MINT: Willkommen im Fachbereich

In dieser Unterrichtseinheit zu Ursache und Wirkung wird anhand von biologischen Beispielschemata die Systemkompetenz im Bereich des Verständnisses von Wirkungsketten in verschiedenen Längen vermittelt. Systemkompetenz ist die Schlüsselkompetenz, wenn es darum geht, mit den komplexen Herausforderungen unseres Alltags zurechtzukommen und Zusammenhänge zu durchschauen. Mithilfe der Unterrichtsmaterialien können Lehrkräfte ihren Schülerinnen und Schülern Systemkompetenz vermitteln, sodass sie sich mit komplexen, globalen Zusammenhängen gerne auseinandersetzen wollen, weil sie in der Lage sind, diese vereinfacht darzustellen und Handlungsmöglichkeiten abzuschätzen. Die Unterrichtseinheit "Ursache und Wirkung: Wirkungsketten verstehen, Systemkompetenz entwickeln" ist ein Auszug aus dem Unterrichtsmaterial "Systeme verstehen - Systemkompetenz vermitteln" von OroVerde. Die Materialien richten sich an Schülerinnen und Schüler der Klassenstufen 7 bis 10. Die Einheit befasst sich mit dem Erstellen von Wirkungsketten - vom Einfachen hin zum Komplexen, sodass die Lernenden später große Systemzusammenhänge überblicken und Wirkungen abschätzen können. Das Motto lautet: Alles hängt zusammen und unser Handeln hat Auswirkungen auf diverse Systeme! Systemkompetenz im Unterricht Durch die Beschäftigung mit Wirkungsketten können die Schülerinnen und Schüler komplexe Sachverhalte analysieren und einordnen. Diese Fähigkeiten können grundlegend auf alle Themenbereiche des Biologie-Unterrichts (sowie natürlich auch auf Themenbereiche anderer Fächer) angewandt werden. Dabei wird mit der Systemkompetenz eine Grundkompetenz der Lernenden gefördert. Inhaltlich kann im Unterricht beispielsweise an die Themen Globalisierung und Konsum angeknüpft werden. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler benötigen für die Arbeit mit Wirkungsketten keine Vorkenntnisse, da sich diese in allen Themenbereichen wiederfinden. So können die Lernenden vorerst auch an bespielhaften Verkettungen arbeiten, die sie aus ihrem Alltag kennen. Allerdings sollte die Lehrkraft beachten, dass alle Begrifflichkeiten innerhalb der Kette geklärt und verstanden sind. Didaktische Analyse Mit der Einheit soll der Umgang mit Wirkungsketten und damit das Verständnis komplexer Zusammenhänge in unserer Welt erlernt werden. Die Schülerinnen und Schüler stehen immer komplexeren Systemen gegenüber, die es zu durchblicken gilt. Eine Einarbeitung in systemisches Denken kann Problemstellungen vereinfachen und zur Entscheidungsfindung beitragen. Methodische Analyse Das Unterrichtsmaterial liefert die Möglichkeit mit komplex wirkenden Grafiken von Systemen zu arbeiten und dabei Ängste vor Überforderung abzubauen. Zudem bietet die Einheit viel Raum für Diskussionen. Im vorliegenden Beispiel wird mit "Regenwald und unser Konsum" ein ein aktuelles Thema im Fach Biologie einbezogen, das den Schülerinnen und Schülern auch im Alltag begegnen kann. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Hintergründe von Systemzusammenhängen im Themenfeld "Regenwald und Konsum" kennen. beschäftigen sich mit ihrer eigenen Rolle bei den Themen Konsum und Regenwald. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich in der Gruppenarbeit komplexe Themenbereiche. lernen die Auswirkungen ihres täglichen Handelns auf die Umwelt kennen.

Mathematik- und Informatik-Unterricht kombiniert: In der Einheit "Statistik meets Wahrscheinlichkeitsrechnung" werden in erster Linie mithilfe von Simulationen am PC Daten zu Zufallsexperimenten erfasst. Als Ergänzung werden Elemente der Wahrscheinlichkeitsrechnung betrachtet, um Erwartungswerte und andere Größen bei solchen Experimenten zu berechnen. Mit dem Vergleichen der Werte aus der Datensammlung mit den theoretischen berechneten Werten soll ein tieferes Verständnis für die Größen gefördert werden."Es gibt für alles eine App" - aber einige Fragen lassen sich oft nur mit Programmieren beantworten. Der PC erzeugt Zufallszahlen, mit welchen man reale Experimente simulieren kann. Hat man ein Grundverständnis für dieses Programmieren, kann man schnell eigene Experimente modellieren und anschließend simulieren. Der Informatik-Unterricht sieht den Umgang mit Tabellenkalkulationen und einer Programmiersprache vor. Damit lassen sich auch Zufallsexperimente simulieren. Im Mathematik-Unterricht werden auch Methoden zur Berechnung von Wahrscheinlichkeiten und Erwartungswerten erarbeitet. In der Unterrichtseinheit werden Zufallsexperimente simuliert. Der Vergleich mit Daten aus der berechnenden Statistik schließt sich den Simulationen an. So kann das Material einerseits im Informatik-Unterricht eingesetzt werden - die Berechnungen können vorgestellt werden, um den simulierten Wert mit berechnetem zu vergleichen -, andererseits in der Mathematik, um die berechneten Werte mit Ergebnissen aus der Simulation zu vergleichen. Ein tieferes Verständnis des Wahrscheinlichkeitsbegriffs und der Größe des Erwartungswertes stellt sich ein. Das Thema "Statistik meets Wahrscheinlichkeitsrechnung" im Unterricht Digitalisierung wird immer wichtiger - in der Mathematik haben viele Möglichkeiten der Statistik leider wenig Raum im Lehrplan finden können, da diese sehr vielfältig sind. Um den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeiten der Statistik näher zu bringen, sollen hier relativ einfache Probleme erarbeitet werden. Das Anwenden der statistischen Methoden an eigenen Daten soll eine Motivation darstellen, die