MINT: Willkommen im Fachbereich

Revolutionäre Solarstraßen bleiben, laut den Entwicklern, schneefrei und können bei Betätigung eines Schalters in Parkplätze oder Sportplätze verwandelt werden. Schülerinnen und Schüler sollen bei dieser Unterrichtseinheit einschätzen, ob Solarstraßen finanziell unterstützt werden sollten.Über eine Crowdfunding-Website wurden kürzlich mehr als zwei Millionen US Dollar für die Finanzierung von Solarstraßen gespendet. Die Schülerinnen und Schüler sollen bei dieser Unterrichtseinheit einschätzen, ob Solarstraßen finanziell unterstützt werden sollten. Sie sollen Behauptungen mittels Argumentationen und Beweisen beurteilen und ihr Wissen über die Erzeugung von Elektrizität in Solarzellen nutzen, um eine Entscheidung zu treffen. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten: Auf Objektivität achten Entwicklung wissenschaftlichen Denkens: Entscheidungen treffen auf Grundlage der Bewertung von Beweisen und Argumenten Physik: Energie: Erneuerbare Energiequellen, die auf der Erde genutzt werden Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Solarstraßen" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Solarstraßen" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler beurteilen Behauptungen mittels Argumentationen, Beweisen und wissenschaftlichen Erkenntnissen. lernen, wie Lichtwellen Elektrizität in Solarzellen erzeugen. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Problemstellung Zeigen Sie das Fundraising-Video "Solar Freakin' Roadways" von Beginn bis Minute 2:12. Zeigen Sie Folie 4 der PowerPoint-Präsentation und betonen Sie, dass die Spendenaktion aufgrund der Behauptungen im Video immense Geldsummen eingebracht hat. Sind diese Behauptungen tatsächlich überzeugend? Ist das Projekt für den Bau von Solarstraßen der Spenden wert? Wissenschaftliche Belege Zeigen Sie erneut das Video und bitten Sie die Schülerinnen und Schüler, die aufgestellten Behauptungen herauszuarbeiten. Bitten Sie um Feedback und teilen Sie den Lernenden mit, dass sie sich jetzt auf die folgenden drei Behauptungen konzentrieren sollen: Sonnenlicht kann in Elektrizität umgewandelt werden; Solarzellen halten Straßen eisfrei; die erzeugte Elektrizität wird LED Fahrbahnmarkierungen mit Strom versorgen. Zeigen Sie Folie 5 der PPT. Die Schülerinnen und Schüler sollen paarweise die Beweise auf Folie 5 der PPT (SI1 und SI2) durcharbeiten und die Aufgaben auf der Folie lösen. Behauptung 1: AY, DV, BW, EX, CZ. Die Behauptung wird durch den Beweis gestützt. Behauptung 2: Der Schnee und die Heizmatten blockieren die Lichtwellen der Sonne. So können die Lichtwellen nicht auf die Solarzellen auftreffen und daher wird keine Elektrizität erzeugt. Die Behauptung wird nicht durch den Beweis gestützt. Behauptung 3: Die Solarpanels erzeugen 100 W/m². Eine LED benötigt 20 W/m², was bedeutet, es wäre genug Elektrizität vorhanden, um die Fahrbahnmarkierungen mit Strom zu versorgen. Jedoch werden die LEDs nachts nicht leuchten. Option 1 Bitten Sie um ein kurzes Feedback, um die Wahrheit hinter jeder Behauptung herleiten zu können. Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler wählen, um eine Entscheidung in der Klasse herbeizuführen, ob der Bau von Solarstraßen finanziell unterstützt werden sollte. Option 2 Die Lernenden folgen den Vorgaben auf Folie 7 der PPT, um ihre Entscheidung schriftlich darzulegen und zu erklären, ob der Bau von Solarstraßen finanziell unterstützt werden sollte. Zudem sollen sie Beispiele nennen, wo wir bereits Solarzellen anwenden. Zeigen Sie Folie 8 der PPT, um die Schüler bei diesem Teil der Aufgabe zu unterstützen. Option 3 Die Schülerinnen und Schüler produzieren kurze Videos als Antwort auf das "Solar Freakin' Roadway" Video. In diesen sollte wiederum jede Behauptung untersucht und die Entscheidung zur folgenden Frage kommuniziert werden: Soll der Bau von Solarstraßen finanziell unterstützt werden? In ihren Videos sollen sie zusätzlich Beispiele nennen, wo wir bereits Solarzellen anwenden. Zeigen Sie Folie 7 der PPT, um die Schüler bei diesem Teil der Aufgabe zu unterstützen. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben.

Die invasive Pflanze Ambrosia breitet sich in Europa aus. Sie kann ihren Schaden sowohl beim Menschen als auch bei anderen Pflanzen anrichten. In dieser Unterrichtseinheit entscheiden die Lernenden, ob Insekten als Schädlingsbekämpfer gegen Ambrosia eingesetzt werden sollten.Ambrosia oder Ambrosia artemisiifolia ist eine invasive Pflanze, die sich in ganz Europa ausbreitet. Aufgrund von Krankheiten durch ihre allergenen Pollen und dem Konkurrenzkampf mit Nutzpflanzen, entstehen für Europa jedes Jahr Kosten in Höhe von ungefähr 4,5 Milliarden Euro. Die Einführung nicht-heimischer Käfer könnte hierfür die Lösung sein. Bei dieser Unterrichtseinheit bewerten die Schülerinnen und Schüler Vor- und Nachteile der Anwendung biologischer Schädlingsbekämpfung, um die Invasion dieser standortfremden Pflanze einzudämmen. Bezug zum Lehrplan Biologie Beziehungen im Ökosystem: Gegenseitige Beeinflussung von Organismen und Umwelt Wissenschaftliches Arbeiten Entwicklung wissenschaftlichen Denkens: Erklärung alltäglicher und technologischer Anwendung von Wissenschaft Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Ambrosia-Invasion" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Ambrosia-Invasion" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler, lernen die gegenseitige Beeinflussung von Organismen in Bezug auf das Ökosystem kennen. bewerten die Lösung für ein Problem. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Einführung Zeigen Sie Folie 2-3 der PowerPoint-Präsentation. Fragen Sie die Schülerinnen und Schüler, um welches "Alien" es sich ihrer Meinung nach handeln könnte. Enthüllen Sie die Antwort (Folie 4 der PPT) und die mögliche Lösung (Folie 5 der PPT). Stellen Sie dann die Problematik mit der Fragestellung vor: Sollten wir Insekten einführen, um die Ausbreitung von Ambrosia in Europa unter Kontrolle zu bringen? Zeigen Sie den Schülerinnen und Schülern die Lernziele auf Folie 6 der PPT. Recherche Bitten Sie Ihre Schülerinnen und Schüler um die Bildung von mindestens Vierergruppen. Zeigen Sie die Problematik (Folie 7 der PPT) auf und bitten Sie sie darum, zu besprechen, was sie vor einer Entscheidungsfindung eventuell wissen möchten. Gehen Sie mit ihnen ihre Ideen durch und enthüllen anschließend die Fragen auf der Folie. Präsentieren Sie die Anweisungen für die Aufgabe. Ordnen Sie jeder Gruppe eine Frage zu, die sie bearbeiten soll. Sollten in einer Gruppe mehr als vier Lernende sein, können diese paarweise an einer Frage arbeiten. Geben Sie leistungsstärkeren Schülerinnen und Schülern das erste Arbeitsblatt der Schülerinformationen (SI1a). Dort sind alle Informationen für alle vier Fragen enthalten. Sie müssen die Antworten zu ihren jeweiligen Fragen finden und sie unterstreichen oder hervorheben. Leistungsschwächeren Schülerinnen und Schülern können Sie entweder SI1b (zur Beantwortung der Fragen 1 und 2) oder SI1c (zur Beantwortung der Fragen 3 und 4) geben. Diese Versionen enthalten weniger Informationen und die Sprache ist etwas einfacher. Entscheidungsfindung Die Gruppen sollen nun über die Antworten, die sie für jede Frage herausgefunden haben, diskutieren. Gruppenweise sollen sie die Vor- und Nachteile für den Einsatz von Insekten in die Tabelle auf SI2 eintragen. Mit leistungsschwächeren Schülerinnen und Schülern können Sie dies im Klassenverband machen und das Informationsblatt auf dem White Board zeigen. Anschließend arbeiten die Lernenden allein. Sie sollen entscheiden, ob sie Insekten einsetzen würden und warum. Mit einer Klassenabstimmung können Sie sehen, ob die Lernenden sich für oder gegen die Einführung der Insekten entschieden haben. Einige Schülerinnen und Schüler sollen ihre Entscheidungen und Begründungen mit dem Rest der Klasse teilen. Diskutieren Sie die Tatsache, dass derzeit viele europäische Länder erwägen Insekten einzusetzen, um Ambrosia unter Kontrolle zu bringen und dass es eine schwierige Entscheidung ist, da trotz einiger Forschungen nicht ausreichend Informationen vorhanden sind. Sie könnten die Lernenden darum bitten, Forschungsfragen aufzuwerfen, die vor einer Entscheidungsfindung beantwortet werden müssten. Als Hausaufgabe können die Schülerinnen und Schüler eine invasive Spezies ihrer Wahl (Pflanze oder Tier) recherchieren, die in Deutschland ein Problem darstellt. Sie können eine Präsentation über die Spezies vorbereiten, die Informationen über den Ursprungsort, die Einführung, entstandene Probleme und warum und wie diese Probleme bewältigt werden, enthält.

