Tipp der Redaktion

Mechanik: Geradlinige Bewegungen

Fahrradspur mit Schatten eines Fahrrads
Tipp der Redaktion

Mechanik: Geradlinige Bewegungen

In dieser Einheit lernen die Schülerinnen und Schüler Bewegungsabläufe kennen, die ihnen vom Auto- oder Radfahren her bekannt sein sollten.

Tipp der Redaktion

Westafrika - über die größte Wüste der Welt

Sahara Wüste
Tipp der Redaktion

Westafrika - über die größte Wüste der Welt

Die Lernenden leiten aus einem Bild der Erdoberfläche eine thematische Karte Westafrikas ab und formulieren Aussagen zur Landschaftszusammensetzung.

Tipp der Redaktion

Der Wahrscheinlichkeitsbegriff am Beispiel Fußball

Fußball Ergebnisse
Tipp der Redaktion

Der Wahrscheinlichkeitsbegriff am Beispiel Fußball

Am Beispiel der Fußball Europameisterschaft werden in dieser Unterrichtseinheit die Wahrscheinlichkeiten zusammengesetzter Ergebnisse und Ereignisse bestimmt.

  • Schulstufe2
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  • Materialtyp11
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Gemischte Zahlen anschaulich subtrahieren

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit wird am Beispiel der Veranschaulichung der Subtraktion gemischter Zahlen gezeigt, wie tragfähige Grundvorstellungen entwickelt werden können.Die Subtraktion gemischter Zahlen ist einer der Bereiche der Bruchrechnung, der sich durch eine hohe Fehlerquote bei Schülerinnen und Schülern auszeichnet. Grund dafür ist nicht selten die Tatsache, dass die Lernenden über unzureichende Grundvorstellungen verfügen. So ist es oftmals im Unterricht verwunderlich, dass Aufgaben wie zum Beispiel "1 minus 3/5", die allein auf der anschaulichen Ebene ohne jedes formale Rechenkalkül zu lösen wären, zu Fehlern führen. Die hier vorgestellte Lernumgebung möchte Wege aufzeigen, wie Schritt für Schritt Grundvorstellungen aufgebaut werden können, um Aufgaben des Typs "3 2/7 minus 1 4/7" auf der anschaulichen und bildlichen Ebene zu lösen. So erzeugte Grundvorstellungen können ein nachhaltiges Lernen fördern. Die Verwendung von interaktiven dynamischen Arbeitsblättern unterstützt die Lernenden und ermöglicht ihnen einen individuellen und eigenständigen Zugang zu Grundvorstellungen. Alle dynamischen Darstellungen wurden mit der kostenlosen Mathematiksoftware GeoGebra erstellt. Durch ihr Konzept, algebraische mit geometrischen Elementen zu verbinden, eignet sich diese Software in besonderer Weise, um algebraische Zusammenhänge dynamisch zu veranschaulichen. Voraussetzungen und Hinweise zum Einsatz der Materialien Der komplexe und vielschichtige Aufgabentyp "Subtraktion zweier gemischter Zahlen" wird in vier Schritten veranschaulicht. Erste Unterrichtsstunde Die Schülerinnen und Schüler führen Übungen zur Subtraktion eines Bruchs von einer natürlichen Zahl und zur Subtraktion eines Bruchs von einer gemischten Zahl durch. Zweite Unterrichtsstunde Die Lernenden führen Übungen zur Subtraktion einer natürlichen Zahl von einer gemischten Zahl und zur Subtraktion zweier gemischter Zahlen durch. Dritte Unterrichtsstunde In der letzten Stunde der Unterrichtseinheit soll der Aspekt der unterrichtlichen Differenzierung im Mittelpunkt stehen. Die Schülerinnen und Schüler können natürliche Zahlen als Scheinbrüche in die Bruchzahlen einordnen. können Brüche von natürlichen Zahlen und gemischten Zahlen anschaulich und symbolisch subtrahieren. lernen die Subtraktion einer gemischter Zahl als Subtraktion einer natürlichen Zahl und eines Bruchs verstehen. können die Subtraktion gemischter Zahlen symbolisch ausführen. Das hier vorgestellte Übungskonzept setzt voraus, dass die Schülerinnen und Schüler die Darstellung von natürlichen Zahlen und gemischten Zahlen als in gleich große Segmente unterteilte Kreisflächen beziehungsweise Kreissegmente kennen. Sollten diese Voraussetzungen nicht gegeben sein, finden sich auf der Webseite des Autors entsprechende Veranschaulichungen und Übungen. Hier ein Beispiel: Bruchrechnen - Gemischte Zahl Die Lernenden müssen eine gemischte Zahl angeben, die in einer per Zufallsgenerator ausgewählten Zeichnung dargestellt ist. Die Unterrichtseinheit selbst beinhaltet insgesamt sieben Online-Arbeitsblätter, die mit jedem Internet-Browser (zum Beispiel Internet Explorer oder Mozilla) dargestellt werden können. Damit die mit GeoGebra erzeugten dynamischen Veranschaulichungen realisiert werden können, muss auf den Rechnern Javascript aktiviert und Java 1.4.2 (oder höher) installiert sein. Da der Aufgabentyp "Subtraktion zweier gemischter Zahlen" sehr komplex und vielschichtig ist, wird eine einzige Veranschaulichung mit interaktiven dynamischen Arbeitsblättern der Problemstellung nicht gerecht. Daher erfolgt die Veranschaulichung der Subtraktion von gemischten Zahlen in vier Schritten: Veranschaulichung der Subtraktion eines Bruchs von einer natürlichen Zahl Veranschaulichung der Subtraktion eines Bruchs von einer gemischten Zahl Veranschaulichung der Subtraktion einer natürlichen Zahl von einer gemischten Zahl Veranschaulichung der Subtraktion zweier gemischter Zahlen. Die Bedienung aller vier hier verwendeten interaktiven dynamischen Arbeitsblätter ist identisch und ermöglicht daher ein flüssiges, selbstständiges Arbeiten der Schülerinnen und Schüler. Die Lehrkraft sollte lediglich bei der Verwendung des ersten Arbeitsblatts dessen Bedienung erläutern: Bei allen Online-Arbeitsblättern werden beim Seitenstart eine Aufgabe und die zugehörige dynamische Zeichnung erstellt (siehe Abb. 1). Durch Betätigen des Schiebereglers "Nimm ... weg" kann die Aufgabe auf bildliche Art gelöst werden. Die Lösung kann dann in die dafür vorgesehenen Felder eingetragen werden. Mittels des Buttons "Lösung prüfen" können die Eingaben geprüft und mittels des Buttons "Neue Aufgabe stellen" viele weitere Aufgaben erzeugt werden. Die Einbettung der natürlichen Zahlen in die Bruchzahlen ist eine notwendige Grundlage für das Verständnis von gemischten Zahlen und deren Subtraktion. Um möglichen Fehlvorstellungen bei der Einbettung natürlicher Zahlen in die Bruchzahlen zu begegnen, wird zu Beginn eine visuelle Einbettung der natürlichen Zahlen in die Bruchzahlen vorgenommen. Als Anschauungsmodell zur Visualisierung wird im zugehörigen interaktiven dynamischen Arbeitsblatt (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken) die gleichmäßig unterteilte Kreisfläche verwendet. Diese Darstellung nimmt Bezug zur Alltagserfahrung der Schülerinnen und Schüler. So können die Lernenden zum Beispiel mit der Kreisfläche eine Pizza assoziieren. Die bräunliche Farbgebung der Kreisfläche und die gestrichelte Unterteilung in gleich große Stücke soll diese mögliche Assoziation einer vorgeschnittenen Pizza unterstützen. Die durch das interaktive dynamische Arbeitsblatt ermöglichte intuitive und anschauliche Begegnung mit Aufgaben der Art "1 minus 7/5" oder "3 - 1/3" soll die Schülerinnen und Schüler befähigen, Aufgaben dieses Typs - ohne jeden Rechenkalkül - einfach durch Anschauung zu lösen. Bei der Veranschaulichung der Subtraktion eines Bruchs von einer gemischten Zahl stehen zwei Gesichtspunkte im Vordergrund. Zum einen wird die bildliche Darstellung einer gemischten Zahl in Form von ganz gefüllten Kreisen und einem zusätzlichen Kreissegment eingeführt oder aus dem vorangegangenen Unterricht wieder aufgegriffen und zusätzlich die Subtraktion mit und ohne Umwandlung zum ersten Mal problematisiert. Bei der Gestaltung des zweiten interaktiven dynamischen Arbeitsblatts (Abb. 2) wurde auf Kontinuität geachtet, das heißt Aufbau und Funktionsweise entsprechen dem ersten Arbeitsblatt. Die Schülerinnen und Schüler müssen sich daher nicht erst an eine neue Aufgabenumgebung gewöhnen, sondern können sich unmittelbar mit der mathematischen Problemstellung auseinandersetzen. Ein fließender Übergang zur Bearbeitung von Aufgaben zur Subtraktion eines Bruchs von einer gemischten Zahl ist somit gegeben. Nachdem die Schülerinnen und Schüler die ersten beiden interaktiven dynamischen Arbeitsblätter bearbeitet haben, erfolgt eine Zusammenfassung der Ergebnisse im Heft. Beim Hefteintag ist darauf zu achten, dass die Verbindung zur vorherigen Arbeit der Schülerinnen und Schüler hergestellt wird. Hierzu kann das Arbeitsblatt "ab_hefteintag_1.pdf" verwendet werden, bei dem die Lernenden die Subtraktion eines Bruchs von einer natürlichen Zahl und die Subtraktion eines Bruchs von einer gemischten Zahl noch einmal zeichnerisch durchführen müssen. Damit soll einer allzu schnellen und rein symbolischen Lösung der Aufgaben begegnet und den Lernenden Zeit gegeben werden, ihr Vorgehen zu reflektieren. Den Abschluss der Unterrichtsstunde kann die Bearbeitung der Aufgaben der interaktiven dynamischen Arbeitsblätter ohne Veranschaulichung bilden. Je nach Klassensituation kann aber auch die Bearbeitung von Aufgaben auf bildlicher Ebene mithilfe des Arbeitsblatts "ab_hausaufgabe_1.pdf" fortgesetzt werden. Zur Erstellung von Hausaufgaben auf bildlicher Ebene kann die Kopiervorlage "bruchteile.pdf" verwendet werden. Die Vorgehensweise ist analog zur ersten Unterrichtsstunde. Zuerst setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit den Aufgaben der interaktiven Arbeitsblätter auseinander. Die Notwendigkeit einer Veranschaulichung der Subtraktion einer natürlichen Zahl von einer gemischten Zahl (Abb. 3, Platzhalter bitte anklicken) mag auf den ersten Blick verwundern, da diese Subtraktion doch trivial erscheint. Doch sollte man zurückhaltend und vorsichtig sein, Aufgabenstellungen allzu schnell als trivial abzutun. Zudem ist die Veranschaulichung dieses Aufgabentyps für die abschließende Veranschaulichung der Subtraktion von gemischten Zahlen notwendig. Beabsichtigt man, die Subtraktion von gemischten Zahlen anschaulich in zwei Teilsubtraktionen zu zerlegen, nämlich in die Subtraktion einer natürlichen Zahl von der gemischten Zahl und eines Bruchs von der gemischten Zahl, sollte der erste Teilschritt vorher anschaulich als Grundlage gelegt werden. Der zeitliche Aufwand im Unterricht für die Veranschaulichung der Subtraktion einer natürlichen Zahl von einer gemischten Zahl ist gering. Die Einsicht der Schülerinnen und Schüler in den Zusammenhang ergibt sich rasch. Dennoch ist dieser Aufgabentyp für das Verständnis unverzichtbar. Die Bedienung des Online-Arbeitsblatts ist wieder analog zu den bisher verwendeten Arbeitsblättern. Nach den drei vorangestellten Beispielen wird abschließend die Veranschaulichung der Subtraktion zweier gemischter Zahlen mithilfe interaktiver dynamischer Arbeitsblätter dargestellt. Dabei werden die in den vorangegangenen Arbeitsblättern gewonnenen Anschauungen miteinander verbunden und zu einer Veranschaulichung zusammengeführt. Bei der Beschreibung der Veranschaulichung der Subtraktion zweier gemischter Zahlen wird im Folgenden nur auf den Aufgabentyp "Subtraktion mit Umwandlung" eingegangen, da sich die "Subtraktion ohne Umwandlung" aus dem vorgestellten Beispiel selbst erschließt. Das entsprechende Arbeitsblatt (Abb. 4) zeigt den gewohnten Aufbau. In der linken Spalte findet sich neben der Einführung wieder das interaktive Element mit der Aufgabenstellung, den Eingabefeldern, dem Button zur Überprüfung der Eingabe und der Möglichkeit, weitere Aufgaben zu erzeugen. Die beiden Schieberegler "Nimm ... weg" können unabhängig voneinander bewegt werden: Linker Schieberegler - Subtraktion einer natürlichen Zahl Wird der linke Schieberegler bewegt, so wird eine natürliche Zahl von der gemischten Zahl subtrahiert und die zugehörigen Darstellungen angepasst. Eine gefüllte Kreisfläche wird ausgeblendet und die symbolische Darstellung aktualisiert. Rechter Schieberegler - Subtraktion eines Bruchteils Wird der rechte der beiden Schieberegler "Nimm ... weg" nach rechts bewegt, wird jeweils ein Bruchteil subtrahiert. Die Subtraktion zweier gemischter Zahlen entsteht. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln so eine tragfähige Grundvorstellung zur Subtraktion gemischter Zahlen. Die Zusammenfassung als Hefteintrag unterscheidet sich nicht von der der ersten Unterrichtsstunde. Dabei steht wieder das bildlich dargestellte Subtrahieren der gemischten Zahl im Vordergrund (ab_hefteintag_2). Als abschließende Lernzielkontrolle bietet es sich wieder an, die Aufgaben ohne Veranschaulichung zu lösen. Zur Hausaufgabenstellung mit Aufgaben auf bildlicher Ebene kann das Arbeitsblatt "ab_hausaufgabe_2" verwendet werden. Anhand von drei weiteren interaktiven Arbeitsblättern können die Schülerinnen und Schüler gemäß ihrer Kenntnissen und Fertigkeiten unterschiedliche Aufgaben bearbeiten oder bei Bedarf noch einmal zu den Veranschaulichungen zurückkehren, um Defizite aufzuarbeiten. Die Rolle der Lehrperson ist hierbei eine beobachtende. Sie kann bei Schwierigkeiten der Lernenden gezielt helfen, da sie von der unmittelbaren Korrektur der Schülereingaben befreit ist. Bei dieser Aufgabe geht es darum, gemischte Zahlen zu subtrahieren (Abb. 5, Platzhalter bitte anklicken). Im Gegensatz zur vorhergehenden Unterrichtsstunde wird nun auf eine Veranschaulichung verzichtet. Zudem werden die Zähler und Nenner größer, die Brüche bleiben aber gleichnamig. Als Anreiz werden für richtig gelöste Aufgaben Punkte vergeben. Die Summen der erreichten Punkte können in einer Bestenliste gespeichert werden. Bei der zweiten Aufgabe sollen die Schülerinnen und Schüler den fehlenden Subtrahenden einer Subtraktion gemischter Zahlen angeben (Abb. 6). Dies verlangt bereits eine vertiefte Einsicht in die Subtraktion. In der Rückmeldung auf falsche Eingaben erhalten die Lernenden die richtige Lösung angezeigt. Diese kann dann zum Ausgangspunkt einer Reflexion über die fehlerhafte Eingabe werden und die Schülerinnen und Schüler zu Diskussionen anregen. Auch bei dieser Aufgabe bietet die Punktevergabe und -speicherung einen äußeren Anreiz, mehrere Aufgaben dieses Typs zu bearbeiten. Bei der abschließenden Übung besteht die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler darin, den fehlenden Minuenden einer Subtraktion gemischter Zahlen zu ermitteln (Abb. 7). Dabei wird der Zusammenhang von Subtraktion und Addition vertieft, da zur Lösung der jeweiligen Aufgaben zum Differenzwert lediglich der Subtrahend addiert werden muss. Erstmals werden dabei gemischte Zahlen verwendet, deren Nenner sich unterscheiden können. Damit leitet diese Aufgabe zur Subtraktion gemischter Zahlen mit unterschiedlichen Nennern und zur Arbeit im Klassenzimmer über.