vorgestellten Größen besser kennen zu lernen. Vorkenntnisse Grundlagen im Umgang mit einer Tabellenkalkulation beziehungsweise einer Programmiersprache sollten vermittelt worden sein. Werden nur fertiggestellte Simulationen in den letzten Klassen des Mathematikunterrichts eingesetzt, können Erwartungswert und Standardabweichung mithilfe der Simulationen nähergebracht werden. Didaktische Analyse Dem Zufall begegnet man täglich. Viele Wahrscheinlichkeitsaussagen werden mithilfe messbarer Größen vorhergesagt. Mit einer Wahrscheinlichkeitsaussage möchte man eine relative Häufigkeit voraussagen. Wie gut gelingt das? Es ist nicht möglich, eine sehr große Anzahl von Versuchsdurchführungen in überschaubarer Zeit in echt durchzuführen - deswegen wird simuliert. Einen Einblick, wie man mit dem PC simuliert und was man aus diesen Daten machen kann, sollen die Themen zeigen. Kombination aus Informatik- und Mathematik-Unterricht Erarbeitet man mit der Programmierung Simulationen, kann die Lösung der Mathe Arbeitsblätter verwendet werden, um relative Häufigkeiten mit berechneten Werten zu vergleichen. Auch umgekehrt: Erarbeitet man die Wahrscheinlichkeitsberechnungen, kann man mit Lösungen der Simulationen die berechneten Werte durch relative Häufigkeiten bei Simulationen prüfen. Methodische Analyse Die Themen müssen nicht alle und nicht chronologisch abgearbeitet werden. Ziel der Art der Aufbereitung ist es, an Stellen im eigenen Unterricht mit einem "Thema" zu ergänzen. Für Lernende der Abschlussklassen werden die kurz vorgestellten Größen im Zusammenhang mit Zufallsgrößen möglicherweise als theoretische Konstrukte empfunden - mit der Verwendung vieler Daten (ohne im Detail zu verstehen, wie der Rechner diese erarbeitet) können diese Größe in ihrer Bedeutung nähergebracht werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können mathematisch argumentieren (K1). Probleme mathematisch lösen (K2). mathematisch modellieren (K3). können mit symbolischen, formalen und technischen Elementen der Mathematik und Informatik umgehen (K5). modellieren und implementieren (Informatik). kommunizieren und kooperieren (Informatik). darstellen und interpretieren (Informatik). Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten sicher am PC mit einer Tabellenkalkulation. verstehen, wie eine Tabellenkalkulation oder der PC viele Werte bestimmen und darstellen kann. erlernen den Umgang mit einer Programmiersprache. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bringen sich bei der Erarbeitung und der Präsentation von Inhalten und Ergebnissen in die Gruppenarbeit ein. werten Daten kritisch aus und kommentieren diese. geben selbst Hilfestellung oder fragen andere nach Hilfe.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Herdenimmunität erfahren die Schülerinnen und Schüler, wie sie durch Impfungen sich selbst und andere Menschen vor Krankheiten schützen und zur Ausrottung von Krankheiten beitragen können. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden. Zum Einstieg in die Unterrichtseinheit "Impfungen: Herdenimmunität" machen die Lernenden sich zunächst Gedanken über ihren persönlichen Vorteil, den sie von Impfungen haben, und tauschen sich darüber mit ihren Mitschülerinnen und Mitschülern aus. Anschließend erfahren sie anhand des Videos "Impfungen II: Herdenimmunität (2019)" , dass sich impfen zu lassen auch bedeutet, Verantwortung für andere zu übernehmen. Die Funktion der Herdenimmunität kann den Schülerinnen und Schülern zusätzlich durch eine kleine Demonstration greifbarer verdeutlicht werden. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht. Das Thema Herdenimmunität im Unterricht Das Thema Impfung, insbesondere in Hinblick auf den Aspekt der Herdenimmunität und die Diskussion um die Einführung einer Impfpflicht für Masern, wird in der Öffentlichkeit zurzeit kontrovers diskutiert. Hintergrundwissen hilft den Lernenden, sich eine fundierte Meinung dazu zu bilden und Verantwortung für ihren eigenen Gesundheitszustand zu übernehmen. Gleichzeitig soll ihnen bewusst werden, dass es beim Impfen auch darum geht, Verantwortung für andere zu übernehmen. Vorkenntnisse Für die Durchführung der Unterrichtseinheit "Impfungen: Herdenimmunität" brauchen die Schülerinnen und Schüler Kenntnisse zum menschlichen Immunsystem und der Krankheitsabwehr. Sie sollten mit der Wirkweise von Heil- und Schutzimpfungen bereits vertraut sein. Hierfür eignet sich beispielsweise die Unterrichtseinheit "Impfungen: aktive und passive Immunisierung" , die zur Vorbereitung auf die Unterrichtseinheit "Impfungen: Herdenimmunität" durchgeführt werden kann. Didaktische Analyse Das Arbeitsmaterial zum Thema Herdenimmunität soll den Lernenden verständlich machen, dass Impfungen neben dem positiven Aspekt für die eigene Gesundheit noch einen ganz anderen Nutzen haben, nämlich den Aufbau einer Herdenimmunität. Die Verantwortung für andere und ihr Schutz vor Krankheiten treten in den Vordergrund. Den Schülerinnen und Schülern wird das Prinzip der Herdenimmunität mithilfe eines Lehrvideos, durch die Beantwortung von Fragen zum Film sowie durch eine Demonstration am Beispiel der eigenen Klasse verständlich und greifbar gemacht. In einer Vertiefungsphase können die Lernenden sich je nach eigenem Interesse entweder damit beschäftigen, auf welcher Basis in Deutschland geimpft wird, oder sie setzen sich mit Argumenten für und gegen das Impfen auseinander und entwickeln dabei eine eigene, reflektierte Haltung zum Thema. Methodische Analyse Im Zentrum