Gentechnisch veränderte Lebensmittel könnten schon bald in den Regalen der Supermärkte zu finden sein. Die Lernenden beschäftigen sich in dieser Unterrichtseinheit mit den verschiedenen Argumenten und kommen zu einer Entscheidung: Pro oder Kontra gentechnisch veränderte Lebensmittel?Aufgrund einer Änderung der EU Regelungen wird sich der Anbau gentechnisch veränderter Getreidearten in vielen europäischen Ländern ausweiten. Wahrscheinlich werden schon innerhalb eines Jahres gentechnisch veränderte Lebensmittel wie beispielsweise Frühstückscerealien in unseren Supermarktregalen ihren Platz finden - aber werden sie auch tatsächlich gekauft, trotz gentechnikfreier Alternativen? Bei dieser Aufgabe wenden die Schülerinnen und Schüler ihre Kenntnisse über Gene an und lernen, wie Getreide genetisch verändert wird, ehe sie die gesundheitlichen Risiken bewerten und anschließend entscheiden, welches Getreide sie kaufen würden. Bezug zum Lehrplan Biologie: Vererbung, Variation und Evolution: Erklärung mehrerer möglicher Vorteile und Risiken einschließlich praktischer und ethischer Überlegungen für die Verwendung der Gentechnologie in der modernen Landwirtschaft und Medizin. Wissenschaftliches Arbeiten: Bewertung von Risiken sowohl in der praktischen Wissenschaft als auch im weiteren gesellschaftlichen Kontext einschließlich der Gefahrenwahrnehmung in Bezug auf Daten und Folgen. Ablauf Ablauf "Gentechnisch veränderte Lebensmittel" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Gentechnisch veränderte Lebensmittel" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben, was "gentechnisch verändert" bedeutet. bewerten Gesundheitsrisiken, die durch gentechnisch veränderte Lebensmittel entstehen können. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Aufgaben und Ziele der Einheit Zeigen Sie Ihren Schülerinnen und Schülern das Poster gegen gentechnisch veränderte Lebensmittel (Folie 2 der PowerPoint-Präsentation). Bitten Sie die Lernenden, paarweise über die Botschaften des Posters zu diskutieren. Erörtern Sie gemeinsam mit den Lernenden deren Ideen und ob ihnen bewusst ist, was genetisch verändert bedeutet. Stellen Sie dar, dass es viele Menschen gibt, die gegen gentechnische Veränderungen (GV) und gentechnisch veränderte Organismen (GVO) sind, da sie in ihnen ein großes Risiko für die Gesundheit der Menschen und für die Umwelt sehen. Zeigen Sie Ihren Schülerinnen und Schülern die Aufgaben (Folie 3) und Ziele dieser Einheit (Folie 4). Pestizide Je nach Alter oder Leistung der Schülerinnen und Schüler können Sie ihnen, wenn Sie möchten, an dieser Stelle zusätzliche Informationen über gentechnisch veränderten Mais geben. Das giftige Protein (Bt) wird auf natürliche Weise durch Bakterien produziert und ist giftig für die Raupe des Maiszünslers. Das Protein verhält sich im Magen der Raupe toxisch (die Umgebung dort ist alkalisch). Der menschliche Magen ist eine saure Umgebung, weshalb das Protein für uns harmlos ist, wenn wir es mit der Nahrung aufnehmen (Folie 5). Bitten Sie die Schülerpaare, die aufgeworfene Frage zu diskutieren und besprechen Sie anschließend ihre Antworten. Der Mais wird nicht durch die Raupe des Maiszünslers angegriffen und somit muss ein Bauer, abhängig vom jeweiligen Schädling, überhaupt keine oder nur sehr wenige Pestizide ausbringen. Gruppenarbeit Zeigen Sie die nächste Aufgabe (Folie 6). Die Lernenden arbeiten in kleinen Gruppen. Geben Sie jeder Gruppe die Begründungen und die Puzzleteile der Schülerinformationsblätter 1-4. Die Lernenden sollen die einzelnen Begründungen lesen, entscheiden, ob es sich dabei um ein Gesundheitsrisiko handelt oder nicht und die Puzzles legen. Wenn sie möchten, können die Schülerinnen und Schüler Puzzleteile hinzufügen oder wegnehmen, wenn sie der Ansicht sind, die Begründung belegt/widerlegt sehr stark die Behauptung. Eventuell ist es ratsam, über die Quelle der Begründung zu diskutieren, um die Entscheidung zu erleichtern: Sind die Erkenntnisse aus der wissenschaftlichen Forschung stärker zu gewichten als die anekdotischen? Besprechen Sie mit den Gruppen, was ihnen ihre Puzzles über die Getreideart zeigt, die das größere gesundheitliche Risiko für Menschen darstellt. Sind sich alle einig? Haben die Puzzles aller Gruppen die gleiche Größe? Sprechen Sie darüber, ob sie der Meinung sind, die Begründungen wurden gleichgewichtig dargestellt - gab es irgendwelche Tendenzen? (Die Begründungen wurden in dem Versuch gesammelt, sie gleichgewichtig darzustellen.) Die Schülerinnen und Schüler sollen nun aufschreiben, welches Getreide sie wählen würden und warum (Folie 7). Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben.

