen. Weitere Ansätze für die Arbeit zum "Wunder von Bern" Medienreflexion: Berichterstattung Inwieweit unterscheiden sich die historischen Kommentare von Herbert Zimmermann von denen heutiger Komentatoren wie Marcel Reif und Béla Réthy (TV) oder Manni Breuckmann (Radio)? Mythos-Bildung: Tor, Tor, Tor! Das Zitat von Herbert Zimmermann gibt es im Jahr 2006 sogar als T-Shirt-Aufdruck - Grund genug, einmal mit den Schülerinnen und Schülern über das Phänomen der Mythos-Bildung durch Medien-Zitate zu sprechen. Forumsdiskussion: Bedeutung des Sports Wie wichtig ist Sport - aktiv oder passiv erlebt - heutzutage für Schülerinnen und Schüler? Lassen Sie doch einmal in einem Forum diskutieren, vielleicht schalten sich andere Klassen und Kurse mit ein!

In der Unterrichtseinheit zum Thema "Lokale Agenda 2030: Wassermangel in Deutschland" beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler nicht nur mit der Agenda 2030 und den 17 Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen, sondern setzen sie im Rahmen eines Mini-Projektes auch in konkrete Handlungsempfehlungen zu einem Ziel um.Diese Unterrichtseinheit will den Lernenden nicht nur die Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen vermitteln, sondern sie auch dazu anleiten, diese praxisnah zu reflektieren und in ihrer konkreten Lebenswirklichkeit anzuwenden. Wissen wird damit zum Verstehen und Handeln. Genau dies ist die Intention der Agenda 2030 . Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten ihre Vorschläge und Ideen selbstständig und arbeitsteilig. Die Unterrichtseinheit könnte komplett im Fernunterricht durchgeführt werden, ist aber im Präsenzunterricht sicherlich eindrücklicher und wirkungsvoller. Das Thema "Agenda 2030" im Unterricht Nachhaltigkeit wird das gesellschaftliche und politische Leitthema der nächsten Jahrzehnte sein. Nur, wenn es gelingt, den fortschreitenden Klimawandel durch eine Verringerung der Eingriffe in die Umwelt noch abzumildern, wird die Menschheit ihre existenzielle Bedrohung noch abwenden können. Nicht nur Jugendliche fordern deshalb weltweit eine Veränderung von Produktion und Konsum, selbst große Unternehmen und internationale Investierende haben diese Notwendigkeit inzwischen erkannt. Die Vereinten Nationen haben in ihrer Agenda 2030 nun 17 Ziele formuliert, auf die alle Staaten, alle Unternehmen und alle Menschen auf dieser Erde hinarbeiten sollten, um das Überleben der Menschheit und gesellschaftlichen Fortschritt sicherzustellen. Die vorliegende Unterrichtseinheit lässt die Schülerinnen und Schüler Teil dieser weltweiten Bewegung werden und fordert von ihnen, für ihre Region und ihr Land ganz konkrete Vorschläge zu machen, wie eines der UN-Nachhaltigkeitsziele, die Versorgung mit sauberem und bezahlbarem Trinkwasser, sichergestellt werden kann. Didaktische Analyse Die Unterrichtseinheit ist als Mini-Projekt gestaltet. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich selbstständig und eigenverantwortlich mit den Problemen Klimawandel und mögliche Wasserknappheit auseinander und kommen gemeinsam zu Lösungsvorschlägen, die dann öffentlich präsentiert und zur Diskussion gestellt werden. Da der zeitliche Aufwand nicht zu groß werden soll, sind Projektziel, Arbeitsgruppen und Projektablauf bereits vorgegeben. Auch auf die klassische Projektstruktur mit einer Leitungs- beziehungsweise Steuergruppe sollte verzichtet werden. Diese kann problemlos durch tägliche Meilensteinsitzungen ersetzt werden, auf denen die Gesamtgruppe alle relevanten Entscheidungen gemeinsam trifft. Das fördert zudem die Identifikation mit dem Projekt. Die Unterrichtseinheit erfüllt damit aktuelle didaktische und methodische Wunschvorstellungen beziehungsweise Ansprüche: Eigenständigkeit, Handlungsorientierung, Meinungsbildung, sinnvoller Medieneinsatz und gesellschaftliche Relevanz. Methodische Analyse Die Unterrichtseinheit kann zu 100 Prozent online stattfinden. Die Schülerinnen und Schüler müssen nur über Internetanschluss und Endgeräte verfügen. Zentral ist wie bei jedem Fernunterricht ein gemeinsames Netzlaufwerk für kollaborative Produkterstellung (Teams, Lernplattformen, Intranet, notfalls auch Padlet oder Miro). Außerdem braucht man eine Kommunikationsplattform für den Unterricht und die Zusammenarbeit zwischen den Lernenden. Dies kann eine Videoplattform (zum Beispiel Zoom) oder eine andere Kommunikationsplattform (zum Beispiel Slack) sein. Wesentlich ist, dass die Lernergebnisse von den Schülerinnen und Schülern eigenständig und konstruktivistisch in einem digitalen Umfeld, mit digitalen Mitteln entwickelt und in digitaler Form präsentiert und kommentiert werden. Selbst, wenn die Unterrichtseinheit ausschließlich im Präsenzunterricht stattfinden soll, kann sie nur effektiv und zeitnah durchgeführt werden, wenn die Schülerinnen und Schüler durchgängig digital arbeiten. Alle Arbeitsergebnisse (Lösungsvorschläge der Arbeitsgruppen, Dokumentation der Meilensteinbeschlüsse, Grafiken, Fotos, Texte und Links für die Abschlusspräsentation, Endfassung der Präsentation, Passwörter für die Social Media-Kanäle) müssen allen Projektteilnehmenden in Dateiform in einem gemeinsamen Netzlaufwerk zur Verfügung stehen und von allen verwendet und bearbeitet werden können. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen und erläutern die Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen und die Agenda 2030. wissen um den Zusammenhang von Klimaveränderung und Trinkwasservorkommen. stellen konkrete, praktisch umsetzbare Nachhaltigkeitsschritte zur Sicherung der Trinkwasserversorgung in Deutschland vor und begründen diese. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren und analysieren Informationen im Internet. werten Diagramme aus. entnehmen Texten Informationen. kooperieren online in Videokonferenzen und gemeinsamen Netzlaufwerken und posten ihre Projektergebnisse in sozialen Netzwerken. führen eine Online-Präsentation ihrer Vorschläge mittels Videokonferenz durch. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren, entscheiden und präsentieren im Team. präsentieren und begründen ihre persönliche Meinung in der Gruppe und tragen Meinungsverschiedenheiten in der Gruppe aus. arbeiten kollaborativ und zielführend an einem gemeinsamen medialen Endprodukt.

