In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich Lernenden mit Texten und Abbildungen die Arbeitsweise des menschlichen Immunsystems (unspezifische und spezifische Abwehr). Dabei erfahren sie, welche Komponenten des Körpers und welche Zellen grundsätzlich an den Vorgängen der Immunabwehr beteiligt sind. Die Erarbeitung kann in Einzelarbeit oder in arbeitsteiliger Partner- oder Gruppenarbeit erfolgen.Zur Einführung in die Thematik erarbeiten sich die Lernenden die grundlegende Funktionsweise des Immunsystems. Dabei unterscheiden sie zwischen spezifischer und unspezifischer Immunabwehr und sie lernen die daran beteiligten Zellen des menschlichen Körpers kennen. Die Unterrichtseinheit ist Teil des Materialpakets " Impfungen: kleiner Piks – große Wirkung ", das in Zusammenarbeit mit dem Fonds der Chemischen Industrie (dem Förderwerk des Verbandes der Chemischen Industrie e. V.) entstanden ist. Das Materialpaket beinhaltet vier weitere Unterrichtseinheiten zu den Themen " Schutz- und Heilimpfungen ", " Impfstofftypen ", " Biotechnologische Verfahren: PCR und Antigen-Schnelltests " und " Globalisierung als Treiber von Pandemien? " sowie einen einführenden Leitartikel . Relevanz des Themas Die Funktion unseres Immunsystems spielt in den Lehrplänen der Sekundarstufe I eine wichtige Rolle. Die COVID-19-Pandemie gibt dem Thema eine besondere Aktualität, da die Bekämpfung der Pandemie das vorherrschende Thema in der öffentlichen Berichterstattung ist. Verständnis für die Funktion der körperlichen Abwehr ist für die Lernenden aktuell besonders wichtig, damit sie in der Lage sind, die vielen Informationen zu bewerten und die für sie notwendigen Informationen herauszufiltern. Didaktisch-methodische Analyse Die erstaunlichen Leistungen des menschlichen Immunsystems, das sich praktisch ununterbrochen und meistens erfolgreich mit Krankheitserregern auseinandersetzt, werden von uns in der Regel nur dann wahrgenommen, wenn wir erkrankt sind. Durch die COVID-19-Pandemie gewinnt das Thema an Bedeutung, denn die Schülerinnen und Schüler müssen sich mit dem Thema "Impfen gegen COVID-19" auseinandersetzen und Entscheidungen für ihre Gesundheit treffen. Für diese Entscheidungen müssen sie verstehen können, was mit ihrem Körper passiert, wenn Krankheitserreger eindringen und wie eine Impfung dem Immunsystem hilft. Das Immunsystem selbst ist äußerst komplex und wissenschaftlich noch nicht vollständig erfasst. Um die Lernenden nicht zu überfordern, erfolgt eine deutliche didaktische Reduzierung der Inhalte, damit die grundlegenden Abläufe der Immunabwehr verstanden werden können. Eine Erarbeitung der Texte in Partnerarbeit kann dabei zusätzliche Sicherheit geben. Die Lernenden sind angehalten, sich gegenseitig bei Fragen und Problemen zu helfen. Dabei können ihnen einige Leitfragen zur eigenständigen Recherche behilflich sein. Diese können bei Bedarf und auch zur Vertiefung der Inhalte im Sinne der Binnendifferenzierung an alle oder ausgewählte Schülerinnen und Schüler ausgegeben werden: Welche Teile des Körpers dienen dazu, Erreger erst gar nicht eindringen zu lassen? Wo befinden sich Zellen, die eingedrungene Erreger bekämpfen? Wie heißen diese Zellen? Was machen sie jeweils? Wie entsteht die spezifische Abwehr? Was sind Antigene? Wozu nutzen die Zellen diese Antigene? Wie heißen die Zellen, die die Erreger bekämpfen? Wie sehen sie aus? Was machen sie jeweils? Was können Antikörper? Das Material eignet sich zum Einsatz im naturwissenschaftlichen Unterricht in Gesamtschulen, Gymnasien und Realschulen in den Jahrgangsstufen 8 bis 10. Vorkenntnisse Der grundsätzliche Aufbau des menschlichen Körpers sowie der Zellen sollte den Lernenden bekannt sein. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die wesentlichen Bestandteile des Immunsystems darstellen. beschreiben die Aufgaben verschiedener Immunzellen. erklären die Vorgänge der spezifischen Abwehr mit einem Antigen-Antikörper-Modell beziehungsweise einem Antigen-Rezeptor-Modell im Fall der T-Zellen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stellen komplexere biologische Zusammenhänge adressatengerecht dar. helfen sich gegenseitig bei Fragen und Problemen.

