In der Unterrichtseinheit "Hautbeobachtung" werden mögliche Ursachen für etwaige Abweichungen des natürlichen, rosigen Teints der Haut thematisiert. Darüber hinaus werden Beobachtungsschwerpunkte wie Nävi (herdförmige Fehlbildungen der Haut beziehungsweise Schleimhaut) oder Wunden angesprochen.Die Beobachtung der Haut und Erkennung von Abweichungen gehört zu den Routinetätigkeiten des Pflegefachpersonals. Aufgrund dieser Abweichungen beziehungsweise Veränderungen können Rückschlüsse auf den Allgemeinzustand der betreffenden Person gezogen werden. Es handelt sich hierbei um eine kleine Unterrichtseinheit , die eine PowerPoint-Präsentation zur Grundlage hat. In dieser wird zunächst der physiologische Normalzustand der Haut expliziert. Es folgen sodann Abweichungen in Form von Hautverfärbung sowie Hautbeschaffenheit. Insgesamt bearbeiten die Lernenden im Rahmen der Unterrichtseinheit vier Lernaufgaben . In der ersten Aufgabe beschreiben die Auszubildenden, was sie an der Haut der auf dem Foto dargestellten Person beobachten können. Aufgabe zwei hat zum Ziel, dass sich die Schülerinnen und Schüler vertiefend mit weiteren Veränderungen der Haut auseinandersetzen. In Aufgabe drei werden physiologische und pathologische Ursachen für Veränderungen der Haut thematisiert. Weiterhin werden in Aufgabe vier entsprechende Pflegeschwerpunkte betrachtet, zu welchen die Lernenden die jeweils passenden Pflegemaßnahmen suchen. Am Ende der Arbeitsblätter erfüllen die Schülerinnen und Schüler einen Rechercheauftrag zum übergeordneten Thema " Hauttypen ".Ein wesentliches Ziel der Unterrichtseinheit ist es, dass die Auszubildenden Hautveränderungen sicher erkennen, sodass gegebenenfalls notwendige pflegerische Maßnahmen eingeleitet werden können. Zu den Veränderungen der Hautbeschaffenheit gehören ebenso Wunden, die jedoch in einer separaten Unterrichtseinheit vertieft dargestellt werden. Zu beachten ist außerdem, dass in der Unterrichtseinheit nicht jede einzelne Ursache für Veränderungen der Haut – wie beispielsweise einer Zyanose – dargestellt werden kann. Da die Schülerinnen und Schüler sich zum Zeitpunkt der Lerneinheit noch am Anfang ihrer Ausbildung befinden, würden einige Erkrankungsbilder an dieser Stelle zu weit führen: Die Unterrichtseinheit bedient sich daher der didaktischen Reduktion. Der zeitliche Umfang beträgt insgesamt circa zweimal 90 Minuten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Abweichung der rosigen Gesichtsfarbe sicher erkennen. kennen physiologische und pathologische Ursachen für eine Veränderung der Hautfarbe. erkennen Veränderungen der Hautbeschaffenheit. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sind in der Lage, im Rahmen der Paararbeit wissenschaftliche Quellen im Internet ausfindig zu machen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in Paararbeit effektiv und konzentriert zusammen.

In der Unterrichtseinheit "Hurra, der Herbst ist da!" geht es um das Erkennen, Benennen und Begründen herbstlicher Phänomene und um die Veränderungen der Natur in der Jahreszeit. Den Schülerinnen und Schülern wird bewusst, dass die Grundversorgung mit Nahrungsmitteln nicht selbstverständlich ist.Der Herbst ist neben dem Frühling die Jahreszeit, in der sich die Natur stark sichtbar verändert. Bunte Blätter fallen von den Bäumen und Tiere sammeln Vorräte für den nahenden Winter. Auch wir Menschen treffen Vorkehrungen für die kalte Jahreszeit. Im Laufe der Unterrichtseinheit beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit verschiedenen herbstlichen Phänomenen: Bäumen, die ihre Blätter verlieren, Winterschläfern und Winterstarre. Dabei begegnen den Lernenden Sachtexte und Gedichte, und sie erweitern ihr Wissen um die herbstlichen Veränderungen ihrer Umwelt lesend, malend und schreibend. Die Unterrichtseinheit regt Schülerinnen und Schüler dazu an, sich mit den eigenen Vorbereitungen auf den Winter auseinanderzusetzen und vermittelt eine dankbare und respektvolle Haltung gegenüber der Natur. Das Thema Herbst im Unterricht Die Einteilung des Jahres in zwölf Monate und vier Jahreszeiten strukturiert unsere Zeitrechnung sowie das zeitliche Erleben. Das diesbezügliche Wissen ist unabdingbar zur Orientierung in der Zeit. Die sichere Kenntnis hierüber zählt auch schon im Grundschulalter zu den allgemeinbildenden Voraussetzungen. Wiederkehrende jahreszeitlich typische Phänomene lassen uns Veränderungen in der Natur besser verstehen und Umwelt bewusster gestalten. Sie erhöhen die Lebensqualität des Daseins von Mensch und Tier und schützen den konstruktiven Umgang mit natürlichen Ressourcen. Didaktische Analyse Die Schülerinnen und Schüler werden für herbstliche Veränderungen in Natur und Umwelt sensibilisiert. Durch die Erarbeitung im Unterricht werden diese Wahrnehmungen objektiviert und unter fachlichen Aspekten und Grundsätzen erarbeitet und begründet. Das (biologische) Wissen um naturkundliche Alltagsphänomene gehört zur Allgemeinbildung, mit der herbstliche Veränderungen erklärt und begründet werden können. Dadurch werden entsprechende Handlungskompetenzen erworben. Methodische Analyse Die Arbeitsaufgaben fordern Konzentration und Aufmerksamkeit durch nicht linear vorgegebene Informationen. Die Schülerinnen und Schüler wiederholen das Gelernte, um eine nachhaltige Abspeicherung im Gedächtnis zu gewährleisten. Die Schülerinnen und Schüler verfassen Texte mit eigenen Worten und eignen sich somit das Verständnis der präsentierten Informationen an. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen einem Gedicht Informationen zum Thema und machen Angaben dazu. benennen jahreszeitliche Veränderungen im Herbst und begründen diese sachlich richtig. geben erarbeitete Informationen wieder und verfassen einen sachlich richtigen Text mit eigenen Worten. lesen Sachtexte sinnerfassend. machen begründete Angaben zum Inhalt von Sachtexten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten kooperativ miteinander. beziehen Beiträge anderer in eigene Überlegungen ein.