der Unterrichtseinheit steht der Lehrfilm "Impfungen II: Herdenimmunität (2019)" . Optimal wäre es, wenn die Lernenden den Film nicht im Plenum, sondern mit einer Partnerin beziehungsweise einem Partner ansehen könnten, sodass für die Bearbeitung der Fragen einzelne Sequenzen wiederholt angesehen werden können. Durch die Beantwortung der Fragen entsteht ein "Spickzettel" zum Thema Herdenimmunität, der eine gute Zusammenfassung darstellt. Die Demonstration in der zweiten Erarbeitungsphase zeigt danach ganz einfach und deutlich, wie man sich die Herdenimmunität in der Praxis vorstellen kann. Die Lernenden können förmlich sehen, dass jeder einzelne von ihnen dabei eine Rolle spielt. Die Vertiefungsphase motiviert die Lernenden durch eine individuelle Auswahl der Fragestellung und die Internet-Recherche. Damit die Menge an unterschiedlich komplexen Informationen auf die Schülerinnen und Schüler nicht überfordernd wirkt, werden mögliche Quellen angegeben und die Recherche dadurch auf die Beantwortung der Fragen gelenkt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beurteilen verschiedene Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und der Gesundheit anderer. wenden geeignete Modelle zur Veranschaulichung von Zusammenhängen an. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen verschiedene Quellen bei der Recherche naturwissenschaftlicher Informationen. geben das in einem Video dargestellte Wissen strukturiert wieder. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konstruktiv und kooperativ in Partner- oder Gruppenarbeit. erkennen die Bedeutung einer Verantwortungsübernahme jedes Individuums für das Wohl der Gesellschaft.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Impfungen erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler anhand eines Erklär-Videos sowie mit Informationstexten Kenntnisse über die aktive beziehungsweise passive Immunisierung und ihre jeweilige Entstehungsgeschichte. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden. Die Lernenden aktivieren zunächst kurz ihr Vorwissen zur Immunabwehr des Körpers und lernen dann die aktive und passive Immunisierung als Unterstützung der körpereigenen Immunabwehr kennen. Anhand eines Lehr-Videos und zweier Informationstexte beschäftigen sie sich mit der historischen Entwicklung und den Unterschieden zwischen Heil- und Schutzimpfung sowie mit der Funktion von Impfungen . Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträger-Tagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht. Das Thema Immunabwehr und Impfung im Unterricht Die Immunabwehr ist ein Thema, mit dem die Schülerinnen und Schüler eigentlich Tag für Tag zu tun haben, ohne dass sie sich dessen bewusst sind. Angesichts der aktuell kontrovers geführten öffentlichen Diskussion zum Thema Impfungen ist es wichtig, den Schülerinnen und Schülern die Bedeutung der Impfung bei der Bekämpfung von lebensbedrohlichen Krankheiten und Epidemien deutlich zu machen. Vorkenntnisse Als Grundlage für diese Unterrichtseinheit sollten die Lernenden die spezifische Immunreaktion und das Immungedächtnis des Körpers bereits im Unterricht behandelt haben. Für die Durchführung der Unterrichtseinheit ist es hilfreich, wenn die Lehrkraft Hintergrund-Wissen über die genaueren Abläufe bei der historischen Entstehung von Heil- und Schutzimpfungen hat. Didaktische Analyse Die Unterrichtseinheit zeigt anhand zweier Krankheiten (Pocken und Diphtherie) beispielhaft die Entstehung der Heil- und der Schutzimpfung auf. Mittels des Erklär-Videos "Impfungen I: Immunsystem und Immunisierung (2019)" wird der Bezug zur heutigen Zeit hergestellt. Dabei kann auch der eigene Impfstatus ins Bewusstsein der Lernenden rücken und eine Diskussion zu den wissenschaftlichen Methoden früher und heute sowie vor allem zu den ethischen Aspekten von Versuchen an Menschen entstehen. Methodische Analyse Durch das Placemat zu Beginn der Unterrichtseinheit können die Lernenden ihr eigenes Vorwissen zum Thema aktivieren und mit der Gruppe teilen. Dadurch werden alle Lernenden auf einen Stand gebracht. In der anschließenden arbeitsteiligen Partnerarbeit zur Heilimpfung beziehungsweise zur Schutzimpfung unterstützen sich die Lernenden gegenseitig bei der Bearbeitung der Aufgaben und der systematischen Erfassung der relevanten Informationen in Text und Video. Zwei Hilfen, die zur Binnendifferenzierung der Arbeitsphase dienen, ermöglichen den Lernenden eine weitgehend selbstständige Arbeit und der Lehrkraft die Konzentration auf Hilfe beim Textverständnis oder bei aufkommenden inhaltlichen Fragen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können den Unterschied zwischen Heil- und Schutzimpfung (passiver und aktiver Immunisierung) erklären. werten Ergebnisse verschiedener historischer Versuche zu den Grundlagen der Impfung inhaltlich aus und ordnen sie den heutigen Impfmethoden zu. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler identifizieren in Informationstexten und in einem Lehr-Video mit naturwissenschaftlichen Inhalten die relevanten Informationen und stellen sie strukturiert dar. nutzen verschiedene Quellen zur Beschaffung naturwissenschaftlicher Informationen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler hören bei der Klärung naturwissenschaftlicher Fragestellungen anderen konzentriert zu und fragen bei Unklarheiten sachbezogen nach. arbeiten mit einer Partnerin oder einem Partner beziehungsweise in einer Gruppe gleichberechtigt, zielgerichtet und zuverlässig zusammen.