In der Unterrichtseinheit zum Thema "Tarif-Auseinandersetzungen im Spiegel einer Online-Zeitung – ein Planspiel um gesellschaftliche Interessen" vertiefen die Schülerinnen und Schüler ihr Grundlagen-Wissen zu Tarif-Verträgen im Rahmen eines zweidimensionalen Planspiels.Diese Unterrichtseinheit versteht sich als anspruchsvolle Vertiefung der Themen Tarif-Vertrag, Tarif-Vertragsparteien, Sozialpartnerschaft sowie Streik und Urabstimmung in den Fächern Wirtschaftslehre und Sozialkunde. Dabei spiegeln sich die Diskussionen im Unternehmen und in der Gemeinde in der Berichterstattung einer fiktiven lokalen Presse, der Veröffentlichungen wiederum Rückwirkungen auf die Diskussionen und Beschlüsse der Akteure vor Ort haben. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in ihren Spielgruppen völlig selbstständig. Die Unterrichtseinheit könnte komplett im Distanz-Unterricht durchgeführt werden, ist aber im Präsenz-Unterricht sicherlich eindrücklicher und wirkungsvoller. Das Thema "Tarif-Auseinandersetzungen" im Unterricht Anhand eines fiktiven, aber realitätsnahen Szenarios lernen die Schülerinnen und Schüler eigenständig, wie Tarif-Auseinandersetzungen ablaufen und welche Interessengruppen hierbei ihre Standpunkte vertreten. Sie setzen sich selbstständig mit den Meinungen, Problemen und Abläufen der Tarif-Verhandlungen auseinander. Das Planspiel beginnt folgendermaßen: "Thalfingen ist eine kleine Gemeinde in Baden-Württemberg. Dort ist die Erdnickel KG angesiedelt, ein Zulieferbetrieb für die Automobil-Industrie (Autositze und Sicherheitsgurte). Das Unternehmen war über viele Jahre hinweg sehr erfolgreich, hatte aber zuletzt rückläufige Umsätze, da sich die Automobilindustrie durch die Umstellung auf E-Mobilität in einer Krise befindet. 72 Prozent der Arbeitnehmenden sind gewerkschaftlich organisiert." Eingeteilt in verschiedene Interessengruppen erstellen die Schülerinnen und Schüler Texte sowie Leserbriefe, die von einer Online-Redaktion veröffentlicht werden, und bereiten sich auf die Diskussionsrunden in den Gemeindeversammlungen vor. Das Planspiel verläuft über drei Spielrunden, in denen unterschiedliche Ereignisse auf die Tarif-Verhandlungen in der fiktiven Erdnickel KG einwirken. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler sollten mit dem Thema Tarif-Vertrag zumindest oberflächlich vertraut sein. Didaktische Analyse Die Unterrichtseinheit ist als anspruchsvolle Vertiefung der Themen Tarif-Vertrag, Tarif-Vertragsparteien, Sozialpartnerschaft sowie Streik und Urabstimmung in den Fächern Wirtschaftslehre und Sozialkunde konzipiert. Erstrebenswert ist eine Zusammenarbeit mit dem Fach Deutsch. Die Lernenden sollen sich in einem lebensnahen spielerischen Szenario eigenständig und realitätsnah mit den Abläufen von Tarif-Kämpfen auseinandersetzen. Dabei steht das Ergründen und Hinterfragen der jeweiligen Interessenslagen und Handlungsmuster im Vordergrund, was die Schülerinnen und Schüler zu eigenen Werthaltungen im Kontext komplexer politischer und gesellschaftlicher Auseinandersetzungen befähigt. Alle Schülerinnen und Schüler sind im Übrigen hinsichtlich schriftlicher und mündlicher Kommunikation gefordert: Vorbereiten und Halten einer Rede Beachten der Diskussionsregeln Ausarbeiten eines Leserbriefes beziehungsweise Forumsbeitrags Gestalten einer Pressenotiz, eines Flugblatts oder Plakats. Alle Gruppen erstellen fortlaufend eigene Notizen und Argumentationshilfen, aber auch öffentlichkeitswirksame Leserbriefe, die an die Online-Redaktion gesandt und von dieser veröffentlicht werden. Methodische Analyse Die Unterrichtseinheit kann vollständig online stattfinden. Die Schülerinnen und Schüler müssen nur über Internet-Anschluss und Endgeräte verfügen. Zentral ist, wie bei jedem Fern-Unterricht, ein gemeinsames Netzlaufwerk für kollaborative Produkt-Erstellung (Teams, Lernplattformen, Intranet, notfalls auch Padlet oder Miro). Außerdem braucht man eine Kommunikationsplattform für den Unterricht und die Zusammenarbeit zwischen den Lernenden. Dies kann eine Video-Plattform (zum Beispiel Zoom) oder eine andere Kommunikationsplattform (zum Beispiel Slack) sein. Wesentlich ist, dass die Lernergebnisse von den Schülerinnen und Schülern eigenständig und konstruktivistisch in einem digitalen Umfeld, mit digitalen Mitteln entwickelt und in digitaler Form präsentiert und kommentiert werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler begreifen die Auswirkungen von Arbeitskampfmaßnahmen in ihren systemischen und vernetzten Zusammenhängen. setzen die erworbenen Kenntnisse über das Tarifvertragsvertragswesen und Arbeitskampf-Maßnahmen handlungs- und projektorientiert um. erleben Tarif-Auseinandersetzungen, ihre Ziele, Regeln und Handlungsrestriktionen in unterschiedlichen Rollen spielerisch. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren und analysieren Informationen im Internet. kooperieren online in Video-Konferenzen und gemeinsamen Netzlaufwerken. beschreiben und kommentieren als Online-Redakteurinnen und Online-Redakteure die Tarif-Auseinandersetzung sowie die unterschiedlichen Positionen, Motive und Ziele der Akteurinnen und Akteure. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren, entscheiden und präsentieren im Team. präsentieren und begründen ihre persönliche Meinung in der Gruppe und tragen Meinungsverschiedenheiten im Team aus. verständigen sich auf gemeinsame Haltungen und Entscheidungen in einem fiktiven Arbeitskampf.

Warum kann man eine Sonnenfinsternis vorausberechnen, die Lottozahlen aber nicht? Gibt es den Wetterbericht für nächstes Jahr? Wann kommt die nächste Heuschreckenplage? Ist alles schon vorausbestimmt? Gibt es eine Ordnung im Chaos? Was hat das alles mit dem "Apfelmännchen" zu tun? Diese und andere Fragen werden im Kurs "Ein(-)Blick ins Chaos" auf mathematischer Grundlage erforscht. Intention des Kurses ist es, die Schülerinnen und Schüler in das Forschungsgebiet nichtlinearer, dynamischer Systeme einzuführen und verschiedene Aspekte der "Chaos-Theorie" und der damit verbundenen fraktalen Geometrie aufzuzeigen. Dabei werden mithilfe des Computers (Tabellenkalkulationen, Basic- und Pascal-Programme) Populationsdynamiken analysiert und daraus resultierende fraktale Mengen visualisiert. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen anhand repräsentativer Gleichungen Kerninhalte der Chaosforschung und erhalten somit eine Grundlage für weiterführende Studien und eigene Experimente. Besondere Bedeutung kommt dabei auch dem fächerübergreifenden Bildungs- und Erziehungsziel "Entwicklung von Weltbildern und Weltdeutung" zu. Der hier vorgestellte Kurs wurde schon mehrmals im Rahmen einer "Schülerakademie" (ein lehrplanunabhängiges Enrichment-Programm zur Förderung hochbegabter Gymnasiasten) durchgeführt. Hinweise zu den Voraussetzungen und Materialien Das Skript zu dem Kurs soll als Leitfaden dienen. Den Quellcode der im Kurs verwendeten Programme finden Sie hier in Turbo Pascal. Die meisten Programme lassen sich auch per Tabellenkalkulation umsetzen. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Abgrenzung chaotischer Systeme vom schwachen beziehungsweise starken Kausalitätsprinzip erkennen. mit der Herleitung der logistischen Gleichung die Konzeption der Rückkopplung und Iteration verstehen. bereits in der Unter- und Mittelstufe erworbene mathematisch analytische Fertigkeiten auf die Diskussion der logistischen Gleichung anwenden können. verschiedene Darstellungsformen nichtlinearer Iterationen vergleichend interpretieren und selbst einfache Computerprogramme zur Analyse und Visualisierung erstellen können. Sensitivität, Transitivität und dicht liegende periodische Punkte als Kennzeichen chaotischer Systeme begreifen. Zusammenhänge nichtlinearer dynamischer Systeme und fraktaler Strukturen erkennen. über die philosophischen Aspekte des Determinismus beziehungsweise Indeterminismus und der Berechenbarkeit von Systemen nachdenken. Erforderlich beziehungsweise hilfreich für die Durchführung dieses Kurses sind folgende Vorkenntnisse: quadratische Funktionen Differentialrechnung, insbesondere Ableitung als Steigung des Funktionsgraphen Grundkenntnisse und Fertigkeiten in Bedienung und Programmierung von Computern (Tabellenkalkulation, Basic, Pascal oder Java) für eine Weiterführung des Unterrichtsprojekts mit fraktaler Geometrie: komplexe Zahlen "Pluskurse" und vergleichbare Rahmen bieten im Vergleich zum Pflichtunterricht viele Vorteile, welche erfahrungsgemäß die Unterrichtsgestaltung wesentlich vereinfachen und die Lerneffizienz steigern: kleine Kursstärken homogene Lerngruppen spontanes und flexibles Agieren und Reagieren aufgrund fehlender Lehrplananbindung motivierte, leistungsbereite Schülerinnen und Schüler Wegfall von zeitaufwändigen Leistungserhebungen Die genannten Gelegenheiten gestatten der unterrichtenden Lehrperson und ihren Schülerinnen und Schülern erheblich mehr individuellen Freiraum zum experimentellen, entdeckenden Lernen und für fächerübergreifende Betrachtungen. Leitfaden statt exakte Unterrichtsplanung Der Natur der "Pluskurse & Co." entsprechend ist der Aufbau des Skripts zu dem Kurs (einblick_ins_chaos.pdf) gestaltet: Es ist als Leitfaden zu verstehen, von dem bei Bedarf abgewichen werden kann. Der Stoff wird in mehreren Kapiteln schülergerecht aufbereitet dargeboten, jeweils gefolgt von didaktischen Hinweisen, ergänzenden Vertiefungen oder Aufgabenvorschlägen. Eine exakte Unterrichtsplanung entfällt. Software zur Darstellung fraktaler Mengen Das Skript enthält eine Liste begleitender und weiterführender Literatur. Von den zahlreichen zum Thema (meist frei) erhältlichen Programmen sei der Real-Time Fractal-Zoomer "XaoS" erwähnt, der mit seinen ästhetischen Bildern fraktaler Mengen auch den affektiven Lernbereich zur Geltung bringt. Hinweise zu den Materialien Im Download-Material zu diesem Beitrag finden Sie die im Kurs verwendeten Programme samt Quellcode in Turbo Pascal, das aufgrund seiner streng strukturierten Syntax immer noch gut zum Erlernen der Grundkenntnisse des Programmierens eingesetzt werden kann. Die Programmstrukturierung mittels Prozeduren erlaubt aber auch eine Portierung in andere Programmiersprachen (zum Beispiel das frei erhältliche QBasic, das sich bei der Grafikprogrammierung sehr unkompliziert zeigt). Die meisten Programme lassen sich alternativ gut in einem Tabellenkalkulationssystem umsetzen (das Endzustandsdiagramm "Feigenbaum" nur mit Einschränkungen).

Schülerinnen und Schüler fotografieren den vom Kernschatten der Erde halb verfinsterten Mond und bearbeiten das Foto am Rechner. Die geometrische Auswertung liefert Daten für die Berechnung der Mondentfernung.Die hier vorgestellte Methode ermöglicht eine Abstandsbestimmung mit geringem Aufwand. Im Gegensatz zur Bestimmung der Mondentfernung per Triangulation benötigt man bei der Abstandsbestimmung mithilfe einer Mondfinsternis keine Partnerschule. Die Vorteile der Mondfinsternis-Methode werden allerdings mit einer anspruchsvolleren Theorie bezahlt, die an verschiedenen Stellen zum leichteren Verständnis für die Schülerinnen und Schüler etwas vereinfacht werden muss, wodurch die Ungenauigkeit der Messung etwas erhöht wird. Voraussetzungen Um die für die Entfernungsbestimmung benötigten Zusammenhänge verstehen zu können, müssen die Schülerinnen und Schüler die Geometrie der Mittelstufe beherrschen und Kenntnisse über die trigonometrischen Funktionen und das Lösen mathematischer Gleichungssysteme verinnerlicht haben. Einstieg und Motivation Der Mond ist ständiger Begleiter des Menschen. Schon kleine Kinder wenden ihren Blick häufig fasziniert dem Erdtrabanten zu, aber auch viele Jugendliche und Erwachsene können sich dem Bann des Mondes kaum entziehen. Vielfältig und über verschiedene Medien wird über den Mond und seine Eigenschaften informiert. Nur selten wird jedoch darüber berichtet, wie man zu diesen Informationen gelangt. Dies gilt auch für den Abstand des Mondes von der Erde. Allein die Frage "Wie misst man eigentlich mehrere hunderttausend Kilometer lange Strecken?" weckt bei vielen Schülerinnen und Schülern bereits das Interesse. Dies kann noch gesteigert werden, wenn es darum geht, die Entfernung des Mondes mit eigenen Mitteln zu bestimmen. Fotografieren, bearbeiten, auswerten Das mathematische Rüstzeug wird in fünf Etappen erarbeitet und angewendet. Bearbeitung und Auswertung einer Mondfotografie werden hier durch ein Beispiel veranschaulicht. Methodische und fachliche Hinweise Wodurch zeichnen sich die Mondfinsternis- und die Triangulationsmethode zur Entfernungsbestimmung aus? Wie messen Forscher die Entfernung zum Mond? Die Schülerinnen und Schüler sollen Kenntnisse über Planeten und Monde im Sonnensystem, deren Größenverhältnisse und deren Bewegungen erwerben oder auffrischen. Kenntnisse über Mond- und Sonnenfinsternisse und deren Entstehung erwerben oder auffrischen. mit trigonometrischen Funktionen und Gleichungen arbeiten können. den Umgang mit Bildbearbeitungssoftware kennen lernen und üben. ihre Fähigkeiten in der Handhabung einfacher Messinstrumente schulen. ihr räumliches Vorstellungsvermögen schulen. Thema Bestimmung der Mondentfernung mithilfe einer Mondfinsternis Autor Alexander Staidl Fächer Astronomie, Physik, Naturwissenschaften Zielgruppe ab Jahrgangsstufe 11 (bei guten Lerngruppen auch ab Klasse 10) Zeitraum Beobachtungszeit etwa 30-40 Minuten (es muss ein Foto geschossen werden); Theorie und Auswertung nehmen etwa 2-4 Stunden in Anspruch (je nach Lerngruppe und Unterrichtsmethodik) Technische Voraussetzungen Digitalkamera mit mindestens achtfachem Zoom oder ein kleines Teleskop, an das die Kamera angeschlossen werden kann; Stativ, Bildbearbeitungssoftware (zum Beispiel GIMP ) Überblick Da die Bestimmung des Mondabstandes mithilfe einer Mondfinsternis auf komplexen geometrischen und mathematischen Zusammenhängen basiert, werden die Lernenden schrittweise an das Thema herangeführt. Die folgende Gliederung hat sich dabei bewährt: 1. Mondfinsternisse Allgemeine Informationen: Wie kommen Mondfinsternisse zustande? 2. Der Winkelradius der Sonne Was ist ein Winkelradius? Wie kann man ihn messen? Welche Aussagen lassen sich daraus über den Kernschatten der Erde gewinnen? 3. Der Winkelradius des Mondes Wie kann man den Winkelradius des Mondes messen? Weshalb funktionieren die Methoden zur Messung des Winkelradius der Sonne (Schritt 2) hier nicht? 4. Winkelradius des Kern-Erdschattens in Mondentfernung Was versteht man darunter? Wie kann man ihn mithilfe einer Mondfinsternis bestimmen? 