MINT: Willkommen im Fachbereich

Diese Unterrichtseinheit zur Lichtverschmutzung in Mitteleuropa bringt den Schülerinnen und Schülern das Thema anhand eines Videos von der ISS und Satellitenbilddaten näher. Es werden naturräumliche Gegebenheiten und Siedlungsstrukturen beleuchtet.Diese Unterrichtsmaterialien sind im Rahmen des Projektes "Columbus Eye – Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" entstanden. Das Projekt Columbus Eye wird von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen 50 JR 1701 gefördert. Das übergeordnete Projektziel besteht in der Erarbeitung eines umfassenden Angebots an digitalen Lernmaterialien für den Einsatz im Schulunterricht. Dieses Angebot umfasst interaktive Lerntools und Arbeitsblätter, die über ein Lernportal zur Verfügung gestellt werden. Der Nachthimmel gleicht heute in vielen Regionen der Welt eher einer Dämmerung, da Städte, Industrieanlagen und Straßen an vielen Orten mit ihrem Licht die Nacht erhellen und die Sterne überleuchten. Wirkliche Dunkelheit findet sich nachts nur noch in dünn- oder gar nicht besiedelten Gebieten. Dies hat nicht nur Auswirkungen auf unsere eigene Gesundheit, sondern auch auf unsere Ökosysteme. Die Luftverschmutzung in Mitteleuropa ist gut dokumentiert, und viele Gegenmaßnahmen wurden bereits eingeführt. Obwohl sie dennoch zunimmt, wird sie nur von wenigen beachtet. Dieses Lernmaterial bringt den Schülerinnen und Schülern das Thema anhand eines Videos von der ISS und Satellitenbilddaten näher, die zwei Nachbarregionen mit sehr unterschiedlichen Beleuchtungsansätzen und den Gründen hierfür vergleichen. Dabei werden auch die naturräumlichen Gegebenheiten und die Siedlungsstrukturen beleuchtet. Ergänzend zur Unterrichtseinheit "Erde bei Nacht - Lichtverschmutzung in Mitteleuropa" bietet sich eine Behandlung der Unterrichtseinheit "Erde bei Nacht – Energieverbrauch um Rhein, Ruhr, Maas und Schelde" aus dem Projekt "Fernerkundung in Schulen" an. In dieser werden dieselben Regionen betrachtet, jedoch unter dem Gesichtspunkt von Energieerzeugung und -verbrauch. Im dazugehörigen Lehrermaterial finden sich auch Informationen zu Fernerkundung im Allgemeinen und dem verwendeten Satellitenbild aus Marker 1 und dem zugehörigen Video. Die Schülerinnen und Schüler interpretieren Satellitenbilder und ordnen sie räumlich zu. erkennen Unterschiede in der Stadtstrukturentwicklung basierend auf naturräumlichen Gegebenheiten. erkennen und analysieren das Konfliktpotential Mensch-Natur. diskutieren Nutzen und Probleme extensiver nächtlicher Beleuchtung.