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler das Grundprinzip und die Einsatzmöglichkeiten der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und der Antigen-Schnelltests kennen. Die Schülerinnen und Schüler lernen in dieser Unterrichtseinheit beide Verfahren (PCR und Antigen-Schnelltests) sowie Vor- und Nachteile der Methoden kennen und erfahren, in welchem Zusammenhang diese eingesetzt werden. Außerdem erarbeiten sie sich, wie präzise die Methoden eine Infektionskrankheit (zum Beispiel COVID-19) nachweisen können. Die Unterrichtseinheit ist Teil des Materialpakets " Impfungen: kleiner Piks – große Wirkung ", das in Zusammenarbeit mit dem Fonds der Chemischen Industrie (dem Förderwerk des Verbandes der Chemischen Industrie e. V.) entstanden ist. Das Materialpaket beinhaltet vier weitere Unterrichtseinheiten zu den Themen " Funktionsweise des Immunsystems ", " Schutz- und Heilimpfungen ", " Impfstofftypen " und " Globalisierung als Treiber von Pandemien? " sowie einen einführenden Leitartikel . Relevanz des Themas Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine Methode/ein Verfahren zur Vervielfältigung von Erbsubstanz. Während diese Methode unter anderem zu den Standardmethoden in der medizinischen Diagnostik zur Vervielfältigung von Virus-Erbgutgehört, war das Verfahren vor dem Beginn der COVID-19-Pandemie nur wenigen Menschen ein Begriff. Da die PCR jedoch zu Beginn der Pandemie die einzige zuverlässige Methode zum Nachweis einer Infektion war, wurde der Begriff schnell auch derbreiten Bevölkerung bekannt. Dabei wird die PCR nicht nur zur Diagnose von Krankheiten verwendet: Sie wird beispielsweise auch zur Analyse von Verwandtschaftsverhältnissen und in der Kriminalistik verwendet, um DNA-Spuren zu analysieren und mögliche Täterinnen und Täter zu finden. Im Verlauf der Pandemie wurden auch sogenannte Schnelltests zum Nachweis einer Infektion mit SARS-CoV-2 entwickelt und zugelassen. Mittlerweile sind sie ein häufig benutztes Verfahren, um Infektionen auszuschließen. Der entscheidende Vorteil gegenüber der PCR-Methode ist, dass ein Testergebnis bereits nach rund 15 Minuten vorliegt. Im Gegenzug sind Schnelltest weniger genau, weshalb nach einem positiven Schnelltest immer auch ein PCR-Test erfolgen muss, um eine Infektion zweifelsfrei belegen zu können. Das Grundprinzip des Schnelltests wird allerdings nicht nur beim Nachweis von Infektionskrankheiten verwendet. Beispielsweise basieren auch Schwangerschaftstests auf demselben Prinzip. Didaktisch-methodische Analyse In der Unterrichtseinheit erarbeiten sich die Lernenden einen Großteil durch eigenständige Recherche selbst. Dabei werden sie durch kurze Informationstexte zu Beginn jeder Aufgabe unterstützt. Dennoch sind sie angehalten, unklare Begrifflichkeiten und essenzielle Informationen zum Bearbeiten der Aufgaben selbstständig zu recherchieren, zu strukturieren und zu bewerten. Im Sinne der Differenzierung können alle möglichen Begriffe der Abbildung auf Arbeitsblatt 2 bereits vor dem Bearbeiten der Aufgabe genannt werden, sodass die Lernenden bei der Begriffswahl eingeschränkter sind. Dies bietet sich vor allem für leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler an. Fächerverbindend zum Mathematikunterricht berechnen die Lernenden außerdem Prozentwerte zum Abschluss des Arbeitsblatts. Dabei erkennen sie, dass Schnelltests zwar ein schnelles Ergebnis liefern, es aber durchaus vorkommen kann, dass Personen zu Unrecht positiv oder negativ getestet werden, und dass dies vor allem bei großen Testgruppen ein entscheidender Faktor sein kann. Der Lehrkraft ist es freigestellt, ob sie die Lösungen