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I

Dünnschichtchromatographie - Farbstoffe, Schmerztabletten

Unterrichtseinheit

Die hier vorgestellten spielerischen Versuche zur Auftrennung gängiger Faserstift-Farben und die folgende wissenschaftlich exakte Identifizierung von Inhaltsstoffen gängiger Schmerztabletten mithilfe von Referenzsubstanzen sind der Garant für eine hohe Motivation der Lernenden. Modellierungen mit Excel veranschaulichen den Begriff des multiplikativen Gleichgewichts bei der Chromatographie.Die Experimente zur Chromatographie verdeutlichen die Bedeutung der Trennmethode und geben Denkanstöße zu anderen Themenbereichen - bis hin zur DNA-Analyse oder dem Nachweis von toxischen Verunreinigungen oder Fremdsubstanzen in Modedrogen. Vor den praktischen Übungen werden mit einem Tabellenkalkulationsprogramm (hier Excel) die Verteilungsvorgänge bei der Dünnschichtchromatographie (Austauschvorgänge zwischen mobiler und fester Phase) mathematisch modelliert und grafisch dargestellt. Die Lernenden verstehen die Verteilungsvorgänge mithilfe des Computers als ?Zeichen- und Rechenknecht?. In der Unterrichtseinheit verbinden sich somit am Computer entwickelte Modellvorstellungen mit greifbaren Versuchsergebnissen. 1. Stunde: Chromatographie - eine revolutionäre Technik Allgemeine Hinweise zur Dünnschichtchromatographie 2. Stunde: Mathematische Simulation der multiplikativen Verteilung Mit Excel-Dateien wird die multiplikative Verteilung von zwei zu trennenden Stoffen berechnet und in Diagrammform dargestellt. 3. Stunde: Chromatographie von Farbstoffgemischen Einstieg in die Chromatographie-Praxis: Hier finden Sie Hinweise zur Durchführung, Ergebnisbeispiele und eine ausführliche Versuchsanleitung für die Lernenden. 4. Stunde: Chromatographie von Schmerzmitteln Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Bestandteile eines Schmerzmittels und nutzen das Internet, um die Medikamenten-Marke zu bestimmen. Weitere Versuchsvorschläge und Anregungen Experimente zur Trennung von Pflanzenfarbstoffen Die Schülerinnen und Schüler sollen die Verteilung von Farbstoffen mithilfe einer vorgegebenen Excel-Datei bei unterschiedlichen Verteilungskoeffizienten simulieren und die Auswirkungen an der Excel-Grafik ablesen. an einigen Beispielen die zugrunde liegende Excel-Rechenanweisungen zur Konzentrationsberechnung nachvollziehen. experimentell sauber arbeiten und Versuchsprotokolle führen können. in einem Versuch zur Trennung von Farbstoffgemischen erleben, dass die Dünnschichtchromatographie überraschende Ergebnisse liefert. in einem Versuch zur Trennung von Schmerzmitteln die Komponenten einer Schmerztablette identifizieren und mithilfe von Internetrecherchen einem Markennamen zuordnen oder die Auswahl der in Frage kommenden Produkte eingrenzen. weitere Versuche durchführen (Trennung von Paprika-, Curry- und Blattfarbstoffen). Das Wort "Chromatographie" (aus dem Griechischen) bedeutet "mit Farbe schreiben" (chroma = Farbe, graphein = schreiben). In der Chemie fasst man unter diesem Begriff keine Maltechnik, sondern eine Reihe von Techniken zur analytischen Trennung von Stoffen zusammen: Papier-, Dünnschicht-, Gaschromatographie und noch weitere moderne Methoden. Die Chromatographie war und ist für die Naturstoff- und Biochemie von sehr großer Bedeutung, da man mit ihr Stoffgemische sehr leicht trennen und die Bestandteile identifizieren kann. Erwin Chargaff hat zum Beispiel mithilfe chromatographischer Techniken einen wesentlichen Beitrag zur Strukturaufklärung der DNA geleistet. In modernen Labors werden Chromatographien automatisiert durchgeführt und per Computer ausgewertet. Feste Phase Bei der Dünnschicht-Chromatographie benutzt man eine feste Phase auf einem Trägermaterial (Alufolie, Plastikfolie oder Glasplatte), an der die zu untersuchenden Stoffe getrennt werden. Die feste Phase kann zum Beispiel Cellulose, Aluminiumoxid oder Kieselgel sein. Sie ist sehr fein und gleichmäßig auf dem Trägermaterial verteilt. Mobile Phase: Das Laufmittel Die flüssige Phase bewegt sich durch Kapillarkräfte durch die feste Phase und transportiert dabei die Stoffe des Substanzgemisches. Auftragung der Substanzproben Auf die Dünnschichtchromatographie-Folie trägt man mithilfe einer Kapillare die Proben punktförmig entlang einer Startlinie auf und lässt sie eintrocknen. Nach dem Auftragen der Proben stellt man die Folie aufrecht in einen Chromatographie-Tank, der gerade soviel von der mobilen (flüssigen) Phase enthält, dass die Startlinie mit den aufgetragenen Proben einen halben Zentimeter oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt. Durch Kapillarkräfte beginnt die mobile Phase durch die feste Phase zu wandern und zieht dabei die Substanzproben mit sich. Während der Chromatographie stellt sich entlang der Laufstrecke ständig ein neues Gleichgewicht ein zwischen der Lösung des Stoffes (in der mobilen Phase) und der Adsorption des Stoffes (an die stationäre Phase). Nimmt man die Folie aus dem Gefäß und trocknet sie, so befindet sich der "Fleck" jeder Komponente der Probe auf einer ganz bestimmten Höhe des Chromatogramms (wobei sich die Farbstoffmengen der mobilen und der stationären Phase nach der Trocknung der Folie an jedem Ort jeweils addieren). Die Trennung kommt dadurch zustande, dass sich die Substanzen verschieden gut in der mobilen Phase lösen und weitertransportiert werden. verschieden fest an die feste Phase angelagern (Adsorption). Der Rf-Wert Je besser sich eine Substanz im wandernden Lösungsmittel löst und je kleiner ihre Affinität zum Trägermaterial ist, desto schneller und weiter wird sie mit dem Lösungsmittel wandern. Daraus ergibt sich als eine charakteristische Größe der Rf-Wert ("Ratio of front") der Substanz (Wanderungsstrecke der Substanz / gesamte Wanderungsstrecke des Lösungsmittels). Der maximale Rf-Wert beträgt somit 1, meist liegt er deutlich darunter. Er hängt von der chemischen Struktur der Substanz, vom Trägermaterial und vom Lösungsmittelgemisch ab (Kammmersättigung und konstante Versuchstemperatur werden vorausgesetzt). Jonas Hostettler vom Departement Chemie der Universität Basel hat ein kleines Simulationsprogramm entwickelt und für die Veröffentlichung zur Verfügung gestellt. Es eignet sich sehr gut als Ergänzung zu den eher trockenen Erklärungen der Vorgänge bei der multiplen Verteilung (Beamerpräsentation, Nutzung am heimischen Rechner oder im Computerraum). In dem ZIP-Ordner "dc_simulation_verteilung" (siehe unten) finden Sie die Datei "Verteilung.htm", mit der Sie das Programm per Mausklick starten (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken). Weisen Sie Ihre Schülerinnen und Schülern darauf hin, dass in den Reagenzgläsern die untere (grüne) Phase der stationären Phase, die obere (blaugrüne) Phase der mobilen Phase, also dem Fließ- oder Laufmittel, entspricht. Um die Simulation starten zu können, müssen für die beiden zu trennenden Stoffe Verteilungskoeffizienten (v) Werte eintragen werden. Mit dem Wert für "i" geben Sie die Zahl der im ersten Schritt zu simulierenden Trennschritte vor. Durch den Klick auf "Rechne!" wird dann das multiplikative Gleichgewicht für eine entsprechende Zahl von Reagenzgläsern berechnet. Die Konzentrationen der Stoffe werden als Balkendiagramme dargestellt. Dabei werden leider nur die Konzentrationen in der mobilen Phase (grün) berücksichtigt. Durch Klick auf "i+1" wird jeweils ein weiterer Trennschritt berechnet. (Aus programmiertechnischen Gründen startet die Software bei i-Werten, die größer sind als eins, jeweils beim "letzten" Trennschritt.) Die Excel-Dateien können zur Unterstützung des Unterrichtsgespräches eingesetzt werden. Dazu sind lediglich ein Präsentationsrechner und ein Beamer erforderlich. Machen Sie sich mit den Simulationen vor der Verwendung im Unterricht vertraut. Verwenden Sie am besten die Verteilungskoeffizienten 0,5 für den roten und blauen Farbstoff - hier werden