Dieser Workshop zum Thema Konsum und Regenwald gibt interaktiv lebendige Einblicke in die Welt unseres Konsums hier in Deutschland und seine Auswirkungen in den Anbaugebieten der Rohstoffe, dem tropischen Regenwald. Den thematischen Kern der Unterrichtseinheit bilden die vier Haupttreiber der Regenwaldzerstörung: Palmöl, Soja, Tropenholz und Papier. Durch den interaktiven Workshop "Konsum: Regenwald im Einkaufswagen" führt die Lehrkraft die Schülerinnen und Schüler anhand einer Präsentation - vorbei an den Produktionsstätten von Soja, Palmöl, Papier und Tropenholz bis hin zum eigenen Einkaufswagen und den Möglichkeiten, den Regenwald im Alltag zu schützen. Arbeitsaufträge, kleine Filmclips und Spiele gestalten einen methodenreichen Unterricht, der unser Konsumverhalten genau unter die Lupe nimmt. Die Schülerinnen und Schüler werden zur kritischen Betrachtung des eigenen Konsumverhaltens hingeführt. Die Unterrichtseinheit schließt mit Hilfestellungen und Ideen für den eigenen Alltag. Konkret führt der Workshop die Schülerinnen und Schüler aus ihrer Lebenswirklichkeit heraus in die Tropen. Themen wie der Soja-Anbau für die massenhafte Fleischproduktion, Palmöl in Schokoladen-Creme und Bodenschätze in ihren Handys lassen die Schülerinnen und Schüler staunen. Zahlen und Fakten sind anschaulich und altersgerecht aufbereitet; eindrucksvolle Bilder zeigen, wie sich die Welt in den Tropen durch unseren Konsum verändert. Ein aktuelles und gleichsam spannendes Thema – nicht nur für eine Doppelstunde. Das Thema "Konsum und Regenwald" im Unterricht Die Lehrkraft braucht außerhalb der Präsentation kein weiteres Hintergrundwissen. Die einzelnen Präsentationsfolien weisen auf Fakten und Hintergründe hin beziehungsweise leiten die Lehrkraft zu weiteren Quellen. Das Thema "Konsum und Regenwald" findet durch seine breite Aufstellung in diversen Fächern Anbindung und kann als Einstieg oder Wiederholung in den Oberthemen Globalisierung, Landwirtschaft in den Tropen oder Regenwald allgemein genutzt werden. Vorkenntnisse Die Lehrkraft sollte sich das Handout zur Präsentation genau anschauen. Hier finden sich neben weiteren Quellen und Hintergrundfakten auch Tipps für weitere Arbeitsaufträge und Spiele, die individuell auf die Klasse zugeschnitten durchgeführt werden können. So befindet sich in dem Materialpool für jede Jahrgangsstufe von der siebten bis zur zwölften Klasse etwas. Didaktische Analyse Das Material zum Thema Konsum und Regenwald soll die Handlungskompetenz und das Engagement der Schülerinnen und Schüler fördern, sich mit den großen Herausforderungen unserer Zeit – dem Konsum und seinen Folgen – kritisch zu befassen. Das Material zeigt die Zusammenhänge zwischen dem Burger auf dem Teller und riesigen Soja-Plantagen in den Tropen. Es möchte die Schülerinnen und Schüler für das Thema Konsum und ihre eigene Verantwortung als Verbraucherin und Verbraucher sensibilisieren. Methodische Analyse Es ist darauf zu achten, nicht zu negativ zu werden: Gerade ältere Schülerinnen und Schüler (ab Klasse 9) neigen oft zur "Schwarzmalerei". Die Lehrkraft sollte den Workshop daher möglichst mit der Schlusseinheit "Handlungsempfehlungen und Hilfestellungen" (Arbeitsblatt 7) beenden, um dem Gedanken des "Ich kann sowieso nichts ändern" vorzugreifen und positiv aus der Situation zu gehen. Weitere Unterrichtseinheiten des Feldes "Was kann ich tun?" finden Sie unter den externen Links. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlangen Wissen zu den Haupttreibern der Regenwaldvernichtung. lernen Handlungsempfehlungen und Alltagstipps kennen, wie sie den Regenwald schützen können und dem massenhaften Konsum entgegenwirken können. beschäftigen sich mit einem aktuellen, gesellschaftlichen Thema, das ihnen in ihrer Zukunft zunehmend mehr begegnen wird. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich mit sozialer Gerechtigkeit gegenüber den Menschen im globalen Süden (die Tropen). setzen sich mit dem Thema "Intergenerationelle Gerechtigkeit" auseinander. erweitern ihre Kompetenzen im Bereich des gemeinschaftlichen Arbeiten (Gruppenarbeit) und der Abstimmung und Organisation von Arbeitsaufträgen mit Mitschülerinnen und Mitschülern.