mit der gesamten Lerngruppe bespricht. Alternativ kann sie auch die richtigen Lösungen zum eigenständigen Kontrollieren auslegen. Vorkenntnisse Die Lernenden sollten Vorkenntnisse im Bereich der Genetik und speziell im Aufbau und in der Vervielfältigung von DNA besitzen. Um zu verstehen, welche "Materialien" für eine PCR verwendet werden und wie diese abläuft, sollten die Lernenden die wesentlichen Bestandteile der DNA sowie notwendige Enzyme und biochemische Abläufe bei der Vervielfältigung der Erbsubstanz kennen. Für die Berechnung der falsch-negativen und falsch-positiven Schnelltest sind die Grundlagen der Prozentrechnung ausreichend und lassen sich auch mittels Dreisatzes einfach darstellen. Das Material eignet sich zum Einsatz im naturwissenschaftlichen Unterricht in den Jahrgangsstufen 11 bis 13. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Grundprinzipien biologischer Arbeitstechniken und biotechnologischer Verfahren (PCR und Antigen-Schnelltests) zum Nachweis von Krankheiten und weiterer Einsatzmöglichkeiten. erläutern den Ablauf der Polymerase-Kettenreaktion und von Antigen-Schnelltests. analysieren mögliche Fehler bei der Durchführung von Schnelltests und bewerten die Zuverlässigkeit. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen das Smartphone oder den PC zur Recherche. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler helfen sich gegenseitig bei Fragen und Problemen. bereiten ihre Ergebnisse adressatengerecht auf.

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler das menschliche Blutgruppensystem und den Ablauf einer Blutspende kennen. Ergänzt wird die Unterrichtseinheit durch interaktives Begleitmaterial, das aus vier interaktiven Übungen besteht. Die Schülerinnen und Schüler lesen zum Einstieg einen Zeitungsartikel über den möglichen Tod einer Patientin aufgrund einer unverträglichen Bluttransfusion. Daraufhin spekulieren sie über die Ursache – wie zum Beispiel eine verdorbene Blutkonserve oder eine falsche Blutgruppe. Die Lehrkraft lenkt die Aufmerksamkeit auf die Wichtigkeit der korrekten Blutgruppenzuordnung . Im nächsten Schritt recherchieren die Schülerinnen und Schüler die Entdeckung der Blutgruppen und stellen dann den Versuch von Karl Landsteiner mithilfe eines Quiz nach. Sie erkunden, welche Blutkörperchen mit welchem Blutplasma verklumpen. Die Unterschiede zwischen den Blutgruppen sowie die Begriffe Antigen und Antikörper werden durch einen Text erklärt. Die Klasse erkundet nun mithilfe des Internets die Verteilung der Blutgruppen in Deutschland . Anschließend erarbeiten sie den Ablauf einer Blutspende , indem sie die Website des roten Kreuzes nutzen. Die Lehrkraft betont die Bedeutung von Blutspenden und es wird zusammengetragen, welche Voraussetzungen ein Blutspender erfüllen muss. Mithilfe einer Tabelle erforschen die Lernenden, welche Blutgruppe an welche andere Blutgruppe spenden darf, und identifizieren Universalempfänger und Universalspender. Der Rhesusfaktor bei Blutspenden wird kurz angesprochen. Die Lehrkraft kann optional die Rhesusfaktor-Inkompatibilität bei Schwangerschaften thematisieren. Abschließend wird die ursprüngliche Vermutung der falschen Blutgruppe aus dem Zeitungsartikel aufgelöst. Die Unterrichtseinheit wird durch ein interaktives Begleitmaterial , bestehend aus vier interaktiven Übungen , ergänzt, auf das Sie hier zugreifen können. Das Thema Blutgruppen und Blutspende ist für die Gesellschaft sehr relevant. Immer wieder hört man – und vielleicht auch die Lernenden – von einem Mangel an Blutkonserven und den Gefahren, die damit verbunden sind. Die Lehrkraft sollte über die Bedeutung der Blutspende