die Zahlenreihen am verständlichsten. Die Funktionen und Eigenschaften der beiden Excel-Simulationen werden in den folgenden Abschnitten dargestellt. Darstellung der multiplikativen Verteilung Mit der Datei "1_multiplikative_verteilung_5_schritte.xls" (Abb. 2, Platzhalter bitte anklicken) wird eine Stofftrennung (rechnerisch) mit nur fünf Trennschritten simuliert: Die Konzentrationen eines roten und eines blauen Farbstoffs in der mobilen und der stationären Phase werden rechnerisch und grafisch dargestellt. Die Konzentrationen und die Verteilungskoeffizienten der Stoffe (rote Zahlen = roter Farbstoff, blaue Zahlen = blauer Farbstoff) lassen sich ändern. Die Ergebnisse werden jeweils in einer Grafik ("Multiple Verteilung - stationäre und mobile Phase") dargestellt, die sich den eingegeben Werten automatisch anpasst. In der Spalte B steht "GG" für die Einstellung des Gleichgewichtes, der nach rechts gerichtete Pfeil für das "Vorrücken" der Fließmittelfront. Variation der Verteilungskoeffizienten In den Feldern L2 und L4 (siehe Abb. 3) können die Verteilungskoeffizienten geändert werden (Werte zwischen 0 und 1). Experimentieren Sie mit verschiedenen Werten. Diese Felder geben an, zu welchen Anteilen die beiden Stoffe in die mobile Phase übergehen: In Feld D6 steht dann der Anteil roten Farbstoffs, der in die mobile Phase übergeht (0,25 entspricht 25 Prozent), im Feld G6 der Anteil roten Farbstoffs, den die stationäre Phase in dem jeweiligen Schritt absorbiert (1 - 0,25 = 0,75; also 75 Prozent). Um den Inhalt der Felder D6 und G6 brauchen Sie sich nicht zu kümmern - ihre Werte richten sich nach der Eingabe in L2 und L4 (Vorgabe der Verteilungskoeffizienten). Stoffmengen In den Feldern E2 und E4 (Abb. 3) können die Stoffmengen variiert werden. Werte unter zehn liefern im Graphen zu flache Kurven und werden nicht angenommen. Wie werden die Berechnungen durchgeführt? Die gelb unterlegten Felder (siehe Abb. 4 und Abb. 5) enthalten die Stoffmengen der mobilen Phase, die blau unterlegten enthalten die absorbierten Anteile der stationären Phase. Vor dem Weiterwandern der mobilen Phase, also hinter der Fließmittelfront, findet eine Gleichgewichtseinstellung statt (Abb. 4). Nach der Gleichgewichtseinstellung wandert die mobile Phase weiter - zunächst ohne erneute Gleichgewichtseinstellung (Abb. 5). Danach findet wieder eine Gleichgewichtseinstellung statt und das Fließmittel wandert wieder eine Zelle weiter - und so geht es weiter, bis fünf Trennschritte simuliert sind. Ganz unten in der Tabelle (Zeile 48 und 49, siehe Abb. 2) werden die Stoffmengen der stationären und der mobilen Phase für jeden Farbstoff und jede Zelle addiert. Diese Werte erscheinen in der Grafik. Natürlich sind fünf Trennschritte noch zu wenig, um eine scharfe Trennung der Farbstoffe zu simulieren. Dies ist mit der zweiten Excel-Datei möglich (2_multiplikative_verteilung_stat _mobil_10_schritte.xls), die zehn Trennschritte simuliert (Abb. 6, Platzhalter bitte anklicken). Dabei werden die Verteilungen in der stationären und mobilen Phase - im Unterschied zur ersten Simulation - zusammengefasst. Dies ist im Vergleich zur ersten Simulation ein Vorteil: dort müssen bei der Betrachtung der Trennschritte die Stoffmengen der mobilen und der stationären Phase jeweils addiert werden. Wieder gilt: Rote Zahlen gelten für den roten, blaue für den blauen Farbstoff. Wie funktioniert diese "Zusammenfassung" der Stoffmengen in der stationären und mobilen Phase? Betrachten wir in Abb. 7 das oval markierte Feld E14. Wir wollen gerade die Teilchenmengen berechnen, die im dritten Trennschritt anfallen. E14 wird mit zwei Teilchenmengen "versorgt": Von der Zelle davor kommt der Anteil an Substanz hinzu, der in ihr in die mobile Phase übergegangen ist ("C12*D6", also das Produkt der Werte aus den Zellen C12 und D6) und weitertransportiert wird (grüner Pfeil). Zusätzlich kommt der Inhalt der Zelle hinzu, der von der stationären Phase festgehalten (E12*G6) und nicht weiter transportiert wird (roter Pfeil). Für eine detaillierte und mehr schrittweise Betrachtung der Einzelvorgänge ist die Excel-Datei mit den fünf Schritten geeigneter - besonders für jüngere Lernende. Erfahrungsgemäß verstehen Schülerinnen und Schüler des Gymnasiums (ab Klasse 10) die gekoppelten Vorgänge in der Excel-Simulation mit zehn Schritten gut - zumal das zweite Excel-Arbeitblatt auch noch eine Grafik zeigt, die nur fünf Trennschritte darstellt (in Abb. 6 nicht dargestellt): man erkennt im Vergleich mit dem oberen Diagramm (zehn Trennschritte) deutlich den Unterschied, der sich mit der steigenden Zahl der Trennschritte einstellt. Hier noch zwei wichtige Hinweise: Sie können sich bei geöffneter Excel-Datei die verwendeten Formeln anzeigen lassen. Klicken Sie auf "Extras", "Formelüberwachung", "Formelüberwachungsmodus". Der "Klick-Rückweg" führt zur normalen Tabellendarstellung zurück. Beim Schließen der Excel-Datei sollten die vorgenommenen Änderungen nicht gespeichert werden (Abb. 8). So bleibt der Originalzustand der Simulationen erhalten. Im Rahmen einer Projektarbeit können die Schülerinnen und Schüler - je nach Interesse und Fähigkeiten - in selbständiger Arbeit das mathematische Modell zur multiplikativen Verteilung mit einer objekt-orientierten Programmiersprache wir zum Beispiel Visual Basic "automatisieren". So lassen sich über Hundert Trennschritte in einer "Schleife" berechnen. Die Diagramme der Auftrennung werden so erheblich klarer und aussagekräftiger. Mit der Dünnschichtchromatographie kann man Farbstoffgemische auftrennen und zeigen, dass eine scheinbar einfarbige Lösung oder die Farbe eines Faserschreibers oft aus vielen Einzelkomponenten unterschiedlicher Farbe besteht. Die Auftrennung verschiedenfarbiger Faserschreiber liefert - abhängig von der Herstellerfirma und der Farbe - optisch eindrucksvolle Resultate. Dabei kann zum Beispiel untersucht werden, welcher Herstellerfirma ein Faserschreiber zuzuordnen ist. Abb. 9 zeigt einige Ergebnisse aus Schülerversuchen. Die Betrachtung der getrockneten Chromatogramme unter langwelligem UV-Licht (UV-Lampe nicht auf die Augen richten beziehungsweise in die Lampe hineinsehen, im Idealfall Schutzbrillen verwenden!) zeigt - je nach Fabrikat und Farbe - schwach fluoreszierende Zusatzstoffe, die im Tageslicht die Brillanz der Farben erhöhen. Bereitgestellt werden müssen die Dünnschichtchromatographie-Folien (siehe "dc_versuch_1_farbstoffe.pdf"), Trennkammern mit Deckeln, eine Flasche mit vorbereitetem Fließmittel, ein Trichter, weiche Bleistifte (zur Markierung der Folien) und eventuell eine UV-Lampe mit umschaltbarem Wellenlängenbereich. Das verwendete Laufmittel enthält Acetonitril (siehe "dc_versuch_1_farbstoffe.pdf"). Es liefert in kurzer Zeit sehr gute Trennerfolge und ist für Schülerversuche noch zugelassen. Führen Sie den Versuch nur in einem gut ziehenden Abzug durch. Nach der Chromatographie wird Fließmittel aus den Gefäßen durch einen Trichter ins Vorratsgefäß zurückgegeben. Die Filter werden seitlich an die Gefäße gestellt und unter dem Abzug getrocknet. Achten Sie bei längerer Lagerung des Laufmittels auf den pH-Wert - er sollte bei etwa 7,0 liegen. Farbstifte bringen die Schülerinnen und Schüler mit. Achten Sie jedoch darauf, dass keine Permanentstifte verwendet werden. Als Lehrkräfte müssen wir bei den weiteren Versuchen dieser Unterrichtseinheit immer wieder auf die exakten Vorbereitungen zurückgreifen und uns darauf verlassen können, dass die Schülerinnen und Schüler selbstständig die Folien vorbereiten, die Stoffe auftragen und die Trennung sorgfältig durchführen können. Achten Sie bei diesem ersten Versuch daher besonders auf folgende Punkte: Sind alle Folien ordnungsgemäß vorbereitet? Sind auf den Folien Farbe und Fabrikat der Farbstifte vermerkt? Sind die Folien mit dem Namen der Arbeitsgruppe beschriftet? Weiß jede Arbeitsgruppe, welches Gefäß und welche Folie zu ihr gehört? Werden die