5. Berechnung des Mondabstandes Die bisherigen Erkenntnisse werden zusammengeführt und die Mondentfernung mithilfe der bei einer Finsternis aufgenommenen Fotos berechnet. Der Winkelradius des Erdschattens in Mondentfernung Für die Bestimmung des Winkelradius (Schritt 4) ist die Auswertung eines Fotos von einer Mondfinsternis entscheidend. Der Kernschatten, der während der Finsternis auf dem Mond zu sehen ist, lässt sich mit dem Winkeldurchmesser des Mondes vergleichen. Der halb verfinsterte Mond wird fotografiert Der gesamte Mond wird, während er etwa halb vom Kernschatten der Erde bedeckt ist, mit einer Vergrößerung beziehungsweise Auflösung fotografiert, die hoch genug ist, um Details der Finsternis erkennen zu können. Die Digitalkamera sollte über einen mindestens achtfachen optischen Zoom verfügen. Alternativ kann die Kamera auch an ein kleines Teleskop angeschlossen werden. Beim Fotografieren sollte auf jeden Fall ein Stativ verwendet werden. Abb. 1 (linke Teilabbildung) zeigt ein entsprechendes Ergebnis. Man sieht deutlich, dass sich der Kernschatten nicht scharf von dem Bereich des Halbschattens abgrenzt, sondern dass beide weich ineinander übergehen. Wenn man schon mal dabei ist … Bei der Gelegenheit bietet es sich natürlich auch an, den gesamten Verlauf der Mondfinsternis fotografisch zu dokumentieren, im Idealfall vom Beginn bis zu Ende der Verfinsterung. Auch, wenn dies zum Zwecke der Entfernungsbestimmung nicht erforderlich ist (dafür reicht ein einziges Foto aus), kann man mit dem ohnehin verwendeten Bildbearbeitungsprogramm den Verlauf des Ereignisses in einer kleinen Kollage sehr schön darstellen. Kontrastierung der Schattengrenze am Rechner Um den Winkelradius des Kernschattens möglichst exakt bestimmen zu können, muss die Grenze zwischen Kern- und Halbschattenbereich durch eine Verstärkung des Kontrastes hervorgehoben werden. Die ist mit den gängigen Bildbearbeitungsprogrammen einfach durchzuführen. In dem hier vorgestellten Beispiel wurde die kostenfreie Open Source Software GIMP verwendet. GIMP-Homepage Informationen zur kostenfreien Bildbearbeitungssoftware und Downloadmöglichkeit Bildbearbeitung mit GIMP Öffnet man mit dem Programm die Mondfoto-Datei, lässt sich die Grenze des Kernschattens durch den Schwellwerte-Regler im Farben-Menü hervorheben (Abb.1, Mitte). Unter der Voraussetzung, dass der scharfe Rand des Mondes nicht mit weißen Pixeln durchsetzt sein darf, stellt man den Regler so niedrig wie möglich ein. Je nach Geschmack kann man über das Farben-Menü und die Funktion "Invertieren" den Mond schwarz und den Hintergrund weiß darstellen (Abb.1, rechts). In dem Ergebnis kann man nun gut erkennen, dass der Kernschatten, den die kugelförmige Erde auf den Mond wirft, auf der Mondoberfläche tatsächlich kreisförmig abgebildet wird. Die Kreisbogenform der Schattengrenze ist durch die nachträgliche Bearbeitung deutlich besser auszuwerten. Projektion oder Ausdruck des bearbeiteten Mondbildes Das bearbeitete Bild kann nun vergrößert ausgedruckt oder auf eine Tafel projiziert werden. Ziel ist es, den auf der Tafel abgebildeten "Radius" des Mondes mit dem zu ermittelnden abgebildeten "Radius" des Kernschattens in Relation zu setzen - entweder auf Ausdrucken oder mithilfe des an die Tafel projizierten Bildes. Hieraus ergibt sich dann die Relation des Winkelradius des Mondes und des Kernschattens in Mondabstand, die sich im gleichen Verhältnis wie die Radien der Projektion teilen müssen. Geometrische Auswertung Abb. 2 veranschaulicht, wie man den Radius des Kernschattens bestimmt (A = Projektion des Kernschattenradius, E = Projektion des Mondradius). Die Konstruktion kann auch mit einem Vektorgrafikprogramm (zum Beispiel OpenOffice-Anwendung Draw) erzeugt werden. Zunächst wählt man drei Punkte, die auf dem Kreisbogen liegen (grün), und verbindet diese zu zwei Sekanten (rot). Anschließend werden die Mittelsenkrechten (blau) der Sekanten gebildet, die sich im Mittelpunkt des Kreises treffen. Damit ergibt sich der Radius A des abgebildeten Kernschattens durch den Abstand zwischen den grünen Punkten auf dem Kreisbogen und dem Schnittpunkt der blauen Mittelsenkrechten. Der Radius E des abgebildeten Mondes lässt sich über dessen leicht bestimmbaren Durchmesser berechnen. Aus Schritt 3 (siehe oben) ist der Winkelradius des Mondes epsilon bekannt. Gesucht ist der Winkelradius alpha des Kernschattens der Erde (in Mondentfernung). Wenn wir das Verhältnis alpha/epsilon kennen würden, könnten wir alpha direkt berechnen. Das Verhältnis alpha/epsilon ist nämlich genau so groß, wie das Verhältnis der Radien A/E auf dem Ausdruck (Abb. 2). Für die Bestimmung der Mondentfernung wird in schulischen Projekten meist die Methode der Triangulation benutzt (siehe Unterrichtseinheit Bestimmung der Mondentfernung durch Triangulation ). Dieses Verfahren erlaubt eine relativ exakte Bestimmung des Abstandes. Die Methode lässt sich in jeder Nacht durchführen, in der der Mond in Verbindung mit zwei hellen, weiter entfernten Objekten zu sehen ist (Planeten, helle Sterne), ist jedoch organisatorisch recht aufwändig: Partnerschulen müssen gefunden und die Messungen sehr exakt und gut koordiniert durchgeführt werden. Bei der Bestimmung der Mondentfernung mithilfe einer Mondfinsternis ist man dagegen von Partnerschulen unabhängig. Man benötigt jedoch zur rechten Stunde gute Sicht! Zwar sind für die Triangulations-Methode geeignete Konstellationen "haltbarer", jedoch ist der Anlass einer Mondfinsternis für Schülerinnen und Schüler sicher motivierender und spektakulärer als eine Konstellation "Mond und zwei Sterne". Die Wahl der Methode ist natürlich auch vom "Terminplan" der Himmelskörper abhängig. Je nach Jahreszeit ist es in Deutschland nicht unwahrscheinlich, dass das Wetter einen Strich durch die Planung macht. Tritt dieser Fall ein, kann dann auf die nächste Mondfinsternis warten, eine in naher Zukunft gelegene Konstellationen ausgucken, die für die Triangulationsmethode geeignet ist, oder auf Mondfinsternisfotos "aus der Konserve" zurückgreifen, die natürlich ohne eigene Beobachtung ausgewertet werden können. Dabei können auch verschiedene Fotos von verschiedenen Kleingruppen oder in Partnerarbeit ausgewertet werden. Wie sieht der Mittelwert der Ergebnisse aus und welche Gruppe war am nächsten am "offiziellen" Wert dran? Wie weit ist es nun zum Mond? Die Bahn des Mondes um die Erde ist nicht perfekt kreisförmig und die Entfernung daher nicht konstant. Vom Mittelwert (384.400 Kilometer) weicht die größte (405.500 Kilometer) und die kleinste Entfernung (etwa 363.200 Kilometer) um etwa 5,5 Prozent ab. Visualisierung Der Mond liegt zwar - in astronomischen Maßstäben - vor unserer Haustür. Dennoch ist die in Zahlen gefasste Entfernung nicht mehr anschaulich. Hilfreicher sind für die Veranschaulichung sind grafische Darstellungen, wie zum Beispiel die folgenden, die uns der Amateur-Astronom Thomas Borowski freundlicherweise zur Verfügung gestellt hat: Wie und warum messen Forscher heute die Mondentfernung? Astronauten des Apollo-Programms hinterließen auf der Mondoberfläche einen Reflektor. Von der Erde aus werden kurze und intensive Laserblitze auf den Reflektor abgeschossen. Die Zeit zwischen dem "Schuss" und dem Eintreffen der Reflexion wird mit einer Atomuhr exakt gemessen. Mit dieser zentimetergenauen Methode konnte man feststellen, dass sich der Mond pro Jahr etwa um 3,8 Zentimeter von der Erde entfernt. Wegen den Gezeitenkräften findet ein fortlaufender Rotationsenergie- und Drehimpulstransfer von der rotierenden Erde zum Mond statt. Dieser Transfer bewirkt nicht nur die Abstandsvergrößerung des Mondes, sondern im gleichen Maße eine Verlangsamung der Erdrotation - die Tage dauern also immer länger! Aus kleinen Laufzeitänderungen, die von verschiedenen Messstationen auf der Erde registriert werden, sind Aussagen über die Kontinentaldrift möglich.