Die EU hat kürzlich neue strenge Maßnahmen zur drastischen Einschränkung des Gebrauchs von Plastiktüten beschlossen. In dieser Unterrichtseinheit prüfen die Schülerinnen und Schüler, ob abbaubare Plastiktüten eine mögliche Alternative zu gewöhnlichen Plastiktüten darstellen.Um den Verbrauch von Plastiktüten einzuschränken, sehen neue Zielvereinbarungen der EU vor, dass jedes Land zur Reduzierung der Nutzung von Plastiktüten um bis zu 80 Prozent bis 2019 gezwungen wird. In dieser Unterrichtseinheit beurteilen die Schülerinnen und Schüler, ob abbaubare Plastiktüten eine mögliche Alternative zu gewöhnlichen Plastiktüten darstellen. Dazu stellen sie den zuvor ausgewählten Experten Fragen und treffen eine begründete Entscheidung zur Beantwortung der folgenden Frage: Können abbaubare Plastiktüten die durch gewöhnliche Plastiktüten entstandenen Probleme lösen? Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten Entwicklung wissenschaftlichen Denkens: Erklärung alltäglicher und technologischer Anwendung von Wissenschaft Chemische Bindung Beschreiben und Vergleichen der Art und Anordnung chemischer Bindungen in Polymeren. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Weg mit den Plastiktüten" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Weg mit den Plastiktüten" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler entscheiden, ob gewöhnliche Plastiktüten durch abbaubare Tüten ersetzt werden können. lernen die Eigenschaften von Polymeren kennen. bewerten die Auswirkungen einer Lösung eines real existierenden Problems. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Einführung Zeigen Sie Folie 2 der PowerPoint-Präsentation um zu verdeutlichen, dass weggeworfene Plastiktüten Tiere töten können und die Umwelt verschmutzen. Weisen Sie darauf hin, dass die EU den Gebrauch von Plastiktüten einschränken will. Zeigen Sie Folie 3 und bitten Sie Schülerpaare, mögliche Alternativen zu Plastiktüten zu erarbeiten. Mögliche Antworten wären Papiertüten, Pappkartons, Stofftaschen und sogenannte "Taschen fürs Leben" aus extra haltbarem wiederverwendbarem Plastik. Anschließend zeigen Sie Folie 4 und teilen Ihren Schülerinnen und Schülern mit, dass sich diese Unterrichtslektion nur auf eine Alternative konzentriert - abbaubare Tüten. Betonen Sie die schwierige Frage: Können abbaubare Plastiktüten die durch gewöhnliche Plastiktüten entstandenen Probleme lösen? Zeigen Sie ihnen die Ziele (Folie 5 der PPT). Teil 1 Zeigen Sie Folie 6 der PPT, um die Schülerinnen und Schüler an die Struktur von Polyethylen zu erinnern. Betonen Sie, dass die Struktur und Bindung des Polyethylens die Eigenschaften des Materials ausmachen. Die Lernenden sollen über die folgende Frage am Ende der Folie diskutieren: Welche weiteren Eigenschaften machen Polyethylen für Tüten so geeignet? Zeigen Sie Folie 7 der PPT. Darauf wird der wichtigste Unterschied zwischen gewöhnlichen und abbaubaren Tüten aufgezeigt. Teil 2 Zeigen Sie als Hinweis auf die Kernaufgabe Folie 8 der PPT. Wählen Sie vier Lernende aus, die als Experten agieren. Geben Sie jedem Experten ein Exemplar von SI2 a, b, c oder d auf Folie 12 bis 15 der PPT. Sie sollen die ersten beiden Aufgaben auf dem SI bearbeiten. Verteilen Sie gleichzeitig an den Rest der Klasse SI1 auf Folie 11 der PPT. Paarweise sollen die Schülerinnen und Schüler den Anweisungen folgen und die Fragen nacheinander ordnen. Organisieren Sie anschließend ein Treffen, bei dem jedes Schülerpaar seine ausgewählten Fragen der Expertengruppe stellt und die Experten wiederum ihre Antworten geben. Danach bearbeitet jede Schülerin und jeder Schüler für sich allein die dritte Aufgabe auf Folie 8 der PPT. Sind biologisch abbaubare Plastiktüten die Lösung? Wenn die Lernenden mit der Aufgabe begonnen haben, zeigen Sie ihnen Folie 9 als Strukturierungshilfe für ihre Antworten. Zeigen Sie Folie 9 der PPT. Die Schülerinnen und Schüler bewerten gegenseitig ihre Antworten mit den vorgegeben Kriterien. Führen Sie eine Diskussion durch, damit alle Lernenden gemeinsam die Antworten reflektieren können. Dabei soll die Frage beantwortet werden, ob abbaubare Tüten insgesamt betrachtet eine gute Lösung für das Problem sind? Falls ja, welche Art: oxo-abbaubare oder biologisch abbaubare Tüten? Welche Gründe bekräftigen am besten die getroffenen Entscheidungen? Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben.

Wird Schokolade schon bald zur Mangelware? In dieser Unterrichtseinheit beschäftigen sich die Lernenden mit dem Rückgang der Kakaoerträge und erkennen dabei, warum die Bestäubung durch Insekten so wichtig für unsere Lebensmittelproduktion ist. Europäer lieben Schokolade - sie verschlingen mehr als die Hälfte des weltweiten Bedarfs! Die schlechte Nachricht ist, dass mehr Kakao gegessen wird, als produziert werden kann. Somit könnte Schokolade bald ein seltenes und kostbares Gut werden, da die Bauern Probleme haben, den Bedarf zu decken. Die Schülerinnen und Schüler nutzen ihr vorhandenes Wissen über Bestäubung, um über die Gründe des Rückgangs der Kakaoerträge auf einer Plantage zu diskutieren. In einem Rollenspiel, in dem ein Treffen zur Aufbringung finanzieller Mittel nachgestellt wird, lernen sie anschließend, warum wissenschaftliche Forschung so teuer ist. Bezug zum Lehrplan Biologie Beziehungen im Ökosystem: Die Bedeutung der Pflanzenreproduktion durch Insektenbestäubung für die Ernährungssicherheit der Menschen Chemie Erde und Atmosphäre: Die Erde als Quelle begrenzter Ressourcen Wissenschaftliches Arbeiten Gesprochene Sprache: Klare und präzise Artikulation wissenschaftlicher Konzepte Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Schokolade adé" Der Ablauf der Unterrichtseinheit "Schokolade adé?" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler erkennen, warum die Bestäubung durch Insekten so wichtig für unsere Lebensmittelproduktion ist. verstehen, warum wissenschaftliche Forschung so teuer ist. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Aus für Schokolade? Die Lehrkraft präsentiert den Artikel "Aus für Schokolade?" (Folie 2) und fragt die Schülerinnen und Schüler nach ihren ersten Gedanken zu diesem Thema. Abhängig von zeitlichen Vorgaben und dem Alter der Lernenden könnte über allgemeine Punkte gesprochen werden, zum Beispiel ob die Menschen ihren Kakaokonsum reduzieren sollten, über mögliche Gründe für den weltweiten Rückgang der Kakaoerträge oder welche wirtschaftlichen, umweltbedingten und gesellschaftlichen Auswirkungen dies mit sich bringt. Rollenspiel Die Schülerinnen und Schüler schlüpfen in die Rolle von Kakaoproduzentinnen und Kakaoproduzenten (Folie 3). Die Lehrkraft betont das Ausmaß der entstandenen Situation: Sollten die Kakaoerträge weiter sinken, werden die Produzentinnen und Produzenten nicht in der Lage sein, ausreichend Schokolade herzustellen, was sich negativ auf die Gewinne auswirkt und dazu führen könnte, dass sie ihre Jobs verlieren. Darüber hinaus verdeutlicht die Lehrkraft den Lernenden die Lernziele dieser Unterrichtseinheit (Folie 4). Gründe für den Schotenmangel Auf der Plantage wachsen nur sehr wenige Schoten aus Blüten heran (Folie 5). Die Schülerinnen und Schüler erörtern paarweise mit den Informationen über Kakaoblüten und ihrem Wissen über Bestäubung Gründe für den Schotenmangel. Dabei können sie folgende Punkte erarbeiten: Fehlende Fliegen (möglicherweise liegt die Plantage zu weit vom Regenwald entfernt); durch die Blütenform können die Fliegen nicht hineinschlüpfen; der Duft ist nicht stark genug oder die Fliegen mögen ihn nicht; die Pollen bleiben nicht an den Fliegen kleben; die Staubbeutel produzieren nicht genügend Pollen oder eine Befruchtung findet nicht statt Wissenschaftliche Forschung Die Lehrkraft stellt die nächste Aufgabe vor (Folie 6). Der Plantagenbesitzer ist zu dem Schluss gekommen, dass wissenschaftliche Forschung über Bestäubung notwendig ist, was jedoch Geld kostet. Die Lernenden bilden Gruppen von je sechs Personen und spielen ein Treffen zur Aufbringung finanzieller Mittel nach. Die Lehrkraft bestimmt in jeder Gruppe drei Schülerinnen und Schüler, die als Spendensammlerinnen oder Spendensammler des Kakaoproduzenten agieren. Mithilfe von Arbeitsblatt 1 (Folie 8, SI1) bereitet die Gruppe das Treffen vor. Geldgeberinnen und Geldgeber Die anderen drei Schülerinnen oder Schüler spielen die Geldgeberinnen oder Geldgeber. Die Lernenden legen fest, wer als Vertreterin oder Vertreter eines Wohltätigkeitsverbands, der Regierung und von einem Großunternehmen auftritt und arbeiten mit Arbeitsblatt 2 (Folie 9, SI2). Sollte es Gruppen mit mehr als sechs Schülerinnen oder Schülern geben, legt die Lehrkraft zwei Schülerinnen oder Schüler fest, die eine Rolle eines Geldgebers übernehmen. Die Lernenden haben 10 Minuten Zeit zur Fertigstellung ihrer Vorbereitung und dem Ausfüllen des obersten Kästchens auf dem Informationsblatt. Treffen Nun finden die Treffen statt. Die Schülerinnen und Schüler treffen paarweise aufeinander: Eine Spendensammlerin oder eine Spendensammler und eine Geldgeberin oder ein Geldgeber. Während des Treffens stellen die Geldgeberinnen und Geldgeber ihre Fragen und füllen das untere Kästchen auf ihrem Informationsblatt aus. Anschließend kommen die Gruppen wieder zusammen und die Geldgeberinnen und Geldgeber legen offen, wie viel Geld sie spenden und warum. Die Spendensammlerinnen und Spendensammler addieren das gesammelte Geld, um herauszufinden, ob die Forschung durchgeführt werden kann. Die Lehrkraft bittet die Lernenden, zwei Sätze darüber zu notieren, weshalb wissenschaftliche Forschung so teuer ist. Die Antworten werden in der Klasse diskutiert und es sollte darüber gesprochen werden, warum wissenschaftliche Forschung nur selten von nur einer einzigen Person durchgeführt wird.