Die Unterrichtseinheit zum Thema Kernspaltung gibt den Schülerinnen und Schülern ausgehend von ihrer Entdeckung bis zur großtechnischen Nutzung bei der Energieerzeugung einen Einblick in die komplizierten Abläufe kontrollierter Spaltungsvorgänge. Dabei kann die sensationelle Entdeckung durch Otto Hahn und sein Forschungsteam im Jahr 1938 nicht genug hervorgehoben werden. Ohne diese unter sehr einfachen Versuchsbedingungen gefundenen Zusammenhänge wären technische Anwendungen wie etwa Kernkraftwerke zur Energiegewinnung nicht denkbar. Nicht vergessen darf man allerdings die negativen Entwicklungen der Kernspaltung in Form von Massenvernichtungswaffen wie Atombomben. Mithilfe von Videos, Animationen und veranschaulichenden Abbildungen wird den Schülerinnen und Schüler der Vorgang der Kernspaltung nähergebracht, bevor man dann auf die physikalischen Einzelheiten anhand der Spaltung von angereichertem Uran-235 durch den Einfang langsamer Neutronen eingeht. Zunächst wird der Ablauf der Spaltung über das Zwischenprodukt Uran-236 mit den entstehenden Bruchstücken und den darauffolgenden radioaktiven Umwandlungen bis hin zu stabilen Endprodukten im Vordergrund stehen. Anschließend sind die Vorgänge zu besprechen, die eine kontrollierte Kettenreaktion ermöglichen und im Reaktor-Druckbehälter ablaufen. Kernspaltung als Thema im Physik-Unterricht Die Thematik "Kernspaltung und Energieerzeugung" wird bei vielen Schülerinnen und Schülern möglicherweise negativ behaftet sein aufgrund der vielfältigen öffentlichen Diskussionen und Berichterstattungen in den Medien hinsichtlich des nicht zu unterschätzenden Gefahrenpotenziales. Deshalb ist es besonders wichtig, den Lernenden genau aufzuzeigen, welche Vor- und Nachteile die Nutzung der Kernspaltung mit sich bringt. Im Unterricht sollten Lehrkräfte deshalb gut präpariert sein, um im Rahmen einer sicher aufkommenden kontroversen Diskussion auf kritische Fragen sachkompetent eingehen und antworten zu können. Vorkenntnisse Grobe Vorkenntnisse der Schülerinnen und Schüler sind vermutlich vorhanden - diese werden sich aber vor allem auf das Gefahrenpotenzial beim Betrieb von Kernreaktoren beschränken. Konkrete Kenntnisse zu den physikalischen Gegebenheiten sind jedoch nicht zu erwarten, weil dazu die konkreten physikalischen Abläufe kaum bekannt sein dürften. Didaktisch-methodische Analyse Bei der Behandlung des Themas sollte man darauf achten, dass die Gefährlichkeit der Energiegewinnung durch Kernspaltung weder verharmlost noch überbewertet wird. In Hinblick auf den Klimaschutz wird die Energieerzeugung durch Kernspaltung von der EU-Kommission als klimafreundlich bewertet. CO 2 -neutral ist Atomstrom jedoch keineswegs. "Die Treibhausgasemissionen sind größtenteils der Stromproduktion vor- und nachgelagert. Betrachtet man den gesamten Lebensweg – von Uranabbau, Brennelementherstellung, Kraftwerksbau und -rückbau bis zur Endlagerung – so ist in den einzelnen Stufen des Zyklus zum Teil ein hoher Energieaufwand nötig, wobei Treibhausgase emittiert werden." ( Umweltbundesamt ). Bis heute ungelöst und nur schwer einschätzbar sind die Emissionen für die Endlagerung. Das Thema Kernspaltung wird die Lernenden interessieren, wenngleich mit unterschiedlichen Ausgangspositionen. Die intensive Auseinandersetzung mit der Thematik setzt aber viel konkretes Wissen voraus, um das Für und Wider richtig einschätzen zu können. Deshalb ist die exakte Darstellung der Vorgänge im Unterricht sehr wichtig. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die Vorgänge beim Ablauf einer Kernspaltung beschreiben und erklären. wissen, wie ein mit angereichertem Uran bestückter Kernreaktor funktioniert. Können das Für und Wider der Energiegewinnung durch Kernspaltung einschätzen und bewerten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet. können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern, Freunden wertfrei diskutieren zu können.