Farbtupfer nicht zu dick aufgebracht? Zu viel Farbstoff führt zu verschmierten Flecken, daher gilt: Weniger ist mehr! Beim Auftragen der Proben lieber mehrmals tüpfeln - Proben dabei zwischendurch trocknen lassen. Lassen die Schülerinnen und Schüler die Folie einfach in die Chromatographiekammer fallen? Tauchen die Farbtupfer nicht in das Fließmittel ein? Vergleichen die Lernenden die Trennergebnisse mit anderen Arbeitsgruppen? Nach dem spielerischen Einsteig wird nun eine anspruchsvollere Aufgabe wissenschaftlich exakt bearbeitet. Die Datei "dc_versuch 2_schmerzmittel.pdf" (siehe unten) liefert neben einer Liste mit den benötigten Materialien eine genaue Versuchsvorschrift - von der Vorbereitung der Folie bis hin zur Auswertung der Ergebnisse unter UV-Licht (Abb. 10). Zeigen Sie den Schülerinnen und Schülern vor Versuchsbeginn die weißen Substanzen in Reinform (Acetylsalicylsäure, Coffein, Paracetamol; Sie benötigen diese Stoffe bei der Chromatoghraphie auch als Referenzsubstanzen). Sie werden gleich die Problematik erkennen, dass weiße (oder farblose) Stoffe auf dem weißen Folienbelag bei Tageslicht nicht sichtbar sind. Bei der Frage nach Möglichkeiten zum Nachweis "unsichtbarer" Substanzen können die Schülerinnen und Schüler - spätestens nach dem Hinweis auf die Geldscheinprüfung - die Begriffe UV-Licht oder Fluoreszenz ins Spiel bringen. Bitte halten Sie die vorgegebenen Stoff- und Lösungsmittelmengen ein - sie sind erprobt (siehe "dc_versuch 2_schmerzmittel.pdf"). Aspirin (Acetylsalicylsäure) in methanolischer Lösung sollte nicht zu lange aufbewahrt werden oder gar mit Luftfeuchtigkeit in Kontakt kommen. Es findet eine langsame Hydrolyse beziehungsweise Umesterung statt. Die entstehende Salicylsäure erzeugt im Chromatogramm oberhalb des Aspirins einen diffusen, blau fluoreszierenden Fleck, der sehr störend ist. Verwenden Sie daher nur frisch zubereitete Aspirinlösungen. Verwenden Sie als Analysenprobe möglichst Schmerztabletten, die entweder alle drei Vergleichssubstanzen oder mindestens zwei davon enthalten. Führen Sie den Versuch nur unter einem gut ziehenden Abzug durch und beachten Sie die Brennbarkeit der Lösungsmittel! Die Markierung der Lösungsmittelfront muss sofort nach der Entnahme der Folie aus dem Chromatographiegefäß erfolgen, sonst ist sie nicht mehr eindeutig erkennbar. Betrachten Sie nur völlig trockene Folien unter UV-Licht. Richten Sie die Lampe nie auf Augen. Weisen Sie die Schülerinnen und Schüler dauf hin, nie in die Lampe zu blicken (im Idealfall Schutzbrillen verwenden). Bei der Betrachtung der Folien unter UV-Licht (254 nm) fluoresziert die weiße Trägersubstanz durch ihren Fluoreszensfarbstoff grünlich. Farblose Substanzen, die nicht fluoreszieren, schwächen die Fluoreszens des Trägermaterials und machen sich als "dunkle Flecken" bemerkbar. Die Schülerinnen und Schüler umfahren diese Flecken der aufgetrennten Substanzen vorsichtig mit einem weichen Bleistift. Besonders intensive Flecke werden schraffiert. Dabei ist darauf zu achten, dass die weiße Schicht der Folie nicht beschädigt wird. Achten Sie auch darauf, dass die Gruppen ihre Markierungen bei Tageslicht kontrollieren und noch einmal mit dem Erscheinungsbild unter UV-Licht vergleichen, bevor sie die Lampe verlassen: Wurde auch kein Fleck vergessen? Wurden besonders intensive Flecken schraffiert? Dies sind die Voraussetzung für klare Aussagen: Was sind die Rf-Werte für die Referenzsubstanzen Aspirin, Coffein und Paracetamol? Welche "Flecke" mit gleichem Rf-Wert sieht man bei der Schmerzmittelprobe? Abb. 11 zeigt das Ergebnis der Auswertung eines Schülerversuchs (a: Ergebnis unter UV-Licht; b: beschriftete Originalfolie). Die Schülerinnen und Schüler zeigen sich überrascht, wenn zum Beispiel bei einer Gruppe ein "Fleck" auftaucht, der keiner Referenzsubstanz zugeordnet werden kann. Eine "heimliche" Zugabe von 100 mg Ibuprofen zur Lösung der Analysenprobe liefert einen solchen "Rätselfleck", der zu weiterführenden Überlegungen anregen und die Bedeutung der Chromatographie als einfache Methode zum Aufspüren von Verunreinigungen verdeutlichen soll: Um welchen Stoff (welche Verunreinigung) kann es sich handeln? Welche wirksamen (rezeptfreien) Substanzen zur Schmerzbekämpfung gibt es sonst noch? Wie könnte man die unbekannte Substanz identifizieren? Die Schülerinnen und Schüler können die Aufgabe erhalten, die Zusammensetzung gängiger Schmerztabletten im Internet zu recherchieren und zumindest eine Auswahl der für die Zuordnung ihrer Probe in Frage kommenden Präparate zu erstellen. Erfahrungsgemäß erweisen sie sich dabei als sehr findig! Die Schülerinnen und Schüler sollen nun auf der Basis ihrer experimentellen Erfahrungen die benötigten Geräte selbst zusammenstellen (Hilfestellung durch die Lehrkraft), die Chemikalien und Proben besorgen und den Versuch eigenverantwortlich durchführen und auswerten. Die Anleitungen zu den folgenden drei Experimenten (Trennung von Paprika-, Curry- und Blattfarbstoffen) sind daher nicht mehr so ausführlich. Gegebenenfalls können die Lernenden auch noch weitere Anleitungen recherchieren und Experimente durchführen. Beachten Sie bei den hier vorgeschlagenen Pflanzenfarbstoff-Chromatographien folgende Punkte: Frische Ausgangsmaterialien Besonders beim Paprikapulver ist darauf zu achten, dass es frisch ist und nicht längere Zeit Luft und Licht ausgesetzt wurde. Feuergefährliches Fließmittel Besondere Vorsicht ist bei der Entwicklung der Chromatogramme geboten. Dies sollte nur im gut ziehenden Abzug erfolgen. Verwenden Sie hier keine offenen Flammen, keine heißen Gegenstände und keine Handys (Fotoblitz)! Um die Entzündung feuergefährlicher Lösungsmittel auszuschließen, fotografieren Sie die Chromatogramme nie unter dem Abzug. Lichtempfindliche Substanzen Die Entwicklung der Chromatogramme findet sowieso im Abzug statt - daher dürfte Licht- oder gar Sonneneinstrahlung dabei kein Thema sein. Nach dem Trocknen sollten die Chromatogramme lichtgeschützt aufbewahrt werden. Paprikafarbstoffe Abb. 12 zeigt ein Chromatogramm von Paprika-Farbstoffen. Je nach Paprikasorte können auch weniger Banden erzielt werden. Die hier verwendeten Paprika-Früchte stammten aus Ungarn. Curry- beziehungsweise Curcuma-Farbstoffe Bei der chromatographischen Analyse von Curcuma sollten sich fünf Flecke ergeben: drei gelbe (Rf-Werte 0,17, 0,29 und 0,46) und zwei blau fluoreszierende (Rf-Werte 0,25 und 0,54). Bei Currypulver erhält man mindestens einen intensiv orangefarbigen Fleck und drei gelbe Flecke mit kleineren Rf-Werten. Die aufgetrennten Blattfarbstoffe (Abb. 13) unterscheiden sich farblich teilweise nur durch Nuancen: Carotine (goldgelb) Phaeophytin (olivgrün) Chlorophyll a (blaugrün) Chlorophyll b (gelbgrün) Lutein (graugelb) Violaxanthin (gelb) Neoxanthin (gelb) Im Unterricht kann die Dünnschichtchromatographie auch als Möglichkeit zum Nachweis von Verunreinigungen beziehungsweise Fremdsubstanzen bei illegalen Modedrogen wie Exstacy oder Speed thematisiert werden - mit dem ausdrücklichen Hinweis, dass diese toxischen Fremdsubstanzen oft einen beträchtlichen Anteil der Droge ausmachen, teils absichtlich zugegeben werden und andere bei der Herstellung unvermeidbar als Nebenprodukte entstehen, die weder bekannt noch toxikologisch geprüft sind. Die Abnehmerinnen und Konsumenten der Drogen sind daher Versuchskaninchen, um deren Gesundheit und die Spätfolgen (Krebs, cerebrale Effekte, persönlichkeitsverändernde Wirkungen) sich niemand kümmert. Die Vermeidung oder Beseitigung gesundheitsschädlicher Nebenprodukte hätte Zeit-, Substanz- und damit Einnahmeverluste der "Produzenten", Dealerinnen und Dealer zur Folge. "Cash" ist deren Maxime, das erhebliche gesundheitliche und psychische "Restrisiko" tragen allein die Abnehmer und Konsumentinnen. Dieser Aspekt ist als Übergang oder Anknüpfungspunkt zu einer fachübergreifenden Unterrichtseinheit zum Thema "Suchtstoffe und Drogen" gut geeignet.