aufklären und die Lernenden dazu ermutigen, Blut zu spenden, wenn sie erwachsen sind. Jeder Mensch kann eines Tages in die Situation kommen, eine Blutkonserve zu benötigen. In dieser Einheit lernen die Schülerinnen und Schüler die theoretischen Hintergründe der Blutgruppen und die verbundene Bedeutung dieser für die Blutspende kennen. Der Fokus liegt hierbei eher auf den biologischen Inhalten, nicht auf den moralisch-gesellschaftlichen. Vorwissen Die Lernenden sollten bereits die Aufgaben und Zusammensetzung des Blutes kennen, damit sie zum Beispiel die Begriffe rote Blutkörperchen und Blutplasma zuordnen können. Die Einheit ist so gestaltet, dass die Lernenden möglichst viel selbstständig und eigenverantwortlich erarbeiten können. Sie könnte mit einigen Hinweisen auch als Arbeitsauftrag für eine Lerngruppe durchgeführt werden. Sowohl Lehrkraft als auch Lernende sollten wissen, wie man Informationen online recherchiert und weiterverarbeitet. Sollte die Lerngruppe noch nicht in Berührung mit H5P-Formaten gekommen sein, so müsste die Lehrkraft hier eventuell unterstützen. Bei Bedarf könnte – bei Thematisierung der Rhesusfaktor-Inkompatibilität bei Schwangeren – eine Illustration aus dem Internet dazu gezeigt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler benennen die biologischen Unterschiede zwischen den Blutgruppen. skizzieren den Ablauf einer Blutspende. benennen Spender- und kompatible Empfänger-Blutgruppen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren und verarbeiten Informationen. bearbeiten ein Online-Quiz. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler vergleichen eigene Informationen mit Informationen von Mitlernenden. vertreten ihre Meinung zur Blutspende vor anderen Schülerinnen und Schülern.

Die Unterrichtseinheit vermittelt Basiswissen zum Mechanismus und zur Wirksamkeit von Impfungen. Fachbegriffe wie Heil- und Schutzimpfung sowie Grundimmunisierung und Auffrischungsimpfung werden erläutert, um Lernenden eine Grundlage für fundierte Risikoabschätzung und Entscheidungshilfe in Bezug auf ihre eigene Gesundheit zu geben.In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler die Grundprinzipien der beiden Impfungen kennen und erarbeiten anhand eines Impfkalenders, zu welchem Zeitpunkt eine Impfung gegen eine bestimmte Krankheit empfohlen wird. Die Unterrichtseinheit ist Teil des Materialpakets " Impfungen: kleiner Piks – große Wirkung ", das in Zusammenarbeit mit dem Fonds der Chemischen Industrie (dem Förderwerk des Verbandes der Chemischen Industrie e. V.) entstanden ist. Das Materialpaket beinhaltet vier weitere Unterrichtseinheiten zu den Themen " Funktionsweise des Immunsystems ", " Impfstofftypen ", " Biotechnologische Verfahren: PCR und Antigen-Schnelltests " und " Globalisierung als Treiber von Pandemien? " sowie einen einführenden Leitartikel . Relevanz des Themas Die Funktion unseres Immunsystems spielt in den Lehrplänen der Sekundarstufe I eine wichtige Rolle. Die COVID-19-Pandemie gibt dem Thema derzeit eine besondere Wichtigkeit, da jeder Mensch betroffen ist und die Eindämmung der Pandemie das vorherrschende Thema in der öffentlichen Berichterstattung ist. Das Wissen über die Wirkung einer Impfung und die Kenntnis der Begriffe rund um dieses Thema ermöglicht es den Lernenden, sich eine auf wissenschaftlichen Fakten beruhende Meinung zu bilden und Entscheidungen für ihre eigene Gesundheit zu treffen. Vorkenntnisse Die Lernenden sollten die grundlegende Funktionsweise des menschlichen Immunsystems kennen. Didaktisch-methodische Analyse Die Schülerinnen und Schüler müssen sich zurzeit verstärkt mit dem Thema "Impfen gegen