In dieser Unterrichtseinheit zum Themenbereich Lagebeziehungen wird beschrieben, wie Grundschullehrkräfte die App "Winkel-Farm" nutzen können, um den Begriff des Winkelfeldes schrittweise einzuführen. Die App und ihr möglicher Unterrichtseinsatz wurden im Rahmen einer Dissertation entwickelt und in einer Grundschulklasse der vierten Klassenstufe erprobt. Der Beitrag entstand im Kontext des von der Deutschen Telekom Stiftung geförderten Programms "Digitales Lernen Grundschule".Mit der App "Winkel-Farm" können Winkelfelder auf anschauliche Weise eingeführt werden. Auf Basis der Betrachtung von Sichtfeldern werden Bestandteile von Winkelfeldern erarbeitet und schrittweise zur dahinter liegenden Mathematik abstrahiert. Ziel dieser Unterrichtseinheit für den Grundschulunterricht ist es, Schülerinnen und Schüler dazu zu befähigen, Winkelfelder zu beschreiben und mit diesen mathematisch zu operieren. Durch konkrete Aufgabenstellungen werden die Schülerinnen und Schüler angeregt, in der App verschiedene Handlungen auszuführen. Anschließend werden diese Handlungen diskutiert und verallgemeinert. Zur App "Winkel-Farm" In der App "Winkel-Farm" ist eine Farm mit Tieren und Menschen dargestellt, die die User ein- und ausschalten können. Je nachdem, ob diese ihre Augen offen oder geschlossen halten, wird ihr Sichtfeld farbig dargestellt. Sowohl die Lebewesen als auch der Hintergrund können verschoben und gedreht werden. Außerdem ist es möglich, über die Tabelle die Reihenfolge der Tiere zu verändern. Des Weiteren können Nutzerinnen und Nutzer in den Winkelfeld-Modus umschalten. Dann werden die Tiere und Menschen nur noch blass dargestellt und ihre Sichtfelder werden deutlich erkennbar als Winkelfelder aufgeführt. Auch diese kann man über ihren Scheitelpunkt verschieben und um den Scheitelpunkt drehen. Abhängig vom Modus kann man Scheitelpunkt und Schenkel an- oder ausschalten und die Sichtbarkeit der Tiere und Menschen beziehungsweise der Gestaltungselemente (wie Grasbüschel, Teich und so weiter) verändern. Didaktisch-methodische Analyse In den im Unterrichtsablauf dargestellten Phasen 1 ("Sichtfelder beschreiben") und 3 ("Sichtfelder vergleichen") führen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Handlungen aus. In der ersten Phase geschieht dies noch vorwiegend im Modus der Tiere und Menschen, in der dritten Phase vermehrt im Winkelfeld-Modus. Die App führt die Schülerinnen und Schüler also schrittweise durch den Abstraktionsprozess und ermöglicht dabei stets eine Interaktion mit der realen Winkelsituation. Anschließend werden diese Handlungen diskutiert und verallgemeinert: Was zeichnet sie aus? Wie kann damit die Situation besonders gut beschrieben werden? Dies führt zu einer abstrakteren Sichtweise und ein mathematischer Begriff wird aufgebaut (Phase 2 "Bestandteile von Winkelfeldern") beziehungsweise es wird mit ihm mathematisch operiert (Phase 4 "Operieren mit Winkelfeldern"). Dabei wird auch darauf eingegangen, inwiefern die App die Handlungen der Schülerinnen und Schüler beeinflusst hat und wie dies mit dem mathematischen Begriff in Zusammenhang steht. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Sichtfelder von realen Lebenwesen und vergleichen diese miteinander. lernen, reale Winkelsituationen zu analysieren sowie in einem weiteren Schritt zu kontextualisieren und abstrahieren. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen Tablets zur Bearbeitung von Aufgaben in einer App. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler halten sich an die Regeln, die für den Umgang mit Tablets im Unterricht von der Lehrkraft vorgegeben wurden. diskutieren und reflektieren ihre Handlungsergebnisse in der Gruppe.

In dieser Unterrichtseinheit zur Expansion des Weltalls erarbeiten die Schülerinnen und Schüler grundlegende Ansätze zum Verständnis des Urknall-Modells. Dabei geht es in erster Linie um die physikalische Interpretation der Rotverschiebung in den Spektren weit entfernter Galaxien. Die Arbeitsblätter nehmen dabei Bezug auf ein Erklärvideo zum Thema Kosmologie. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden. Die Verschiebung von Spektrallinien in den Spektren von Galaxien wird zunächst als Folge des optischen Dopplereffekts gedeutet, was dem Vorgehen von Edwin Hubble bei seinen Auswertungen im Jahre 1929 entspricht. Die Lernenden stellen in diesem Zusammenhang mithilfe von 14 Galaxienspektren ein Entfernung-Geschwindigkeit-Diagramm für die Galaxien auf und bestimmen einen Wert der Hubble-Konstante. In einem weiteren Arbeitsblatt erfahren die Lernenden dann, dass der Astrophysiker George Lemaître die Rotverschiebung der Spektrallinien mit der Ausdehnung des Raumes erklärte und damit als einer der Ersten das Urknall-Modell postulierte. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier "Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht" . Das Thema "Expansion des Weltalls" im Unterricht Die Unterrichtseinheit verbindet Inhalte der Oberstufen-Physik (beispielsweise den Dopplereffekt, die Aufnahme und Interpretation von Spektren sowie die Darstellung und Auswertung von Daten) mit interessanten Fragen der modernen Kosmologie. Dadurch werden Inhalte des Physik-Unterrichts in einen stark motivierenden und anwendungsorientierten Kontext gestellt. Vorkenntnisse Im Unterricht sollte die Wellen-Eigenschaft des Lichts bereits behandelt worden sein. Speziell sollten Kenntnisse vorhanden sein, wie man Lichtspektren aufnimmt (Prisma oder optisches Gitter) und auswertet. Kenntnisse zum Dopplereffekt sind nützlich, können aber auch während der Unterrichtseinheit durch Recherche erarbeitet werden. Einige astronomische Grundkenntnisse sollten ebenfalls vorhanden sein. So ist es hilfreich, wenn die Lernenden wissen, was die Einheit "Lichtjahr" bedeutet, was eine Spiralgalaxie ist, und wie das Spektrum des Wasserstoff-Atoms aussieht. Didaktische und methodische Analyse Die Entdeckung von Edwin Hubble, dass die Rotverschiebung in den Spektren von Galaxien mit deren Entfernung von der Erde korreliert, war für die Entwicklung der modernen Kosmologie außerordentlich bedeutsam und befeuerte die Diskussion über die Beschaffenheit und Dynamik des Universums. Theoretische Folgerungen auf der Basis der Allgemeinen Relativitätstheorie konnten nun auf den experimentellen Prüfstand gestellt werden. Selbst Albert Einstein wurde veranlasst, seine Idee eines statischen Universums und die Einführung seiner kosmologischen Konstante zu überdenken. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass Edwin Hubble keineswegs die Idee eines expandierenden Weltalls formulierte, sondern lediglich die Verknüpfung von Entfernung und Rotverschiebung feststellte, dies aber mit einer Relativgeschwindigkeit der Objekte zueinander zu erklären versuchte. Der eigentliche Vater des Urknall-Modells ist aber der belgische Priester und Astrophysiker Georges Lemaître, der die Ergebnisse von Hubble ganz anders interpretierte: Der Raum ist es, der sich kontinuierlich ausdehnt, die Galaxien dabei mitnimmt und so eine scheinbare Bewegung der Objekte bezüglich des Beobachters erzeugt. Die Rotverschiebung entsteht dann dadurch, dass die Lichtwellen praktisch auseinandergezogen werden, wenn der Raum sich auf ihrem Weg zu uns vergrößert hat. Dies nennt man kosmologische Rotverschiebung. Für ein eingängiges Beispiel, das man auch gut im Unterricht vorführen kann, eignet sich ein Luftballon. Dieser wird ein wenig mit Luft gefüllt, dann werden an verschieden Stellen Punkte (Galaxien) mit einem Filzstift aufgezeichnet. Auch eine "Lichtwelle" in Form einer aufgemalten engen Sinuskurve sollte nicht fehlen. Wenn man nun den Luftballon langsam aufbläst (der Raum vergrößert sich), erkennen die Lernenden gut, dass sich die Punkte voneinander wegbewegen, obwohl sie ihren Platz nicht verlassen. Außerdem wird die Lichtwelle auseinandergezogen, was besagter kosmologischer Rotverschiebung entspricht. Die Deutung der Rotverschiebung als Dopplereffekt ist dennoch akzeptabel für nicht zu weit entfernte Galaxien, da der Wert von H 0 dann noch als konstant angesehen werden kann. Allerdings muss man sich bei dieser Deutung darüber im Klaren sein, dass man dann der Galaxie eine Geschwindigkeit zu einem Zeitpunkt zuordnet, als das Licht von ihr ausging. Wird die Rotverschiebung der Galaxie hingegen kosmologisch gedeutet, können wir daran ablesen, in welchem Maße sich das Universum seither ausgedehnt hat. Die Unterrichtseinheit "Die Expansion des Weltalls" orientiert sich in ihrer Struktur an dem wissenschaftshistorischen Weg: So wird zunächst der Dopplereffekt als nützliches Hilfsmittel zur Messung von Geschwindigkeiten im Weltall behandelt. Die Auswertung von Galaxienspektren führt dann unter Verwendung der Dopplerformel zu einem Entfernung-Geschwindigkeit-Diagramm, so wie es Hubble seinerzeit erstellt hatte. Daraus lässt sich dann das Hubble-Gesetz herleiten und aus der Steigung der Regressionsgerade die Hubble-Konstante bestimmen. Dass die Geschwindigkeit, die aus der Rotverschiebung mithilfe der Dopplerformel gewonnen wurde, eher als scheinbare Bewegung verstanden werden sollte, wird schließlich im dritten Arbeitsblatt thematisiert, wenn die Idee des sich aufblähenden Raumes und das Urknall-Modell zur Sprache kommen. Für die Erstellung des Hubble-Diagramms stehen die Spektren von 14 Galaxien zur Verfügung. Diese befinden sich in unserer kosmischen Nachbarschaft, also in einem Raumbereich, in dem die Rotverschiebung deutlich unter 10 % (z=0,1) liegt. Dann nämlich darf man davon ausgehen, dass die Hubble-Konstante wirklich eine Konstante ist. Für weiter entfernte Objekte gilt das nicht mehr, da ihr Licht aus einer Zeit stammt, als die Ausdehnungsrate des Weltalls einen anderen Wert hatte als jetzt. Man weiß inzwischen, das die Expansionsgeschwindigkeit sich im Laufe der Jahrmilliarden verändert hat und die Hubble-Konstante daher zeitabhängig ist (also eher ein Hubble-Parameter ist). Es ist ratsam, dass die Lernenden die 14 Galaxienspektren arbeitsteilig auswerten und ihre Ergebnisse anschließend in einer Tabelle im Plenum eintragen. Die Auswertung erfolgt sinnvollerweise mithilfe eines Tabellenkalkulationsprogramms. Achten Sie darauf, dass die Lernenden eine Gerade als Trendkurve wählen, die durch den Ursprung geht. Die Lernenden werden feststellen, dass die Streuung der Punkte um diese Gerade recht groß ist. Dies dient als willkommener Anlass, im Plenum die Gründe zu besprechen. Hier sollte vor allem kurz auf die Problematik der Entfernungsmessung von Galaxien eingegangen werden. Der Streit um den Wert der Hubble-Konstanten ist übrigens in der Wissenschaft zurzeit in vollem Gange. Erstaunlicherweise haben gänzlich verschiedene und voneinander unabhängige Methoden zu unterschiedlichen Werten für H 0 geführt, wobei sich die Fehlergrenzen der Ergebnisse kaum überlappen. Bisher konnte niemand schlüssig erklären, woher diese Unterschiede kommen. Das Thema dieser Unterrichtsreihe streift also ein brandaktuelles Thema der modernen Astrophysik. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen den optischen Dopplereffekt kennen und wenden ihn an, um die Geschwindigkeit astronomischer Objekte zu bestimmen. werten Spektren von Galaxien aus und bestimmen aus einem Diagramm die Hubble-Konstante. lernen die grundlegenden Ideen des Urknall-Modells kennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet und sammeln, sortieren und bewerten Informationen. verwenden ein Tabellenkalkulationsprogramm zur Darstellung und Auswertung von Daten. binden Informationen eines Erklärvideos in ihre Lösungen ein. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten Aufgaben in Paar- und Gruppenarbeit. tauschen Informationen und Messergebnisse untereinander aus. diskutieren und hinterfragen Lösungen im Plenum .

