MINT: Willkommen im Fachbereich

In dieser Unterrichtsstunde zu Medienwirkungstheorien und medialer Gewalt lernen Schülerinnen und Schüler verschiedene Medienwirkungstheorien kennen, nehmen kritisch zu ihnen Stellung und beurteilen die Relevanz der Theorien in der sozialpädagogischen Praxis. Es gibt verschiedene Theorien zum Einfluss medial dargestellter Gewalt auf die Gewaltbereitschaft Jugendlicher. Helfen Sie bei der Entscheidung, wie viel Gewaltdarstellung in Medien Jugendlichen zugemutet werden kann? Die Theorie-Kenntnisse sowie Kenntnisse von Fallbeispielen aus der sozialpädagogischen Praxis, die in dieser Unterrichtsstunde erworben werden, vertiefen die Reflexion des persönlichen Verhaltens der Schülerinnen und Schüler beim Medienkonsum. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten in arbeitsteiligen Zufallsgruppen den Inhalt der Medienwirkungstheorien, stellen sich die wesentlichen Aspekte der Theorien in Expertenrunden gegenseitig vor und nehmen kritisch zu ihnen Stellung. Des Weiteren bewerten sie, inwiefern Theorien eine Hilfe zur Beurteilung medialer Gewalt in der sozialpädagogischen Praxis sein können. Die Schülerinnen und Schüler lernen eine Medienwirkungstheorie vertieft und weitere Theorien zur Medienwirkung oberflächlich kennen. finden Pro- und Contra-Argumente zu den verschiedenen Medienwirkungstheorien und können diese begründet vortragen. erkennen die begrenzte Einsetzbarkeit der Medienwirkungstheorien in der sozialpädagogoischen Praxis. arbeiten in Zufallsgruppen ergebnisorientiert zusammen und präsentieren sich gegenseitig die Arbeitsergebnisse.

Eine genaue Beschreibung des scheinbar so einfachen Sachverhaltes der Wurfbewegungen erweist sich als gar nicht so einfach. Interaktive Applets können durch die dynamische Darstellung der geometrischen Zusammenhänge das Verständnis jedoch erheblich erleichtern.Die Flugbahn eines Balles oder eines Steines gehören zu den alltäglichen Erfahrungen aller Schülerinnen und Schüler. Die zugrunde liegenden Wurfbewegungen und Bahnformen stellen dabei einen zentralen Aspekt der klassischen Mechanik dar, der Ausgangspunkt einer eigenen Disziplin ist, der Ballistik. In der hier vorgestellten Unterrichtseinheit werden der waagrechte, der lotrechte und als allgemeiner Fall der schiefe Wurf durch eine Vielzahl von interaktiven Applets erforschbar gemacht und die Gestalt der Bahnformen mathematisch hergeleitet und beschrieben. Welchen Einfluss dabei der Luftwiderstand spielt und in welchen Fällen er außer Acht gelassen werden darf, wird ebenfalls ausführlich beschrieben und an konkreten Aufgabenstellungen erprobt. Als wichtiges Grundprinzip steht in der gesamten Unterrichtseinheit das eigenständige und eigenverantwortliche Arbeiten der Schülerinnen und Schüler im Vordergrund. Der hier vorgestellte Online-Kurs wurde mit dem österreichischen Bildungssoftware Preis L@rnie 2006 ausgezeichnet.Eine Behandlung des Themas "Wurfbewegungen und Bahnformen" ist in den meisten Fällen nur in der vereinfachten Form unter Vernachlässigung des Luftwiderstandes möglich. Eine exaktere Formulierung unter Berücksichtigung der Reibung stößt nämlich schnell an die Grenzen der mathematischen Möglichkeiten der Schüler und Schülerinnen. Doch mit interaktiven Java-Applets ist es durchaus möglich, ein intuitives Verständnis der unterschiedlichen Bahnkurven zu entwickeln. Durch erforschendes Lernen sollen die Schülerinnen und Schüler viele verschiedene Würfe simulieren und deren Eigenschaften studieren. Als wichtige Bemerkung soll noch angeführt werden, dass Simulationen am Computer prinzipiell ein reales Experiment nicht ersetzen können und sollen. Aus didaktischer Sicht sollte keinesfalls auf einige einfache Demonstrationen zu diversen Bahnformen verzichtet werden. Eine Simulation am Computer ermöglicht aber oft eine individuellere Auseinandersetzung mit dem Thema und ist vielfach wesentlich leichter durchzuführen als die Messung einer Bahnkurve unter Berücksichtigung des Luftwiderstandes. Hinweise zur Lernumgebung Tipps zur Behandlung des schiefen Wurfes mit Luftwiderstand und allgemeine Hinweise zum Einsatz der Materialien, Screenshots aus der Lernumgebung und eine Übersicht der Inhalte Die Schülerinnen und Schüler sollen das Unabhängigkeitsprinzip wiedergeben können. den lotrechten und waagerechten Wurf als Spezialfall des schiefen Wurfs klassifizieren können. die Gründe für das Außerachtlassen der Reibung verstehen. wichtige Kenngrößen wie Wurfweite, Wurfhöhe oder Wurfdauer beschreiben und berechnen können. die Unterschiede im (theoretischen) Fall ohne Reibung und im Fall mit Reibung beschreiben können. die verschiedenen Ansätze für die Berücksichtigung des Luftwiderstandes (Stokes, Newton) angeben können. das Verhalten bei komplementären Wurfwinkeln beschreiben können. die Gestalt der Flugbahn angeben können. die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten der Wurfgesetze im Alltag erkennen. Thema Wurfbewegungen mit GeoGebra Autor Andreas Lindner Fach Physik Zielgruppe Jahrgangsstufe 12 Zeitraum 4-6 Stunden (bei Vertiefung auch mehr) Fachliche Voraussetzungen Grundkenntnisse über Vektorrechnung, Zusammenhang Weg/Geschwindigkeit/Beschleunigung, Winkelfunktionen, Differential- und Integralrechnung, Differentialgleichungen Technische Voraussetzungen idealerweise ein Rechner pro Schülerin oder Schüler, Internetbrowser, Java Runtime Environment (Version 1.4.2 oder höher, kostenfreier Download aus dem Internet) Software Die Mathematiksoftware ist zum Betrachten der Arbeitsblätter nicht Voraussetzung, steht aber zum Erstellen von eigenen Konstruktionen kostenfrei zur Verfügung. Die interaktiven Applets bilden das Kernstück dieser Unterrichtseinheit. Zu jedem Applet sind konkrete Aufgabenstellungen formuliert, sodass die Schülerinnen und Schüler durch die Lernumgebung geführt werden. Für die gestellten Aufgaben gibt es immer eine schriftliche oder grafische Lösung. Bei anderen Aufgabenstellungen ist die Lösung oder ein korrekter Lösungsweg direkt aus der Konstruktion ersichtlich. Beim Design der Applets wurde darauf geachtet, dass bei den Aufgabenstellungen die zu verändernden Objekte farblich mit den jeweiligen Begriffen im Fließtext übereinstimmen. Zu einem besseren Verständnis wird der Darstellung der Bahnkurve ohne Reibung immer die Darstellung unter Berücksichtigung der Reibung gegenübergestellt, um so die Unterschiede in Wurfweite, Wurfhöhe und Wurfdauer zu verdeutlichen. Doch bleibt es der Schwerpunktsetzung der Lehrkraft überlassen, auf einzelne Teile des Kurses zu verzichten. So wird eine Behandlung der Wurfbewegungen durchaus auch ohne ein Eingehen auf den Luftwiderstand und die entsprechenden Differentialgleichungen möglich sein, ohne dass deswegen das Verständnis des restlichen Teils der Lernumgebung beeinträchtigt wird. Für die Behandlung des schiefen Wurfes mit Luftwiderstand sei noch angemerkt, dass die Bahnkurve in diesem Fall nicht durch eine geschlossene Kurve angegeben werden kann, sondern es muss eine Fallunterscheidung für die Aufwärts- und Abwärtsbewegung getroffen werden. Der Punkt R beziehungsweise S stellt dabei die bewegte Masse dar, wobei der Weg als Spur gezeigt werden kann. Bei der Lösung der entsprechenden Differentialgleichung muss, um sie überhaupt lösen zu können, schon eine Vereinfachung vorgenommen werden; eine exakte analytische Lösung existiert nicht. Eine näherungsweise Lösung könnte über ein Runge-Kutta-Verfahren ermittelt werden, was aber in dieser Unterrichteinheit nicht durchgeführt wird. Bei allen Berechnungen, die durchgeführt werden sollen, stehen die benötigten Formeln oben auf den jeweiligen Seiten der Lernumgebung zur Verfügung. Alle Umformungen und Berechnungen sind in der Tradition von Lehrbüchern vorgerechnet und können von den Schülerinnen und Schülern nachvollzogen werden. Zur Vertiefung können von der Lehrkraft jederzeit Rechenbeispiele in den Unterricht eingebaut werden, die dann mit den vorgegebenen Formeln gelöst werden können. Wichtige Zusammenfassungen, Erkenntnisse und mathematische Formeln werden in Kästchen deutlich hervorgehoben. Einleitung Durch ein Beispiel aus der Praxis (Kugelstoßen) wird das Problem thematisiert. Unabhängigkeit Interaktives Applet für ein einfaches Erklärungsmodell zum Zustandekommen einer Wurfparabel Freier Fall Interaktives Applets zum freien Fall ohne und mit Reibung Lotrechter Wurf Interaktives Applet Waagerechter Wurf Interaktives Applet Schiefer Wurf Interaktives Applets zum schiefen Wurf ohne und mit Reibung sowie Detailinformationen zu den Differentialgleichungen Berechnungen Wurfzeit (Herleitung der Wurfzeit), Wurfweite (Herleitung der Wurfweite, interaktives Applet zum Komplementärwinkel), Wurfparabel (Herleitung der Wurfparabel samt Scheitel, interaktives Applet), Geschwindigkeit (Berechnung der Bahngeschwindigkeit), Ergebnisse (Zusammenfassung) Beispiel Interessantes Beispiel samt Lösung zum Überprüfen des eigenen Verständnisses, Interaktives Applet Übungen Interaktives Applet, Arbeitsaufgabe mit GeoGebra (Übung 1); Interaktives Applet, Simulation von diversen Wurfbewegungen (Übung 2); Interaktives Applet; konkretes Beispiel aus der Sportwelt (Übung 3)