COVID-19" auseinandersetzen und Entscheidungen für ihre Gesundheit treffen. Impfungen zählen zu den wichtigsten und wirksamsten Maßnahmen im Umgang mit Infektionskrankheiten. Die Lernenden müssen nachvollziehen können, was im menschlichen Körper passiert, wenn eine Impfung erfolgt und welche Konsequenzen diese Abläufe haben. Zudem ist es erforderlich, die verschiedenen Begriffe rund um das Thema "Impfung" zu kennen und einordnen zu können. Der gemeinsame Einstieg durch die Methode Think-Pair-Share aktiviert das bereits vorhandene Wissen der Lernenden zum Thema "Impfungen" und knüpft an ihre konkreten Lebenserfahrungen an. Die Bearbeitung des ersten Arbeitsblattes ermöglichtes darauf aufzubauen, bringt gleichzeitig wichtige neue Begriffe auf und kann auch helfen, falsche Vorstellungen zu berichtigen. Die Bearbeitung der Begriffe "Heil- und Schutzimpfung" sowie "Grundimmunisierung" und "Auffrischungsimpfung" erfolgt in arbeitsteiliger Paararbeit, um ein reines "Abarbeiten" der Informationstexte zu verhindern. Das Material eignet sich zum Einsatz im naturwissenschaftlichen Unterricht an Real- und Gesamtschulen sowie an Gymnasien in den Jahrgangsstufen 8 bis 10. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen ihr Fachwissen über das Immunsystem, um die Mechanismen des Impfens nachzuvollziehen. stellen naturwissenschaftliche Zusammenhänge sachlich und logisch dar (unter anderem Infektion, Immunität, Immunisierung). wenden Fachbegriffe korrekt an (unter anderem Infektionskrankheiten, Immungedächtnis, Impfungen). können den Unterschied zwischen passiver und aktiver Immunisierung erklären. können Positionen zum Thema Impfung auch im Internet recherchieren, auswerten, Strategien und Absichten erkennen und unter Berücksichtigung der Empfehlungen der Ständigen Impfkommission kritisch reflektieren. vertreten aufgrund biologischer Kenntnisse einen begründeten Standpunkt zum Impfen und zum eigenen Impfverhalten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler präsentieren Arbeitsergebnisse adressatengerecht. arbeiten mit einer Partnerin oder einem Partner zielgerichtet zusammen. können ihren eigenen Standpunkt in der aktuellen Kontroverse zur Impfung gegen COVID-19 darlegen.

Diese Unterrichtseinheit thematisiert vor dem Hintergrund der Corona-Krise die Ausprägung und Auswirkung einer Pandemie in Zeiten der Globalisierung.In dieser fächerübergreifenden Unterrichtseinheit widmen sich die Lernenden der Frage, ob die fortschreitende Globalisierung die Ausbreitung von Pandemien begünstigt. Dabei lernen sie auch zwischen Epidemie und Pandemie zu unterscheiden und erfahren, was Herdenimmunität bedeutet. Die Unterrichtseinheit ist Teil des Materialpakets " Impfungen: kleiner Piks – große Wirkung ", das in Zusammenarbeit mit dem Fonds der Chemischen Industrie (dem Förderwerk des Verbandes der Chemischen Industrie e. V.) entstanden ist. Das Materialpaket beinhaltet vier weitere Unterrichtseinheiten zu den Themen " Funktionsweise des Immunsystems ", " Schutz- und Heilimpfungen ", " Impfstofftypen " und " Biotechnologische Verfahren: PCR und Antigen-Schnelltest " sowie einen einführenden Leitartikel .Die vorliegende Unterrichtseinheit zielt darauf ab, die Ausprägung und Auswirkung einer Pandemie wie der Corona-Krise in einer vernetzten Welt zu durchleuchten. Die Durchführung eignet sich in Verbindung mit dem Rahmenthema "Globalisierung". Im Laufe von vier Unterrichtsstunden erarbeiten die Schülerinnen und Schüler verschiedene Themenaspekte, denen folgende Arbeitsblätter zugeordnet sind: Arbeitsblatt 1 liefert die Textgrundlage für die erste Unterrichtsstunde. Darin geht es thematisch um den