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Wald führen die Schülerinnen und Schüler eine Waldinventur zur Waldzustandserfassung durch. Die durch den Klimawandel bedingten trockenen und heißen Sommer der letzten Jahre, die Stürme sowie die folgenden Käfer-Kalamitäten haben dem Wald in Deutschland schwer zugesetzt. In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler, den Zustand eines Waldstückes selbstständig zu beurteilen. Der erste Schulwald in Deutschland wurde 1949 in Schleswig-Holstein gepflanzt, nachdem die Reparationshiebe unseren heimischen Wäldern schwer zugesetzt hatten. Schulwälder riefen bald eine Begeisterung für schulische Waldprojekte in ganz Deutschland hervor, und das Thema Wald wurde fest in den Curricula und Lehrplänen verankert. Heute gilt der Wald hierzulande leider dennoch wieder als bedroht. In der Unterrichtseinheit "Pflanzenjagd im Wald: eine Waldinventur mit Schülerinnen und Schülern durchführen" sollen die Lernenden daher selbst aktiv werden, um eine Beurteilungskompetenz für den Gesundheitszustand unserer Wälder zu entwickeln. Die Methodik der Unterrichtseinheit ist problem- und handlungsorientiert. Sie wird im Fachartikel Der Wald als außerschulischer Lernort: Wald-Fallstudien näher beschrieben. Waldinventuren mit Schülerinnen und Schülern im Unterricht durchführen Die Lehrperson benötigt für die Durchführung der Unterrichtseinheit selbst grundlegende Bestimmungskompetenzen und sollte mit den einzelnen Baumarten gut vertraut sein. Aufseiten der Lernenden sind grundlegende Artenkenntnisse vorteilhaft, jedoch nicht notwendig. Didaktische Analyse Mit dem Unterrichtsmaterial dieser Einheit können Lernende der verschiedenen Altersstufen Bestandeskenndaten eines Waldstückes erfassen und auswerten. Sie entwickeln dabei die Grundkompetenzen zur Beurteilung des Gesundheitszustandes von Bäumen sowie Wäldern in ihrer Gesamtheit. Problematisch sind hierbei oftmals die bestehenden Vorkonstruktionen zum Wald, welche die Dimensionen von "Wald als Wildnis" und "Wald darf nicht genutzt werden" einnehmen. Für manche gilt unser Wald, der in der Regel seit Generationen forstlich genutzt und bewirtschaftet wird, als Natur – im Gegensatz zur ebenso bewirtschafteten Agrarlandschaft. Ebenso findet sich vielfach das sogenannte "Schlachthausparadoxon": die hohe Wertschätzung für Holzprodukte bei gleichzeitiger Ablehnung des Fällens und Nutzens von Bäumen. In beiden Fällen gilt es, den Schülerinnen und Schülern eine differenzierte Sichtweise auf den Wald als Naturraum und als forstlicher Nutzfläche zu vermitteln. Methodische Analyse Die Unterrichtseinheit basiert auf der aus Schweden und Finnland stammenden Methode der Wald-Fallstudien (Forest Case Studies, FCS) . Das Konzept integriert Ansätze der Erlebnispädagogik sowie des problemorientierten Lernens. Grundlage der Methode ist die Arbeit in Kleingruppen von drei bis sechs Personen. Die Teams sollten so aufgestellt sein, dass jedes Mitglied der Gruppe über verschiedene Fähigkeiten und Kenntnisse verfügt. Da sich Wald-Fallstudien an einem konkreten Problem orientieren sollen, bietet sich – wie in dieser Unterrichtseinheit – beispielsweise die aktuelle Waldsituation in Deutschland an. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erfassen die Oberhöhe von Bäumen. beurteilen den Gesundheitszustand von Bäumen anhand einfacher dendropathologischer Parameter. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verwenden das Smartphone zur naturräumlichen Orientierung. können sich unter veränderten Bedingungen im Naturraum mithilfe des Smartphones orientieren. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in Gruppen zusammen an einem gemeinsamen Projekt. erkennen die eigene Verantwortung für den Lebensraum Wald.