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Europa entdecken Grundschulkinder Gemeinsamkeiten und Unterschiede in europäischen Kulturen. Dazu arbeiten sie fächer- und klassenübergreifend zusammen und erstellen Materialien wie Kochbücher, Wörterbücher oder Sprachspiele. Schülerinnen und Schüler von internationalen Partnerschulen (oder auch innerhalb von Schulen mit einer heterogenen Schülerschaft) haben in diesem Schulprojekt die Möglichkeit, die Kulturen anderer europäischer Länder Stück für Stück kennenzulernen. Dazu stellen sie ihre eigenen Feste, Bräuche und Traditionen oder ganz einfach ihren Alltag vor. Für den kontinuierlichen Austausch zwischen den Partnerschulen werden E-Mails, Webseiten, Bild- und Videodateien verwendet. Das Projekt zu europäischen Festen, Bräuchen und Traditionen wird in den Unterricht eingebettet, indem alle Lehrerinnen und Lehrer in Teams Aufgabenpakete übernehmen, die sie mit ihren Klassen bearbeiten. Alle Klassen arbeiten so an einem Thema – wie zum Beispiel "gemeinsame Weihnachtsbräuche". Die Kinder legen sich ein Projektheft an, in dem wichtige Informationen gesammelt werden. In einem ersten gemeinsamen Gespräch werden Ideen, Vorstellungen und Anliegen artikuliert und geordnet. Diese dienen dann bei der Weiterführung des Projekts als Stoffsammlung. Europa: Mögliche Themen und Unterrichtsbeispiele In deutschen Lehrplänen sind lebendiges und individuelles Lernen erwünscht. Die folgenden Unterrichtsideen geben Anregungen für die Umsetzung in die Praxis des Projektes "Feste, Bräuche und Traditionen im europäischen Vergleich". Tipps und Tricks: "Feste, Bräuche und Traditionen im europäischen Vergleich" Die Umsetzung der Checklisten-Punkte schafft eine gute Voraussetzung für den reibungslosen Ablauf des Projektes. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen europäische Länder kennen. entwickeln ein Bewusstsein für die Verschiedenheit der Kulturen. lernen fremde Sprachen kennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben den Einsatz und den Umgang mit digitalen Medien. nutzen E-Mails für den Austausch mit der Partnerschule. veröffentlichen Artikel auf der Webseite der Schule. entwickeln eine gemeinsame Webseite. lernen ein Bildbearbeitungsprogramm kennen und arbeiten damit. lernen Webcams kennen und setzen sie ein. Die Schülerinnen und Schüler erlernen Lieder und Spiele der Partnerländer. lernen die Geographie der Nachbarländer kennen. wenden Sprachkenntnisse an und erweitern diese. erfahren geschichtliche Gemeinsamkeiten und Unterschiede. lernen die Kultur des Partnerlandes kennen. stellen vor, worauf sie stolz sind. feiern gemeinsam Feiertage und Feste. betrachten die Entwicklung von Essgewohnheiten und vergleichen die Vergangenheit mit der Moderne. tauschen sich zu ihren Sitten und Gebräuchen aus. vergleichen ihre Landestrachten. Individuelles Lernen Die Schülerinnen und Schüler begrüßen und verabschieden sich: "Guten Morgen! Hallo! Auf Wiedersehen!". stellen sich vor. erstellen Glückwunschkarten. stellen ein Zahlendomino her. ergänzen einen großen Personenumriss mit Kärtchen. malen Bilder und schreiben Geschichten zu Festen, die sie gefeiert haben. Gemeinsames Lernen Die Schülerinnen und Schüler ordnen Gegenstände und Wortkarten zu. stellen ihren eigenen Personenumriss vor. gestalten einen Wandfries. entwerfen Einladungen. tauschen Rezepte aus. kochen und essen gemeinsam. feiern gemeinsam. gestalten Jahreszeitencollagen. tauschen Berichte über historische Stätten und Persönlichkeiten aus. erstellen mehrsprachige Wörterbücher und mehrsprachige Kochbücher. nehmen eine Musik-CD auf. Sprachliche und kulturelle Erfahrungen nutzen Die Schülerinnen und Schüler markieren Herkunftsländer an einer Karte. bringen einfache Reime, Lieder und Gedichte ein (beispielsweise Abzählreime und Spiele). lernen Märchen und Legenden aus verschieden Ländern kennen. gestalten eine Ausstellung. erstellen Beiträge für ein gemeinsames Buch. bereiten landestypische Speisen zu. gestalten ein internationales Rezeptbuch mit Texten und Bildern. erleben ortsübliche Bräuche. stellen einen interkulturellen Festkalender her. entwickeln Spiele. Rechnen Beispiel "Rechnen mit dem EURO": Der Weg des schriftlichen Abziehens ist in allen europäischen Ländern verschieden. Diese Unterschiede werden herausgearbeitet. Parallel dazu kann mit dem Rechenbuch "Wie rechnen unsere europäischen Nachbarn (sechs Länder)?" gearbeitet werden. Lernen lernen Die Schülerinnen und Schüler lernen hinzuhören und nachzufragen. erraten Bedeutungen aufgrund nonverbaler und verbaler Zeichen. nutzen Wortschatzspiele (beispielsweise Wortkarten und Dominos). Über das Projekt informieren Möglicher Skepsis der Eltern kann durch Information über Sinn und Zweck des Projektes "Feste, Bräuche und Traditionen im europäischen Vergleich" entgegengewirkt werden. Verbindliche Termine vereinbaren In südlichen Ländern werden Vereinbarungen häufig sehr unverbindlich formuliert. Damit sich das Projekt weiter entwickelt, sollten zwischen den Partnerschulen gemeinsam Termine vereinbart und auch festgehalten werden. Teamarbeit und Motivation fördern Die beteiligten Lehrerinnen und Lehrer planen die Projektbeiträge gemeinsam und bringen auch persönliche Interessen ein. So werden Teamarbeit und Motivation gefördert. Zusammenarbeit stärken Treffen der beteiligten Lehrerinnen und Lehrer der Partnerschulen fördern Motivation und Zusammenarbeit. Voraussetzungen für die technische Umsetzung planen Webseiten-Generatoren im Internet sind bei der technischen Umsetzung, Kommunikation und Organisation des Projektes "Feste, Bräuche und Traditionen im europäischen Vergleich" nützlich.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Hurrikans lernen die Schülerinnen und Schüler mithilfe von Animationen und Satellitenfilmen die Entstehung eines Hurrikans und den Zugweg der tropischen Wirbelstürme über die Nordhemisphäre kennen.Hurrikane kommen in den Rahmenrichtlinien für den Unterricht der Sekundarstufe I nicht vor. Dennoch werden die Wirbelstürme im Zusammenhang mit der Behandlung der USA im Unterricht meist angeschnitten, wenn auch selten vertiefend behandelt. Während der "Hurrikan-Saison" erlangt das Thema durch die großen Verwüstungen einzelner Stürme jedoch regelmäßig eine hohe Medienpräsenz. Dann lohnt es sich, das große Interesse der Schülerinnen und Schülern an den Naturkatastrophen und ihren Folgen im Unterricht aufzugreifen und die Natur der Wirbelstürme einmal genauer zu betrachten. Die hier vorgestellte Unterrichtseinheit entstand vor dem Hintergrund des Hurrikans Katrina, der Ende August 2005 insbesondere den US Bundesstaat Louisiana heimgesucht und dabei New Orleans und andere Städte verwüstet hat. Die Schülerinnen und Schüler lernen mithilfe von Flash-Animationen die Entstehung eines Hurrikans kennen, arbeiten mit dem kostenfreien NASA-Programm "World Wind" und erstellen selbst eine kleine GIF-Animation zum Zugweg eines Hurrikans. Vorbereitung und