In dieser Unterrichtseinheit für den fächerverbindenden Unterricht in den Naturwissenschaften und Kunst / Werken bauen die Schülerinnen und Schüler eine bionische Hand aus Pappe und setzen sich dabei mit den Funktionen der Hand, der Finger und des Daumens sowie der Knochen, Muskeln, Sehnen und Bänder auseinander. In dieser Übungsreihe basteln die Schülerinnen und Schüler eine bionische Hand aus Pappe, Schnur, Strohhalmen und Gummiband. Durch die Verknüpfung zwischen bionischen und ihren eigenen Händen können sie die Funktion der Finger und die Bedeutung des Daumens, zum Greifen und Halten von Gegenständen verschiedener Formen nachvollziehen. Sie lernen außerdem, dass es nicht möglich wäre die menschliche Hand zu bewegen, wenn sie nur aus Knochen bestünde. Die Schülerinnen und Schüler verstehen durch den Vergleich der Materialien, die sie bei der bionischen Hand nutzen, um deren Finger zu bewegen, wie Knochen, Muskeln, Sehnen und Bänder arbeiten. Die Übungsreihe ist, abhängig vom Alter der Lernenden, für 60 bis 90 Minuten konzipiert. Es bietet sich jedoch ebenfalls an, sie in eine Projektarbeit einzubetten, die andere Fächer und Themen wie Kunst, Sprache und den menschlichen Körper umfasst. Altersklasse: 8- bis 12-Jährige Material: Arbeitsblätter Schwierigkeitsgrad: einfach/mittel benötigte Unterrichtszeit: 60-90 Minuten Durchführungsort: Klassenzimmer benötigte Materialien: Bastelmaterial (Pappe, Scheren und gegebenenfalls Cuttermesser, Heißklebepistole) Kosten pro Klasse: gering (0-10 Euro) Thematischer Hintergrund: Bionik Bionik ist die Anwendung von Designs und Konzepten aus der Natur auf die Entwicklung von Systemen und Technologien. In der Medizin ermöglicht die Bionik den Ersatz oder die Verstärkung von Organen und anderen Körperteilen durch vom Menschen entwickelte künstliche Versionen. So ermöglichen bionische Prothesen Menschen mit Behinderungen zum Beispiel, einige verlorene Fähigkeiten wiederherzustellen. Ein anderes Beispiel für Bionik sind humanoide Roboter, die die Funktionsweise des Menschen oder des menschlichen Körpers nachahmen. Humanoide Roboter sollen Menschen in gefährlichen Jobs ersetzen, die zu Verletzungen oder zum Tod führen können. Der Weltraum ist wahrscheinlich eine der für den Menschen gefährlichsten und schädlichsten Umgebungen. Tatsächlich werden deshalb bereits viele Roboter zur Erkundung und Nutzung des Weltraums eingesetzt. Es ist zu erwarten, dass in naher Zukunft Besatzungen bestehend aus Astronauten und humanoiden Robotern gemeinsam daran arbeiten werden, das Weltall zu erkunden. Dafür werden sie höchstwahrscheinlich beide bionische Hände benutzen. Bionische Hände ermöglichen Robotern Objekte für den menschlichen Gebrauch zu benutzen. Die Astronauten werden einen Vorteil durch den Nutzen von bionischen Händen haben, da der Gebrauch von Gegenständen im Vakuum des Weltalls mit den Handschuhen eines Raumanzuges schwierig und ermüdend ist. Die ESA (European Space