Begriff "Pandemie" als Epidemie mit globalem Ausmaß. Die Schülerinnen und Schüler grenzen die Verbreitung des Coronavirus von einer jährlichen Grippewelle ab. Der Einstieg erfolgt über das gemeinsame Schauen eines Videos zum Unterschied zwischen Epidemie und Pandemie. Abschließend machen sie sich die Merkmale der globalisierten Welt des 21. Jahrhunderts bewusst und setzen sich mit der Frage auseinander, ob die Globalisierung den Ausbruch von Pandemien fördert. Arbeitsblatt 2 enthält ein Bild und zwei Texte zur Bearbeitung in der zweiten Unterrichtsstunde. Als Einstieg dient ein Bildimpuls mit dem Titel "Reisebeschränkungen", welches das Thema der Stunde andeutet. Die Schülerinnen und Schüler entnehmenden beiden Texten im Rahmen einer arbeitsteiligen Paararbeit, welche Auswirkungen staatliche Maßnahmen während der Corona-Pandemie auf die Freiheitsrechte der Bürgerinnen und Bürger hatten. Text 1 bezieht sich dabei auf Deutschland, während Text 2 die Thematik in einem globalen Kontext beleuchtet. Durch einen Vergleich werden markante Unterschiede sichtbar. Arbeitsblatt 3 thematisiert in der dritten Stunde die "Herdenimmunität". Die Schülerinnen und Schüler definieren diesen Begriff und stellen verschiedene Wege zur "Herdenimmunität" sowie die damit verbundenen Probleme dar. Daraufhin erarbeiten sie die Faktoren, von denen die für eine "Herdenimmunität" benötigte Impfquote abhängt. Abschließend beurteilen sie die Möglichkeit einer globalen "Herdenimmunität". Arbeitsblatt 4 besteht aus einem Bild, das als Einstieg in die vierte Unterrichtsstunde dient sowie aus einem Text über Erfolge und Probleme der weltweiten Covax-Initiative. Die Schülerinnen und Schüler stellen das Covax-Konzept kurz dar, erläutern die Schwierigkeiten bei der globalen Umsetzung und gehen daraufhin auf die Lösungsvorschläge der Organisation "Ärzte ohne Grenzen" ein. Zuletzt beurteilen sie die Erfolgsaussichten für eine globale "Impfgerechtigkeit". Die Module dieser Unterrichtseinheit fördern die Aktivität der Schülerinnen und Schüler in unterschiedlichen Sozialformen. Dabei hängt die methodische Gestaltung von den jeweiligen inhaltlichen Schwerpunkten und der Materialbasis ab. Grundsätzlich bieten sich kooperative Arbeitsformen an, die einen themenbezogenen Austausch mit anderen Lernenden fördern und somit die Qualität der Ergebnisse steigern. Für den Lernzuwachs sind die anschließenden Plenumsphasen von zentraler Bedeutung: In diesen findet die Präsentation und Auswertung der Arbeitsergebnisse mit der gesamten Lerngruppe statt. Dieses fächerübergreifende Material eignet sich zum Einsatz im Politik- beziehungsweise Gemeinschafts- und Sozialkundeunterricht ab Jahrgangsstufe 10. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden zwischen den Begriffen "Epidemie" und "Pandemie". machen sich die "Normalität" von Pandemien in der Geschichte bewusst. erkennen den Einfluss globaler Vernetzung auf die Ausbreitung von Pandemien. bewerten die Corona-Politik in Deutschland im weltweiten Vergleich als insgesamt verhältnismäßig und maßvoll. definieren den Begriff "Herdenimmunität". machen sich bewusst, dass das Impfen derzeit der einzige vertretbare Weg zum Erreichen von "Herdenimmunität" ist. beurteilen die Möglichkeit einer globalen "Herdenimmunität". erarbeiten die Konzeption der Covax-Initiative. beurteilen die Erfolgsperspektive einer globalen "Impfgerechtigkeit". Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler übernehmen bei Paararbeit und Gruppenarbeit Verantwortung für das Teamergebnis. vertreten sachlich begründete Standpunkte, hören anderen zu und diskutieren fair. präsentieren Arbeitsergebnisse im Plenum.