In der Einheit "Differentialgleichungen" betrachten und interpretieren die Lernenden die Zusammenhänge zwischen Werten und deren Veränderungen in Gleichungen. Bei den aufzustellenden Funktionstermen und Übungsaufgaben stehen Bezüge zur Realität im Mittelpunkt, um Ableitungsregeln zu üben und die Bedeutung von Ableitungen besser zu verstehen."Ableiten geht doch nach Schema F!" — Schnell wird beim Ableiten von Funktionen in den Hintergrund gestellt, welche Bedeutung die Ableitung einer Funktion besitzt. Diese Veränderung von Werten findet eine große Bedeutung im Zusammenhang mit Differentialgleichungen, die eine Verbindung zwischen Funktionen und deren Ableitungen herstellen. Und das häufig in einem Kontext, den Schülerinnen und Schüler auch aus ihrer Erfahrungswelt in anderem Zusammenhang kennen. Ein wichtiger Aspekt sind hier Zunahmen und Abnahmen, die im Unterricht meist nur eine Anwendung bei linearer und exponentieller Veränderung finden können. Mit einfachen Differentialgleichungen lassen sich aber auch andere Veränderungen betrachten. Umfangreiches Wiederholen wird durch Betrachtungen zum Aufstellen unter anderem von Regressionsgeraden, Umgang mit einer Tabellenkalkulation und Grenzwerten abgeschlossen. Das Thema Differentialgleichungen im Unterricht Die Kenntnis von Ableitungsregeln und deren Anwendungen stellt ein wichtiges Fundament der Infinitesimalrechnung dar. Übungsanwendungen im Zusammenhang mit realen Bezügen sollen in der Unterrichtseinheit dazu dienen, Regeln zu üben und die Bedeutung von Ableitungen besseren zu verstehen. Aspekte über dieses Ableiten hinaus (zum Beispiel Lösen von Gleichungssystemen, Aufstellen von Funktionstermen) runden die Einheit ab. Vorkenntnisse Die Ableitungsregeln werden teilweise kurz wiederholt. Ein Erarbeiten der Regeln findet nicht statt, sodass diese als Voraussetzungen gelten. Ein sicherer Umgang mit Termen und dem Lösen von Gleichungssystemen wird geübt. Beim Auswerten von Daten sind Kenntnisse einer Tabellenkalkulation nötig. Didaktisch-methodische Analyse "Steigung einer Funktion" – Das ist die häufigste Antwort von Lernenden auf die Frage, worin die Bedeutung der Ableitung besteht. Allerdings beschreiben Funktionen häufig reale Zusammenhänge. Und bei diesen realen Gegebenheiten ist der Aspekt, dass die Ableitung die Veränderung einer Größe beschreibt, für den Schüler oder die Schülerin sehr verständlich. Der Begriff hat hier einen viel engeren Bezug zu der Erfahrungswelt. In Differentialgleichungen werden Zusammenhänge zwischen Werten und deren Veränderungen in Gleichungen beschrieben. Die Übungen sind neben dem Abarbeiten von Ableitungsregeln darauf ausgelegt, dass oft die Interpretation der Gleichung wichtig ist. Es erfolgt kein Erarbeiten von Lösungsverfahren für Differentialgleichungen (oder spezielle Integrationsverfahren, nur ein Einblick in partielle Integration und Integration durch Substitution). Neben Ableitungsübungen finden auch Anwendungen zum Anpassen von Vorschriften statt. Abhängig vom Umfang der Wiederholungen können auch nur einzelne Arbeitsblätter für den Unterricht herangezogen werden. Die Unterlagen eignen sich auch für ein Selbststudium. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler argumentieren mathematisch (K1). lösen Probleme mathematisch (K2). modellieren mathematisch (K3). gehen mit symbolischen, formalen und technischen Elementen der Mathematik um (K5). Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler werden sicherer im Umgang mit einer Tabellenkalkulation (bei Bearbeitung der Aspekte zu Bevölkerungszahlen zur Anpassung von Funktionen). Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bringen sich in die Gruppenarbeit ein (etwa zur Erarbeitung und Vorstellung von Inhalten). werten Daten kritisch aus. fragen andere nach Hilfe und/oder geben anderen Hilfeleistung.