In dieser Unterrichtseinheit zu menschlicher Intelligenz (MI) und künstlicher Intelligenz (KI) erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler ein Grundverständnis der Künstlichen Intelligenz und nähern sich dem Prinzip von "Deeper Learning" in praxisnahen Fallstudien und Aufgaben. Die Digitalisierung unseres Lebens, unserer Gesellschaft und unserer Wirtschaft wird neben Nachhaltigkeit das Megathema der nächsten Jahrzehnte sein. Kernelement und Quantensprung der zukünftigen Digitalisierung wird die Künstliche Intelligenz (abgekürzt "KI") sein. Sie wird für uns aber nur dann beherrschbar bleiben, wenn wir sie verstehen. Die Unterrichtseinheit ermöglicht den Schülerinnen und Schülern daher, ein Grundverständnis von "KI" und eine Werthaltung und Meinung dazu zu entwickeln. Dies erfolgt in insgesamt sieben handlungsorientierten Lernrunden, in den die Schülerinnen und Schüler ihre Herausforderungen selbstständig und arbeitsteilig bewältigen müssen. Die Unterrichtseinheit kann komplett im Distanzunterricht durchgeführt werden. Handreichungen dazu finden sich auf jedem Arbeitsblatt. Die Schülerinnen und Schüler werden in mehreren Lernrunden mit der Thematik konfrontiert. Da es bereits hervorragende Erklärfilme im Netz gibt, erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler ein erstes Verständnis von KI arbeitsteilig mittels Filmanalyse , Internet-Recherchen und Pitch-Präsentationen . Die einfache Simulation der Arbeitsweise von KI erfolgt im Rahmen von zwei Fallstudien und einer abschließenden Challenge. Zur Meinungsbildung der Schülerinnen Schüler werden Chancen und Risiken von KI und die Frage der tatsächlichen Intelligenz von KI thematisiert. Dies erfolgt methodisch mit der Anhörung einer Expertenkommissionen , einer Podiumsdiskussion und einer Online-Abstimmung . Hintergrundinformationen zu KI (im Unterricht): Finden Sie hier alle ausführlichen und spannende Hintergrundinformationen zu Künstlicher Intelligenz (KI), KI im Unterricht sowie methodisch-didaktische Überlegungen zu dieser Unterrichtseinheit. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich ein Grundverständnis von Künstlicher Intelligenz und Deep Learning und präsentieren dieses. entwickeln, erproben und reflektieren Recherchestrategien und Rechenmodelle für die Suche nach gesellschatlichen und ökonomischen Problemlösungen und spiegeln diese mit ihrem Wissen über Künstliche Intelligenz. erarbeiten sich eigene Meinungen zu den Risiken und Chancen der KI und vertreten diese in unterschiedlichen kommunikativen Formaten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren, analysieren und bewerten Informationen im Internet. kooperieren online in Videokonferenzen und gemeinsamen Netzlaufwerken. präsentieren ihre Ergebnisse und Erfahrungen in digitaler Form. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren, entwickeln, produzieren, entscheiden und präsentieren im Team. bringen ihre persönliche Meinung in die Gruppe ein und tragen Meinungsverschiedenheiten im Team aus, um zu kreativen Lösungen zu kommen. vertreten Werthaltungen und Meinungen in der Öffentlichkeit. Das Thema "Von der 'MI' zur 'KI'" im Unterricht Die rasant fortschreitende Digitalisierung unserer Wirtschaft, Verwaltung und Gesellschaft ist bislang in den Lehrplänen bestenfalls rudimentär abgebildet. Sie wird aber eine immer größere Rolle spielen und sollte schon heute auch ohne direkten Lehrplanbezug aufgegriffen und in den Unterricht integriert werden. Besonders umstritten dabei ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz, welche negative Assoziationen und Angstgefühle auslöst, da sie die Herrschaft von Computern und die Ablösung des Menschen als bestimmendem gesellschaftlichen Akteur suggeriert. Es ist daher notwendig, dass alle Schülerinnen und Schüler schnellstmöglich einen Einblick in die Funktionsweise, Chancen und Risiken von "KI" bekommen, um sachlich darüber urteilen zu können. Erfreulicherweise gibt es im Netz bereits viele gute Materialien zu KI. Viele dieser Materialien bleiben aber in noch sehr oberflächlichen Betrachtung stecken und diskutieren auf diesem Hintergrund dann schnell die Vor- und Nachteile von IT, Robotern und KI. Dies aber wird dem heutigen Stand der Künstlichen Intelligenz nicht gerecht, die bereits jetzt mit Milliarden von Daten arbeitet, ganze Flugzeuge und Städte im Rechner simuliert und oftmals bereits selbstständig nach Lösungen für die komplexesten Forschungs- und Entwicklungsaufgaben sucht. Bisheriger Durchbruch in der KI-Entwicklung war dabei die Erfindung von " deep learning ", wobei Programme in unendlich vielen Lernschleifen zwar unter menschlicher Anleitung, letztlich aber selbstständig nach Lösungen suchen. Dies geht weit über das bisherige Maschinenlernen und die Steuerung von Robotern mittels Programmen hinaus. Diese Unterrichtseinheit möchte daher einen Schritt weitergehen und die Schülerinnen und Schüler so nah und handlungsorientiert wie möglich an die Arbeitsweise von KI und "deep learning" heranführen. Eine noch weitergehende Annäherung an KI wäre nur möglich, wenn Schulen mit KI-Programme ausgestattet wären, mit denen Unternehmen und Forschungseinrichtungen heutzutage arbeiten. Damit wäre man im Bereich der Programmierung. Aber auch dazu gibt es hier bereits erste Unterrichtskonzepte. Die Schülerinnen und Schüler werden in mehreren Lernrunden mit der Thematik konfrontiert . Da es bereits hervorragende Erklärfilme im Netz gibt, erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler ein erstes Verständnis von KI arbeitsteilig mittels Filmanalyse , Internet-Recherchen und Pitch-Präsentationen . Die einfache Simulation der Arbeitsweise von KI erfolgt im Rahmen von zwei Fallstudien und einer abschließenden Challenge . Zur Meinungsbildung der Schülerinnen Schüler werden Chancen und Risiken von KI und die Frage der tatsächlichen Intelligenz von KI thematisiert. Dies erfolgt methodisch mit der Anhörung einer Expertenkommissionen , einer Podiumsdiskussion und einer Online-Abstimmung . Alle Lernrunden können in Präsenz, hybrid oder im Fern-Unterricht durchgeführt werden. Handreichungen dazu finden sich auf jedem Arbeitsblatt. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler müssen grundlegende Datenverarbeitungskenntnisse besitzen (Internetrecherche, Textverarbeitung, Tabellenkalkulation). Didaktische Analyse Kernstück von KI im Sinne von "deep learning" ist die Gewinnung, Verarbeitung und Auswertung von Daten, um durch tausende von Programmschleifen Problemlösungen zu generieren. Die Schülerinnen und Schüler simulieren dies in einfacher Form, indem sie im Netz nach Lösungen für die Rettung unserer Wälder suchen und dabei ihre Suchstrategien dokumentieren, reflektieren, sukzessive verbessern und dies in allgemeine Computeranweisungen übertragen. Ähnlich ist die zweite Fallstudie gestaltet, bei der die Schülerinnen und Schüler auf der Basis eines Aktiencharts nach optimalen Kauf- und Verkaufszeitpunkten für eine maximale Gewinnerzielung suchen. Auch diese Rechenmodelle werden dokumentiert und reflektiert, auch im Hinblick auf eine denkbare KI-Lösung. Bei der abschließenden Challenge sollen die Schülerinnen und Schüler mit analogem Vorgehen eine Lösung finden, wie man Jugendliche zu einem nachhaltigeren Umgang mit ihren Smartphones bewegen könnte. Mit diesen Aufgabenstellungen wird zugleich dem zweiten Megathema unserer Zeit Rechnung getragen, dem Kampf für mehr Nachhaltigkeit , um eine drohende Klimakatastrophe abzuwenden. Flankierend dazu setzen sich die Schülerinnen und Schüler in zwei Lernrunden mit den Chancen und Risiken von KI auseinander, arbeitsteilig in unterschiedlichen Lebensbereichen. Und sie fragen rund um eine Podiumsdiskussion nach der tatsächlichen Intelligenz und Kreativität von Computerprogrammen. Methodische Analyse Die Unterrichtseinheit kann zu 100% online stattfinden . Die Schülerinnen und Schüler müssen nur über Internetanschluss und Endgeräte verfügen. Zentral ist wie bei jedem Fern-Unterricht ein gemeinsames Netzlaufwerk für kollaborative Produkterstellung (Teams, Lernplattformen, Intranet, notfalls auch Padlet oder Miro). Außerdem braucht man eine Kommunikationsplattform für den Unterricht und die Zusammenarbeit zwischen den Schülerinnen und Schülern. Dies kann eine Videoplattform (zum Beispiel Zoom) oder eine andere Kommunikationsplattform (zum Beispiel Slack oder Teams) sein. Wesentlich ist, dass die Lernergebnisse von den Schülerinnen und Schülern eigenständig und konstruktivistisch in einem digitalen Umfeld, mit digitalen Mitteln entwickelt und in digitaler Form präsentiert und kommentiert werden. Auch wenn die Unterrichtseinheit hybrid oder im Präsenz-Unterricht stattfindet, kann sie nur effektiv und zeitnah durchgeführt werden, wenn die Schülerinnen und Schüler durchgängig digital arbeiten. Alle Arbeitsergebnisse müssen in Dateiform allen Projektteilnehmenden in einem gemeinsamen Netzlaufwerk zur Verfügung stehen und von allen bearbeitet werden können. Methodisch ist die Unterrichtseinheit konsequent handlungs- und projektorientiert angelegt. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten ausschließlich selbstständig, eigenverantwortlich und kollaborativ in den unterschiedlichsten Formaten: Filmanalyse, Pitch-Präsentation, Spontan-Interview, Fallstudie, Challenge, Podiumsdiskussion, Online-Abstimmung und offene Fragen-Antwort-Runde.

Balladen eignen sich in ihrer Textsorte als dramatisches Gedicht im Besonderen, um von Schülerinnen und Schülern zu Beginn der weiterführenden Schulformen vorgetragen und als einfache Form eines Hörspiels inszeniert zu werden.Ausgehend von der bekannten musikalischen Adaption Christian Friedrich Daniel Schubarts "Die Forelle" durch Friedrich Schubert werden in dieser Unterrichtseinheit zunächst die Inhalte und "Stimmungen" der Goethe-Ballade "Der Erlkönig", Clemens Brentanos "Auf dem Rhein" und Gustav Schwabs "Das Gewitter" durch produktionsorientierte Aufgaben erarbeitet, ehe sie auf Grundlage vorgegebener musikalischer Untermalung produktionsorientiert gesprochen beziehungsweise im Dialog vorgetragen werden sollen. Zum Schluss können sich die Jugendlichen auf einer Metaebene mit vorhandenen oder selbst zu verfassenden Verfremdungen der originalen Balladen beschäftigen. Außerdem gibt es Vorschläge zur Leistungsüberprüfung mit einem Bewertungsraster.Der im Folgenden dargestellte Unterrichtsablauf ist für Doppelstunden konzipiert. Je nach Schwerpunktsetzung der Unterrichtsreihe und Organisation des Stundenplans kann die betreuende Lehrkraft die Stunden entsprechend trennen oder neu miteinander verbinden. Grundlagen und Zugang Als Einstieg erfolgt ein auditiver Zugang über Schubarts "Forelle", dessen Stimmung und möglichen Inhalt die Lernenden durch ihre persönlichen Eindrücke interpretieren sollen. Aktive Arbeit mit Balladen Je nach Leistungsfähigkeit und -bereitschaft der Lernenden können nun selbständige Aufnahmen der Balladen durch die Schülerinnen und Schüler erfolgen. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich handlungs- und produktionsorientiert mit bekannten Werken der deutschen Literatur auseinander, indem sie Balladen vertonen. analysieren und interpretieren C.F.D. Schubarts "Die Forelle", indem sie diese mit der bekannten musikalischen Untermalung durch F. Schubert vergleichen. analysieren und interpretieren die Goethe-Ballade "Der Erlkönig", Clemens Brentanos "Auf dem Rhein" und Gustav Schwabs "Das Gewitter", indem sie diese auf ihre inhaltlichen Dramatik hin untersuchen und in ihrer Textsorte definieren. setzen sich produktiv mit einem der drei Werke mithilfe einer musikalischen Untermalung auseinander, indem sie eine Ballade im Dialog als Hörspiel aufbereiten. setzen sich produktiv mit Balladen auseinander, indem sie weitere Rezeptionen in Form von Verfremdungen und Parodien bewerten und imitieren. Was ist eine Ballade? Vertiefend können zunächst Inhalt und Aufbau der Ballade analysiert werden. Je nach Vorwissen der Lernenden kann dabei die Gattung der Ballade wiederholt oder neu eingeführt werden, ein mögliches Arbeitsblatt und eine Tafelanschrift hierzu bietet Arbeitsblatt 2. Weiterhin können bereits an dieser Stelle Hinweise zur späteren Aufsatzform der Balladenanalyse und -interpretation vereinbart werden. "Der Erlkönig" Thema einer zweiten Doppelstunde ist Goethes bekannte Ballade vom "Erlkönig", Arbeitsblatt 3 sollte jedoch erst später ausgegeben werden. Als auditiver Zugang kann nun die vertonte Rezitation gewählt werden ("Goethe"), deren musikalische Untermalung weiterführend den Lernenden als Grundlage ihrer Vertonung dienen soll. Mithilfe von Arbeitsblatt 4 wird der Inhalt gesichert und in seinem Spannungsaufbau dokumentiert. Zudem sollen erneut die Balladenmerkmale analysiert und zur Gesamtinterpretation hinzugezogen werden. Zur Sicherung und Vertiefung werden unterschiedliche Illustrationen angeboten - ihre Auswahl sollen die Lernenden entsprechend begründen. "Auf dem Rhein" Für die dritte Doppelstunde wird Brentanos "Auf dem Rhein" in Form auseinandergeschnittener Strophen verteilt (Arbeitsblatt 5), das die Lernenden in die (inhaltlich) sinnvolle Reihenfolge sortieren sollen. Sie erarbeiten sich so Inhalt und Aufbau der Ballade, die anschließende vertiefende Analyse und Interpretation könnte dann im Plenum erfolgen. Alternativ zu den zerschnittenen Zetteln kann auch Arbeitsblatt 6 als Kopiervorlage verwendet werden. Der Vergleich zur originalen Fassung kann erneut über die vertonte Rezitation ("Brentano") gewählt werden, deren musikalische Untermalung weiterführend auch den Lernenden als Grundlage ihrer Vertonung dienen soll. Auswertung und Sicherung Zur Sicherung beziehungsweise als Hausaufgabe können die Lernenden bereits in Vorarbeit zu den späteren Aufgaben, und da es sich bei dieser Ballade