Verlauf der Unterrichtseinheit Informationen zur Nutzung des NASA-Programms "World Wind" sowie von GIF-Animatoren Die Schülerinnen und Schüler können die Entstehung eines Hurrikans beschreiben und erklären. kennen die Entstehungsgebiete der Hurrikans. beschreiben am Beispiel des Hurrikans Jeanne (September 2004) den Zugweg eines Wirbelsturms. können mithilfe von Satellitenbildern eine Animation zum Zugweg eines Hurrikans selbstständig erstellen. diskutieren vor dem Hintergrund der Verwüstung von New Orleans mögliche Zivilschutzmaßnahmen. erörtern die Bedeutung der Klimaerwärmung für die Wahrscheinlichkeit der Entstehung starker Hurrikane. Das NASA-Programm "World Wind" Auf allen Schülerrechnern wird die kostenlose NASA-Software "World Wind" verfügbar gemacht. Ausführliche Informationen zur Arbeit mit "World Wind" finden Sie auf der Homepage des Programms. Es dient in dieser Unterrichtseinheit dazu, Bilder des Hurrikans Jeanne auf dem NASA-Server zu finden, zu betrachten und auf dem eigenen Rechner zu speichern, um sie dann mithilfe des GIF-Animators zu einem "eigenen" kleinen Trickfilm zusammen zu bauen. World Wind Hier können Sie die NASA-Software kostenlos herunterladen. Außerdem finden Sie hier FAQs und weitere Infos zur Handhabung der Software. Satellitenbilder "World Wind" sollte im Unterricht nur benutzt werden, wenn eine DSL-Leitung zur Verfügung steht (große Datenmenge!). GIF-Animatoren Für Einsatz im Unterricht stehen verschiedene GIF-Animatoren als Freeware oder Shareware zur Verfügung, beispielsweise Ulead GIF Animator Lite, Microsoft GIF-Animator oder GIF Movie Gear 2. Einstieg in das Thema Die Berichterstattung über die katastrophalen Folgen von Katrina bot genug Stoff für den Einstieg in die Thematik. Bilder und Berichte über die verheerenden Schäden und das Leiden der Menschen aus dem Katastrophengebiet sowie die Sorge um den weltweiten Klimawandel führten schnell zu der Frage, wie "so ein Hurrikane eigentlich entsteht". Animation zur Entstehung eines Hurrikans Die gesamte Unterrichtseinheit fand im Computerraum statt. Die Schülerinnen und Schüler bearbeiteten die Aufgabenstellungen des Online-Arbeitsblattes in Partnerarbeit und wurden aufgefordert, ihre Ergebnisse schriftlich im Heft zu fixieren. Die Animation "So entsteht ein Wirbelsturm" der ZDF Mediathek ist auf dem Online-Arbeitsblatt verlinkt. Die Schülerinnen und Schüler lernen mithilfe der Flash-Animation die Bedingungen für die Entstehung, die Dynamik und die Zugwege der Wirbelstürme kennen. Das ZDF-Video "Wie entsteht ein Hurrikan" enthält weitere Informationen, zum Beispiel zu dem Zusammenhang zwischen Klimaerwärmung und zunehmender Hurrikangefahr, und kann als Zusatzmaterial verwendet werden (Projektion per Beamer). Nutzung des NASA-Programms "World Wind" Um mit dem NASA-Programm Satellitenbilder vom Zugweg des Hurrikans Jeanne betrachten oder herunterladen zu können, benötigt man wegen der große Datenmengen einen Internetzugang mit DSL-Leitung. Die Schülerinnen und Schüler müssen dazu den Web Mapping Server (WMS-Browser) benutzen. Die Bilder von Jeanne finden sich dann auf dem NASA SVS Image Server. Falls die Lernenden mit "World Wind" noch nicht gearbeitet haben, erhalten Sie per Beamer eine Einweisung in die Programmfunktionen. Erstellung einer eigenen Animation Der Umgang mit dem jeweils verwendeten GIF-Animator wird den Schülerinnen und Schülern zu Beginn kurz erläutert, falls keine Vorkenntnisse vorhanden sind. Danach erstellen sie in Partnerarbeit eine eigene kleine Animation, die die Zugbahn des Hurrikans darstellt. Der Umgang mit dem GIF-Animator (hier der Microsoft GIF-Animator) verlief im Wesentlichen reibungslos. Die fertigen Animationen können in einer Cloud-Anwendung wie Dropbox gespeichert werden, auf die die Schülerinnen und Schüler Zugriff haben. Eine Alternative: Nutzung fertiger Animationen Statt der Nutzung von "World Wind" und der Erstellung "eigener" Animationen kann im Unterricht natürlich auch auf "gebrauchsfertige" Satellitenbildfilme aus dem Internet zurückgegriffen werden. Hier einige Beispiele: NASA Scientific Visualization Studio: Hurricane Frances Progression Animationen und Satellitenbilder zum Zugweg von Frances von der Küste Brasiliens bis nach Florida (September 2004); QuickTime Player erforderlich Satellitengeographie im Unterricht: Hurrikan Andrew Die Animation zeigt den Hurrikan Andrew (1992) im infraroten Licht, so dass man auch die Nachtsituationen verfolgen kann; Windows Media Player erforderlich. Diskussion Aufgrund der dramatischen Bilder und Berichte zur Situation in New Orleans diskutieren und bewerten die Schülerinnen und Schüler mögliche Vorbereitungs- und Schutzmaßnahmen (Frühwarnsysteme, Dämme, Evakuierungsmöglichkeiten und -pläne, Krisenmanagement, … ). Vor dem Hintergrund der Klimaerwärmung kann auch der Zusammenhang zwischen einer erhöhten Temperatur der Meere und der Wahrscheinlichkeit der Entstehung starker Wirbelstürme erörtert werden.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "E-Mail-Kontaktbörsen" knüpfen die Schülerinnen und Schüler schulübergreifende Kontakte. Viele Schulen und Klassenräume verfügen mittlerweile über mindestens einen Computer und einen Internetanschluss. Auch zuhause gehören Computer, Tablets und Smartphones und damit auch das Internet zum Alltag von Kindern. Alles ist miteinander vernetzt. Im Zeitalter des Internets und der sozialen Netzwerke bietet es sich daher an, wenn bereits Schülerinnen und Schüler der Grundschule früh Medienkompetenzen entwickeln, um sich sicher im Internet bewegen zu können. Eine Möglichkeiten diese Kompetenzen zu fördern und zu fordern, sind Schulpartnerschaften und (E-Mail-)Kontaktbörsen mit Schulen aus anderen Nationen. Diese fächerübergreifende Unterrichtseinheit unterstützt Lernende der Grundschule bei der Entwicklung von Medienkompetenzen durch den gezielten Einsatz des Computers und fördert sogleich fachliche Sprachkompetenzen in Englisch, indem Texte in Form von E-Mail verfasst werden. Die "Öffnung des Klassenzimmers", gerade im Zusammenhang mit der Einführung von Englisch, bietet den Kindern viele Möglichkeiten, die Fremdsprache anzuwenden und Verständnis für anderer Kulturen zu entwickeln. Kontakte mit Kindern aus englischsprachigen Ländern, von Großbritannien bis Australien, von den USA bis nach Kanada, ergänzen den Englischunterricht und bieten zum Teil die Möglichkeit, sich beim gegenseitigen kommunikativen Austausch zu unterstützen Von hier aus auf Englisch - von dort zurück auf Deutsch. Als Plattform zur Umsetzung des Vorhabens bietet sich beispielsweise eTwinning an. Diese Plattform beschränkt sich bis auf wenige Ausnahme zwar auf Europa, bietet aber Lehrkräften und damit auch den Lernenden eine Plattform, um zu kommunizieren, kooperieren und Projekte zu entwickeln. eTwinning wird dabei von Erasmus+ kofinanziert. Eine Alternative stellt Partnerschulnetz dar. Dort sind aktuell knapp 5000 Schulen registriert (Stand August 2020) und bietet deutschen Schulen die Möglichkeit, sich mit internationalen Schulen auf der ganzen Welt zu vernetzen. Umgekehrt dient es auch als Plattform für ausländische Schulen, um Kontakt mit einer deutschen Schule aufzunehmen. SchoolOnline des British Council ist ein weiteres Portal zu Förderung internationaler Kontakte und des länderübergreifenden Lernens. Nach der kostenlosen Registrierung können Schulen Partnerschulen finden und schnell miteinander kooperieren. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wenden die englische Sprache an. üben den gegenseitigen kommunikativen Austausch. erschließen Texte Sinn entnehmend. messen und vergleichen Wetterdaten. tauschen Kochrezepte aus und probieren sie aus. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen den Umgang mit E-Mails. erfahren die E-Mail als sinnvolles Kommunikationsmittel. erstellen Fotos mit der Digitalkamera und versenden sie als Anhang. Sozialkompetenze Die Schülerinnen und Schüler knüpfen Kontakte und erhalten sie aufrecht. lernen fremde Kulturen kennen. entwickeln Interesse an der Lebensweise anderer Kinder.