Unterschiedliche Nutzungsansprüche haben die Alpen über die Jahrhunderte hinweg zu einer intensiv genutzten Kulturlandschaft werden lassen. Veränderte wirtschaftliche und politische Rahmenbedingungen führten dabei zu ständigen räumlichen Veränderungen. Mit einem Online-Angebot der Alpenschutzkommission können Lernende diesen Wandel anhand von Bildvergleichen nachvollziehen und daraus mögliche Maßnahmen für eine nachhaltige Entwicklung ableiten. Obwohl der Landschaftswandel in einer nie da gewesenen Geschwindigkeit verläuft, werden die Veränderungen von den Menschen meist nicht bewusst wahrgenommen. Erst mit der Gegenüberstellung von zeitlich weit auseinander liegenden Fotografien kann der Veränderungsprozess deutlich gemacht werden. Für den Unterricht stellen diese Vergleiche eine sinnvolle Ergänzung in der Behandlung der Alpen dar. Anhand der Kommentierung der Aufnahmen können die Schülerinnen und Schüler diesen Wandel nicht nur beschreiben, sondern auch Ursachen und damit verbundene Prozesse begründen. Unterricht muss aber noch weiter gehen. Auf der Basis der gewonnen Einsichten sollten mögliche Maßnahmen zur weiteren Entwicklung diskutiert werden, die zur Erhaltung einer attraktiven Kulturlandschaft beitragen. Es geht also darum, den Begriff der Nachhaltigkeit an einer konkreten Region anzuwenden und mit Inhalten zu füllen. Voraussetzungen und Schwerpunkte Von der Natur- zur Kulturlandschaft, Veränderungen und deren Ursachen (Bildvergleiche), Bewerten von Möglichkeiten einer nachhaltigen Entwicklung. Durchführung und Materialien Hier finden Sie Hinweise zum Ablauf der Unterrichtseinheit sowie alle Arbeitsblätter (DOC, RTF, PDF) und Internetadressen zum Thema. Die Schülerinnen und Schüler sollen Veränderungen und deren Ursachen anhand von Bildvergleichen und deren Kommentierung erkennen. den Begriff der Nachhaltigkeit erklären und anhand konkreter Maßnahmen mit Inhalten füllen können. ihre Diskurs- und Urteilsfähigkeit entwickeln. die Methode der Bildauswertung anwenden. Thema Landschaftswandel in den Alpen Autor Jens Joachim Fach Geographie Zielgruppe ab Jahrgangsstufe 11 Zeitraum 2-3 Stunden Technische Voraussetzungen 1 Rechner mit Internetanschluss pro Arbeitsgruppe (2-3 Lernende), Beamer Für die Tätigkeiten am Rechner sind lediglich Kenntnisse im Umgang mit einem Browser und einer Textverarbeitungssoftware erforderlich. Inhaltlich sollten die Schülerinnen und Schüler dafür sensibilisiert sein, dass die wirtschaftliche Nutzung von Landschaften im Allgemeinen über die Jahrhunderte hinweg zu intensiv genutzten Kulturlandschaften geführt hat und dass dies eine notwendige Lebensgrundlage der Menschen darstellt. Den Lernenden sollte bereits klar sein, dass die wirtschaftliche Nutzung von Landschaften stets mit Eingriffen in ökologische Kreisläufe und deren Störungen verbunden ist. Der Landschaftswandel stellt einen Schwerpunkt bei der Behandlung der Alpen in dieser Unterrichtseinheit dar. Aufgrund der Materiallage kann diese weitestgehend in Kleingruppen am Rechner erfolgen. Es bietet sich folgende Themenfolge an, auf die auch die Arbeitsblätter ausgerichtet sind: Von der Natur- zur Kulturlandschaft Veränderungen und deren Ursachen anhand von Bildvergleichen Bewerten von Möglichkeiten einer nachhaltigen Landschaftsentwicklung Diese drei Punkte werden mithilfe des Online-Projektes "Wandel der Landschaft - eine fotografische Zeitreise durch das obere Allgäu und das Tannheimer Tal" bearbeitet, einem Angebot der deutschen Vertretung der Internationalen Alpenschutzkommission, CIPRA (International Commission for the Protection of the Alps). Hier werden unter anderem mehr als 80 Bildvergleichstafeln nachfotografierter historischer Landschaftsaufnahmen angeboten. Für die Aufgabenstellung zum Thema "Veränderungen und deren Ursachen anhand von Bildvergleichen" reicht es allerdings aus, sich auf wenige Bildvergleiche zu konzentrieren. In den Arbeitsblättern wird ein konkretes Beispiel angeboten. Im weiteren Unterrichtsverlauf ist die Diskussion der Maßnahmen im Sinne der Nachhaltigkeit ein wesentlicher Aspekt. Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass unterschiedliche Interessenslagen stets den Kompromiss zwischen Ökologie und Ökonomie erfordern. Das Dreieck der Nachhaltigkeit (Abb. 1) bietet für die Diskussion eine sehr gute Grundlage. Der Erhalt der Regenerationsfähigkeit der Landschaft gewährleistet die Schönheit, die die Alpen zum touristischen Ziel macht, und stellt damit eine wichtige wirtschaftliche Grundlage für die Alpenregion dar. Für die Argumentation können auch die von der CIPRA angebotenen auf das Jahr 2025 "extrapolierten" Landschaftsaufnahmen, die vorgeschlagenen Maßnahmen oder die in der Alpenkonvention definierten Ziele genutzt werden. Einstieg Als Einstieg in die Unterrichtseinheit kann die Wiederholung des Begriffes der Kulturlandschaft dienen. Anhand eines Landschaftsmodells, welches die Komponenten (Geofaktoren) Klima, geologischer Bau, Bios, Wasserhaushalt, Boden und Relief, sowie deren Wechselwirkungen enthält, können Veränderungen an Merkmalen dieser Komponenten abgeleitet werden. Dies lässt sich am besten anhand eines Fotos aus einem Alpental realisieren. Auf die sich damit auch verändernden Wechselwirkungen der Merkmale der Komponenten kann in diesem Zusammenhang verzichtet werden. Wichtig ist die Erkenntnis, dass der Mensch die Landschaft durch wirtschaftliche Tätigkeit verändert und dass diese wirtschaftliche Tätigkeit seine Lebensgrundlage darstellt. Entwicklung von der Natur- zur Kulturlandschaft Mithilfe von Arbeitsblatt 1 (landschaftswandel_alpen_ab1, siehe unten) können die Schülerinnen und Schüler den Wandel von der Natur- zur Kulturlandschaft selbstständig in Kleingruppen erarbeiten. Dabei geht es darum, die Veränderungen in der Naturlandschaft durch die aufgeführten Maßnahmen der Menschen nachzuweisen. Veränderungen und deren Ursachen anhand von Bildvergleichen Im darauf folgenden Abschnitt der Unterrichtseinheit bilden die Bildauswertung und die damit verbundenen Interpretationsaufgaben den Schwerpunkt. Da die Bildauswertung eine grundlegende Arbeitsmethode der Geographie darstellt, wird sie hier nicht weiter vorgestellt. Mithilfe der Vorgaben des zweiten Arbeitsblattes (landschaftswandel_alpen_ab2) wird die Bildauswertung strukturiert. Dieser Teil der Unterrichtseinheit ist etwas zeitaufwändiger. Möglichkeiten einer nachhaltigen Landschaftsentwicklung Bevor die angebotenen oder selbst gefundenen Maßnahmen in den Alpen unter der Maßgabe der Nachhaltigkeit diskutiert werden (landschaftswandel_alpen_ab3), sollte der Begriff geklärt werden. Wesentlich ist dabei, dass der Begriff nicht auf die Ökologie begrenzt bleibt. Das heißt, dass der "Leitsatz" aus dem Brundtland-Bericht von 1987: "Dauerhafte Entwicklung ist Entwicklung, die die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne zu riskieren, dass künftige Generationen ihre eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen können." um die ökonomischen und sozialen Belange erweitert wird. Es geht um die Verknüpfung von ökonomischen, ökologischen und sozialen Zielen. Im Wesentlichen soll die Verbesserung der wirtschaftlichen und sozialen Lebensverhältnisse mit der Sicherung der natürlichen Lebensgrundlagen in Einklang gebracht werden. Gleichzeitig stellt das Leitbild der Nachhaltigkeit hohe Anforderungen an die Privatwirtschaft - in wirtschaftlicher, sozialer und ökologischer Hinsicht. Die Stellung der Ökologie an der Spitze des Dreiecks (vergleiche Abb. 1) demonstriert, dass die Ansprüche von Wirtschaft und Gesellschaft die Natur und deren Ressourcen benötigen und beeinflussen. Im Umkehrschluss gilt daher: Ohne Ressourcen lassen sich die Bedürfnisse nicht befriedigen. Ein schonender Ressourcenverbrauch ganz im Sinne des "Leitsatzes" muss die notwendige Konsequenz sein. Die Zukunft der Alpen Für den weiteren Unterrichtsverlauf halte ich es für unabdingbar, dass die Diskussion zur Weiterentwicklung der Kulturlandschaft Alpen stets mit den wirtschaftlichen Perspektiven der dort lebenden Menschen zu verknüpfen ist. Ein "Zurück in die Höhle" kann es nicht geben. Nachhaltige Alternativen sind gefragt! Gerade für diese Zielstellung ist das Maßnahmenangebot der CIPRA sehr gut aufbereitet. Hinweise zum Einsatz der Arbeitsblätter Die Bearbeitung der Arbeitsblätter sollte direkt am Rechner in den Dateien erfolgen (Einfügen der Fotos). Veränderungen der Bilder (Markierungen) können mit den Grafikwerkzeugen des Textverarbeitungsprogramms durchgeführt werden. Die Antwortfelder der Aufgaben sind als Tabellen formatiert, so dass ein automatischer Zeilenumbruch erfolgt. Wir bieten Ihnen die Arbeitsblätter jeweils im Word-DOC-Format (editierbar und kleine Dateigröße), im Word-RTF-Format (editierbar, aber großer Dateiumfang) sowie im PDF-Format an ( Adobe-Reader [kostenloser Download] zum Lesen und Adobe-Destiller zum Editieren erforderlich).