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Übungen zur einfachen WENN-Funktion

Unterrichtseinheit

Die Wenn-Funktion in der Tabellenkalkulation zu beherrschen stellt eine Grundlage in vielen kaufmännischen Berufsausbildungen dar. Die folgende Unterrichtseinheit dient zur Ergänzung und Vertiefung dieses Inhaltes, auf den Ausbildungsbetriebe zunehmend mehr Wert legen.Die Lernenden entwickeln in dieser Unterrichtsstunde eine Excel-Tabelle auf Basis eines kaufmännischen Fallbeispiels. Dabei wenden sie ihr Vorwissen praktisch an. Als Einstieg dient die folgende Situation: Der Geschäftsführer der M GmbH ist es leid, die Provisionen und Prämien seiner Handelsvertreter ?zu Fuß? auszurechnen. Deshalb sollen die Schülerinnen und Schüler für ihn eine Tabelle erstellen, die ihm, nachdem er die Umsätze eingegeben hat, alle relevanten Informationen automatisch anzeigt.Die Unterrichtseinheit dient dazu, die vorab in MS-Excel oder einer anderen Tabellenkalkulationssoftware erworbenen Kenntnisse zu erweitern und zu vertiefen. Dabei werden Schülerinnen und Schüler mit einer Situation aus dem kaufmännischen Bereich konfrontiert, die es zusätzlich ermöglicht, auf betriebswirtschaftliche Inhalte aus dem Bereich Marketing einzugehen. Unterrichtsablauf Für die Durchführung dieser Unterrichtsstunden benötigen die Schülerinnen und Schüler grundlegende Kenntnisse des Tabellenkalkulationsprogramms MS-Excel zur einfachen Wenn-Funktion, Summenformel, Formatierung, zu relativen und absoluten Zellbezügen und zum Kopieren von Zellbezügen. Die Schülerinnen und Schüler sollen MS-Excel-Funktionen, insbesondere die einfache Wenn-Funktion, zur Lösung eines berufsnahen Problems einsetzen. die Wenn-Funktion auf Problemstellungen aus der beruflichen Praxis übertragen. erkennen, dass MS-Excel ein vielseitiges, anwenderfreundliches und anpassungsfähiges Werkzeug ist. Titel Übungen zur einfachen WENN-Funktion Autorin Markus Niederastroth Fach Wirtschaftsinformatik, Informationswirtschaft Zielgruppe Kaufmännische Berufsschulklassen, Höhere Handelsschule, Wirtschaftsgymnasium Zeitumfang 2 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen ein Computer für zwei Lernende, MS-Excel 2003, Beamer, Whiteboard oder Tafel Als Einstieg dient die folgende Situation: Die Schülerinnen und Schüler sollen im Auftrag des Geschäftsführers der M GmbH eine Excel-Tabelle erstellen, die es diesem ermöglicht, nach Eingabe des Umsatzes seiner einzelnen Handelsvertreter automatisch deren Provision, Prämie und gegebenenfalls Fortbildungsbedarf zu ermitteln. Weiterhin hat der Geschäftsführer auch hinsichtlich des Layouts konkrete Vorstellungen. Bevor die Schülerinnen und Schüler damit beginnen, die MS-Excel-Tabelle zu kreieren, macht es Sinn, den kaufmännischen Hintergrund zu klären. Je nach Vorwissen kann hier der Handelsvertreter an sich, seine Rolle im Vertrieb und seine Vor- und Nachteile gegenüber dem Absatzmittler und dem Reisenden thematisiert werden. Für Schülerinnen und Schüler, die bereits über diese Kenntnisse verfügen, ist es vielleicht spannend, sich mit der Dialogmethode zu beschäftigen. Exemplarisch stellt ein Schüler oder eine Schülerin sein/ihr Ergebnis über den Beamer der Klasse vor. Dabei werden abweichende Ergebnisse und Probleme besprochen. Weitere Übungen und Arbeitsblätter zum Thema können als Hausaufgabe und zur Prüfungsvorbereitung verteilt werden.

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

Trojaner als Computerschädlinge

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit geht es um die Funktionsweise eines Trojaners und die Sensibilisierung für die Gefährlichkeit dieses Schädlings.Viren, Würmer und Trojaner werden in allen berufsbildenden und teilweise auch allgemein bildenden Schulen im Bereich Informatik oder Wirtschaftsinformatik behandelt. Zum Verständnis sollen im Vorfeld bei den Schülerinnen und Schülern grundlegende Computer-Anwendungskenntnisse sowie Kenntnisse über die Funktionsweise und die Möglichkeiten des Internets vorhanden sein. Diese Lerneinheit geht nicht in die Tiefe, sondern möchte in erster Linie mit Hilfe eines Videos aus dem öffentlich-rechtlichen Fernsehen auf die Gefahren aufmerksam machen und für das Thema sensibilisieren. Zielsetzung Ziel der Lerneinheit ist die Sensibilisierung der Schülerinnen und Schüler für die Gefahr des Computerschädlings Trojaner. Weiterhin werden mögliche Schutzmaßnahmen auch für Privatleute erarbeitet. Technik und Ausstattung Für die Präsentation des Vodcasts im Klassenraum benötigt man einen PC der Lehrkraft mit Beameranschluss und Lautsprecher, sodass das Video gemeinsam im Plenum angeschaut werden kann. Alternativ bietet sich das Abspielen an individuellen Computerarbeitsplätzen an. Auch hier ist ein Breitbandanschluss von Vorteil. Alle Rechner sollten mit Soundkarte und Kopfhörer sowie mit dem Plugin ausgestattet sein. Erarbeitung und Sicherung In der Erarbeitungsphase werden die Fachfragen zu den Inhalten der Sendung beantwortet und ein Informationsflyer zum Schutz vor Trojanern konzipiert. Aktuell bietet sich die thematische Auseinandersetzung mit dem so genannten Bundestrojaner an. Schließlich präsentieren die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse und diskutieren über Vor- und Nachteile des Bundestrojaners.Die Schülerinnen und Schüler lernen die Fachbegriffe Trojaner und Computerschädlinge kennen. beschreiben den Infektionsweg eines Trojaners. benennen die Schäden eines Trojaners schätzen sie ab. kennen und beschreiben Schutzmöglichkeiten. schätzen die Bedeutung eines aktuellen Schutzprogramms ein.