Der Wert der Datenbestände eines Unternehmens kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Umso wichtiger ist es für Auszubildende, die Bedeutung geeigneter Passwörter richtig einzuschätzen, um unbefugte Zugriffe auf wichtige Datenbestände zu verhindern. Datenbestände werden immer umfangreicher und stellen für ein Unternehmen einen besonderen Wert dar. Der Verlust von Daten kann die Existenz eines Unternehmens gefährden. Vor diesem Hintergrund erfordert die Thematik des Passwortmanagements eine explizite und umfassende Auseinandersetzung und wird für Beschäftigte zu Grundlagenwissen. Zudem erfordern technologische Veränderungen auch eine curriculare Anpassung der Themenbereiche ?Sicherheit und Datenschutz?. Sicherheitsrisiken bei der Nutzung von IT-Systemen werden in den Medien vielfach thematisiert. Die Umsetzung von Sicherheitsmaßnahmen wird hingegen meist als ein "notwendiges Übel" behandelt. Kenntnisse über derartige Sicherheitsrisiken gehören aber zu den wesentlichen Schlüsselqualifikationen im Berufsleben. Daher ist es wichtig, die Schülerinnen und Schüler für die Auswirkungen des Passwortmissbrauchs zu sensibilisieren. Ablauf des Unterrichts Der Verlauf der Unterrichtseinheit wird mithilfe von Folien und Arbeitsblättern unterstützt. Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass Datenbestände einen besonderen Wert darstellen und ihr Verlust die Existenz eines Unternehmens gefährden kann. sichere Passwörter erstellen lernen. die Bedeutung des Themenbereichs für ihre eigene Zukunft erkennen. Das Lernziel ist erreicht, wenn die Schülerinnen und Schüler sichere Passwörter generieren. Thema Passwortmanagement Autor Dr. Ingo Benzenberg Fach Informationswirtschaft Zielgruppe Berufsfachschulen Zeitumfang Eine Unterrichtsstunde Technische Voraussetzungen Mindestens ein PC für zwei SchülerInnen, Browser Mozilla oder Mozilla Firefox Planung Sichere Passwörter Einstieg Der Einstieg erfolgt über einen an die Wand projizierten Zeitungsartikel. Dieser dient ei-nerseits der Begriffsklärung "Phishing" und andererseits soll hiermit die gesamte Lerngruppe in den Prozess der Problematisierung eingebunden werden. Die Schülerinnen und Schüler werden durch das Nennen hoher Geldbeträge im Artikel implizieren, dass das Thema Phishing es wert ist, behandelt zu werden. Eine Phishing-Mail, dargestellt mit einem von den meisten Schülerinnen und Schülern verwendeten Programm, soll das Interesse der Lerngruppe wecken und auch einen persönlichen Bezug herstellen. Ich gehe davon aus, dass nur wenige Schülerinnen und Schüler auf Anhieb erkennen werden, dass es sich hier um eine E-Mail handelt, die zum Ziel hat, Passwörter auszuspionieren. Somit wird die Frage im Raum stehen, woran eine echte Mail von einer Bank zu erkennen ist. Im Anschluss an die Klärung dieser Frage werden weitere Möglichkeiten der Passwortspionage thematisiert. Hierbei wird das Phishing im Unternehmen fokussiert und die Qualität von Passwörtern in den Mittelpunkt gestellt. Dabei wird die These vertreten, dass bei einer geringen Passwortqualität, die Phisher sich erst gar nicht die Mühe der fingierten Mails machen brauchen, da einschlägige Software die Passwörter in Minuten identifiziert hätte. Erarbeitung Infolgedessen muss neben einem "kritischen Bewusstsein" für eventuell fingierte Passwortabfragen die Qualität von Passwörtern betrachtet werden. Der Passwort-Qualitätsmesser im Browser "Mozilla" ermöglicht den Schülerinnen und Schülern eine eigenständige Generierung mit anschließender Qualitätsprüfung von Passwörtern. Sicherung Die Lerninhalte sollen über einen Multiple-Choice-Test gesichert werden. Eine Leistungsbewertung wird mit dem Test nicht verfolgt. Dies wird den Schülerinnen und Schülern auch mitgeteilt. Eine weitere Besonderheit des Tests ist, dass alle vorgegebenen Antworten gültig sind. Damit wird nochmals der Charakter einer Lernsicherung bestätigt und im Gegenzug der Charakter einer Leistungsüberprüfung negiert.

Viele Jugendliche kaufen über eBay und können ihre Erfahrungen in einer Unterrichtsreihe zum Kaufvertragsrecht einbringen. Sie profitieren vom neu erworbenen Wissen - insbesondere, wenn der Handel mal nicht so glatt läuft ...Die fachliche Bedeutung des Leistungsortes in Verträgen ist hoch, besonders im Zusammenhang mit der Beurteilung des Übergangs der Transportgefahr und des Gerichtsstandes. Ob im privaten oder beruflichen Bereich, die Kenntnis über den Erfüllungsort ist mit als Entscheidungskriterium bei Kaufverträgen zu berücksichtigen. Im Ergebnis verlangt die Kenntnis über die Transportgefahr eine Entscheidung darüber, ob der Warenwert eine Transportversicherung nahe legt oder nicht.Die grundsätzlich positive Einstellung gegenüber dem Internetangebot von eBay war durchgängig aus Gesprächen vorheriger Unterrichtstunden zu spüren. Jedoch wurden von einzelnen Schülern auch negative Erlebnisse aus dem eBay-Handel diskutiert. Einsatz der Materialien Bei Unterrichtsgesprächen zeigt sich immer wieder eine positive Einstellung gegenüber dem Internetangebot von eBay. Jedoch berichten einzelne Schüler auch von negativen Erfahrungen mit dem eBay-Handel. Die Schülerinnen und Schüler sollen den Wohn- oder Geschäftssitz des Warenschuldners als den Leistungsort definieren, an dem die Warenübergabe erfolgt und damit die Gefahr des zufälligen Untergangs beim Versendungskauf unter Privatleuten verbinden. den Wohn- oder Geschäftssitz des Geldschuldners von dem Ort des Gefahrenübergangs trennen. wissen, dass es für die Leistungen (Geld- bzw. Warenschuld) aus dem Kaufvertrag gesetzliche (zum Privat-Privat-Kauf und Verbrauchsgüterkauf) und/oder vertragliche Regelungen bezüglich des Ortes der Erfüllung der Vertragsleistungen geben kann. potentielle Gefahren des E-Commerce am Beispiel des Transportrisikos beim Versendungskauf realisieren. den Verbraucherschutzgedanken des Gesetzgebers im Hinblick auf Verbrauchsgüterkäufe zwischen Verbrauchern und Unternehmen deuten. Informationsquellen aus dem Internet im Hinblick auf den Gehalt und die Glaubwürdigkeit beurteilen. wahrnehmen, dass es für spezielle Problemstellungen der Berücksichtigung mehrerer Informationsquellen bedarf, um zu einem gesicherten Urteil zu gelangen. Auch wenn die eBay-Diskussionsforen qualifizierte (und juristisch einwandfreie) Tipps von erfahrenen Usern enthalten, finden sich auch immer wieder unqualifizierte Beiträge in den Foren. Die Schülerinnen und Schüler können im Anschluss an diese Unterrichtsstunden die Qualität der einzelnen Beiträge selbstständig beurteilen. Autor Michael Horstmann Thema Die Bedeutung des Erfüllungsortes beim Gefahrenübergang am Beispiel des Versendungskaufs Fach BWL/Rechnungswesen Zielgruppe kaufmännisch orientierte Bildungsgänge Zeitumfang zwei Unterrichtsstunden Technische Voraussetzung Mindestens ein Computer mit Internetzugang pro Arbeitsgruppe Planung Velaufsplan Bedeutung des Erfüllungsortes Einstieg Ein authentisches Fallbeispiel, das mir ein Schüler schilderte, dient in dieser Stunde als Einstieg, um über die Betroffenheit eine möglichst hohe Motivation für das Thema zu erzielen. Problemdefinition Aus dem Fallbeispiel wird das Problem definiert: Hat der Warenschuldner bereits bei Übergabe des Notebooks an den Transporteur seine Vertragsschuld erfüllt? Erarbeitung in der Gruppe Nun recherchieren die Schülerinnen und Schüler anhand unterschiedlicher Informationsquellen (Schulbuch und Internetseiten) eine Lösung für das Problem. Die Bearbeitung der Problemstellung erfolgt in Gruppenarbeit. Die Gruppen bearbeiten alle die gleiche Problemstellung, jedoch mit verschiedenen Hilfsmitteln. Ergebnissicherung In der Phase der Ergebnissicherung stellt ein Gruppensprecher ein Gruppenergebnis dar. In einem anschließenden Unterrichtsgespräch erhalten die anderen Gruppen die Gelegenheit, sich zu dem Sachverhalt zu äußern, um zum Beispiel das Ergebnis zu ergänzen. Die Lehrkraft gliedert die Informationen im Tafelbild 2. Zur Förderung der Schlüsselqualifikation »Kritisches Denken im Umgang mit Informationen« sind zum Abschluss die verschiedenen Informationsquellen hinsichtlich ihrer Ergiebigkeit und Glaubwürdigkeit zu reflektieren. Dabei ist explizit die Gefahr, dass Schulbuchangaben im Laufe der Zeit ihre Gültigkeit verlieren, hervorzuheben. Erkenntnis: Eine Quelle reicht oft nicht! Die unterschiedlichen Ergebnisse der Gruppenarbeitsphase fördern die Erkenntnis, dass eine Informationsquelle aufgrund der schnellen Änderung und der Komplexität von Sachverhalten oft nicht ausreicht. Prüfung der recherchierten Quelle Die Glaubwürdigkeitsprüfung der recherchierten Quellen dient den Schülerinnen und Schülern einerseits für ihre zukünftige schulische aber auch akademische Laufbahn, beim Schreiben von Facharbeiten oder Referaten, und stärkt andererseits ihre Urteilsfähigkeit im privaten und beruflichen Bereich. Dabei gilt es, Sensibilität für den Gehalt frei zugänglicher Informationen zu entwickeln. Mit der Methode der Schnell-Check-Liste wird ein mögliches Instrument für einen routinemäßigen Einsatz zur Glaubwürdigkeitsbeurteilung von Internetseiten angeboten. Erfuellungsort - Material von Michael Horstmann In Ergänzung zu dem sehr guten Material möchte ich auf folgende Internetseite aufmerksam machen: http://www.vis.bayern.de/recht/handel/kaufvertrag/faq.htm (Internetauktionen - häufig gestellte Fragen) Dort wird explizit zwischen Erfüllungsort und Gefahrenübergang beim a) Bürgerlichen Kauf und b) Einseitigen Handelskauf unterschieden. Mit freundlichen Grüßen Gundula Gärtner