In dieser Unterrichtseinheit zu Radarsystemen erhalten die Lernenden mithilfe ausgewählter Radarbilder einen Überblick über die Möglichkeiten zur Erfassung von Veränderungsdynamiken an der Erdoberfläche. Diese Erkenntnisse werden mit Hintergrundwissen zu dem Thema Radarfernerkundung sowie grundlegendem Wissen über Eigenschaften von Mikrowellen ergänzt. In der modernen Beobachtung der Erdoberfläche und ihrer Veränderungsdynamik sind Radarsysteme von entscheidender Bedeutung. Sie erlauben es, großflächige Oberflächenstrukturen selektiv zu erfassen und zu klassifizieren. Mithilfe von Radarfernerkundung können Veränderungen beispielsweise von Vegetationsverteilungen oder Gletschern detektiert werden. Die Unterrichtseinheit vermittelt grundlegendes Wissen zu Radarsystemen und zeigt auf, wie man mit Fernerkundungsmethoden Oberflächenstrukturen und -veränderungen detektieren kann. Die Bereiche des elektromagnetischen Spektrums unterscheiden sich durch ihre Frequenzen und Wellenlängen. Infrarotwellen haben zum Beispiel eine tausendfach kleinere Wellenlänge als Mikrowellen. Die unterschiedliche Beschaffenheit des Geländes übt einen großen Einfluss auf die Radarbilder aus. Heutige Radarsysteme besitzen die Fähigkeit, verschiedene Arten von Mikrowellen auszusenden, die sich in ihrer Wellenlänge und Polarisation erheblich unterscheiden. So haben "kleine" Mikrowellen eine Wellenlänge von 0,2 mm, "große" Mikrowellen hingegen eine von 20 cm. Wellenlänge und Polarisation bestimmen die Eindringtiefe in das beobachtete Gelände. Zielsetzung Das Ziel der Unterrichtseinheit "Radar" ist das Verständnis grundlegender Eigenschaften elektromagnetischer Wellen und ihrer Anwendungsmöglichkeiten in Radarfernerkundungssystemen. Ferner schult die Unterrichtseinheit den Umgang mit abstrakten Darstellungen (Satellitenbilder) von bekannten Landschaftseinheiten. Zusammenarbeit mit der Universität Bonn 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. FIS 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 50EE0932 gefördert. Inhalte und Einsatz der Unterrichtseinheit "Die Erde im Radar" im Unterricht Hier erhalten Sie Hinweise zum Aufbau der Lernumgebung. Die Abbildungen veranschaulichen die Funktionen und die interaktiven Übungen zu den Themenfeldern "Mikrowellen" und "Radarfernerkundung". Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende Eigenschaften von elektromagnetischen Wellen und Radarfernerkundsystemen kennen. analysieren die Veränderungsdynamik im Braunkohle-Abbau. bekommen ein Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Landoberfläche, Rückstreuung und Radarfernerkundungssystemen. Computereinsatz und technische Voraussetzungen Die Unterrichtseinheit 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 "Mikrowellen_aus_dem_ All.exe". Unter anderen Betriebssystemen wird die Datei "Mikrowellen_aus_dem_ All.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 (Abb.1). 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. 1. Einleitung Nach dem Start des Lernmoduls sehen die Schülerinnen und Schüler einen Einführungskasten, der kurz in das Thema Radar einleitet und den Aufbau der Lernsequenz erklärt. Das Bild des Mackenzie-Flusses zeigt bereits eine Anwendungsmöglichkeit der Radarfernerkundung auf. Der erste Teil des Lernmoduls legt als Hintergrundwissen die Grundlagen für die spätere Arbeit mit den Satellitenbildern im zweiten Modulteil. Dieser Teil besteht aus zwei Rubriken. "Radarfernerkundung" (1) und "Radardaten" (2). In Kapitel 1 erfahren die Schülerinnen und Schüler zunächst Grundsätzliches über Radarsysteme und die verwendeten Wellenlängenbereiche. Mithilfe der Animation kann das Verständnis zu Wellenlängen vertieft werden. Durch Aktivieren der verschiedenen Wellenlängenbereiche erfahren die Schülerinnen und Schüler, welche Auswirkungen unterschiedliche Wellenlängen auf die Eindringtiefe der Mikrowellen haben. So werden die Wellen des eher kurzwelligen X-Bandes bereits von den Baumkronen zurückgeworfen, während die eher langwelligen Wellen des L-Bandes bis zum Waldboden durchdringen können und erst dort zurückgeworfen werden. Im zweiten Modulteil stehen den Schülerinnen und Schülern mehrere Einzelbilder zu Verfügung, die zu verschiedenen Monaten aufgenommen wurden. Die aufgenommenen Szenen zeigen das Braunkohle-Abbaugebiet Garzweiler am Niederrhein. Deutlich zu sehen sind die terrassenförmigen Abbruchkanten sowie die Bagger (weiß, im rechten Bereich des Gebietes). Die Schülerinnen und Schüler können selbstständig durch Aktivieren der verschiedenen Bilder die Veränderungen der Grube sowie der Position der Bagger detektieren. Durch Ziehen der Bilder in die Formel A - B kann die Veränderung pixelweise berechnet werden. Haben die Schülerinnen und Schüler die Veränderungsdetektion durchgeführt und die gestellten Aufgaben beantwortet, können sie durch Beantworten der Fragen im zweiten Quiz die Bearbeitung des Moduls abschließen.