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

Zahldarstellung verschiedener Völker mit WebQuests

Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtseinheit bietet Einsichten in das System der Römischen Zahlen sowie in die Zahlsysteme von fünf weiteren Hochkulturen. Mit dem Einsatz von Prima(r)WebQuests wird darüber hinaus ein Teil zur Medienerziehung geleistet. Nach einer kurzen Einführung in die Methode des WebQuests erarbeiten die Schülerinnen und Schüler in Gruppen je ein Prima(r)WebQuest zum Zahlsystem einer Hochkultur. Die einzelnen Gruppen erhalten Informationen über die Zahldarstellung verschiedener Völker und stoßen dabei auf ganz unterschiedliche Zahldarstellungen und Systeme. Daraus resultierend stellen die Kinder Überlegungen zu unserem Zahlsystem an und erkennen, dass dies ein sehr vorteilhaftes und leistungsfähiges System ist. Die Einsicht in unser Zahlsystem wird somit erweitert. Um die Recherche der Gruppen im Internet zielgerichtet zu gestalten, bietet sich der Einsatz von WebQuests in den Expertengruppen an. Jede Gruppe bearbeitet ein WebQuest zu ihrem Thema. Für den Einsatz in der Grundschule empfehlen wir, WebQuests für die Grundschule: Prima(r)WebQuest zu verwenden. Der Einsatz verschiedener Prima(r)WebQuests zu einem größeren Themengebiet hat den Vorteil, dass doppelte und ähnliche Präsentationen, wie sie oft beim Einsatz eines einzigen Prima(r)WebQuests vorkommen, vermieden werden. Die einzelnen Prima(r)WebQuests zu den Zahldarstellungen verschiedener Völker behandeln alle eine andere Zahldarstellung, sind aber von ihrer Struktur und dem Aufbau her ähnlich und unterscheiden sich nur in der Komplexität der verschiedenen Zahldarstellungen und Systeme. Technische Ausstattung Da die Arbeit in Kleingruppen am sinnvollsten ist, werden auch entsprechend viele Computer benötigt. Ideal wäre daher ein Computerraum mit einer ausreichenden Anzahl von Computern mit Internetzugang, wobei dieser nicht unbedingt nötig ist, da alle Seiten auch offline zur Verfügung gestellt werden können. Als sehr geeignet haben sich Laptops bei der Arbeit mit Prima(r)WebQuests erwiesen, da sie in unmittelbarer Nähe der Plakatgestaltung eingesetzt werden können. Erforderlich ist ein Drucker, damit die Arbeitsblätter und die Arbeitsanweisung sowie der Bewertungsbogen ausgedruckt werden können. Organisatorisches Aus Platzgründen können die Gruppen auf zwei Räume aufgeteilt werden. Idealerweise erhält jede Gruppe für die Arbeit am WebQuest einen Laptop. Eventuell können Gruppen auch mit zwei Computern gleichzeitig arbeiten. Es ist aber darauf zu achten, dass auch diese Gruppen gemeinsam die Arbeit erledigen. Für die Plakatgestaltung und für die bevorstehende Präsentation wird jeweils ein Plakat mit Tipps im Klassenzimmer aufgehängt. Leere Plakate, dicke Filzstifte und buntes Papier werden für die Gruppen bereitgestellt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen mit Abschluss ihres Prima(r)WebQuests, dass die ausgewählten Völker früher die Zahlen auf eine andere Art und Weise dargestellt haben. lernen die Zahldarstellung eines Volkes zu schreiben und zu lesen. lernen ein anderes Stellenwertsystem kennen. erhalten Einblicke in die Zahldarstellung verschiedener Völker und deren Stellenwertsysteme. erhalten einen Überblick über die verschiedenen Systeme. erreichen anhand der jeweiligen Prima(r)WebQuests Fachkompetenz der jeweiligen Prima(r)WebQuests: Ägypter Die Schülerinnen und Schüler lernen anhand dieses WebQuests ein anderes System zur Darstellung von Zahlen kennen, bei dem für größere Zahlen immer wieder neue Hyroglyphen gebraucht werden. lernen, dass das Zahlensystem der Alten Ägypter auf einem Dezimalsystem basiert, wobei es jedoch keine Hieroglyphe für die Zahl null gibt. Babylonier Die Schülerinnen und Schüler lernen anhand dieses WebQuests ein anderes Stellenwertsystem kennen, welches Zahlen in 10er und 60er bündelt. lernen, dass bei dem System der Babylonier für größere Zahlen immer mehr Zeichen gebraucht werden. Chinesen Die Schülerinnen und Schüler lernen anhand dieses WebQuests ein ähnliches Stellenwertsystem kennen. Die chinesischen Zahlen wurden in zwei Gruppen eingeteilt – senkrechte und waagrechte. Wollte man größere Zahlen darstellen, benutzte man ein Stellenwertsystem, in diesem wurden Einer, Hunderter und Zehntausender senkrecht geschrieben. Alle Zahlen bauten auf der Zehn auf. Wurde eine Stelle nicht besetzt, ließen die Chinesen eine Lücke. Heute benutzen die Chinesen, wie wir, die Ziffern null bis neun. Griechen Die Schülerinnen und Schüler lernen anhand dieses WebQuests ein anderes Stellenwertsystem kennen, bei dem die Einerreihe (Ziffern von eins bis neun) vorhanden ist und dann in eine Zehnerbündelung übergeht. lernen, dass es für jede Zehner- und Hunderterzahl ein neues Zeichen gibt. Maya Die Schülerinnen und Schüler lernen anhand dieses WebQuests ein anderes Stellenwertsystem kennen, welches bis zur Zahl zwanzig einer alternierenden Fünfer-Vierer-Bündelung folgt. erfahren, dass die Maya auch schon die Zahl null kannten. Römer Die Schülerinnen und Schüler lernen anhand dieses WebQuests ein anderes Stellenwertsystem kennen, welches einer alternierenden Fünfer-Zweier-Bündelung folgt. lernen, dass bei dem System der Römer für größere Zahlen immer wieder neue Zeichen gebraucht werden. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten eine Lerneinheit am Computer und machen dabei Erfahrungen mit dem Prinzip der Verlinkung. lernen das Internet als Informationsquelle kennen. lernen den Computer als Hilfsmittel im Mathematikunterricht kennen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler organisieren sich in der Gruppenarbeit und führen diese produktiv durch. treffen Absprachen bezüglich der Plakatgestaltung und Präsentation in der Gruppe. helfen sich gegenseitig und nehmen Hilfe an. geben qualifizierte Rückmeldungen. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen Informationen aus Texten. bereiten Informationen zur Präsentation auf. lernen, Arbeitsergebnisse zu präsentieren. Schreiber, Christof (2007): Prima(r)WebQuests – WebQuests für die Grundschule modifiziert, In: Computer und Unterricht, Friedrich Verlag, Heft 67, S. 38 - 40. Schreiber, Christof / Langenhan, Julia (2007): Hausaufgaben mit WebQuest statt "lost in cyberspace", In: Lernende Schule, Friedrich Verlag, Heft 37. Bescherer, Christine (2005): WebQuests – Mathematik im Internet erforschen, In: mathematik lehren, Heft 132, Friedrich Verlag, S. 20-23.