um eine relativ lange Version handelt, den Inhalt zu kürzen und umzuschreiben versuchen, ohne jedoch den Stil und den Ablauf der Erzählung zu verändern. Da an dieser Stelle die Balladenmerkmale und das Vorgehen von Analyse und Interpretation dieser Werke gefestigt sein dürfte, sollten die Schülerinnen und Schüler auch zu einer umfassenden schriftlichen Interpretation angeregt werden, wie sie Gegenstand der Leistungsüberprüfung werden könnte. "Das Gewitter" In einer vierten Doppelstunde soll Schwabs "Das Gewitter" deduktiv erschlossen werden. Anknüpfend an die Lebenswirklichkeit der Schülerinnen und Schüler sollen im Unterrichtsgespräch oder als Tafelanschrieb Regeln zum richtigen Verhalten bei einem Gewitter zusammengetragen werden. Entsprechende Vorlagen finden sich in verschiedenen Versionen im Internet. Anschließend kann die Ballade von den Lernenden selbst erlesen werden oder, alternativ, über die auditive Textbegegnung (Audio-Datei "Schwab" oder Vortrag der Lehrperson) bekannt gemacht werden. Der Arbeitsauftrag zur Analyse und Interpretation des Werkes lautet im Folgenden, in zwei Farben die inhaltlichen Aussagen zum Wetter und zum menschlichen Lebensweg im Text zu markieren. Die Lernenden sollen so das metaphorische Thema der Ballade, Lebenssinn und Lebensende einer Familie mit vier Generationen, erschließen. Ergebnisse online anbieten Im Vergleich zu den zur Verfügung gestellten Audio-Dateien, die einmal mit und einmal ohne rezitierte Texte vorliegen, sollen die Lernenden selbst die Balladen in verteilten Rollen vortragen und mit der musikalischen Untermalung passend aufnehmen. In technischer Hinsicht leistet hierzu das kostenlose Bearbeitungsprogramm "Audacity" gute Hilfe. Alternativ können die vorgegebenen Audio-Dateien vorgespielt, die Texte parallel verlesen und gegebenenfalls durch weitere Hintergrundgeräusche angereichert sowie durch entsprechende Handy-Funktionen der Schülerinnen und Schüler aufgenommen und später als MP3-Dateien in lo-net² hochgeladen werden, um sie der gesamten Klasse zur Verfügung zu stellen. Einsatz von Aufnahmegeräten Bei der Live-Aufnahme der Ergebnisse kann die Lehrkraft auch mit Aufnahmegeräten wie dem H2-Handy-Recorder von Zoom arbeiten. Die digitalen Aufnahmen können später leicht auf den PC übertragen werden und es sind verschiedene Aufnahmemodi (nahes oder weites Umfeld) möglich. Ganz neue Vertonung Sollten die ausgewählten Musikstücke nicht dem Musikgeschmack der Jugendlichen entsprechen oder wurden für die eigenständige Vertonung andere Balladen als die hier präsentierten ausgewählt, können die Lernenden im Internet nach alternativen musikalischen Beispielen recherchieren, die kostenlos gehört, teilweise auch heruntergeladen und für schulische Projekte genutzt werden können. Adaption und Verfremdung In einer dritten Phase der Unterrichtssequenz (Projekt 2), wenn es um die Adaption und Verfremdung bekannter Balladen gehen soll, könnten zunächst Beispiele für solche Rezeptionen präsentiert werden. So existiert zur musikalischen Untermalung des Schwab-Gedichtes ein Liedtext des Komponisten (Arbeitsblatt 14), das in seiner Aussage Ähnlichkeiten, aber auch deutliche Unterschiede zum später adaptierten Gedicht aufweist. Über diese könnten die Lernenden in die Diskussion über Aussage und Wirkung von Musikstücken im Allgemeinen kommen. Erhardts Parodie "Das Unwetter" Ebenfalls ausgehend von dem letzten Text wird anschließend Heinz Erhardts Parodie auf "Das Gewitter" vorgeschlagen (Arbeitsblätter 7 und 8), das vor allem in seinem eigenen Vortrag eine entsprechend belustigende Wirkung nicht verfehlen dürfte. Im Anschluss könnte sich in einer Erarbeitungsphase ein Unterrichtsgespräch über Funktion und (sprachliche) Mittel der Parodie entwickeln, deren Merkmale im Weiteren von den Schülerinnen und Schülern selbst auf andere Balladen angewandt werden sollen. Arbeitsblatt 8 enthält dazu passende Arbeitsaufträge. Rammstein und Peter Frankenfeld Weiterführend sei erwähnt, dass passend zum "Erlkönig" auf das Lied "Dalai Lama" der Gruppe Rammstein verwiesen werden könnte. Dies lässt sich jedoch nur bei entsprechendem Vorwissen von Lehrenden und Lernenden einem kritischen Vergleich mit dem Original unterziehen. Harmloser wirkt dagegen Peter Frankenfelds Parodie auf Schillers "Die Bürgschaft", die im Zusatzmaterial als weiteres mögliches Arbeitsblatt oder als Leistungsüberprüfung angeboten wird.

In dieser Unterrichtseinheit für das Fach Informatik sollen die Schülerinnen und Schüler ihre zuvor erworbenen Kenntnisse von Algorithmen am Beispiel eines LED Cube üben und festigen. Ziel ist, dass die Lernenden die Programmierung von Animationen des Cube durchschauen und nachvollziehen beziehungsweise eigene Animationen kreieren können.Das Phänomen der 3D-LED Cubes geistert schon lange durch das Internet - speziell auf Video-Plattformen werden viele Cube-Videos angeboten und begeistern vor allem Jugendliche. Beim Anschauen dieser Videos kann also der Wunsch aufkommen, solch einen Cube selbst zu programmieren. Solche realen LED Cubes sind jedoch in der Regel kompliziert aufzubauen und nicht ganz einfach anzusteuern. Der Autor dieser Unterrichtseinheit hat ein Programm entwickelt, mit dem das einfach möglich ist.Informatik-Themen können recht trocken sein und sollten deshalb möglichst anschaulich und motivierend gestaltet werden. Es bietet sich zum Beispiel an, in das Thema "Modell - Algorithmus - Lösung" mit einer Unterrichtseinheit zum programmierbaren Roboterarm einzusteigen und die LED Cube-Unterrichtseinheit anzuschließen. Das entsprechende Programm 5x5x5_LED_Cube.exe wurde vom Autor dieser Unterrichtseinheit, Jens Tiburski, unter Verwendung der Programmiersprache OGLBasic programmiert, einer Basic-Variante, die auf die Programmierung mithilfe der Open Graphic Library zugeschnitten ist. Umsetzung der Unterrichtseinheit "LED-Cube" Hier erhalten Sie detaillierte Anregungen zur Arbeit mit dem Programm 5x5x5_LED_Cube.exe im Informatik-Unterricht. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wenden ihre Kenntnisse zur sequentiellen Programmierung auf eine neue Umgebung an. übertragen ihre Kenntnisse zum Problemlöseprozess auf selbstständiges Lösen einfacher Probleme. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entwickeln in einer neuen Arbeitsumgebung (das Programm 5x5x5_LED_Cube.exe) bekannte Lösungsstrategien und arbeiten dabei mit Excel. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entwickeln nach Möglichkeit in Partnerarbeit Ideen für ansprechende Animationen. erstellen im Idealfall Animationen zur Verwendung auf der Schulhomepage oder ähnlichem. Motivation und Einstieg Um die Schülerinnen und Schüler für die Arbeit mit LED Cubes zu motivieren, können Sie zunächst ein paar entsprechende Videos zeigen, die zum Beispiel auf der Videoplattform YouTube vorgeführt werden. Die LED-Cubes, die Sie dort sehen, sind kompliziert aufzubauen und auch nicht ganz einfach anzusteuern. Leichter zu handhaben ist da das Programm 5x5x5_LED_Cube.exe, welches auf einer 5x5x5-Matrix frei programmierbare Animationen erlaubt. Dieses wurde vom Autor Jens Tiburski selbst programmiert. Nachdem Sie Ihren Schülerinnen und Schülern das Programm zur Verfügung gestellt haben, sollen diese einige der vorbereiteten Beispiele ausprobieren. Die Bedienung des Programmes ist selbsterklärend. Nach dem Start erfolgt die Aufforderung, eine Datei auszuwählen. Im Ordner des Programms sind einige Beispiele zu finden. Tastaturbelegung Nach dem Einlesen der Daten erscheint der Informationsbildschirm, der darüber informiert, wie viele Frames eingelesen wurden. Ferner wird die Tastaturbelegung erklärt: FrameRate: +/- Rotieren: Cursor-Tasten Zoomen: PageUp/PageDown AutoSpin: R(echts), L(inks) und S(topp) Beenden: Escape Zentrale Fragestellungen Schnell erkennen die Schülerinnen und Schüler, dass ein unverzweigter Algorithmus abgearbeitet wird. Das führt unweigerlich zu der Frage, wie solche Animationen selbst erstellt werden können. Somit ergeben sich zwei Ebenen, die den Cube für den Informatikunterricht interessant machen: 1. Wie wurde der Cube programmiert? und 2. Wie kann man die Animationen selbst programmieren? Quellcode Das Programm 5x5x5_LED_Cube.exe wurde von Jens Tiburski unter Verwendung der Programmiersprache OGLBasic programmiert, einer Basic-Variante, die auf die Programmierung mithilfe der Open Graphic Library zugeschnitten ist. Deshalb ist der Quellcode relativ einfach nachzuvollziehen. Das Programm ist unter dem Namen 5x5x5_LED_Cube.ogl abgelegt und kann mit jedem Text-Editor eingesehen werden. Ein Blick in den Quelltext zeigt den in der Abbildung dargestellten Aufbau. Nach der Variablen-Deklaration steht die Prozedur "DrawGLScene". In dieser Prozedur erfolgt das eigentliche Aufbauen der 3D-Scene - und somit der größte Unterschied zum herkömmlichen Basic. Dort geschieht jedoch nichts Geheimnisvolles, sondern die 125 LEDs (Spheren) werden positioniert. Bedeutung der Befehle Der Move-Befehl bewegt die Scene an die Stelle, an der ein Objekt eingefügt wird (ausgehend vom Punkt Origin, beziehungsweise dem letzten Move-Befehl). Der Color-Befehl gibt die Farbe des Objektes in RGB vor - die vierte Angabe steht für die Transparenz. Der Befehl Sphehre erzeugt nun eine Kugel mit dem Radius Farbe_LED![i] sowie je zehn Segmenten und Schichten. Geübte Programmierer erkennen, dass über die Area-Variable Farbe_LED![i] sowohl die Farbe, als auch der Radius geändert werden können. Zeilenweise Interpretation In den Zeilen 545 bis 560 wird nun ein Text-Dokument geöffnet und der Inhalt in ein eindimensionales Area Farbe![Farbzähler%] eingelesen. Beim Einlesen der Daten wird die Text-Datei geöffnet und zeilenweise interpretiert. Dabei werden von jeder Zeile nur die ersten fünf Zeichen eingelesen. Alles, was dahinter kommt, wird abgeschnitten. Verfügbare Zeichenanzahl Pro Frame werden 125 Zeichen (also 5 x 5 x 5 Zeichen oder 25 Zeilen) in ein eindimensionales Area eingelesen. Da das Area auf circa 16.2000 Elemente beschränkt ist, können somit 1.296 Frames eingelesen werden. Also reichlich Platz für gute Ideen. Nachdem die Dateneingabe erfolgt ist, wird im Startbildschirm die Anzahl der eingelesenen Frames sowie die Tastatur-Belegung angezeigt. Mit WaitInput wird auf eine beliebige Eingabe über Maus oder Tastatur gewartet. Danach erfolgt das Anzeigen der Scene. Drei ineinander geschachtelte Schleifen bilden das eigentliche Hauptprogramm. Die äußerste Schleife wird beendet, wenn der User die Escape-Taste drückt und somit das Programm beendet. Die mittlere Schleife wird so oft ausgeführt, wie Frames eingelesen wurden. Die innerste Schleife weist jetzt jeder der 125 LEDs Farbe_LED![i] einen Wert aus dem Area Farbe![Farbzähler%] zu. Wenn jede LED einen Farbwert hat, wird die Scene gerendert und am Bildschirm angezeigt. Dazu wird in Zeile 618 die Prozedur DrawGLScene() aufgerufen. Interpretation der Text-Beispieldateien Ein Blick in die beigefügten Text-Beispieldateien zeigt, dass die Informationen in Zeilen zu jeweils fünf Zeichen abgelegt sind. Naheliegend ist, dass jeweils eine Zeile an Zeichen auch eine Reihe an LEDs interpretiert, wobei das Zeichen "1" für "LED an" und das Zeichen "0" für "LED aus" steht. Also ergeben fünf Zeilen eine Ebene und fünf Ebenen den gesamten Cube. Insgesamt 125 Zeichen (25 Zeilen) bilden also einen Frame der Animation. Testphase Nun beginnt die Phase des Testens: Welches Zeichen steht für oben links oder für unten rechts oder für die Mitte? Nach einigen Minuten des Probierens kristallisiert sich sicher heraus, dass die obersten fünf Zeilen die Grundebene darstellen und somit das Einlesen der Informationen "kopfüber" erfolgt. Dies sowie die fehlende Strukturierung der Daten macht das Erstellen eigener Animationen aber nicht gerade leichter. Excel-Mappe als Frameeditor Abhilfe schafft dann eine Excel-Mappe, die als Frameeditor dienen soll und mit ein wenig Übung die Programmierung anspruchsvoller Abläufe gestattet. Die fünf Ebenen des Würfels sind rot dargestellt. Wird in diese rot markierten Zellen der Wert "1" eingegeben, überträgt Excel diesen Wert an die richtige Stelle in der Datenreihe und fasst fünf nebeneinanderliegende Zellen zur linken Spalte zusammen. Durch Kopieren und Einfügen können beliebig viele Frames in eine Excel-Mappe aufgenommen werden. Durch Kopieren und Einfügen von Werten kann auch innerhalb eines Frames ebenenweise kopiert werden. An dieser Stelle kann gern noch einmal auf Excel-Funktionen wie Zellenwertübergabe oder Zellenwertvereinigung eingegangen werden. Speichern der Excel-Datei Die fertige Excel-Datei kann zur weiteren Verwendung abgespeichert werden. Nun muss die Excel-Datei auch noch als txt-Datei abgespeichert werden (Datei danach schließen, da der Zugriff sonst blockiert ist!). Noch einmal zur Erinnerung: Nur die ersten fünf Zeichen einer Zeile werden vom Programm eingelesen. Somit kann die als txt gespeicherte Excel-Datei zur Eingabe verwendet werden, obwohl sie über mehr Zeichen verfügt, als für die Animation notwendig sind. Alternativ kann auch nur der Inhalt der linken Spalte kopiert und in ein Text-Dokument eingefügt werden. Das spart Speicherplatz und man kann einzelne Inhalte problemlos zusammenfügen. Einsatz in Klasse 8 In dieser Unterrichtseinheit sollen die Schülerinnen und Schüler ihre zuvor erworbenen Kenntnisse von Algorithmen üben und festigen. Deshalb bietet es sich an, diese Doppelstunde am Ende des Lernbereichs 2, "Informationen verarbeiten: Modell - Algorithmus - Lösung" der Klassenstufe 8 einzusetzen. Animierte Schriftzüge am Beispiel von Lehrer-Online Falls Ihre Schülerinnen und Schüler einen Schriftzug animieren möchten, hier ein Beispiel: Die Datei Bsp_06_lehrer-online.txt zeigt den Schriftzug LEHRER-ONLINE als Animation. Video zur Beispiel-Animation