In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich die Lernenden, welche Impfstoffarten (Lebendimpfstoff, Totimpfstoff, Vektorimpfstoff und mRNA-Impfstoff) es gibt und wie sie im Körper wirken. Zusätzlich werden Herstellungs- und Zulassungsverfahren für neue Impfstoffe thematisiert.Neben den Totimpfstoffen und Lebendimpfstoffen sind im Zuge der COVID-19-Pandemie zwei weitere Impfstofftypen zum Einsatz gekommen: Vektor-Impfstoffe und mRNA-Impfstoffe. Die Lernenden erfahren, wie die neuartigen Impfstoffe für einen Impfschutz sorgen und worin sie sich zu den "herkömmlichen" Impfstoffen unterscheiden. Die Unterrichtseinheit ist Teil des Materialpakets " Impfungen: kleiner Piks – große Wirkung ", das in Zusammenarbeit mit dem Fonds der Chemischen Industrie (dem Förderwerk des Verbandes der Chemischen Industrie e. V.) entstanden ist. Das Materialpaket beinhaltet vier weitere Unterrichtseinheiten zu den Themen " Funktionsweise des Immunsystems ", " Schutz- und Heilimpfungen ", " Biotechnologische Verfahren: PCR und Antigen-Schnelltests " und " Globalisierung als Treiber von Pandemien? " sowie einen einführenden Leitartikel . Relevanz des Themas Die COVID-19-Pandemie gibt dem Thema "Impfung" derzeit eine besondere Wichtigkeit. Gerade Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I benötigen jetzt fundiertes Wissen über Impfstoffe und darüber, wie deren Sicherheit gewährleistet wird. Nur so können sie vernünftige Entscheidungen für ihre eigene Gesundheit treffen – beispielsweise, ob sie sich impfen lassen oder nicht. Didaktisch-methodische Analyse Spätestens seit Ausbruch der Corona-Pandemie ist es für Schülerinnen und Schüler sehr wichtig, sich mit dem Thema "Impfen" auseinanderzusetzen. Zum einen, weil das Thema in den sozialen Medien weiterhin stark vertreten ist und zum anderen, weil viele sich für oder gegen eine Impfung entscheiden wollen beziehungsweise sollen. Erschwert wird diese Entscheidung dadurch, dass die Impfstoffe neu sind und damit Unklarheiten bezüglich ihrer Sicherheit und Wirksamkeit bestehen können. Die öffentliche Debatte bewirkt zudem einen gewissen Entscheidungsdruck, während gleichzeitig falsche oder falsch eingeordnete Informationen, vor allem im Internet, kursieren. Der Einstieg über die Entwicklung von Impfstoffen greift die Vorstellungen der Lernenden auf und ordnet sie, stellt sie richtig und ergänzt sie. Im nächsten Schritt schauen sich die Lernenden die verschiedenen Impfstofftypen genauer an, um ihre Wirkweise und damit verbundene Vor- und mögliche Nachteile herauszustellen. In einem Expertinnen- und Experten-Puzzle (in 4er-Gruppen) erarbeiten sich die Lernenden die Unterschiede der einzelnen Impfstofftypen. Eine Differenzierung ist dadurch möglich, dass die Texte über Lebend- und Totimpfstoffe leichter zu verstehen sind und weniger Vorwissen voraussetzen (im Vergleich zu Vektor- und mRNA-Impfstoffen). Jede Person der Gruppe beschäftigt sich dabei mit einem Impfstofftyp (Material 1 bis 4). Sie füllen dazu individuell einen Steckbrief (Arbeitsblatt 1) aus. Anschließend präsentieren sich die Lernenden gegenseitig in der Gruppe ihre Impfstofftypen. Sie sind somit die Expertin/der Experte für einen bestimmten Impfstoff. Die anderen Personen der Gruppe füllen ihre Mindmap (Material 5) aus beziehungsweise ergänzen diese, sodass alle Lernenden am Ende der Stunde einen guten Überblick über alle vier Impfstofftypen haben. Dies benötigt weniger Zeit und ist für viele der Lernenden angenehmer, als bei einer Präsentation vor der gesamten Klasse zu stehen. In der folgenden Stunde wird das Zulassungsverfahren für Impfstoffe genauer betrachtet, da auch dies den Lernenden zeigen kann, dass eine größtmögliche Sicherheit der Impfstoffe gewährleistet werden kann, auch wenn sie neu sind und das Zulassungsverfahren im Falle der COVID-19-Impfstoffe beschleunigt wurde. Dazu werden einige Begriffe (Material 6) im Raum verteilt. Die Lernenden laufen durch den Raum, treffen sich an einem Begriff und tauschen sich dazu aus, was die Begriffe ihrer Meinung nach bedeuten. Anschließend bearbeiten sie Arbeitsblatt 2. Vorkenntnisse Die Lernenden sollten den Aufbau der Zelle und die grundlegenden Funktionen des Immunsystems kennen. Zudem besitzen sie Kenntnisse in Genetik (DNA, RNA, Proteinbiosynthese). Das Material eignet sich zum Einsatz im naturwissenschaftlichen Unterricht ab Jahrgangsstufe 9. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stellen naturwissenschaftliche Zusammenhänge sachlich und strukturiert dar. erklären naturwissenschaftliche Phänomene mit Modellvorstellungen. begründen eigene Entscheidungen unter Verwendung naturwissenschaftlichen Wissens. erarbeiten sich die verschiedenen Impfstofftypen sowie deren Wirkmechanismen. beschreiben das Zulassungsverfahren von Impfstoffen und erkennen, wie das Zulassungsverfahren beschleunigt werden kann. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler präsentieren Arbeitsergebnisse adressatengerecht. arbeiten in einer Gruppe zielgerichtet zusammen.