Agency) hat die bionische Hand DEXHAND entwickelt, die von Robotern und eventuell sogar von Astronauten genutzt werden wird. Thematischer Hintergrund: die menschliche Hand Die menschliche Hand hat eine sehr komplizierte Struktur; sie enthält 27 Knochen und 34 Muskeln, daneben noch zahlreiche Sehnen, Bänder, Nerven und Blutgefäße, welche von einer dünnen Hautschicht umgeben sind. Jeder Finger besteht aus drei Knochen (Phalangen), die nach dem Abstand zur Handfläche benannt sind: die proximalen, mittleren und distalen Phalangen (Singular: Phalanx). Die Sehnen verbinden die Muskeln mit den Knochen, während die Bänder Knochen mit Knochen verbinden. Die Sehnen, die uns helfen unsere Finger zu bewegen, sind mit 17 Muskeln verbunden, welche in der Handfläche zu finden sind und mit 18 Muskeln in unseren Unterarmen. Die zwei Hauptbewegungen der Finger – beugen und strecken – werden durch Beuge- und Streckmuskeln ausgeführt. Beugemuskeln befinden sich auf der Unterseite und Streckmuskeln auf der Oberseite des Unterarms. Methodische Hinweise Diese Übungsreihe wurde unter Verwendung der IBSE-Methodik (Inquiry-based Science Education) konzipiert. Vertiefende methodische Hinweise finden Sie im Dokument bionische-hand-alle-materialien.pdf, das am Ende dieser Seite kostenlos heruntergeladen werden kann. Abhängig von den jeweiligen Lehrplänen und vom Alter der Schülerinnen und Schüler können die Übungen als Einzelmodule durchgeführt oder in ein Unterrichtsprojekt integriert werden. Ein Beispiel für ein Unterrichtsprojekt mit drei (oder mehr) Unterrichtsstunden wäre: 1. Die Lernenden untersuchen selbst, wie die menschliche Hand funktioniert und welche Rolle Knochen, Muskeln und Sehnen spielen, indem sie das Internet, Videos, Fotos oder andere Ressourcen verwenden. 2. Bau der bionischen Hand durch die Schülerinnen und Schüler 3. Projektabschluss mit dem Besuch eines Naturkundemuseums, um die Unterschiede zwischen menschlichen Händen und Tierpfoten zu untersuchen Um das Thema Bionik tiefergehend zu erkunden, kann diese Übungsreihe mit anderen aus dem Moon Camp-Paket, wie dem Roboterarm und dem menschlichen Körper, erweitert und kombiniert werden. Für ein umfassenderes Projekt über den menschlichen Körper können die Schülerinnen und Schüler auch an der Mission X: Trainiere wie ein Astronaut -Herausforderung teilnehmen. Die Schülerinnen und Schüler verstehen, wie die menschliche Hand funktioniert. verstehen, dass die Wissenschaft und die Medizin bionische Prothesen nutzen, um Teile des menschlichen Körpers, die fehlen oder nicht richtig funktionieren, zu ersetzen oder zu ergänzen. lernen, dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den menschlichen Körper als Inspiration und Vorlage nutzen, um Werkzeuge wie Hände und Arme zu bauen, die sie in feindseligen Umgebungen wie dem Weltall oder der Tiefsee einsetzen können. erkunden und testen gemeinsam Ideen für den Bau einer simplen Maschine (bionische Hand).