In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Lernenden mit den schädlichen Folgen von UV-Strahlen auseinander. Sie diskutieren den Zusammenhang zwischen häufigem Sonnenbaden im Solarium und der Entstehung von Hautkrebs.Als Vorbereitung auf ihre Sommerferien legen sich viele Leute auf die Sonnenbank, um ihre Bräune zu verstärken. Um gesundheitliche Risiken machen sich nur wenige Gedanken. Könnte diese Unbedarftheit ihr Leben bedrohen? In dieser Unterrichtseinheit recherchieren die Schülerinnen und Schüler für eine Fernseh-Show, in der ein Bericht über die Behauptung, Solarien würden Hautkrebs verursachen, geplant ist. Die Lernenden suchen nach wissenschaftlichen Beweisen, die den unmittelbaren Zusammenhang zwischen UV-Strahlen und Hautkrebs untermauern. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten: Interpretation von Beobachtungen und Daten, einschließlich Identifizierung von Mustern und Anwendung von Beobachtungen, Messungen und Daten, um Rückschlüsse ziehen zu können. Physik: Licht und elektromagnetische Wellen: Angabe von Beispielen praktischer Nutzungsmöglichkeiten von elektromagnetischen Wellen im ultravioletten Bereich und Beschreibung gefährlicher Auswirkungen ultravioletter Wellen, insbesondere auf menschliches Gewebe. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Solarien" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Verbot von Solarien?" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler wenden Kenntnisse über UV-Strahlung an, um die Verbindung zwischen Sonnenbänken und Hautkrebs herstellen zu können. entwickeln ein Verständnis dafür, wie wissenschaftliche Beweise Behauptungen unterstützen können. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Verbot von Solarien? Die Lehrkraft zeigt Folie 3 der PowerPoint-Präsentation. Dort wird eine Nachrichtenstory im Online-Tageszeitungsformat präsentiert. Die Schülerinnen und Schüler diskutieren paarweise darüber, ob Solarien verboten werden sollten und falls ja, warum. Anschließend teilen die Schülerinnen und Schüler ihre Gedanken der Klasse mit. Rollenspiel Die Lernenden übernehmen die Rolle einer Rechercheurin oder eines Rechercheurs bei der TV-Show "Health Watch" (Folie 4 der PowerPoint-Präsentation). Der Produzent der Sendung stellt ihnen die Aufgabe, eine Grafik (Folie 5 der PowerPoint-Präsentation) zu interpretieren und zu erarbeiten, was diese aussagt. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Grafik paarweise besprechen und hinterher der Klasse ihre Gedanken mitteilen. Faktor "Hautkrebs" Die Grafik bestätigt eine Verbindung zwischen dem Anstieg von Sonnenstudios und der Zahl der an Hautkrebs erkrankten Menschen, aber sie impliziert nicht, dass Solarien Hautkrebs verursachen: Hier könnten weitere Faktoren beteiligt sein! Wissenschaftliche Belege Der Produzent benötigt weitere wissenschaftliche Belege für die These "Solarien verursachen Hautkrebs" (Folie 6 der Präsentation). Die Schülerinnen und Schüler recherchieren unter Verwendung von Informationsblatt 2 (SI2) Fakten zum UV-Licht und beantworten die Fragen auf Folie 6 der Präsentation. Anschließend schreiben die Schülerinnen und Schüler die Einführung für den TV-Bericht und nehmen dazu das Informationsblatt 3 (SI3) zu Hilfe. Einige der Schülerinnen und Schüler stellen ihre Texte vor. Im Plenum sollen die wissenschaftlichen Gründe dafür, weshalb Solarien Hautkrebs verursachen könnten, resümiert und diskutiert werden (UV-Licht, DNA-Beschädigung ...). Grafiken analysieren Um die Behauptung noch glaubwürdiger darstellen zu können, braucht der Produzent weitere Belege (Folie 7 der PPT). In Gruppen analysieren die Schülerinnen und Schüler vier Beweisaussagen in Form von Grafiken (SI4). Sie sollen diskutieren, was jede Aussage beweist und anschließend die auswählen, die ihrer Meinung nach die Behauptung, Solarien würden Hautkrebs verursachen, am ehesten stützt. Aussage 1: Stützt die Behauptung nicht. Die Grafik zeigt auf, dass die Anzahl der an Hautkrebs erkrankten Menschen ansteigt. Aussage 2: Stützt die Behauptung. Die Grafik zeigt auf, dass Solarien stärkeres UVA-Licht abgeben als die Sonne. UVA-Licht verursacht Hautkrebs. Aussage 3: Stützt die Behauptung nicht. Die Grafik zeigt auf, dass die natürlichen UV-Levels der Sonne in den meisten europäischen Ländern ansteigen. Dies könnte die Ursache für den Anstieg an Hautkrebserkrankungen sein. Aussage 4: Stützt die Behauptung. Die Grafik zeigt auf, dass ein höherer Prozentsatz der Hautkrebspatienten im Vergleich zu einer gesunden Kontrollgruppe Solarien genutzt hat. Was sagen die Belege aus? Anschließend erarbeiten die Schülerinnen und Schüler selbstständig, was diese Beweise aussagen und inwiefern sie die Behauptung stützen, in dem sie das Informationsblatt 3 (SI3) vervollständigen. Im Klassenverband wird diskutiert, ob ausreichend Nachweise vorhanden sind, um die Behauptung "Solarien verursachen Hautkrebs" als korrekt zu belegen. Falls nicht, soll überlegt werden, welche weiteren wissenschaftlichen Nachweise notwendig wären. Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben.