Viele Schülerinnen und Schüler der Abschlussklassen sind unmittelbar von Arbeitslosigkeit bedroht. Die Mehrheit von ihnen würde lieber schwarzarbeiten als gar nicht arbeiten. Die Folgen der verbreiteten Schwarzarbeit für Arbeitsmarkt und Sozialsystem werden ignoriert.Nach einer vom Institut für Demoskopie Allensbach durchgeführten Umfrage sind 37 Prozent der Deutschen der Meinung, dass Schwarzarbeit eine Art Bürgernotwehr sei. Weitere 23 Prozent der Deutschen halten Schwarzarbeit für ein Kavaliersdelikt. Bei der Gruppe der unter 30-Jährigen betrachten nur 17 Prozent Schwarzarbeit als Straftat.- In dieser Unterrichtseinheit geht es darum, ohne erhobenen Zeigefinger und moralisierende Appelle, Schülerinnen und Schüler zur Reflexion ihrer Einstellung zur Schwarzarbeit zu bewegen. Ein Fishbowl ist dafür die geeignete Methode.Das Berufskolleg soll laut Ausbildungs-und Prüfungsordnung den Schülerinnen und Schülern eine umfassende berufliche, gesellschaftliche und personale Handlungskompetenz vermitteln. Dafür müssen gesellschaftspolitische und ethische Fragen in die Ausbildung miteinbezogen werden. Unterrichtsablauf Schwarzarbeit wird in einer Unterrichtsreihe zur Arbeitslosigkeit thematisiert. Die Schülerinnen und Schüler verbessern ihre Fähigkeit und Bereitschaft, die Vielschichtigkeit wirtschaftlicher Zusammenhänge und Abhängigkeiten zu verstehen, indem sie sich mit den Perspektiven unterschiedlicher gesellschaftlicher Gruppen und Institutionen zur Schwarzarbeit beschäftigen. sind zunehmend bereit und in der Lage, ihre eigene Meinung ethisch zu reflektieren und sich damit in ihrer Moral zu entwickeln. Thema Schwarzarbeit - eine Bagatelle? Autor Markus Niederastroth Fach Allgemeine Wirtschaftslehre, Sozialkunde, Politik Zielgruppe Oberstufen der Voll- und Teilzeitbildungsgänge Zeitumfang circa 2-3 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Ein Computer mit Internetanschluss pro Schüler oder Schülerin Planung Verlaufsplan "Schwarzarbeit" Persönliche Voraussetzungen Was es bedeutet, arbeitslos zu sein, ist vielen Schülerinnen und Schülern bereits hinlänglich bekannt. Mehrere Schüler waren in der Regel bereits arbeitslos, haben arbeitslose Familienangehörige, Freundinnen oder Freunde. Diese Lernausgangslage führt in der Regel dazu, dass die Schülerinnen und Schüler sehr spezielle Einzelfälle interessieren. Informieren im lo-net-Klassenraum An dieser Stelle empfiehlt sich der Einsatz eines virtuellen Klassenraums mit der Möglichkeit der Dateiablage. Im Klassenraum von lo-net sollten die entsprechenden Informationsmaterialien hinterlegt werden, mit denen die Schülerinnen und Schüler ihre Fragen selbst beantworten können. Die Nutzung des virtuellen Klassenraums ermöglicht es, relevante Informationen komprimiert abzulegen, so dass Schülerinnen und Schüler nicht zu viel Zeit mit der Suche auf der Homepage der Arbeitsagentur verbringen. Außerdem können sie -ohne Stapel von Papier mit nach Hause zu nehmen- gezielt auf die Materialien zugreifen, die sie besonders interessieren. Impuls: Von den Rechten zu den Pflichten Üblicherweise interessieren sich die Schülerinnen und Schüler überwiegend für ihre Rechte und die Leistungen der Arbeitsagentur. Die Pflichten und gesetzlichen Einschränkungen eines Arbeitslosen werden vernachlässigt. Deshalb scheint es sinnvoll, mit den Schülerinnen und Schülern im Anschluss an ihre eigene Recherche hier weiterzuarbeiten. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass man sie mit folgender Situation zur Schwarzarbeit konfrontiert: Konfrontation mit gesetzlichen Regelungen Anschließend werden die Schülerinnen und Schüler mit den Regelungen zu Nebenbeschäftigungen während des Bezuges von Arbeitslosengeld konfrontiert. Hiernach sind Personen, die über 15 Wochenstunden arbeiten, nicht mehr arbeitslos. Weiterhin umgehen Beschäftigungsverhältnisse "ohne Steuern" natürlich die gesetzlichen Anmelde-, Anzeige- und Abgabepflichten. Multiperspektivische Betrachtung Nun sollen sich die Schülerinnen und Schüler mit verschiedenen gesellschaftlichen Sichtweisen zur Schwarzarbeit beschäftigen. Es werden fünf Gruppen gebildet. Jede Gruppe bekommt Informationsmaterial mit typischen Aussagen zur Schwarzarbeit von Arbeitnehmern, Arbeitslosen, Unternehmern, dem Staat und Adam Smith. Anschließend werden diese Statements in einem Fishbowl ausgetauscht. Fishbowl Ein Moderator oder "Zeitwächter" achtet darauf, dass die Diskussionsbeiträge maximal eine Minute dauern. Während die Vertreter die vorgegebene Position vertreten, haben auch andere Mitglieder (oder die Lehrkraft) Gelegenheit, sich in die Diskussion einzubringen. Wie im Fishbowl üblich, bleiben dafür zwei Stühle frei. Sobald sich weitere Schüler in die Diskussion einbringen möchten, wird -wie in der Tanzstunde- abgeklatscht. Im Fishbowl erhalten die Schülerinnen und Schüler die Gelegenheit, ihre eigene Position unter Berücksichtigung betriebswirtschaftlicher, volkswirtschaftlicher, rechtlicher und ethischer Aspekte zu reflektieren und weiterzuentwickeln. Diese Entwicklung wird nach dem Fishbowl durch eine erneute Punkabfrage gesichert. Argumentieren In einer abschließenden Pro-Contra-Runde schildern die Schülerinnen und Schüler, welche Argumente ihnen in der Diskussion besonders wichtig waren. Ein Bewerten oder Abwägen dieser Eindrücke erfolgt weder durch den Lehrer, noch durch die Mitschüler. Es findet keine Diskussion statt, denn in der Regel sind bereits alle relevanten Argumente genannt und ausgetauscht. Zudem sollen rhetorisch versiertere Schülerinnen und Schüler hier kein Forum erhalten und andere "überzeugen" wollen. Lawrence Kohlberg und Elliot Turiel setzen auf einen inneren Reifungsprozess. Methodenreflexion Abschließend wird mit den Schülerinnen und Schülern die Entwicklung der Diskussion auf der Metaebene betrachtet. Idealerweise glingt es hier dem Lehrer die Schüleräußerungen an der Tafel zu strukturieren, dass zunächst jeder aus einer persönlichen Perspektive heraus argumentiert hat, diese dann um eine juristische Perspektive erweitert wurde und später noch eine übergeordnete Systemperspektive in die Diskussion eingebracht wurde. Je nach Vorbildung der Klasse können auch Argumente zur Sozialvertragsmoral und zum kategorischen Imperativ fallen. Diese sollten aber gegebenenfalls nur von den Schülern selbst kommen. Somit wird das Exemplarische des Vorgehens aufgezeigt und jedem verdeutlicht, dass er so auch andere Fragen des Alltags behandeln kann. Moralische Entwicklung und Moralerziehung von Lawrence Kohlberg und Elliot Turiel in Sozialisation und Moral - Neuere Ansätze zur moralischen Entwicklung und Erziehung von Gerhard Portele, Weinheim 1978 Rolf Dubs, Wirtschaftsbürgerliche Bildung - Überlegungen zu einem alten Postulat, am 14.05.2005, www.sowi-onlinejournal.de/2001-2 Das Modell der moralischen Entwicklung nach Lawrence Kohlberg auf der Seite arbeitsblaetter.stangl-taller.at

Was ist der Ursprung jeder Luftbewegung und wie lässt er sich in Zahlen erfassen? Welche physikalischen Größen werden dabei verwendet? Diese Fragen beantwortet ein interaktives Lernmodul zu den Begriffen Druckgradient, Gradientkraft und Gradientbeschleunigung.Bei der in dieser Unterrichtseinheit verwendeten Flash-Animation zur horizontalen Luftbewegung und einer darauf aufbauenden Beispielrechnung lautet die zentrale Fragestellung "Wie schnell ist ein Luftpaket nach drei Stunden?". Die Schülerinnen und Schüler erfahren, welche Faktoren dabei berücksichtigt werden müssen. Sie lernen der Reihe nach die Begriffe Druckgradient, Gradientkraft und Gradientbeschleunigung sowie deren Bedeutung für die horizontale Luftbewegung kennen. Die verwendete Animation ist Bestandteil des WEBGEO-Lernangebotes. WEBGEO ist ein Projekt von acht Hochschulen und wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Zukunftsinvestitionsprogramms ?Neue Medien in der Bildung? gefördert. WEBGEO richtet sich in erster Linie an Studierende der Geo- und Umweltwissenschaften, kann aber auch zur Lehrerfortbildung sowie im Unterricht der Oberstufe eingesetzt werden. Mehrwert und fächerübergreifende Einsatzmöglichkeiten Schülerinnen und Schüler werden durch die Möglichkeit individueller Beispielrechnungen und direkter Lernkontrollen motiviert. Die Animation eignet sich auch für einen fächerübergreifenden Einsatz (Geographie und Physik). Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen, welche physikalischen Größen eine horizontale Luftbewegung bestimmen. ihr Wissen anwenden und anhand einer Beispielrechnung überprüfen. die Größenordnungen von Luftdruck und Windgeschwindigkeit einschätzen können. Thema Druckgradient - Gradientkraft - Gradientbeschleunigung Autor Philipp Wetzel Fächer Geographie (Physik) Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum 1 Stunde Technische Voraussetzungen Computer in ausreichender Anzahl (Einzel- oder Partnerarbeit), Webbrowser, Macromedia Flash-Plugin (Version 6 oder höher), Beamer Das Lernmodul kann von den Schülerinnen und Schülern im Unterricht in Einzel- oder Partnerarbeit oder bei Hausaufgaben zur Vertiefung eingesetzt werden. Sie können dabei ihr Verständnis mithilfe der Beispielrechungen und Lösungen überprüfen. Zur Vor- oder Nachbereitung der Gruppenarbeit oder der Hausaufgaben empfiehlt es sich, einzelne Seiten des Lernmoduls (zum Beispiel die Simulation) per Beamer im Plenum zu besprechen. Im Vergleich zu klassischen Medien bietet das Modul folgenden Mehrwert: Motivation durch Interaktion mit dem Lernmodul (Simulation der Luftbewegung) Veranschaulichung der Begriffe durch Simulation und animierte Grafiken direkte Lernkontrolle und Motivation durch individuelle Beispielrechnungen (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken) mit Lösungen Die hier vorgestellte Animation ist auch für eine fächerübergreifende Zusammenarbeit von Geographie (Klimatologie) und Physik (beschleunigte Bewegung) geeignet. In Kombination mit den WEBGEO-Modulen zur Corioliskraft vermittelt das Modul "Druckgradient - Gradientkraft - Gradientbeschleunigung" die Grundlagen zum Verständnis der Planetarischen Zirkulation. Bezugssysteme und die Corioliskraft WEBGEO-Lernmodul (Macromedia Flash-Plugin erforderlich, Version 6 oder höher)

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler die Fourier-Analyse (nach J.B.J. Fourier, 1768-1830) auf experimentelle Art und Weise kennen. Mit der Methode können komplexe Schwingungen, wie sie in der Musik und in der Physik vorkommen, in ihre Einzelkomponenten zerlegt werden.Nach der Einführung in das Thema der trigonometrischen Funktionen und insbesondere der Sinusfunktion arbeiten die Schülerinnen und Schüler weitgehend selbstständig am Computer. Mit dynamischen Arbeitsblättern, die mithilfe der kostenlosen Software GeoGebra erstellt wurden, finden sie heraus, wie sich die Parameter Amplitude, Frequenz und Nullphasenwinkel auf eine Sinusschwingung auswirken. Anschließend werden diese Erfahrungen dazu genutzt, Sinusschwingungen gezielt zu beeinflussen, um eine experimentelle Art der Fourier-Analyse durchzuführen. Die dynamischen Arbeitsblätter enthalten auch Erklärungen und Informationen aus der Physik und der Musik, wodurch sie sich für den fächerübergreifenden Unterricht eignen. Da in der Musik Hörerfahrungen nicht fehlen dürfen, stellen neun Hörbeispiele eine direkte Verbindung zur Musik her. Die Hörbeispiele stehen in unmittelbarem Bezug zu den Aufgabenstellungen und vermitteln einen direkten Zusammenhang zwischen den dynamischen Konstruktionen und den musikalischen Entsprechungen. So üben die Schülerinnen und Schüler nicht nur den Umgang mit trigonometrischen Funktionen, sondern lernen auch deren Bedeutung für die Physik und die Musik kennen. Tipps zum Unterrichtsverlauf Anregungen für den fächerübergreifenden Unterricht und zum selbstständigen, erforschenden Lernen sowie Hinweise zur Bedeutung des "klassischen" Heftes Hintergrundinfos für Lehrkräfte und Experimentiervorschläge Allgemeine Informationen zur Herleitung einer Sinusschwingung und zu Schwebungen sowie Vorschläge zu musikalischen Experimenten mit dem Klavier und der Blocklöte Die Schülerinnen und Schüler festigen den Umgang mit der Sinusfunktion, ihrer Gleichung und ihren Parametern. beeinflussen mithilfe der Parameter Amplitude, Frequenz und Nullphasenwinkel eine Sinusfunktion gezielt. erkennen die Sinusschwingung als ein Bindeglied der Fächer Mathematik, Physik und Musik. lernen durch die Hörbeispiele eine direkte Verbindung zwischen den Unterrichtsfächern Musikerziehung und Mathematik kennen. kennen die mathematischen Entsprechungen der Begriffe "Tonhöhe" und "Lautstärke". kennen den Aufbau eines Tons durch Überlagerung seiner Partialtöne. lernen das Phänomen der Schwebung kennen. sind mit dem Prinzip der Fourier-Analyse vertraut und kennen Anwendungsgebiete. Mit der Fourier-Analyse können komplexe Schwingungen in ihre Einzelkomponenten zerlegt werden. Jede dieser Teilschwingungen besitzt dabei die Form einer Sinusschwingung und lässt sich als Graph einer Sinusfunktion der Form mit den Parametern Amplitude a , Frequenz f und Nullphasenwinkel phi sub~0~~ darstellen. Um eine komplexe periodische Schwingung in ihre Einzelkomponenten zu zerlegen, wendet man das Verfahren der Harmonischen Analyse an. Nach ihrem Entdecker, dem französische Physiker und Mathematiker Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830) wird diese Methode auch Fourier-Analyse genannt. Fourier zeigte, dass sich jede beliebige periodische Schwingung eindeutig als Summe von endlich oder unendlich vielen Sinusschwingungen darstellen lässt, deren Frequenzen in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen. Die mathematische Durchführung einer Fourier-Analyse ist relativ anspruchsvoll. Man benötigt dafür Kenntnisse über den Umgang mit trigonometrischen Funktionen, Summen und Integralen, sowie mit komplexen Zahlen. Daher eignet sie sich nicht direkt für den Unterricht. Um den Schülerinnen und Schülern aber das Prinzip einer Fourier-Analyse näher zu bringen, genügt es, diese auf experimentelle Weise durchzuführen. Dies wird durch die hier verwendeten dynamischen Arbeitsmaterialien ermöglicht. Musik Anwendungen der Fourier-Analyse findet man sowohl in der Musik, als auch in der Physik und dem alltäglichen Umgang mit Radio, CD-Player und Fernseher. In der Musik nutzt man diese Methode zum Beispiel zur Analyse von Klängen. Dabei nimmt man die Klänge mit einem Mikrophon auf und setzt den Schwingungsverlauf mithilfe eines Analog-Digital-Wandlers in mathematisch erfassbare Zahlenwerte um. Derartige digitalisierte Schwingungsverläufe können dann zum Beispiel auf eine CD gebrannt werden, wobei sie beim Abspielen als Überlagerung von Sinusschwingungen verschiedener Frequenzen reproduziert werden. Physik In der Physik wird die Fourier-Analyse unter anderem eingesetzt, um zeitabhängige Vorgänge in harmonische Schwingungen zu zerlegen. Zum Beispiel nützt man dies um die Eigenfrequenzen eines Messgerätes zu berechnen. Denn um eine Verzerrung des Messvorgangs durch die Resonanzen der Eigenfrequenzen zu umgehen, darf das Messgerät keine Eigenfrequenzen innerhalb des Messbereichs aufweisen. Auch bei Radio und Fernsehen kommt die Fourier-Analyse zum Einsatz. Hier müssen die Signale erst digitalisiert und in ihre Einzelkomponenten zerlegt werden, bevor sie mit einer Trägerwelle gesendet werden können. Treten bei der anschließenden Überlagerung der Einzelfrequenzen Störungen auf, so sind sie zum Beispiel im Fernsehen als Bildstörungen wahrnehmbar. Dies tritt unter anderem auf, wenn Moderatoren Kleidungsstücke mit sehr feinen Streifen tragen und kann als flimmernde Bildstörung wahrgenommen werden. Der Verlaufsplan Schwingungen stellt eine Anregung dar und kann natürlich an die jeweiligen Unterrichtsbedingungen angepasst werden. Im Idealfall stehen Ihnen die für jeden Block vorgeschlagenen Unterrichtsstunden hintereinander zur Verfügung. Dies lässt sich eventuell durch das Tauschen von Unterrichtsstunden mit den Kolleginnen und Kollegen erreichen. Ist dies nicht der Fall, können die Blöcke auch in aufeinander folgenden Mathematikstunden behandelt werden. Die Arbeitsblätter können auch im Rahmen von Hausübungen zu Ende bearbeitet werden, damit alle Schülerinnen und Schüler beim nächsten Unterrichtsblock auf dem gleichen Wissensstand sind. Falls nicht alle über einen heimischen Internetanschluss verfügen, lassen sich die Hausübungen auch in Partner- oder Kleingruppenarbeit erledigen. Beim Abspielen der Hörbeispiele ist die Verwendung von Kopfhörern zu empfehlen, da sich die Lernenden sonst gegenseitig stören würden. Dynamische Arbeitsblätter "Schwingungen in Musik und Mathematik" Um mit den interaktiven Applets arbeiten zu können, benötigen Sie Java (Version 1.4.2 oder höher). Die Unterrichtsmaterialien eignen sich für den fächerübergreifenden Unterricht zwischen den Fächern Mathematik, Musikerziehung und Physik. Sie können in Zusammenarbeit mit den entsprechenden Fachlehrkräften zu einem Projekt ausgebaut oder ergänzt werden. So könnte Ihnen zum Beispiel die Musiklehrerin oder der Musiklehrer bei der Durchführung der beiden angeführten musikalischen Experimente in Block 2 (siehe Verlaufsplan Schwingungen und Hintergrundinfos für Lehrkräfte und Experimentiervorschläge ) behilflich