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Berufliche Bildung

Potenziale von Audio-Podcasts

Fachartikel

Das Audio-Podcast gewinnt als eine von Sendezeiten unabhängige akustische Informationsquelle an Bedeutung und bietet zahlreiche Möglichkeiten zur Nutzung im Unterricht. Wurden bis vor zehn Jahren Informationen hauptsächlich aus Büchern, Radio, Zeitungen und dem Fernsehen gewonnen, so ergänzen und ersetzen die verschiedenen Varianten des sogenannten Web 2.0 die bisherigen Informationsquellen. Seit 2004 spielen bei der Informationsübermittlung auch Podcasts eine Rolle. Bis zum heutigen Tag haben sie sich rasant verbreitet und halten unlängst Einzug in Bildungseinrichtungen. So können beispielsweise Vorträge und Vorlesungen an einigen Universitäten als Audio-Podcasts auf den heimischen Computer heruntergeladen beziehungsweise online abgespielt werden. Bezogen auf die Unterrichtsgestaltung an Schulen scheint das Podcast immer noch weitgehend ein Fremdwort zu sein, dessen Potenziale bisher nicht ausgeschöpft werden. Podcasts im Unterricht Die einfache Handhabung und die vielfältigen Möglichkeiten des Audio-Podcasts machen es zu einem idealen Medium für den Unterricht und können für viele Fächer neue Perspektiven eröffnen: Zum einen durch die Nutzung des reichhaltigen Angebots vorhandener Audiodateien mit aktuellem Inhalt, zum anderen durch die eigenständige Erstellung von Podcasts, die die Schülerinnen und Schüler in die Lage versetzen, Unterrichtsthemen aktiv und kreativ zu erarbeiten und darzustellen. Die selbst produzierten Podcasts können auch an andere Klassen weitergegeben oder veröffentlicht werden. Nutzung bestehender Podcasts Förderung des verstehenden Hörens Audio-Podcasts können auf vielfältige Weise im Unterricht eingesetzt werden und bieten zudem eine willkommene Abwechslung. So können Podcasts beispielsweise in verschiedenen Unterrichtsphasen genutzt werden, wie etwa als Unterrichtseinstieg zu einem aktuellen Thema. Hierbei wird das Hörverständnis der Schülerinnen und Schüler geschult. Die Erfahrung zeigt, dass einige Lernende selbst nach dem wiederholten Hören eines auditiven Beitrags Schwierigkeiten haben, die wichtigsten Inhalte des Hörstücks wiederzugeben. Ein konkret formulierter Hörauftrag kann hier als Hilfestellung notwendig werden. Allein diese Tatsache unterstreicht die Notwendigkeit und Bedeutung einer verstärkten Einbindung von Audio-Podcasts in den Unterricht. Eine Vielzahl von aktuellen und kostenlosen Angeboten Darüber hinaus eignen sich Audio-Podcasts für das fächerübergreifende Lernen. Ein Beispiel für die Verzahnung mit anderen Fächern wäre der Einstieg in das Themengebiet "Beschaffung" mittels einer telefonischen Kundenanfrage in englischer Sprache. Im Internet findet sich eine Vielzahl an Podcasts, die für den Unterricht interessant sind. Sowohl Privatpersonen als auch Zeitungsverlage und Radiosender bieten unzählige kostenlose und aktuelle für den Unterricht verwertbare Podcasts an. Auch verschiedene Podcastportale helfen das unüberschaubare Angebot an Podcasts kategorisiert darzustellen. Die Erstellung von Podcasts Ein- und mehrdimensionale Podcasts Bei der Erstellung von Audio-Podcasts kann zwischen ein- und mehrdimensionalen (Audio-Blogging) Podcasts unterschieden werden. Eindimensionale Podcasts werden nur von einer Person erstellt und aktualisiert. Sie eignen sich zum Beispiel zur Präsentation von Arbeitsergebnissen. Mehrdimensionale Podcasts sind interakiv geführte Podcasts, bei denen mehrere Personen gemeinsam Inhalte online stellen wie bei einer Online-Diskussion. Die Erstellung von Audiodateien im Schulunterricht ist jedoch an bestimmte Voraussetzungen gebunden. Weil diese sich von Schule zu Schule unterscheiden, sind einige Dinge im Vorfeld zu bedenken und abzuklären. Checkliste zur Podcasterstellung Die folgende Checkliste für Lehrerinnen und Lehrer spricht zentrale Punkte der Unterrichtsplanung an: Überlegungen im Vorfeld Gibt es Kolleginnen und Kollegen, die mich unterstützen könnten? Wie viel Zeit soll die Unterrichtseinheit beanspruchen? Ist die Zeitplanung realistisch? Sind die technischen Voraussetzungen vorhanden (Computer, Software, Mikrofon, Lautsprecher, Kopfhörer, eventuell Beamer)? Funktioniert die Aufnahme an allen Schülerrechnern? Kenne ich mich mit den Zugangsberechtigungen (Internet, Verzeichnis) am PC aus? Steht ein PC-Raum für die geplante Zeit zur Verfügung? Beherrsche ich die Aufnahme-Technik? Habe ich Literatur zu den Sendeformen im Radio/Podcast? Habe ich die folgenden Arbeitsschritte bei der Produktion von Podcasts mit Schülerinnen und Schülern berücksichtigt? Arbeitsschritte bei der Produktion von Podcasts mit Lerngruppen Themenfindung vertrautmachen mit der Aufnahmetechnik (Audioeditor) Probeaufnahme Recherche und Auswahl des Materials Texte schreiben falls Audiodateien veröffentlicht werden: Hinweis auf Urheber- und Nutzungsrechte Aufnahme und Bearbeitung Evaluation der Hörstücke Veröffentlichung im Intranet, Internet, Radio Bei der Erstellung von Podcasts werden der Kreativität keine Grenzen gesetzt. So könnte etwa eine Betriebsbesichtigung (Podtour) vertont oder ein Hörspiel aufgenommen werden. Natürlich liegt es bei der "Verpackung von Wissensinhalten" immer nahe, sich an die üblichen Sendeformen des Radios anzulehnen. Ist das "Produkt" Podcast erst einmal erstellt, so kann es vielfältig verwendet werden. Beispielsweise könnten die Schülerpodcasts für den Unterricht in anderen Klassen verwendet oder im Internet veröffentlicht werden. Chancen und Risiken Ein Überblick über die neuen Möglichkeiten und die eventuellen Einschränkungen der Podcast-Nutzung: Die Frage des Mehrwerts in der Nutzung Neuer Medien Prinzipiell gelten viele der für die Neue Medien allgemein bekannten Chancen und Risiken auch für Podcasts. So haben Schülerinnen und Schüler unter anderem Spaß im Umgang mit Neuen Medien und arbeiten daher motivierter und engagierter im Unterricht mit. Andererseits gibt es beispielsweise kritisch anzumerken, dass durch den Einsatz von Neuen Medien die Gefahr besteht, dass die Unterrichtszeit nicht effektiv genutzt wird und kein Mehrwert im Vergleich zum konventionellen Unterricht geschaffen wird. Die besondere Qualität von Audio-Podcasts Das Besondere an Audio-Podcasts ist, dass sie das konzentrierte Zuhören fördern und zudem in einfacher Weise weitergegeben und verbreitet werden können. Dementsprechend können sie bei der Veröffentlichung im Internet, losgelöst von einem bestimmten Ort und einer bestimmten Zeit, abgerufen und verwendet werden. Gerade diese Flexibilität und Variabilität ist für den berufsbildenden Unterricht von besonderer Bedeutung, da die Lernenden mehrere Lernorte haben. Noch mehr Vorteile bietet der Einsatz von selbst erstellten Podcasts im Schulunterricht, denn sie erhöhen die Lernmotivation der Schülerinnen und Schüler, erweitern die Medienkompetenz, bieten Möglichkeiten Medien kritisch zu hinterfragen, fördern die Kooperationsfähigkeit der Lernenden untereinander, können selbstgesteuertes Lernen initiieren, bieten vielfältige Ansatzpunkte für fächerübergreifendes Lernen und öffnen die Schule nach außen, wenn die Ergebnisse beispielsweise im Internet veröffentlicht werden. Fazit Sicherlich wird für die Erstellung von Podcasts zunächst viel Zeit benötigt, vor allem weil die Schülerinnen und Schüler den Umgang mit dem neuen Medium und der Aufnahmetechnik erst einüben müssen. Sind diese Schwierigkeiten aber erst überwunden, überwiegen die oben erwähnten Vorteile. Bei der Veröffentlichung selbst erstellter Podcasts muss beachtet werden, dass bei der Einbindung von fremdem Material in auditiver und schriftlicher Form in das selbst erstellte Podcast keine Urheber- und Eigentumsrechte verletzt werden.

  • Politik / WiSo / SoWi / Deutsch / Kommunikation / Lesen & Schreiben / Englisch / Mathematik / Rechnen & Logik / Pädagogik

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

Ruanda – Klimadiagramme und -tabellen mit WebGIS

Unterrichtseinheit

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).

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe I

Klimagegensätze in Deutschland

Unterrichtseinheit

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.

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe I

Netzplantechnik

Unterrichtseinheit

Die Unterrichtseinheit "Netzplantechnik" führt in die Grundlagen dieses grafischen Verfahrens ein. Die Schülerinnen und Schüler analysieren Abläufe und stellen sie mithilfe eines Netzplans dar.Die Netzplantechnik bezeichnet ein grafisches Verfahren, um variable Abläufe zu planen, zu analysieren und zu steuern. Vor allem in der Projekt- und Terminplanung finden Netzpläne ihre Anwendung. Beim Einsatz der Netzplantechnik durchdenken Schülerinnen und Schüler komplexe Projekte vollständig, erkennen Abhängigkeiten und bilden diese verschiedenen Informationen dann in einem Netzplan ab. Dabei machen sie ihre ersten theoretischen Erfahrungen im Projekt-Management und werden darüber hinaus auf den Umgang mit Projekt-Management-Software vorbereitet, die in der Regel auf Netzplänen basiert. Bei der Netzplantechnik handelt es sich um eine Reihe von Verfahren zur Analyse, Beschreibung, Planung und Steuerung von Abläufen auf der Grundlage der Graphentheorie. In der folgenden Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler die Critical Path Methode (CPM) kennen. Sie arbeiten dort mit Vorgangspfeilnetzplänen, bei denen die Vorgänge und ihre Beziehung untereinander als Pfeile und die Ereignisse als Knoten dargestellt werden. Bevor die Netzplantechnik bei betrieblichen Problemen Anwendung findet, wird das Verfahren im übersichtlichen Bereich einfacher Kochrezepte geübt. Der frühe Einstieg in praktische Übungen ist für das Konzept des Unterrichts zentral.Den Schülerinnen und Schülern fällt der Einstieg in die Netzplantechnik in der Regel nicht leicht. Die Theorie wirkt anfangs komplex. Besonders die mathematischen Formeln, mit denen die einzelnen Begriffe in der Fachliteratur erklärt werden, erschweren den Zugang. Deshalb ist es sinnvoll, den Theorieteil auf das Nötigste zu beschränken und zügig zu den praktischen Übungen überzugehen. Der Einstieg erfolgt über einfache und bekannte Probleme aus Alltagssituationen, hier am Beispiel überschaubarer Kochrezepte. Haben die Schülerinnen und Schüler ihre ersten Netzpläne entworfen, ist das System in der Regel schnell verstanden. Jetzt kann man sie dazu anleiten, ihre Netzpläne übersichtlicher zu gestalten, denn die einzelnen Vorgänge sollten sich so wenig wie möglich kreuzen. Aber auch der ein oder andere Scheinvorgang ist nicht mehr nötig, wenn man den Vorgang direkt in den entsprechenden Ereignisknoten münden lässt.Die Schülerinnen und Schüler erkennen die Eignung der Netzplantechnik zur Abbildung und Steuerung komplexer Projekte. erstellen aus gegebenen Informationen einen Netzplan und ermitteln die Pufferzeiten sowie den kritischen Pfad eines Projektes. durchdenken komplexe Projekte systematisch und steuern den Projektablauf beim Auftreten von Problemen adäquat.