Immer noch warten Tausende Patientinnen und Patienten auf ein Spenderorgan. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen bereits an einer Möglichkeit, menschliche Organe zu züchten. In dieser Unterrichtseinheit beurteilen die Lernenden die medizinischen Möglichkeiten dieser Technologie.Da Menschen immer länger leben, steigt der Bedarf an neuen Organen, die funktionsuntüchtige ersetzen sollen. Eine mögliche Lösung ist das Züchten neuer Organe im Labor. Dafür werden der Patientin oder dem Patienten körpereigene Zellen entnommen. Die Schülerinnen und Schüler sollen anhand wissenschaftlicher Erkenntnisse aus Fallstudien herausfinden, ob so etwas möglich wäre und anschließend entscheiden, ob diese Technologie eine gute Alternative zum Transplantieren körperfremder Organe darstellt. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten Erkennen von Anwendungen spezifischer wissenschaftlicher Anschauungen Wissenschaftliches Arbeiten Erklärung alltäglicher und technologischer Anwendung von Wissenschaft Biologie: Zellen und ihre Organisation Von Zellen zu Gewebe zu Organen zu Systemen zu Organismen Zell-Wachstum und -Entwicklung Diskussion potentieller Vorteile und Risiken im Zusammenhang mit der Verwendung von Stammzellen in der Medizin. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit: "Züchte deinen Körper" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Züchte deinen eigenen Körper" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler lernen, Kenntnisse über Zellen, Gewebe und Organe in einem neuen Zusammenhang anzuwenden. erfahren, wie man sich relevante Informationen beschafft, diese bewertet und zusammenfasst. entscheiden anhand der Informationen, ob eine neue Technologie in den kommenden zehn Jahren anwendbar sein wird. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Einführung Zeigen Sie die Folie 3 der PowerPoint-Präsentationen, um die Lernenden an die entscheidende Frage, ob wir innerhalb der kommenden zehn Jahre in der Lage sein werden, Ersatzorgane im Labor zu züchten, heranzuführen. Die Schülerinnen und Schüler diskutieren paarweise ihre Antworten auf die Frage und geben der Klasse Rückmeldung. Fragen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler, was sie noch herausfinden müssen, ehe sie ein fundiertes Urteil abgeben können. Nutzen Sie die Informationen auf Folie 4, um über Organtransplantation und die dazugehörigen Aspekte zu diskutieren. Diskussion Informieren Sie Ihre Schülerinnen und Schüler darüber, dass eine mögliche Lösung für den Organmangel die Züchtung von Organen im Labor aus den körpereigenen Zellen der Patientin oder des Patienten wäre. Diskutieren Sie mit der Lerngruppe, wie dies die Probleme, die auf der Folie 4 dargestellt sind, lösen könnte. Bei dem ersten menschlichen Körperteil, das im Labor gezüchtet wurde, handelte es sich um ein Ohr (Folie 5 der PowerPoint-Präsentation), das aber nur aus einer Gewebeart bestand. Erörtern Sie mit dem Kurs, warum die Züchtung eines Organs wie dem Herzen viel komplizierter ist (es besteht aus vielen unterschiedlichen Gewebearten, die alle zusammenarbeiten). Aufgabe Die Schülerinnen und Schüler sollen jetzt zwei Aufgaben bearbeiten, um die Frage "Wie nah sind wir der Züchtung von Organen?" beantworten zu können. Sie sollen anfangs allein die Aufgabe auf SI1 bearbeiten. Dabei nutzen sie ihr Verständnis von Zellen, Gewebearten und Organen, um eine Anleitung zu vervollständigen, wie eine menschliche Blase gezüchtet wird. Gehen Sie die Antworten durch, indem Sie SI2 verwenden. Bitten Sie Ihren Kurs, nun paarweise die nächste Aufgabe zu bearbeiten. Mithilfe der Informationen auf SI4 vervollständigen die Schülerinnen und Schüler die Tabelle auf SI3. Erörtern Sie mit dem Kurs, was die Schülerinnen und Schüler herausgefunden haben - welche Organe können wir jetzt schon züchten, welche in den nächsten zehn Jahren und von der Züchtung welcher sind wir noch weit entfernt? Bitten Sie die Schülerinnen und Schüler um eine Begründung ihrer Antworten. Zeigen Sie die Aufgabe auf Folie 6 der PowerPoint-Präsentationen. Eine Freundin der Lernenden benötigt eine Ersatzluftröhre. Welche sollte sie auswählen: eine im Labor gezüchtete oder ein Transplantat? Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in kleinen Gruppen. Sie lesen sich die Diskussionskarten (SI5) gegenseitig vor und stufen sie nach ihrer Wichtigkeit ein. Danach verwenden sie die Informationen, um einen Ratschlag aufzuschreiben: Welche Option sollte die Freundin wählen und weshalb? Mittels Handabstimmung sollen die Schülerinnen und Schüler ihre Entscheidung, was sie ihrer Freundin raten würden, präsentieren. Bitten Sie ein paar Lernende, ihre Entscheidung zu begründen. Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben.

Diese Unterrichtseinheit fokussiert den Verlauf einer Nachfragekurve am Beispiel einer fiktiven neuen App. Die Sequenz zeigt, wie Tablets im Wirtschaftsunterricht eingesetzt werden können.Die Schülerinnen und Schüler erstellen die Nachfragekurve eines fiktiven neuen Produkts (einer neuen App), indem Sie eine eigene Online-Umfrage zum Nachfrageverhalten in der Klasse erstellen, diese auswerten und digital präsentieren. Die Arbeitsmaterialien werden über Tablets zur Verfügung gestellt. In der Vertiefung erfolgt der Übertrag auf das Privatleben der Schülerinnen und Schüler; der Modellcharakter wird thematisiert und die makroökonomische Perspektive der Volkswirtschaftslehre eingebunden. Rollenspiel Die Schülerinnen und Schüler schlüpfen in die Rolle von Praktikanten der fiktiven Firma "App4Fun GmbH". Der Verkauf der neuen App "Karneval4Fun" läuft bisher nicht richtig an, daher wird nach Vorschlägen gesucht, woran dies liegen könnte. Die Idee: Es muss eine Lenkung in Richtung des Preises erfolgen. Die Schülerinnen und Schüler werden selbst in den Prozess der Erstellung einer Nachfragekurve einbezogen, indem Sie eine Online-Umfrage (zum Beispiel mit Doodle ) zum Preis der neuen App erstellen, an der sie selbst teilnehmen. In der Umfrage geben die Lernenden an, wie viel sie maximal für die App ausgeben würden (Staffelung: 0 Euro bis 4,50 Euro). Arbeiten mit Tablets Die Umfrage wird mediengestützt durchgeführt; die Teilnahme an der Umfrage ist die Hausaufgabe. Für die weitere Arbeit mit den Tablets wird die kostenlose App WPS-Office empfohlen. Der Einsatz von Tablet-Stiften erleichtert die Eingabe. Es empfiehlt sich, mit "WPS-Präsentation" zu arbeiten. Hierdurch ist eine Gliederung in sinnvolle Aufgaben-Abschnitte möglich, wobei dennoch der Gesamtzusammenhang übersichtlich einsehbar und eine Präsentation ohne aufwendige Einstellungen am Beamer möglich ist. Fachkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler entnehmen aus den Ergebnissen der Umfrage die erforderlichen Daten und addieren diese auf. stellen die Nachfragekurve aus den gewonnen Daten grafisch dar. erklären den Zusammenhang zwischen der Nachfrage und dem Preis (Gesetz der Nachfrage). beschreiben den Verlauf der Nachfragkurve. übertragen das Zusammenspiel von Nachfrage und Preis auf weitere Situationen. Medienkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler erlernen Fehlertoleranz im Umgang mit dem Tablet. nutzen das Tablet als Präsentationsmedium. sichern sachgerecht die erarbeiteten Ergebnisse in sinnvollen Datenstrukturen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler unterstützen sich gegenseitig bei der Lösung der Aufgabenstellung, indem sie in Partnerarbeit an den Tablets arbeiten.