sein, während die Physiklehrkraft Experimente zur Veranschaulichung von mechanischen Schwingungen durchführen könnte (Fadenpendel, Stimmgabeln, gekoppelte Pendel, ... ). Selbstständiges und erforschendes Lernen Durch die Kombination der dynamischen Arbeitsblätter mit den Hörbeispielen erleben die Schülerinnen und Schüler eine direkte Verbindung zwischen den Fächern Mathematik und Musik. So werden Informationen aus ganz verschiedenen Fachbereichen gesammelt und miteinander verknüpft. In dieser Unterrichtseinheit geschieht dies vor allem durch selbstständiges und erforschendes Lernen. Durch das Experimentieren mit den Materialien können im individuellen Lerntempo Erfahrungen gesammelt werden, welche in den Plenumsphasen mit den Mitschülern diskutiert und bestätigt werden können. Ergebnissicherung: Das Heft ist unentbehrlich! Zur Ergebnissicherung dient das Heft. Das schriftliche Festhalten der Beobachtungen und Erkenntnisse ermöglicht eine bessere Strukturierung der Ergebnisse und ein späteres Nachvollziehen des Unterrichtsgeschehens. Außerdem kann man als Lehrkraft so die Arbeitsfortschritte einzelner Schülerinnen und Schüler einsehen und gegebenenfalls unterstützend eingreifen. So wird gewährleistet, dass möglichst alle die Lernziele erreichen und vom Unterricht profitieren. Die grafische Darstellung einer harmonischen Schwingung lässt sich von der gleichförmigen Kreisbewegung ableiten, indem man diese auf eine normal zur Rotationsachse liegende Ebene projiziert, in der ein rechtwinkliges Koordinatensystem liegt. Bewegt sich ein Punkt P auf einer kreisförmigen Bahn mit Radius r , so lässt sich jedem Phasenwinkel phi im Intervall von 0 bis 2 pi der Wert der zugehörigen Auslenkung y zuordnen. Diese Werte werden entlang der Ordinaten-Achse eines Koordinatensystems aufgetragen, wodurch eine Sinuskurve entsteht. Für dieses Experiment benötigen Sie ein Klavier (Flügel oder Pianino). Es soll den Schülerinnen und Schülern verdeutlichen, dass jeder "natürliche" Ton durch die Überlagerung von Teiltönen (Partialtönen) entsteht. Drücken Sie (oder eine Schülerin oder ein Schüler) stumm die Taste des Tones C (in der großen Oktave). Betätigen Sie kurz und kräftig die Taste C 1 (in der Kontra-Oktave) und halten Sie die erste Taste währenddessen gedrückt. Lassen Sie die Klasse aufmerksam zuhören, was nach dem Auslassen der zweiten Taste passiert: Die Saite der Taste C wurde durch die tiefere Saite der Taste C 1 in Schwingung versetzt - der Ton C ist leise wahrnehmbar. Wiederholen Sie diesen Vorgang auch mit dem Stumm-drücken der Tasten c, g (beide in der kleine Oktave), c 1 , e 1 und g 1 (alle in der ersten Oktave). Dabei sind die entsprechenden Töne immer leiser und ihre Wahrnehmung wird somit schwieriger. Möglicherweise sind die letzten beiden Töne auch gar nicht mehr wahrnehmbar. Erklären Sie Ihren Schülerinnen und Schülern, dass jeder Ton des Klaviers durch Überlagerung seiner Partialtöne entsteht. Dies bedeutet für den Ton C 1 , dass er sich aus folgenden Tönen zusammensetzt: C 1 , C, G, c, e, g, b, c 1 , d 1 , e 1 , ... , wobei hier nur die ersten zehn Partialtöne aufgezählt sind. Theoretisch besteht ein natürlicher Ton aus unendlich vielen Partialtönen, wobei nur eine bestimmte Anzahl wahrnehmbar ist. Das Phänomen einer Schwebung tritt bei der Überlagerung zweier Sinusschwingungen gleicher Schwingungsrichtung mit ganzzahligen Frequenzen f sub~1~~ beziehungsweise f sub~2~~ und gleichem Nullphasenwinkel phi sub~0~~ auf. Der Einfachheit halber wählen wir dabei für den Nullphasenwinkel den Wert Null. Die Frequenzen dürfen dabei jedoch keine ganzzahligen Vielfachen voneinander sein. Ändert sich die Amplitude einer Schwingung periodisch, so nennt man dieses Phänomen in der Akustik eine Schwebung und ihre Frequenz Schwebungsfrequenz f sub~S~~. Liegt die Schwebungsfrequenz im Bereich zwischen 1 Hz und 8 Hz, so werden die einzelnen Schwebungen deutlich als Lautstärkeschwankungen wahrgenommen, was Musiker zum exakten Stimmen ihrer Instrumente nutzen. Stimmen die Amplituden A sub~1~~ und A sub~2~~ der beiden Sinusschwingungen überein, so spricht man von einer "vollkommenen Schwebung". Das heißt, die beiden Schwingungen löschen einander immer wieder aus und die Amplitude A sub~r~~ der resultierenden Schwingung schwankt zwischen den Werten 0 und A sub~1~~ + A sub~2~~. Besitzen die Amplituden der beiden Einzelschwingungen verschiedene Werte, so spricht man von einer "unvollkommenen Schwebung". Die Amplitude A sub~r~~ der resultierenden Schwingung schwankt dabei zwischen den Werten / A sub~1~~ - A sub~2~~ / und A sub~1~~ + A sub~2~~. Ein Klavierstimmer nützt die vielen Obertöne eines Klavierklanges um die Intervalle "rein" zu stimmen. Da die erste Oberschwingung eine doppelt so hohe Frequenz wie ihre Grundschwingung hat, klingt der erste Oberton genau eine Oktave höher als der Grundton. Bei einem einzeln erklingenden Ton nimmt das menschliche Ohr die auftretenden Partialtöne nicht getrennt, sondern als Klanggemisch wahr. Spielt der Klavierstimmer diesen Ton jedoch gleichzeitig mit dem etwas verstimmten Ton im Intervallabstand einer Oktave, so bilden sich Schwebungen zwischen der ersten Oberschwingung des tieferen und der Grundschwingung des höheren Tons. Durch die Veränderung der Saitenspannung lässt sich die Frequenz des höheren nun exakt an die des tieferen Tons anpassen, die Schwebung verschwindet und die Oktave klingt "rein". Für dieses Experiment benötigen Sie zwei Sopranblockflöten: Lassen Sie zwei Ihrer Schülerinnen oder Schüler kräftig denselben Ton auf den beiden Blockflöten spielen, zum Beispiel den Ton d 1 , bei dem auf der Vorderseite der Flöten lediglich das zweite Griffloch von oben verschlossen werden muss. Im Normalfall klingen die beiden Töne nun nicht "rein", da sie durch leicht unterschiedliche Frequenzen erzeugt werden. Ihre Schülerinnen und Schüler sollen nun versuchen, durch Veränderung des Anblasedrucks die Töne anzugleichen. Dabei hält ein Lernender den Luftstrom konstant (mittlere Lautstärke) während der andere seinen Anblasedruck variiert. Sobald die beiden Frequenzen übereinstimmen, klingt der Ton "rein", was deutlich hörbar ist. Das Angleichen der beiden Töne erfordert einige Sensibilität von den Schülerinnen und Schülern. Möglicherweise gibt es aber jemanden, der das Instrument gut beherrscht. Dies würde das "Reinstimmen" der beiden Blockflöten erheblich erleichtern.

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

E-Procurement ist ein Arbeitsfeld mit Zukunft. Der Autor plädiert dafür, diesen Bereich stärker im Unterricht an berufsbildenden Schulen zu verankern, um die Berufsaussichten der Schülerinnen und Schüler zu verbessern.Unter E-Procurement (elektronische Beschaffung) versteht man den Einsatz verschiedenster Informatiklösungen zur effizienten und kostengünstigen Abwicklung des gesamten Beschaffungsablaufs im Unternehmen. E-Procurement bedeutet für Unternehmen, die auch schon Produkte und Leistungen via Internet vermarkten und anbieten, eine konsequente Weiterentwicklung, die große Einsparungen im Beschaffungsbereich mit sich bringen kann.Die Behandlung des Themas E-Procurement ist in mehrer Hinsicht von Bedeutung für die Schülerinnen und Schüler. Didaktische Analyse Das Thema E-Procurement sollte in den Curricula stärkere Berücksichtigung finden. Ablauf des Unterrichts und Einsatz der Materialien 1. Lerneinheit Betriebswirtschaftliche Vorteile des E-Procurement 2. Lerneinheit Kennenlernen verschiedener Marktplatztypen im Internet 3. Lerneinheit Kriterien für die Auswahl eines Internetmarktplatzes Die Schülerinnen und Schüler sollen die Funktionsweise des Business-to-Business-Handels beschreiben. die betriebswirtschaftlichen Chancen des E-Procurements und damit verbunden die Bedeutung für die eigene Zukunft erkennen. das Entwicklungspotential von Einkauf, Logistik und Lieferketten-Management auf Internet-Marktplätzen wahrnehmen. ihre Fähigkeit zur Informationsrecherche, -auswertung und -verdichtung trainieren. Thema Lehr-/Lernarrangement E-Procurement - Ein Konzept für die Anwendung im Berufskolleg zur Verbesserung der Arbeitsmarktchancen Jugendlicher Autor Dr. Ingo Benzenberg Fach Informationswirtschaft Zielgruppe Berufsfachschulen Zeitumfang Drei Doppelstunden Technische Voraussetzungen Mindestens ein PC für zwei SchülerInnen, Internetzugang Enormes Einsparpotential liegt brach Trotz beobachtbarer Skepsis in einigen Unternehmen schreitet die Nutzung elektronischer Beschaffungsverfahren unaufhaltsam voran. Leider lassen sich derzeit auf dem Arbeitsmarkt keine "E-Business-fähigen" Einkäufer finden, welche diesen Prozess nutzbringend für die Unternehmen begleiten könnten. Diese Problematik nimmt ihren Verlauf im Bereich der öffentlichen Verwaltung, welcher auch nur rudimentär am elektronischen Beschaffungsprozess teilnimmt. Ein enormes Einsparungspotential liegt derzeit brach. Genau an dieser Stelle könnten Jugendliche besondere