Diese Unterrichtseinheit begibt sich auf die Spuren der Vergangenheit durch Deutschlands und Europas Wälder. Im Rahmen des Projekts "Brennpunkt Wald" informiert sie Jugendliche zum Themenkomplex Waldbrandprävention. Das Projekt "Brennpunkt Wald" ist eine aktivierende Informations- und Aufklärungskampagne für Jugendliche zum Themenkomplex Waldbrandprävention. Im Zentrum des Projekts steht das niedrigschwellige Informationsangebot auf den Social-Media-Kanälen Instagram und YouTube . Auf der Projektwebsite finden Lehrkräfte, Schülerinnen und Schüler sowie Multiplikatorinnen und Multiplikatoren Informationen und Unterrichtsmaterialien zum Themenfeld Waldbrände. Diese Unterrichtseinheit begibt sich auf die Spuren der Vergangenheit durch Deutschlands und Europas Wälder: Wie werden Wälder in Deutschland wohl zukünftig aussehen? Trockenstress, Käferplage und erhöhte Waldbrandgefahr, all das sind Umweltgefährdungen, denen das Ökosystem Wald ständig ausgesetzt ist. Um die Zukunft des Waldökosystems betrachten zu können, lohnt sich ein Blick in die Vergangenheit. Diese Unterrichtseinheit für Lernende der Sekundarstufe I betrachtet die Klimageschichte von Wäldern und gibt einen Ausblick auf die Veränderungen der Vegetationszonen durch den anthropogenen Klimawandel. Wälder verändern sich mit dem Klimawandel. Dass das schon vor vielen Jahrhunderten so war, zeigt diese Unterrichtseinheit. Veränderungen gibt es also schon immer und sie sind für Wälder eher normal als bedrohlich? Ganz und gar nicht. Denn Wälder können sich nur langsam und langfristig auf Veränderungen in den Vegetationszonen einstellen. Während sich die verschiedenen Waldgesellschaften im Laufe der Zeit langsam an die Veränderungen anpassen konnten, werden sie jetzt durch den menschgemachten Klimawandel vielen verschiedenen Umweltgefährdungen auf einmal ausgesetzt. Diese Unterrichtseinheit richtet den Blick auf die Vergangenheit des Ökosystems Wald in Deutschland und schärft so das Problembewusstsein der Lernenden für die Umweltgefährdungen durch den menschgemachten Klimawandel. Dabei betrachten die Lernenden auch die Bedeutung von Waldbränden für Waldökosysteme von Kalifornien bis Brandenburg. Wälder in Deutschland werden in dieser Unterrichtseinheit Waldökosystemen mit pyrophilen Pflanzen abgegrenzt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen und ordnen Klimaereignisse in einer zeitlichen Reihenfolge ein. können Klimaereignisse in ihrer zukünftigen Entwicklung einschätzen. differenzieren zwischen internationalen und lokalen Einflüssen des Klimawandels. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mit Karten und können Daten darin ergänzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten kooperativ Aufgaben und kommen zu gemeinsamen Ergebnissen.

Im Winterrätsel dieser Unterrichtseinheit lösen die Schülerinnen und Schüler "rätselhafte" Umschreibungen herbstlicher und winterlicher Naturphänomene. Die Rätsel beziehen sich auf altersgemäße Naturerfahrungen und -wahrnehmungen der Schülerinnen und Schüler und deren erarbeitetes Wissen in der Unterrichtseinheit zum Thema Herbst . Das Thema der Unterrichtseinheit "Rätselhafter Herbst und Winter" aktiviert und erweitert das Wissen und die Erfahrungen und Wahrnehmungen natürlicher Phänomene in dieser Jahreszeit. Beispiele aus dem Herbst- und Winterrätsel: Blätter und Früchte dem richtigen Baum zuordnen Tiere im Herbst und im Winter (Winterschlaf, Schutz vor Kälte) Wachstum von Pflanzen im Herbst und im Winter (gefrierendes Wasser) Wetterkarten erstellen Unterschied zwischen Winterruhe und Winterschlaf Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler kennen Veränderungen in der Natur durch den Wechsel der Jahreszeiten. Weitere Vorkenntnisse aus der Unterrichtseinheit "Hurra, der Herbst ist da!" werden vorausgesetzt. Didaktische Analyse Die Schülerinnen und Schüler werden darin geübt, den Wechsel der Jahreszeiten wahrzunehmen und die natürlichen Veränderungen fachspezifisch begründen und erklären zu können. Sie werden dazu angehalten, auch die Bedürfnisse der Tierwelt wahrzunehmen und Tiere vor Gefahren zu schützen. Methodische Analyse Die Rätselfragen sind dem Alter dieser Schülergruppe angepasst und so gestellt, dass nur eine Antwort die richtige sein kann. Sie nehmen Bezug auf das Alltagswissen der Schülerinnen und Schüler und fragen dieses in einfacher und unmissverständlicher Weise ab. Rätsel sind bei Schülerinnen und Schülern sehr beliebt. Sie motivieren zum Nachdenken und zum Finden der richtigen Lösung. Abbildungen konkretisieren den erfragten Inhalt und bieten Hilfestellung zur Lösung der Aufgabe. Ein Lösungsblatt im Anhang erleichtert die Ergebnissicherung und notfalls die Korrektur. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler benennen jahreszeitliche Veränderungen in Flora und Fauna und begründen sie fachspezifisch. stellen Zusammenhänge zwischen jahreszeitlich bestimmten Wetterbedingungen und den Veränderungen in der Natur her. entnehmen Rätselfragen die implizite Fragestellung. beantworten Rätselfragen themenzentriert. verfassen fachspezifisch richtige Texte und Antworten. entnehmen mithilfe des angegebenen Links die zur Bearbeitung der Aufgabe notwenigen Informationen dem Internet und bearbeiten sie. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten kooperativ miteinander. bringen ihr Wissen wertschätzend ein.