Ein Baby, drei Eltern: Künstliche Befruchtung ist in Großbritannien seit kurzem mit den Genen von drei Personen erlaubt. In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Lernenden mit dem Verfahren auseinander und besprechen Pro- und Kontra-Argumente. Ein neues Verfahren, durch das Babys mit der DNA von drei Personen gezeugt werden können, wurde kürzlich erst in Großbritannien zugelassen. In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler, wie dieses Verfahren einerseits Frauen mit schweren Erbkrankheiten helfen kann, ein gesundes Kind zur Welt zu bringen und warum es andererseits als so kontrovers gilt. Dabei sollen die Lernenden unter Berücksichtigung ethischer Argumente entscheiden, ob sie das Verfahren einem betroffenen Paar empfehlen würden. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten Ethische Ansichten bei der Reflektion moderner Entwicklungen in der Wissenschaft berücksichtigen. Entwicklung wissenschaftlichen Denkens Erklärung alltäglicher und technologischer Anwendung von Wissenschaft Biologie: Vererbung, Variation und Evolution Menschliche Reproduktion: Vererbung als Prozess, in dem genetische Informationen von einer Generation zur nächsten weitergegeben werden. Ein einfaches Modell von Chromosomen, Genen und DNA in der Vererbung. Zellbiologie: Prokaryotische und eukaryotische Zellen Erklärung, wie die hauptsubzellularen Strukturen eukaryotischer Zellen mit ihren Funktionen verbunden sind, einschließlich dem Zellkern/genetischen Material und Mitochondrien. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Drei Eltern" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Drei Eltern" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler lernen, den Reproduktionsvorgang eines Embryos mit drei Eltern zu schildern und zu erklären, wie diese Technik eingesetzt werden kann. treffen unter Berücksichtigung ethischer Ansichten eine Entscheidung über eine neue Technologie. Einführung Zeigen Sie Folie 3 der PowerPoint-Präsentation, auf der eine Nachrichtenstory im Online-Zeitungsartikelformat abgebildet ist. Bitten Sie Ihre Schülerinnen und Schülern, den Kommentar zu betrachten und diskutieren Sie mit der Klasse erste Gedanken dazu, ob solch ein Verfahren erlaubt werden sollte. Die Schülerinnen und Schüler lernen Maja und Stefan kennen und hören sich ihre Geschichte an (Folie 4 der PowerPoint-Präsentation). Bitten Sie die Lernenden paarweise darüber zu sprechen, welche Fakten sie recherchieren müssen, um die Fragen von Maja und Stefan zu beantworten. Recherche Die Aufgabe wird den Lernenden gezeigt (Folie 5 der PPT). Die Schülerinnen und Schüler arbeiten jeweils zu zweit, einer der Partner verwendet das erste Arbeitsblatt der Schülerinformationen (SI1), um mehr über LHON herauszufinden, der andere nutzt SI2, um mehr über das Zeugungsverfahren mit drei Eltern zu recherchieren. Um die Zusammenfassung zu vervollständigen, sollen die Lernenden zu zweit arbeiten und eine Zusammenfassung schreiben. SI3 ist als eine optionale Orientierung gedacht, die den Schülerinnen und Schülern beim Schreiben ihrer Zusammenfassung als Hilfestellung dienen kann. Einige Schüler-Paare sollen ihre Zusammenfassung vortragen und so Stefan und Maja eine Antwort geben. Kommentar verfassen Gehen Sie zurück zu Folie 3 der PowerPoint-Präsentation und bitten Sie Ihre Schülerinnen und Schüler, einen Kommentar an Margy162 zu schreiben. Die Lernenden sollten ihr erklären können, ob ihr Verständnis von der Wissenschaft, die hinter dem Verfahren steckt, richtig oder falsch ist und begründen, warum das so ist. (Die Annahme, dass das Verfahren mit 3 Eltern die Möglichkeit schafft, sich Babys zu "designen", ist falsch. Es werden keine Menschen mit wünschenswerten Gen-Eigenschaften wie zum Beispiel einer höheren Intelligenz zusammengestellt, sondern die komplette Zellkern-DNA des Paares mit der kompletten Zell-DNA einer gesunden Frau kombiniert. Das Verfahren tauscht nur die defekte gegen gesunde DNA der Mitochondrien aus, die nur Gene für die Mitochondrien enthalten). Spiel Stellen Sie das folgende Spiel (Folie 6 der PPT) vor: Stefan und Maja sind sich unsicher, ob das Verfahren mit drei Eltern das "Richtige" für sie ist. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in Vierergruppen und spielen das "Spiel der unterschiedlichen Meinungen". Dabei folgen sie den Anweisungen in den Schülerinformationen (SI4) und legen die Diskussionskarten von SI5 auf den richtigen Feldern auf dem Raster ab. Legen sie eine Karte richtig ab, gewinnen sie einen Punkt. Der Schüler oder die Schülerin beziehungsweise die Gruppe, der oder die am Ende die meisten Punkte hat, hat gewonnen. Entscheidung Antworten: Das Paar: Pro: 8,11 Kontra: 3, 10, 14 Das Kind: Pro: 4, 15 Kontra: 5, 9 Gesellschaft: Pro: 2, 7, 16 Kontra: 1, 5, 6, 12, 13 Beachten Sie: Die Schülerinnen und Schüler könnten sich dafür entscheiden, die Argumente anders zu kategorisieren. Das ist in Ordnung, solange sie sich einig sind und ihre Entscheidung begründen können, wenn sie darum gebeten werden. Die Gruppen zählen, wie viele Argumente für und gegen das Verfahren vorhanden sind. Durch das Spiel wird somit die Entscheidung getroffen. Die Gruppen sollen die Entscheidung präsentieren, die durch das Spiel entstand. Fragen Sie sie, was sie als Individuen denken: Sind sie mit der Entscheidung einverstanden? Ist die Entscheidung mit den häufigsten Pro-Argumenten immer die richtige oder haben andere Argumente mehr Gewicht als andere? Erzählen Sie Ihren Schülern, dass das Verfahren in Großbritannien zugelassen wurde und bereits im kommenden Jahr durchgeführt werden könnte (siehe die Nachrichtenstory "3 Eltern"). Entspricht ihre Entscheidung der der britischen Regierung? Sollten andere europäische Länder gleichziehen? Warum haben sie es bis jetzt nicht getan? (Kulturelle Unterschiede haben hier einen Einfluss). Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben.

In der Unterrichtseinheit zu Stadtentwicklung und Stadtstrukturen lernen die Schülerinnen und Schüler, mit einem einfachen Analysewerkzeug der Fernerkundung aus einem digitalen Satellitenbild Ecken und Kanten abzuleiten und Aussagen in Bezug auf die räumlichen Strukturen von Städten zu formulieren. Diese Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit den unterschiedlichen Strukturen von Städten in vier verschiedenen Kulturräumen der Erde. Das digitale Lernmodul ist so aufgebaut, dass die Schülerinnen und Schüler in einem ersten Teil mehr über die Entwicklung und innere Differenzierung von Städten in Mitteleuropa, den USA, Südamerika und den sozialistischen Staaten erfahren. Die Unterrichtseinheit entstand im Rahmen des Projekts Fernerkundung in Schulen (FIS) am Geographischen Institut der Universität Bonn. FIS beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Themenbereich Stadtentwicklung und Stadtstrukturen Ein zentrales Thema des Erdkundeunterrichts im Lehrplan der Jahrgangsstufen 10 bis 13 stellt der Bereich der Stadtentwicklung und Stadtstrukturen dar. Dieser Themenbereich umfasst auch die Frage, wie sich die Städte verschiedener Kulturräume unterscheiden und ob man sie anhand von Idealtypen beschreiben kann. Hiermit wird Bezug auf die nationalen Bildungsstandards genommen, in denen folgende zwei Kompetenzbereiche angesprochen werden: Sachkompetenz: Beschreibung der Genese städtischer Strukturen mit Bezug auf grundlegende Stadtentwicklungsmodelle Urteilskompetenz: Bewertung städtischer Veränderungsprozesse als Herausforderung und Chancen zukünftiger Stadtplanung. Ablauf Anhand von Schrägluftbildern und schematischen Illustrationen können sich die Schülerinnen und Schüler eigenständig über die kulturgenetische Entwicklung der ausgesuchten Stadtmodelle informieren. Im nächsten Schritt erfolgt der praktische Teil: Hier stehen den Schülerinnen und Schülern vier hochaufgelöste Echtfarben-Bilder des RapidEye-Satelliten zur Verfügung. Sie können diese Bilder mithilfe der so genannten "Edge Detection" (Kantendetektion) bearbeiten. So werden Kanten und Linien hervorgehoben, Flächen treten dagegen in den Hintergrund. Anhand der sich abzeichnenden Struktur können die Schülerinnen und Schüler das Wissen über die spezifische Stadtentwicklung und die innere Differenzierung der ausgesuchten Kulturräume anwenden und Gemeinsamkeiten wie Unterschiede zwischen Realität und Idealtyp feststellen. Die Lernumgebung zur Unterrichtseinheit "Städte der Welt" Hier finden Sie Hinweise zum Aufbau der Lernumgebung. Die Abbildungen veranschaulichen die Funktionen und interaktiven Übungen zum Themenfeld. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Stadtstrukturen. erörtern Stadtmodelle unterschiedlicher Kulturräume. orientieren sich mithilfe von Satellitenbildern räumlich. wenden die Bildbearbeitungsmethode der Kantendetektion an. Computereinsatz und technische Voraussetzungen Die Unterrichtseinheit "Urbane Strukturen" bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik durch Animation und Interaktion zu vermitteln. Den Lernenden wird der Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern als nützliches Werkzeug nähergebracht. Die interaktive Lernumgebung ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Auf Windows-Rechnern wird das Modul durch Ausführen der Datei "StaedteWelt.exe" geöffnet. Unter anderen Betriebssystemen wird die Datei "StaedteWelt.html" in einem Webbrowser geöffnet. Hierfür wird der Adobe Flash Player benötigt. Wichtig ist in beiden Fällen, dass die heruntergeladene Ordnerstruktur erhalten bleibt. Der jeweils aktivierte Bereich wird auf der unteren Leiste der Lernumgebung eingeblendet. Während der erste Teil einen Einblick in die Thematik liefert und eine übergeordnete Aufgabenstellung benennt, gliedert sich der Rest des Moduls in zwei Sequenzen: Der erste Teil bietet Hintergrundinformationen zum Thema. Im zweiten Teil werden die Schülerinnen und Schüler aktiv und wenden eigenständig Bildbearbeitungsmethoden zur Lösung von entsprechenden Aufgaben an. Den Abschluss eines jeden Bereichs bildet ein Quiz. Erst nach dem Bestehen dieser kleinen Übung wird der folgende Teil der Lernumgebung zugänglich und erscheint in der Seitenleiste. Danach ist auch ein Springen zwischen den Teilbereichen möglich. Inhalte im Überblick Einleitung Der erste Bereich des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. Nach dem Start des Lernmoduls sehen die Schülerinnen und Schüler den Einführungstext, der sie über den Inhalt und den Aufbau informiert. Im Hintergrund ist eine Aufnahme von der ISS der Erde bei Nacht zu sehen. Deutlich sichtbar sind die beleuchteten Flächen der Großstädte. Hintergrundwissen zu den Stadttypen Nachdem das Fenster weggeklickt wurde, erscheint eine Weltkarte, bei der vier Länder blau hervorgehoben sind (Abbildung 2). Klickt man mit der Maus in eines dieser Länder, so öffnet sich ein Fenster mit Hintergrundwissen zu den einzelnen Stadttypen. Die USA steht dabei für den US-amerikanischen, Deutschland für den mitteleuropäischen, Brasilien für den südamerikanischen und Russland für den Stadttypus der ehemaligen sozialistischen Länder. Die vier Informationsfenster sind so aufgebaut, dass in einem Eingangstext ein Überblick über den historischen Kontext und die markanten Merkmale des jeweiligen Stadttyps gegeben wird. So werden unter anderem beim US-amerikanischen Typus auf den Central Business Districht (CBD) und den schachbrettartigen Grundriss, beim südamerikanischen auf die Plaza und die ausgeprägte ethnische Segregation mit Elendsvierteln, beim mitteleuropäischen auf die Altstadt und die Widerspiegelung von Machtstrukturen wie feudale Schlossanlagen, beim sozialistischen wiederum auf Magistralen und Großwohnsiedlungen hingewiesen. Die Erläuterungen werden durch ein Schrägluftbild, eine Tabelle zur morphogenetischen, funktionalen und sozialen Gliederung, und ein schematisches Stadtmodell unterstützt. Ein Quiz (siehe Musterlösungen) fragt das Gelesene ab und beendet den ersten Teil der Lerneinheit. Anwendung der Kantendetektion Im zweiten Modulteil sollen die Schülerinnen und Schüler eine Methodik der Geographie, die Fernerkundung, anwenden. Es geht hier darum, vier Bilder des RapidEye-Satelliten zu bearbeiten, um verschiedene Aufgaben zu lösen. Zunächst sollen sich die Lernenden einen visuellen Eindruck verschaffen und die räumliche Struktur der abgebildeten Stadt beschreiben. Anschließend können sie die Filterfunktion anwenden. Diese nennt sich Edge Detection (Kantendetektion) und dient dazu, Ecken und Kanten auf einem Satellitenbild hervorzuheben. Aus einem Echtfarbenbild wird so ein Graustufenbild, bei dem Linienobjekte weiß und flächenhafte Objekte dunkel dargestellt werden. Dies erleichtert die Erkennung von Stadtstrukturen, die von Straßen, Gebäuden und Plätzen geprägt sind. D ie Schülerinnen und Schüler erläutern nun die Unterschiede im Vergleich zum ursprünglichen Satellitenbild. Abschließend erörtern sie, welche Stadt welchem Kulturraum angehören könnte und vergleichen ihr Ergebnis mit dem Idealtyp aus dem Hintergrundwissen. Welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede könnte es geben? Im Bearbeitungsfenster (Abbildung 3) befinden sich die Satellitenbilder von Karlsruhe, Bratsk (Russland), New York und São Paolo am linken und die Filterfunktion am rechten Rand. Fährt man mit der Maus über eines der Bilder und "greift" es, kann man das Bild in das große Feld ziehen. Nach der Betrachtung klickt man auf "Bild filtern" und führt so die Edge Detection aus. Im Bereich "Berechnete Bilder" werden die Ergebnisse abgelegt. Ist der Speicher voll, müssen ältere Bilder gelöscht werden. Zusätzlich kann man das Echtfarbenbild und das gefilterte Bild gleichzeitig in das große Feld ziehen und mit "Bilder vergleichen" zwischen den beiden Bildern hin- und herwechseln. Abbildung 3 zeigt jeweils das Echtfarbenbild und das gefilterte Bild übereinandergelegt. Zunächst wird deutlich, dass die Satellitenbilder zwar eine vergleichsweise hohe räumliche Auflösung von 5 Metern besitzen, diese jedoch nicht ausreicht, um urbane Details wie kleinere Häuser erkennen zu können. Die Qualität ist ebenfalls unterschiedlich. So wirkt das Bild von São Paolo "unscharf". Dies liegt daran, dass zuvor schon ein Filter drüber laufen musste, um atmosphärische Störungen und Wolken zu entfernen. Ein bekanntes Problem in der Fernerkundung der Äquatorregionen.

Das Thema Fernerkundung wird in dieser Unterrichtseinheit für die fünfte Klasse spielerisch in den Themenkomplex "Vom Luftbild zur Karte" eingebunden. Der Alien Dudel kommt von einem fernen Planeten zur Erde geflogen, um seine Freundin Holly an ihrer Schule zu besuchen. Leider hat Dudel keine Ahnung, wo er hinfliegen muss. Die Schülerinnen und Schüler sollen ihn lotsen und eine Wegbeschreibung für ihn anfertigen. Dabei greifen sie auf Satellitenbilder zurück und erfahren, wie Satelliten in den Weltraum kommen, warum sie "oben bleiben" und welche Rolle Satellitenbilder in unserem Alltag spielen. Sie "übersetzen" Satellitenbilder in eigene Karten und lernen die Eigenschaften von Karten kennen. 1. Stunde: Was ist Fernerkundung? Die Lernenden bringen Grafiken und Satellitenbilder in eine logische Reihenfolge, verorten ihr Schulgebäude und informieren sich über die Satellitenbildgewinnung. 2. Stunde: Wofür braucht man Fernerkundung? Aus den verschiedenen Grafiken und Satellitenbildern werden Karten angefertigt und aus diesen die Merkmale von Karten abgeleitet. 