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

Ursachen der Inflation

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Inflation erarbeiten die Schülerinnen und Schüler die Ursachen der Änderung des Preisniveaus mittels einer Internetrecherche. Ziel ist es, das komplexe Zusammenspiel der verschiedenen Faktoren des Marktes zu durchschauen. Sie selbst erfahren Preissteigerungen im privaten Konsum als unmittelbare Auswirkungen.Der Ursprung des Wortes Inflation (lateinisch; inflare = aufblähen, hineinblasen) deutet auf eine wichtige Voraussetzung anhaltender Preisanstiege hin, nämlich die Aufblähung der Geldmenge. Das bedeutet, dass die Geldmenge in einer Volkswirtschaft auf längere Sicht anhaltend schneller zunimmt als die Gütermenge, weshalb der Geldwert fällt. Das Ausmaß der Änderung des Preisniveaus wird durch Preisindizes gemessen. Der Impuls zu einer Preissteigerung kann von der Nachfrage- oder der Angebotsseite ausgehen. Als nachfragebedingte Beispiele sind die Konsum- und Investitionsinflation zu nennen, angebotsbedingt sollen die Kosten- und Anspruchsinflation genauer erörtert werden. Die eine Hälfte der Schülerinnen und Schüler recherchiert die Inflationsraten der letzten Jahre und stellen diese in einem Programm ihrer Wahl dar. Die andere Hälfte erkundigt sich über die unterschiedlichen Arten der Inflation. Zur Festigung füllen alle Schülerinnen und Schüler anschließend ein Kreuzworträtsel zum Thema Inflation aus.Das Thema "Inflation" aus dem übergeordneten Komplex "Binnenwert des Geldes" ist vielfältig, weshalb einige Reduktionsentscheidungen für die Unterrichtsstunde sinnvoll erscheinen: Im Rahmen der vertikalen Reduktion wird auf die Formen der Inflation verzichtet, in die Folgestunden verschoben werden die Auswirkungen der Inflation. Im Rahmen der horizontalen Reduktion werden die verschiedenen Ursachen anhand von Beispielen verdeutlicht. Die allgemeinen Inhalte werden in Form eines Kreuzworträtsels gesichert. Die Vorgehensweise zur Analyse der Ursachen in Form einer Internetrecherche hat exemplarischen Charakter, da hier die Sach- sowie die Methodenkompetenz gefördert werden. Die Suche nach Inflationsraten und deren grafische Darstellung aus Jahren, die für die Schülerinnen und Schüler eine große emotionale Bedeutung haben, wie das Jahr der Einschulung, der Erlangung der Fachoberschulreife oder des Führerscheins, hat eine motivierende Wirkung. Dadurch fällt es den Lernenden leichter, die Ursachen für die Entwicklung der Inflationsraten zu erkennen.Die Schülerinnen und Schüler grenzen die Ursachen der Inflation auf der Nachfrageseite und der Angebotsseite unterscheiden und voneinander ab. strukturieren, reduzieren und präsentieren die gefundenen Informationen im Programm ihrer Wahl. nutzen selbstständig das Internet zur gezielten Informationsrecherche.

  • Wirtschaft
  • Sekundarstufe II

Arbeitsablauf bei der Diagrammerstellung

Unterrichtseinheit

Tabellenkalkulationsprogramme finden in kaufmännischen Unternehmungen für alltägliche Aufgaben ihre Anwendung. Auch die Arbeit mit einem Präsentationsprogramm sowie die damit verbundenen Präsentationstechniken sind für viele Betriebe eine Selbstverständlichkeit geworden. In dieser Unterrichtsstunde sollen Lernende ihr Wissen zur Diagrammdarstellung mit einem Tabellenkalkulationsprogramm vertiefen. Hierzu gibt es einen Arbeitsauftrag des Gruppenleiters für das Rechnungswesen der Bürodesign GmbH. Die Lernenden sollen Kriterien für den Ablauf der Erstellung von Säulendiagrmmen erarbeiten und diese in einem Präsentationsprogramm darstellen. Vorkenntnisse beider Programme müssen bei den Schülerinnen und Schülern vorhanden sein. Die Stunde knüpft an bereits Erlerntes, der Erstellung von Diagrammen und der Arbeit mit einem Präsentationsprogramm, an. Da die Erstellung von Diagrammen komplex ist, liegt der Schwerpunkt der Stunde in der Beschreibung des Arbeitsablaufes zur Erstellung eines geeigneten Säulendiagramms zur Umsatzentwicklung. Ziel dieser Stunde ist die Beschreibung der notwendigen Arbeitsschritte zur Erstellung eines Säulendiagramms mit den erforderlichen Beschriftungen, sowie der Erstellung von Kriterien wie ein gut gestaltetes Diagramm aussehen sollte. Unterrichtsablauf Der Ablauf der Unterrichtsstunde mit dem Einsatz der Materialien wird hier detailliert erläutert. Die Schülerinnen und Schüler sollen die einzelnen Arbeitsschritte zur Erstellung eines Säulendiagramms in Excel beschreiben können (zum Beispiel Achsenbeschriftung, Diagrammtitel, Legende). Kriterien für die optische Gestaltung von Diagrammen herausarbeiten. Sicherheit im Umgang mit dem Präsentationsprogramm Power-Point erlangen. Inhalte selbstständig erarbeiten, für die Präsentation strukturieren und ihre Präsentationskompetenz stärken. ihre Teamfähigkeit durch die Zusammenarbeit bei der Präsentationsgestaltung am Computer fördern. Thema Arbeitsablauf bei der Diagrammerstellung - Präsentation des Arbeitsablaufs zur Erstellung eines Säulendiagramms in Excel Autorin Claudia Schäfer Fach Wirtschaftsinformatik, Informationswirtschaft Zielgruppe Höhere Handelsschule, Berufsschule (kaufmännische Berufe) Zeitumfang 1 Unterrichtsstunde Technische Voraussetzungen Computer für je ein Schülerpaar, Beamer Planung Arbeitsablauf bei der Diagrammerstellung Achtenhagen: Didaktik des Wirtschaftslehreunterrichts, Opladen 1984. Camiciottoli, Kirch, Langen u. a.: Informationswirtschaft, Bürodesign GmbH. Band 1., 3. Auflage, Troisdorf 2006. Mathes: Wirtschaft unterrichten, Weingarten 1998. Geers: Arbeiten mit Excel 2003, Troisdorf 2004. Lotz / Przybylski, Dr.: Datenverarbeitung Wirtschaftsinformatik, 2. Auflage, Berlin 2006. Einführung Im Einstieg der Stunde werden die Schülerinnen und Schüler mittels OHP-Folie mit einem bewusst unübersichtlich gestalteten Diagramm der Umsatzentwicklung der Bürodesign GmbH konfrontiert. Das Diagramm ist übertrieben farblich gestaltet, enthält keinen Diagrammtitel sowie keine Achsenbeschriftungen. Die Lernenden werden aufgefordert, ihre Meinung zu dem Diagramm zu äußern. Arbeitsauftrag Daraufhin hören die Schülerinnen und Schüler den Telefonanruf des Gruppenleiters für das Rechnungswesen, Herrn Taube, der auf den Anrufbeantworter seiner Sekretärin spricht und sehr verärgert über das erstellte Diagramm ist, das er für eine wichtige Sitzung benötigt. Er bittet Frau Koch, seine Sekretärin, die Auszubildenden damit zu beauftragen, eine Präsentation zu erstellen, aus der die notwendigen Schritte zur Erstellung eines Diagramms hervorgehen, sowie Kriterien aufzuführen, die die optische Gestaltung von Diagrammen betreffen. Durch die in der Einstiegsphase bewusst übertriebene falsche Darstellung des Diagramms sollen die Lernenden auf wesentliche Fehler hingewiesen werden. Die vorgespielten Audio-Files mit dem simulierten Anruf von Herrn Taube, hilft ihnen, sich in die berufliche Lernsituation hineinzuversetzen. Nachdem die Lernenden den Anruf von Herrn Taube gehört haben werden sie aufgefordert, den Arbeitsauftrag wiederzugeben. Dieser wird stichpunktartig auf einem Flip Chart festgehalten. Durch diese Vorgehensweise wird sichergestellt, dass jede/r in der Lerngruppe den Arbeitsauftrag eindeutig erfasst hat. In der Erarbeitungsphase arbeitet die Lerngruppe in drei arbeitsgleichen Gruppen. Die Gruppen erstellen jeweils eine Power-Point-Präsentation. Die themengleiche Gruppenarbeit kann hierbei eine zusätzliche Motivation für die Schülerinnen und Schüler sein. Da es für den Arbeitsauftrag nicht die "richtige Lösung" gibt, wird jede Gruppe ihr Ergebnis im Plenum präsentieren. Zudem soll die Arbeit jeder Gruppe honoriert werden und die Präsentationstechniken sollen eingeübt werden. In der Sicherungsphase soll darüber entschieden werden, welche Präsentation die zweckmäßigste für die obige Aufgabenstellung ist. Um eine Sicherung der Arbeitsergebnisse zusätzlich zu erhalten, hören die Schülerinnen und Schüler am Ende der Stunde einen zweiten simulierten Anruf von Herrn Taube (Gruppenleiter). In diesem Telefonat bittet Herr Taube um die Erstellung eines Berichtes mit den wichtigsten Inhalten der Präsentation. Die Lernenden werden aufgefordert einen solchen Bericht zu verfassen.

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

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