Mithilfe von Simulationen versuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Aussagen über zukünftige Ereignisse in komplexen Systemen zu machen. In dieser Lernumgebung können an einem Simulationsmodell Zukunftsszenarien für den Zustand der Ostsee, eines unserer heimischen Meere, erkundet werden. Wie wirken sich menschliche Aktivitäten auf die Ostsee und ihre Organismen aus und was bedeutet dies wiederum für die Nutzung dieses Meeres in Zukunft? Inhaltliches Hauptziel dieser Unterrichtseinheit ist es, Prozesse und Zusammenhänge der wichtigsten Veränderungen der Ostsee (Erwärmung, Eutrophierung, Versauerung und Entsalzung) und deren Auswirkungen auf repräsentative Organismen des Ökosystems (Flohkrebse, Blasentang und Epiphyten) zu vermitteln. Diese Prozesse können mithilfe eines Simulationsmodells von den Lernenden untersucht werden. Ein weiteres Ziel ist es, die daraus resultierenden Herausforderungen für das Ökosystem und für die Gesellschaft (Wasserqualität, Fischerei, Tourismus) zu verstehen und zu diskutieren. Die Materialien wurden an der Kieler Forschungswerkstatt im Rahmen des Kiel Science Outreach Campus in Zusammenarbeit von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den Bereichen Meeresökologie, Medienpsychologie und Fachdidaktik entwickelt. Zur Webseite der Simulation und zu den Materialien gelangen Sie über den Link am Ende dieser Seite. Um einen authentischen Einblick in die Wissenschaft zu geben, basiert das Modell einer Computersimulation auf echten wissenschaftlichen Daten. Es ist ratsam, vor dem Einsatz der Simulation die einzelnen Prozesse der Veränderungen (Erwärmung, Versauerung, Eutrophierung und Salzgehaltsunterschiede) mit ihren Auswirkungen auf das Ökosystem Ostsee inhaltlich zu behandeln, da in der Simulation (zumindest im zweiten Schritt) diese vier Veränderungen inklusive ihrer gegenseitigen Abhängigkeiten gleichzeitig untersucht werden. Darüber hinaus werden auf Grundlage der veränderten Variablen direkt mögliche Auswirkungen auf das Gesamtsystem (Wasserqualität, Fischerei und Tourismus) gezeigt. Zur Vermeidung von Desorientierung und um eine kognitive Überlastung zu vermeiden, bearbeiten die Schülerinnen und Schüler ein begleitendes Skript, in dem sie die Ergebnisse ihrer Arbeit zusammenfassen. Diese Aufgaben stehen sowohl als digitales (eingebettet in die Website der Simulation) als auch analoges Format zur Verfügung. Um den Lernenden eine eigenständige Bearbeitung auch ohne Anleitungen der Lehrkraft zu ermöglichen, steht auf der Website unter dem Reiter "Anleitung" eine Schritt-für-Schritt-Erklärung zur Verfügung. Zunächst müssen sich die Lernenden kurze informative Audiodateien zu jeder Variable (= Veränderungen und Organismen) der Simulation anhören, bevor der interaktive Modus aktiviert wird. Dadurch wird ein grundlegender und gleicher Informationsstand gewährleistet. Danach können sie in einem interaktiven Modus selbstbestimmt mit der Simulation interagieren. Die Benutzeroberfläche ermöglicht es, die verschiedenen Veränderungen durch Bewegen eines Schiebereglers einzustellen und zu manipulieren. Die Lernenden können in Echtzeit beobachten, wie sich die von ihnen vorgenommenen Änderungen auf die Populationen der drei Organismen auswirkt. Um das Lernen mit der multidimensionalen Struktur der Simulation zu unterstützen, wurden Elemente wie Toolboxen mit Informationen über jede Veränderung und die verschiedenen Organismen implementiert. Die Schülerinnen und Schüler lernen zu Beginn anhand des (digitalen) Skripts mithilfe von Texten, Abbildungen und Videos die einzelnen Variablen der Simulation kennen. Anschließend sollen sie einzelne Veränderungen der Ostsee in unterschiedlichen Ausprägungen simulieren und die Auswirkungen auf die Organismen beobachten, beschreiben und erklären. Die Auswirkungen auf die Organismen werden dabei direkt in Wechselwirkung dargestellt. Das bedeutet, dass auch indirekte Auswirkungen sichtbar sind. Zum Beispiel führt ein geringerer Salzgehalt zu einer geringeren Population von Flohkrebsen (direkte Auswirkung), was wiederum zu einer Zunahme von Epiphyten führt und sich somit negativ auf die Entwicklung von Blasentang auswirkt (indirekte Auswirkungen). Anschließend müssen