In dieser Unterrichtseinheit "Wetter und Klima: Wetterelemente und Messungen" messen die Schülerinnen und Schüler Windrichtung, Niederschlag und Temperaturen. Sie lernen dabei auch den Steigungsregen, Hoch- und Tiefdruckgebiete sowie den Unterschied zwischen Wetter und Klima kennen. Alle sprechen über das Wetter – nicht erst seit dem Klimawandel . Oft hören wir: "Das ist aber heute ungemütlich." oder "Hoffentlich wird das Wetter endlich wieder besser." Aber was ist "Wetter" eigentlich? Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten in dieser Einheit das Thema "Wetter und Klima: Wetterelemente und Messungen". Sie recherchieren dazu im Internet, nehmen selbstständig Messungen vor und tauschen sich täglich über das aktuelle Wetter aus. Dabei nähern sie sich dem umfangreichen Thema Meteorologie spielerisch und lebensweltnah im Unterricht. Das Thema "Wetter und Klima: Wetterelemente und Messungen" im Unterricht Das Wetter umgibt uns alle ständig. Die Schülerinnen und Schüler erleben häufig die Einschränkungen durch schlechtes Wetter oder genießen den Sommer. Was Wetter aber ist und wie es entsteht, wissen sie oft nicht. In dieser Unterrichtseinheit messen die Lernenden in Gruppen verschiedene Wetterphänomene und lernen dabei auch den Steigungsregen, Hoch- und Tiefdruckgebiete sowie den Unterschied zwischen Wetter und Klima kennen. Didaktisch-methodische Analyse Zu Beginn der Unterrichtseinheit sollte besonders Wert auf die Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler zum Thema "Wetter und Klima" gelegt werden. Die beiden Begriffe sind nicht nur für die Lernenden schwierig abzugrenzen. In der Alltagssprache werden beide häufig synonym verwendet, ohne dass wirklich deutlich wird, was "Wetter" von "Klima" unterscheidet. Durch ein Brainstorming zu Beginn der Reihe kann die Lehrkraft prüfen, welche Vorstellungen in den Köpfen ihrer Schülerinnen und Schüler existieren und welches Vorwissen sie bereits zu diesem Thema haben. So wird deutlich, welche Einzelelemente des Themengebietes im Unterricht besonders intensiv besprochen werden müssen. Da das Thema "Wetter und Klima" nicht von besonders hohem Schülerinteresse ist, ist es wichtig, den Unterricht durch besonders ansprechende und abwechslungsreiche Methoden motivierend und lernendenzentriert zu gestalten. Indem die Schülerinnen und Schüler das Wetter über einen längeren Zeitraum messen, setzen sie sich nicht nur theoretisch mit dem Thema "Meteorologie" auseinander sondern sammeln auch erste, altersangemessene Erfahrungen mit der empirischen Forschung. Der experimentelle Charakter der arbeitsteiligen Gruppenarbeit motiviert die Lernenden nicht nur sondern sorgt auch dafür, dass die Inhalte der Unterrichtseinheit besser verstanden nachhaltig verinnerlicht werden. Darüber hinaus hat die Unterrichtseinheit auf diese Weise einen hohen Grad an Schüleraktivität und legt den Fokus auf die Eigenverantwortlichkeit der Lernenden. Arbeitsteilige Gruppenarbeiten fördern darüber hinaus schwächere und fordern stärkere Schülerinnen und Schüler. Die vier Aufgaben für die Gruppen bieten aufgrund ihres unterschiedlichen Schwierigkeitsgrads in besonderer Weise die Möglichkeit zur individuellen Förderung durch Binnendifferenzierung. Auch die theoretischen Inhalte der Unterrichtseinheit werden mithilfe unterschiedlicher Medien erarbeitet. Anschauliche Erklär-Videos helfen den Schülerinnen und Schülern, die komplexen atmosphärischen Vorgänge bei der Entstehung von Hoch- und Tiefdruckgebieten oder Steigungsregen nachzuvollziehen. Die anschließende Präsentation trainiert nicht nur die Fähigkeit des Vortragens, sondern fasst bereits Gelerntes noch einmal zusammen, regt zum Austausch in der Klasse an und kann zur individuellen Leistungsbeurteilung genutzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen den Unterschied zwischen Wetter und Klima kennen. beschreiben Unterschiede zwischen Hoch- und Tiefdruckgebiet nehmen verschiedene Wettermessungen mit geeigneten Instrumenten vor. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stellen Instrumente zur Wettermessung her. recherchieren im Internet nach Informationen zum Thema Wetter. schauen ein Video zum Thema Steigungsregen. erstellen eine Präsantation zu ihren Arbeitsergebnissen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in der Gruppe und übernehmen Verantwortung für eine tägliche Aufgabe. setzen sich mit den Präsentationen anderer Gruppen auseinander.