Arbeitsmarktchancen haben. Neues Lernfeld E-Procurement erforderlich Diese besonderen Arbeitsmarktchancen haben sie aber nur dann, wenn sie für diesen Zukunftsbereich adäquat qualifiziert werden. Aus diesem Grund wird für ein Lernfeld plädiert, welches auf die Thematik des E-Business ein besonderes Augenmerk setzt und jungen Menschen den Zugang zu anspruchsvollen und zukunftsfähigen Arbeitsplätzen eröffnet. Hier liegt es auf der Hand im Themenbereich des E-Procurement besondere Schwerpunkte zu setzen. E-Business und E-Commerce Zuvor sollte in den Themenkreis E-Business eingeführt werden, damit die Schülerinnen und Schüler bereits über fundierte Kenntnisse des Internets verfügen. Akteure des E-Commerce Der Umgang mit der einschlägigen Software, den Suchmaschinen und den Lexika sollte genauso bekannt sein, wie die Kategorie des E-Commerce. Die meisten Schülerinnen und Schüler sind bereits mit dem Onlinehandel in Berührung gekommen. Das Thema E-Commerce erhöht daher die Lernmotivation der Schülerinnen und Schüler, da es die häufig vermisste praktische Relevanz des Unterrichts wieder ins Blickfeld rückt. Nachdem die Funktionsweise des Onlinehandels thematisiert wurde, müssen die Beteiligten der E-Commerce-Prozesse identifiziert werden. Die erarbeiteten Erkenntnisse können in einer Beziehungsmatrix strukturiert werden. Entscheidend ist, herauszustellen, dass bei E-Commerce-Prozessen immer zwei Akteure beteiligt sind. Methodisch verfügen die Schülerinnen und Schüler bereits über metakognitive Grundlagen. Lernunterstützende Techniken werden zur eigenverantwortlichen Lernstandserhebung sowie zum Erlernen und Sichern berufsfeldspezifischer Inhalte genutzt. Durch die bereits durchlaufene schulische Ausbildungsphase und die dortige fachbezogene Anwendung von Lern- und Arbeitstechniken haben die Lernenden bereits Vertrauen in ihre Lern-/Leistungsfähigkeit entwickelt und müssen sich zunehmend verantwortlich für ihren eigenen Lern- und Entwicklungsprozess zeigen. Betriebswirtschaftliche Perspektive einnehmen Nachdem die Schüler den Themenkreis E-Commerce kennen gelernt haben geht es im Arbeitsschritt 1 darum, die Sichtweise des E-Commerce aus der Perspektive des Endverbrauchers zu verlassen und die betriebswirtschaftliche Sichtweise von Unternehmen einzunehmen. Einstieg mit Zeitungsartikel Anhand eines Zeitungsartikel werden die Schülerinnen und Schüler an die Thematik herangeführt. Der Artikel erläutert, ohne auf Einzelheiten einzugehen, dass sich nach der Einführung eines E-Procurement-Systems die Kosten für die Bestellung eines Bleistifts erheblich reduziert haben. Die Schüler werden sich fragen, wie es denn zu dieser Kosteneinsparung kommen konnte. Mit dieser Fragestellung ist das Interesse an der Thematik geweckt. Beschaffungsvorgang im Modellunternehmen Für detaillierte Erläuterungen wird auf Geschäftsprozesse aus dem Bereich der Beschaffung eines bekannten Modellunternehmens zurückgegriffen. In den Bildungsgängen der Berufsfachschule in Nordrhein-Westfalen sind zum Beispiel die "Rand OHG2, "Busch GmbH" oder die "Bürodesign GmbH" eingeführt. Hier wird auch die Vielzahl der Abteilungen angesprochen, die am Beschaffungsprozess beteiligt sind, und die angesprochenen Kosten verursachen. Ausgehend von jenen - den Schülerinnen und Schülern bekannten - Beteiligten im E-Commerce-Prozess, werden die Beteiligten im E-Procurement-Prozess aufgezeichnet. Probleme beim Beschaffungsprozess Nachdem die Schülerinnen und Schüler erste Beschaffungsprozesse analysiert haben, werden Überlegungen angestellt, inwiefern sich Bestellvorgänge durch E-Procurement ändern könnten und an welchen Stellen Kosten eingespart werden könnten. Eine Annäherung sollte das Thema über die Überlegungen zu den Beschaffungsproblemen erfahren (siehe Lernhilfeblatt1). Mögliche Kosteneinsparungen durch E-Procurement Nach der Schülernennung mit anschließendem Clustering sowie abschließender Diskussion können auf dieser Grundlage Ziele des E-Procurement benannt werden. Immer wieder ist darauf hinzuweisen, dass als Ziel die Verschlankung und Optimierung von Beschaffungsprozessen und dadurch die radikale Reduktion der Beschaffungskosten herbeizuführen ist. Vermeidung von Falschbestellungen und Spontaneinkäufen Abwicklung und Verwaltung läuft automatisiert Zahlungsverkehr kann automatisiert überwacht werden Einzelschritte entfallen Ressourcen werden eingespart Direkte Kommunikation zwischen Kunde und Lieferant/Hersteller Niedrige Preise, geringe Transaktionskosten, schnelle Abwicklung des Einkaufs Zur Wiederholung wird nochmals die Optimierung von Geschäftsprozessen in den Mittelpunkt der Betrachtungsweise gerückt. Betonung der Zukunftsbedeutung für die Lernenden Mit der Darstellung geschäftsprozessbezogener Arbeitsschritte muss verstärkt auf die Veränderungen der Kostenstrukturen eingegangen werden, um den Bezug zur betrieblichen Realität herzustellen. "Da die Beschaffung, wie gezeigt (zum Beispiel von Bleistiften), so kostenintensiv ist, beschäftigen wir uns damit". Weitere Prognosen zum E-Procurement sollten bewusst nicht genannt werden, weil solche Prognosen allzu oft aus der Luft gegriffen sind. Vielmehr werden weitere Entwicklungspotentiale, wie die Erklärungen zum internetbasierten Lieferketten-Management, genannt, anhand dessen die Zukunftsbedeutung des Unterrichtsgegenstandes für die Schülerinnen und Schüler aufgezeigt wird. Marktplatztypen Die Schülerinnen und Schüler lernen die unterschiedlichen Marktplatztypen kennen und recherchieren die Ziele, welche mit verschiedenen Websites verfolgt werden sollen. Dabei erhalten sie auch Hinweise auf die verschiedensten Adressaten. (Anlage 4) Durch das Lesen eines längeren Artikels (Anlage 5) werden nochmals die wichtigsten Aspekte wiederholt und anschließend auf den Verkauf von C-Artikeln fokussiert. Die be-trieblichen Interessen an E-Procurement werden verdeutlicht. Unbekannte Begriffe sollen markiert werden. Erklärungen für diese Begriffe werden gemeinsam gesucht. Beschaffung von C-Artikeln rationeller handhaben Der größte Hemmfaktor der Online-Beschaffung liegt im fehlenden Know-how der Unternehmen. Die in diesem Lehr-/ Lernarrangement erworbenen Kompetenzen sollten die Schüler daher in ihren Bewerbungen und Einstellungsgesprächen nutzen, da viele Unternehmen dieses Wissen derzeit dringend benötigen. Deutlich sollte in dieser Unterrichtssequenz hervorgehoben werden, dass diese Unternehmen E-Business-Anwendungswissen hauptsächlich deshalb benötigen, da Lieferanten und Kunden bereits oftmals mit dieser Technik arbeiten und entsprechend nachfragen. Um konkurrenzfähig zu bleiben muss die Automatisierung der Beschaffung von verwaltungsintensiven C-Artikeln eingeführt werden. Erstellen eines Kriterienkatalogs für einen Internet-Marktplatz Im letzten Teil des Lehr-/ Lernarrangements sollen die Schülerinnen und Schüler zur selbstständigen Anwendung des bis hier erworbenen Wissens einen Kriterienkatalog für die Auswahl eines Internet-Marktplatzes zur Onlinebeschaffung von Büromaterial erstellen. Dabei wird auf die Datenbasis des Modellunternehmens zurückgegriffen, welches somit auch als didaktische Grundlage fungiert. Die Entwicklungsplanung steht im Mittelpunkt des unterrichtlichen Lehr-/Lernarrangements. Dabei muss die Frage "Welche Faktoren müssen bei der Auswahl eines Internet-Marktplatzes berücksichtigt werden?" von den Schülerinnen und Schülern beantwortet werden. Zur Problemlösung dienen alle bisher bearbeiteten Lernhilfeblätter. Dokumentation von Arbeitsstrukturen- und abläufen Die Erstellung des Kriterienkatalogs steht hier exemplarisch für einen Prozess in dem Arbeitsstrukturen und -abläufe dokumentiert werden. Das Ziel der Entwicklung der Kriterien steht im Kontext der Flexibilisierung und Vereinfachung von Beschaffungsprozessen, welche in den seltensten Fällen Mittelpunkt betrieblicher Aktivitäten sind. Diesbezügliche Anwendungen können unproduktive Arbeiten, wie die Beschaffung von C-Artikel, beschleunigen und vereinfachen helfen. Kartenabfrage Die Erstellung des Kriterienkatalogs erschließt sich im Idealfall über Fragen, aus denen die Anforderungen abgeleitet werden können. Die Kartenabfrage eignet sich hier um möglichst viele Fragestellungen zu erhalten und anschließend Lösungsansätze generieren zu können: Wer soll im Unternehmen das System nutzen? Muss Hardware, Software usw. neu angeschafft werden? Werden die Produkte im Katalog ansprechend präsentiert? Werden einleitende Schulungsmaßnahmen angeboten? Wie ist die Bedienbarkeit des Internet-Marktplatzes? Wie funktioniert die Betreuung und Kommunikation? Sind die Datenstandards kompatibel um Medienbrüche zu vermeiden? Ist der Internetauftritt vertrauensvoll? Gibt es Hinweise zu Sicherheitsstandards? Wie ist das Preis-Leistungsverhältnis der angebotenen Waren im Vergleich zu herkömmlichen Systemen? Sind Preisbündelungen und Rabatte möglich? Wie häufig werden die Daten gepflegt / aktualisiert?