die Lernenden mehrere Parameter gleichzeitig verändern und die Auswirkungen auf der Ebene der Organismen untersuchen und beschreiben. Weitere Auswirkungen können mit einem dreistufigen Smiley-System am unteren Rand des Bildschirms gleichzeitig beobachtet werden. Auf diese Weise werden die Wechselwirkungen und Zusammenhänge der verschiedenen Veränderungen und Organismen mit zunehmender Komplexität erforscht. Schließlich diskutierten die Lernenden in ihrer Gruppe die Auswirkungen auf der systemischen Ebene und diskutieren mögliche Maßnahmen zum Schutz der Ostsee. Die Simulation "Ostsee der Zukunft" kann aufgrund der ausführlichen Erläuterungen auch ohne weitere ökologische Vorkenntnisse verwendet werden. In diesem Fall ist es jedoch ratsam, die Lernenden zu einer aufmerksamen Lektüre der erklärenden Informationen aufzufordern. Ansonsten wird unter Umständen ein systemisches Verständnis der komplexen Zusammenhänge nicht erreicht. Für ein vertiefendes Verständnis der Auswirkungen anthropogener Einflüsse auf ein Ökosystem wird daher der Einsatz der Simulation als Vertiefung oder Transfer einer Unterrichtseinheit zum Thema Ökosystem Ostsee empfohlen. Besonders ratsam ist dabei die Behandlung der abiotischen und biotischen Faktoren im Ökosystem Ostsee. Die Unterrichtseinheit lässt sich vor allem in den Fachanforderungen der Sekundarstufe II des Fachs Biologie im Themenbereich Ökologie einordnen. Ein Einsatz ist auch im Fach Geografie am Ende der Sekundarstufe I im Themenbereich Ozeane möglich. Digitale Kompetenzen, die Lehrende zur Umsetzung der Unterrichtseinheit benötigen (nach dem DigCompEdu Modell) Die Nutzung der browserbasierten Lernumgebung stellt keine besonderen technischen Anforderungen an die Lehrkraft. Die Lernumgebung sollte allerdings im Vorfeld hinsichtlich der Vorkenntnisse und Fähigkeiten der Lernenden – auch solcher mit besonderen Bedürfnissen – reflektiert (5.1) und gegebenenfalls mit Unterrichtselementen ergänzt werden, die eine Teilhabe aller ermöglicht. Der Einsatz dieser Lernumgebung sollte unter Berücksichtigung der Lerngruppe in eine entsprechende thematische Einheit (Ökosysteme, Anthropozän, Nachhaltigkeit, Meer, ...) eingebettet werden (2.1). Bei der geplanten Nutzung der Simulation im Rahmen einer Gruppenarbeit stellt die Unterstützung gemeinschaftlichen/kollaborativen Lernens in Gruppen (3.3) einen wichtigen Aspekt dar, um allen Teilnehmenden Lernfortschritte zu ermöglichen. Je nach konkretem Einsatz der Simulation in offeneren Kontexten – wie zum Beispiel flipped classroom oder Projektarbeit – ist selbstgesteuertes Lernen (3.4) erforderlich beziehungsweise muss ermöglicht werden. Eine aktive Einbindung der Lernenden (5.3) wird über die Kontextsetzung eines tatsächlich existenten und stärker zu werden drohenden Umweltproblems in der Ostsee erreicht. Bei der Erarbeitung von Handlungsoptionen müssen die Lernenden dabei begleitet werden, ihr in der Lernumgebung erworbenes Wissen auf komplexe Zusammenhänge anzuwenden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben verschiedene anthropogene Einflüsse auf das Ökosystem Ostsee. nennen drei Organismengruppen der Ostsee und deren Eigenschaften. verwenden und interpretieren aus einer modellhaften Simulation gewonnene Daten. können verschiedene Auswirkungen anthropogener Einflüsse auf die Ostsee erklären. entwickeln und bewerten Handlungsoptionen für den Schutz der Ostsee. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler analysieren Informationen und Daten, interpretieren und bewerten sie kritisch. bewerten und nutzen digitale Lernmöglichkeiten. nutzen digitale Medien (hier: eine Simulation) für die Meinungsbildung und Entscheidungsfindung. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler eignen sich themenorientiert disziplinäres und interdisziplinäres Wissen zum systemischen Verständnis eines komplexen Problems an. treffen Vorhersagen auf Grundlage einer digitalen Simulation. wenden erworbenes Wissen auf ein "epochaltypisches Schlüsselproblem" (die Auswirkung anthropogener Veränderungen von Ökosystemen auf die Lebensgrundlagen) an. erlangen/festigen Teilkompetenzen des kritischen Denkens. entwickeln in Co-Agency mit Lehrpersonen mögliche Handlungsoptionen.