Die Unterrichtseinheit zum Thema "Äquivalenz von Masse und Energie" beschäftigt sich mit der vielleicht bedeutendsten Entdeckung von Albert Einstein im Jahr 1905. Im Rahmen seiner Herleitungen zur Speziellen Relativitätstheorie hat er die vermutlich berühmteste und bekannteste Formel der Physikgeschichte abgeleitet: E=m×c². Diese einfach aussehende Formel wurde für die Physik des 20. Jahrhunderts - und darüber hinaus - von fundamentaler Bedeutung. So hat sie es ermöglicht, zum einen die Vorgänge in der Sonne bei ihrer Energieerzeugung mit der bisher noch nicht realisierten Anwendung zur Energieproduktion auf der Erde zu erklären, zum anderen die im Jahr 1938 von Otto Hahn und seinen Mitarbeitern entdeckte Kernspaltung zur Energiegewinnung in Atomkraftwerken zu nutzen. Die berühmte Formel sollte auch Schülerinnen und Schülern "bekannt" sein, wenngleich die Tragweite der einfach aussehenden Formel nur den wenigsten geläufig sein dürfte. Die Herleitung der Formel über die bereits bekannten Fakten der Speziellen Relativitätstheorie wird für viele Lernenden eine große Herausforderung sein, der nur die mathematisch Versiertesten problemlos werden folgen können. Die Äquivalenz von Masse und Energie ist aber für das Verständnis vieler physikalischen Vorgänge so wichtig, dass man die Herleitung mit einem gut nachvollziehbaren Endergebnis trotzdem durchführen sollte. Äquivalenz von Masse und Energie Die im Rahmen der Speziellen Relativitätstheorie besprochene Äquivalenz von Masse und Energie mit der schon seit Jahrzehnten realisierten Energieerzeugung durch Kernspaltung und der mit Hochdruck beforschten Energieerzeugung durch Kernfusion (Stichwort ITER) wird auch in den Unterrichtseinheiten zur Kernphysik von grundlegender Bedeutung werden - und aufgrund der ungelösten Probleme mit der Lagerung der dabei entstehenden (langlebigen) radioaktiven Folgeprodukte für viel Diskussion sorgen. Für den Unterricht sollten Lehrkräfte deshalb gut vorbereitet sein, um auf kritische Fragen das Für und Wider dieser Formen der Energieerzeugung sachkompetent erklären zu können. Vorkenntnisse Grobe Vorkenntnisse von Lernenden können in gewisser Weise vorausgesetzt werden, da die Thematik aufgrund der berühmten Formel ansatzweise bekannt sein wird. Konkrete Kenntnisse sind jedoch nicht zu erwarten, weil dazu das physikalische Wissen um die Vorgänge in der Speziellen Relativitätstheorie kaum bekannt und somit erst herzuleiten ist. Didaktische Analyse Bei der Behandlung des Themas sollte man die Schülerinnen und Schüler darauf hinweisen, dass trotz des sowohl bei Kernspaltung als auch Kernfusion auftretenden radioaktiven Gefährdungspotentiales diese Art der Energieerzeugung klimaneutral abläuft, ohne die Umwelt mit Schadstoffen zu belasten. Im Rahmen des Unterrichts kann gut gezeigt werden, dass die Masse-Energie-Äquivalenz im Alltagsleben kaum bemerkt werden wird, aber trotzdem bei jeder Energieumwandlung auftritt. Deshalb ist es sehr wichtig, den Lernenden zu vermitteln, welche Bedeutung der berühmten Formel im atomaren Bereich zukommt – in der Forschung (zum Beispiel am CERN in Genf), in der Energieerzeugung, aber auch in der gigantischen Energiefreisetzung bei Kernwaffen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen um die weitreichende Bedeutung der speziellen Relativitätstheorie und dem daraus abgeleiteten Prinzip der Äquivalenz von Masse und Energie. können nachvollziehen, wie man die Formel E=m×c² herleitet. kennen die unterschiedlichen Möglichkeiten zur Energieerzeugung infolge der Äquivalenz von Masse und Energie. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet. können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinander und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben genügend fachliches Wissen, um mit den anderen Lernenden, Eltern, Freunde wertfrei diskutieren zu können.

Die Unterrichtseinheit "Relativistische Masse" zeigt anhand verschiedener Beispiele, wie Albert Einstein - ausgehend von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit - die Zunahme der "trägen" Masse in Abhängigkeit von ihrer Geschwindigkeit hergeleitet hat. Mithilfe der Zeitdilatation wird gezeigt, wie Beobachter in verschiedenen Bezugssystemen einen im Prinzip gleichbleibenden Vorgang völlig unterschiedlich wahrnehmen und beschreiben.Die Schülerinnen und Schüler werden an das Thema über die klassische Newton'sche Mechanik herangeführt. Sie erkennen dabei sehr schnell, dass die Newton'sche Mechanik bei kleinen Geschwindigkeiten weit unterhalb der Lichtgeschwindigkeit in unserem Alltag gut funktioniert, doch bei Zunahme an Geschwindigkeit und insbesondere bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit einer völlig neuen Beschreibung bedarf, die durch zahlreiche Experimente belegt ist. Die relativistische Masse Bei der Besprechung der relativistischen Massenzunahme muss den Lernenden in aller Deutlichkeit klar gemacht werden, dass diese Vorgänge im Alltag weder relevant noch beobachtbar sind; vielmehr sollte der Zusammenhang der Unerreichbarkeit der Lichtgeschwindigkeit durch möglichst anschauliche Gedankenbeispiele mit den zugehörigen - möglichst einfachen - Berechnungen vermittelt werden. Vorkenntnisse Vorkenntnisse von Lernenden können insofern vorausgesetzt werden, dass allein schon der Name "Albert Einstein" jedem Schüler und jeder Schülerin in irgendeiner Form bekannt sein dürfte. Darüber hinaus wird aber schon die Herleitung der Formel für die relativistische Massenzunahme den meisten Lernenden Schwierigkeiten bereiten mit der Folge, dass man nicht versuchen sollte, das Thema zu sehr zu vertiefen. Didaktisch-methodische Analyse Bei der Behandlung der Themen zur Speziellen Relativitätstheorie reicht es aus, die Schüler und Schülerinnen für ein schwieriges Thema zu sensibilisieren, aber nicht zu überfordern. Deshalb macht es sicher Sinn, sich auf einfache Erklärungen und Übungsaufgaben zu beschränken. Die Gesetzmäßigkeiten zur relativistischen Massenzunahme lassen sich auf halbwegs einfache und nachvollziehbare Art und Weise herleiten; deshalb kann man auf die zahlreichen und durchaus komplizierten Herleitungen verzichten und diese den mathematisch interessierten und versierten Schülerinnen und Schülern überlassen - beispielsweise für ein späteres Studium. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können erklären, warum die Masse eines extrem beschleunigten Körpers zunimmt. wissen, dass die Lichtgeschwindigkeit eine Grenzgeschwindigkeit darstellt, die nicht überschritten werden kann. können die relativistische Massenzunahme dahingehend einordnen, dass sie im Alltagsleben keine Rolle spielt. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet. können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinander und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden wertfrei diskutieren zu können.