In der Unterrichtseinheit "Die Kontinente der Erde: unsere Welt" erarbeiten die Lernenden arbeitsteilig Lage, Größe, Länder, Kulturen und Religionen sowie Wetter und Klima von Europa, Asien, Afrika, Nord- und Südamerika, Australien und der Antarktis. Sie beschaffen sich dabei selbstständig Informationen und bereiten eine Präsentation vor. Im Fach Erdkunde sollen die Lernenden auch weit entfernte Orte geographisch verorten können, um die Welt zu begreifen. Dabei spielen auch die Kontinente der Erde eine große Rolle. Das Material eignet sich zur Einführung der Kontinente in der Grundschule sowie mit dem Schwerpunkt auf der Präsentation und dem freien Sprechen für die Sekundarstufe I. In dieser Unterrichtseinheit für die Klassen 4 bis 7 lernen die Schülerinnen und Schüler zunächst, was ein Kontinent überhaupt ist und wie diese aus dem Urkontinent Pangäa entstanden sind. Anschließend bereiten sie in arbeitsteiliger Gruppenarbeit Vorträge zu den einzelnen Kontinenten vor und tragen diese in der Klasse vor. Dabei beschreiben sie sowohl die Lage der Kontinente als auch die Größe, einige Länder, Kulturen und Religionen sowie das Wetter und das vorherrschende Klima. Die Schülerinnen und Schüler lernen dabei also nicht nur die geographische Aufteilung der Welt kennen, sondern üben sich auch im Präsentieren mittels PowerPoint oder Video. Das Thema "Unsere Welt: die Kontinente" im Unterricht Um ein Verständnis von dem Planeten Erde und der Welt entwickeln zu können, ist es sinnvoll, zunächst die Besonderheiten der einzelnen Kontinente zu besprechen. So lernen die Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit Lage, Klima und Landschaften der einzelnen Kontinente kennen, um eine Einteilung bestimmter Klimazonen oder Länder verstehen zu können. Dabei kann es aus ethischer Sicht auch darum gehen, dass alle Menschen gleich sind, auch wenn sie von unterschiedlichen Kontinenten stammen und weit entfernt voneinander aufwachsen. Vorkenntnisse Je nach Schwerpunktsetzung sollten den Lernenden Präsentationen per Plakat, PowerPoint oder Video bereits kennen. Ebenfalls vorausgesetzt wird, dass die Schülerinnen und Schüler das Recherchieren im Internet beherrschen. Die einzelnen Gruppenmitglieder können sich dabei mit ihrem Wissen ergänzen und Lücken ausgleichen. Didaktisch-methodische Analyse Die einzelnen Kontinente werden arbeitsteilig in Gruppen erarbeitet, sodass jede Gruppe im Anschluss Expertengruppe für einen Kontinent ist. Ein wesentlicher Schwerpunkt liegt dabei auf der Beschaffung, Verwertung und Analyse von Informationen, was insbesondere im Internet durch "Fake News" eine enorme Herausforderung für die Lernenden darstellt. Damit wird die Unterrichtseinheit der übergeordneten Kompetenzorientierung der Sekundarstufe I gerecht. Die Erarbeitung erfolgt gemeinsam, sodass auch fehlende Kompetenzen überwunden werden können. Dem Prinzip der individuellen Förderung wird dadurch Rechnung getragen, dass Schülerinnen und Schüler dabei ihre Stärken gezielt einsetzen können. Wichtig ist im Anschluss, dass die Schülerinnen und Schüler dann den Vorträgen der anderen Gruppen konzentriert folgen, um die neuen Informationen zu behalten. Daher bietet sich ein Abschlussgespräch oder auch eine Wissensabfrage an. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich in Gruppen Wissen über Lage, Größe, Länder, Kulturen und Religionen sowie Wetter und Klima der Kontinente. tragen ihr Wissen angemessen vor. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen das Internet zur Informationsbeschaffung. erstellen mithilfe von PowerPoint eine Präsentation oder erstellen ein Video. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler festigen Teamfähigkeit bei der Vorbereitung eines gemeinsamen Vortrages. üben ihre Präsentationsfähigkeit und freies Sprechen in einem Vortrag. kritisieren sich gegenseitig konstruktiv und lernen daraus.