3. Stunde: Eigenschaften von Karten Die mithilfe von Satellitenbildern erstellten Karten werden mit der herkömmlichen Kartographie verglichen. Beide Methoden werden einander gegenübergestellt. Die Schülerinnen und Schüler werden problemorientiert in ein grundlegendes Verständnis der Voraussetzungen der Satellitenfernerkundung eingeführt. lernen die Methoden der Satellitenfernerkundung kennen. lernen den Weg "vom Luftbild zur Karte" und das Layer-Prinzip eines Geoinformationssystems (GIS) modellhaft kennen. setzen sich mit den Eigenschaften von Karten auseinander. Die Schülerinnen und Schüler sollen ein grundlegendes Verständnis der Voraussetzungen und Methoden der Satellitenfernerkundung erlangen. Folgende Teilziele werden in dieser Stunde verfolgt: Vorgegebene Luftbilder sollen von "fern" nach "nah" geordnet und der Blickwinkel als "Vogelperspektive" benannt werden können. Das Schulgebäude soll auf den Google-Earth-Bildern verortet werden können. Der Begriff der (Bild-)Auflösung soll angewandt und erklärt werden können. Der Aufbau eines Satelliten, bestehend aus Sonnensegel, Messinstrumenten und Antenne, soll beschrieben und die Bildübertragung zur Erde erklärt werden können. Eventualziel: Die Fliehkraft soll in ihrer Bedeutung für den Satellitenbetrieb beschrieben werden. Vogelperspektive Das Thema Fernerkundung lässt sich in Klasse 5 spielerisch in den Themenkomplex "Vom Luftbild zur Karte" einbinden. In einer Einzelstunde sollen die Schülerinnen und Schüler sechs Fotos und Satellitenbilder ihrer Schule in eine logische Reihenfolge bringen, um so mit der neuen Perspektive umgehen und ihr Schulgebäude auf den Bildern verorten zu können. Erstellen Sie hierzu eine Serie von sechs Bildern (Arbeitsblatt 1), die Sie den Schülerinnen und Schülern auch in Form großformatiger Ausdrucke zur Verfügung stellen. Achten Sie bei der Auswahl der Bilder darauf, dass die Bilder immer näher an die Schule heranzoomen (Beispiel: Weltkugel, Europa, Stadt, Umfeld der Schule, Schulgelände (Grafiken und Satellitenbilder), vom Boden aus fotografiertes Schulgebäude). Eine Serie dieser Ausdrucke (laminiert wieder verwendbar) kann auch an der Tafel befestigt und dort sortiert werden. Um den Bezug zur Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler herzustellen, werden Bilder der eigenen Stadt und der eigenen Schule verwendet. Zu den Quellen dieser Bilder finden Sie Links in den Satellitenbildquellen . Das Problem der Auflösung Erfahrungsgemäß entwickeln die Lernenden bei der Durchführung der Stunde ein großes Interesse an der Frage, warum auf den Luft- und Satellitenbildern keine Menschen zu sehen sind. (Hier kann auch ein entsprechender Impuls gegeben werden.) Anknüpfend an die Alltagserfahrungen lässt sich dieses Phänomen sehr gut problemorientiert diskutieren. Dabei zeigte sich, dass den Schülerinnen und Schülern das Phänomen des Informationsverlusts (hier: "keine Menschen") durch zu geringe Auflösung durchaus von Fernseh- und Computermonitoren oder von Digitalkameras vertraut ist. Sie konnten sogar den Zusammenhang von Bildschärfe und Bildpunktzahl eigenständig ableiten. Fernerkundungssatelliten Die Lernenden sollen sich in Partnerarbeit am Computer über die Technik und Methodik der Satellitenbildgewinnung anhand der für diese Unterrichtsstunde entwickelten Internetseite "Einführung in die Fernerkundung" informieren. Zwar waren sie hinterher in der Lage die drei wesentlichen Komponenten eines Fernerkundungssatelliten (Antenne, Sonnensegel, Aufnahmeinstrumente) zu benennen und die Funktion dieser Bauteile richtig zu beschreiben. Allerdings hatten sie Schwierigkeiten bei der korrekten Verbalisierung des Ablaufs der Informationsgewinnung und -übertragung zur Erde. Hier zeigte sich, dass es den Kindern schwer fiel sich vorzustellen, dass man Bilder mit einer Antenne übertragen kann. Durch entsprechende Impulse wie "Da fliegt also einmal in der Woche ein Astronaut hin, holt das Fotodöschen ab und bringt es zum Entwickeln ... " oder ähnliche Anregungen lässt sich der Sachverhalt jedoch gut kindgerecht erarbeiten. Die Lernenden sollen aus Satellitenfernerkundungsbildern verschiedene Informationsebenen mit DIN-A-5-Folien nach dem Layer-Prinzip eines Geoinformationssystems (GIS) aufbereiten. Folgende Teilziele werden in dieser Stunde verfolgt: Auf Basis der Satellitenbilder sollen Karten mit verschiedenen Informationsebenen (Vegetation, Verkehrsinfrastruktur, Siedlungen) angefertigt werden (Layer-Prinzip). Die Eigenschaften des selbst entwickelten Kartensystems sollen genannt werden können (Übersichtlichkeit und Kombinierbarkeit von verschiedenen Informationsschichten). Das entwickelte Kartensystem soll mit den Darstellungen von Google Earth verglichen und Gemeinsamkeiten und Unterschiede genannt und ihre Ursachen diskutiert werden (flächige Darstellung - linienhafte Darstellung und Punktdarstellung, Genauigkeit - Ungenauigkeit). Die Schülerinnen und Schüler sollen die mithilfe der Bildvorlage (siehe Arbeitsblatt 1) Kartendarstellungen erzeugen, die dann als "Modell" eines Geographischen Informationssystems (GIS) dienen können. Dazu wird je eines der Bilder in Gruppen zu etwa vier Lernenden in Karten "übersetzt". Um die Zusammenarbeit zwischen den Schülerinnen und Schülern zu verbessern, aber auch um das Layer-Prinzip eines Geoinformationssystems zu verdeutlichen, übernimmt in jeder Gruppe ein Mitglied das Zeichnen einer Informationsebene (Vegetation, Verkehrsinfrastruktur, Siedlungen, ... ). Idealer Weise organisieren sich die Lernenden dabei selbstständig. Die erstellten Transparentfolien sollten maximal das Format DIN A5 haben, da es so einfacher ist, die Arbeit von zwei Gruppen am OHP zu präsentieren und zu diskutieren. Außerdem ist darauf zu achten, dass mindestens jeweils zwei Gruppen eine Karte mit dem kleinst- beziehungsweise größtmöglichen Maßstab erstellen, um in der dritten Stunde die Generalisierung von Karten herausarbeiten zu können. Die Vorteile eines GIS-ähnlichen Layersystems (Flexibilität, an Fragen angepasste Darstellung, Übersichtlichkeit, … ) sollen durch die Schülerinnen und Schüler klar herausgestellt werden. Der anschließende Vergleich mit Google Earth soll zwei Dinge verdeutlichen: Die angewandte/erlernte Technik hat einen ganz praktischen Einsatz im Alltag (Navigationsgeräte und Handynavigation sind weitere Beispiele). Die Qualität der Darstellung hängt von der Genauigkeit der "Digitalisierung" (Zeichnung) ab. Die Schülerinnen und Schüler sollen Eigenschaften und Merkmale von Kartendarstellungen benennen können. Farbe und Legende sollen als wichtige Merkmale von Karten genannt werden können. Der Begriff des Maßstabs soll definiert und angewendet werden können. Vereinfachung (Generalisierung) soll als Eigenschaft von Karten unterschiedlichen Maßstabs deutlich werden. Vergleich von Bild und Karte Die dritte Stunde ist so konzipiert, dass die Eigenschaften der Schülerprodukte aus der zweiten Stunde hinterfragt werden. Die Kartendarstellungen durch die Schülerinnen und Schüler erfolgte bis jetzt intuitiv oder aufgrund von Vorwissen. Der Vergleich mit dem Atlas und mit Google Earth soll die grundlegenden Elemente einer Kartendarstellung verdeutlichen. Der Vergleich der eigenen Produkte mit der Kartendarstellung eines Luftbildes aus dem Schulbuch oder Atlas wird die Bedeutung von Farben, einer Legende, von Symbolen und des Nordpfeil verdeutlichen. (Der entsprechende 1. Arbeitsauftrag ist auf dem Arbeitsblattvorschlag bewusst allgemein formuliert ["Vergleicht das Luftbild mit der Karte, die mithilfe des Bildes erstellt worden ist."], um die Verwendung des Arbeitsblattes nicht an ein bestimmtes Buch oder einen Atlas zu knüpfen und muss im Unterricht spezifiziert werden.) Kartenmaßstab Der Nutzen einer Maßstabsleiste lässt sich zwar auch im Atlas demonstrieren, allerdings bietet Google Earth den Vorteil einer dynamischen Maßstabs-Veränderung. Auf diese Weise wird sofort ersichtlich, dass die unveränderliche Länge der Maßstabsleiste am Bildschirm jeweils unterschiedlichen Strecken entspricht. Hier bietet es sich an, einen oder zwei Lernende an einen Präsentationsrechner zu holen und diese Aufgabe per Beamer vor der Klasse durchzuführen. Auf diese Weise ist kein Wechsel in den Computerraum erforderlich. Zuletzt wird durch einen Vergleich der Schülerdarstellungen mit dem größten und dem kleinsten Maßstab die Generalisierung in Karten demonstriert und besprochen.