Die Präsentation virtueller 3D-Moleküle per Beamer während des Unterrichtsgesprächs rückt die Objekte visuell und kognitiv in den Focus. Die Präsentation unterstützt die Arbeit mit „klassischen“ 3D-Molekülmodellen. Lernende können auch zuhause auf die Molekül-Viewer im Web zurückgreifen, den Unterrichtsstoff rekapitulieren und Molekülstrukturen experimentell erkunden.Molekülmodelle werden im Unterricht in der organischen Chemie notwendig, wenn den Schülerinnen und Schülern eine räumliche Vorstellung vom Molekülbau vermittelt werden soll. Dies kann sehr gut über Molekülbaukästen erfolgen, wenn jede Schülerin und jeder Schüler die Möglichkeit hat, selbstständig 3D-Modelle aufzubauen und dabei ein Verständnis für die räumliche Organisation der Atome in Molekülen zu entwickeln. Im Unterrichtsgespräch wird der Aufbau von Molekülen in Bezug auf ihre äußere und innere Struktur verbalisiert. Die Visualisierung durch die ?klassische? Verfahrenweise, das Hochhalten von Kugelgitter-Modellen zur Verknüpfung des konkreten Objektes mit entsprechenden Begriffen, ist in seiner Wirkung durch die geringe Größe der Modelle jedoch begrenzt. Eine wirksamere Alternative bietet hier die großflächige Projektion virtueller und dynamischer (manipulierbarer) 3D-Moleküle per Beamer. Dadurch rückt das Objekt im Unterrichtsgespräch visuell und kognitiv stärker in den Focus der Schülerinnen und Schüler. Technik, Stoffauswahl und Dynamik der 3D-Modelle Screenshots veranschaulichen die Möglichkeiten zur Schaffung einer Grundlage für das Verständnis von Struktur und Reaktion mithilfe von 3D-Modellen. Die Schülerinnen und Schüler sollen mithilfe der Molekül-Viewer verstehen, dass Moleküle nicht aus kleinen Kugeln und Stäbchen sondern aus sich durchdringenden Atomen bestehen und eine charakteristische Oberfläche haben. den Zusammenhang zwischen Molekülstrukturen und -oberflächen und den chemischen Eigenschaften und Reaktionen der Stoffe erkennen. Strukturisomerie und Stereoisomerie mithilfe "klassischer" Vertreter anschaulich begreifen (Isomere von Propanol und Butanol, Enantiomere der Milchsäure). Thema Strukturen organischer Moleküle Autor Dr. Ralf-Peter Schmitz Fach Chemie Zielgruppe einfache organische Moleküle: ab Klasse 10; komplexere Moleküle: ab Jahrgangstufe 11; anorganische Moleküle: ab Klasse 10 Technische Voraussetzungen Präsentationsrechner mit Internetanschluss, Beamer, Java Runtime Environment (kostenloser Download) Die hier vorgestellten und für den Unterricht konzipierten Online-Angebote der Website "Chemie interaktiv" zur Darstellung von 3D-Molekülen wurden mit dem Open-Source-Tool Jmol entwickelt. Zur Nutzung der Angebote benötigen Sie lediglich das kostenlose Plugin Java Runtime Environment . Die präsentierten Moleküle lassen sich im Browser in drei Dimensionen mit der Maus beliebig drehen und wenden. "Chemie interaktiv" bietet vier verschiedene Möglichkeiten, die Moleküle zu präsentieren: Viewer A: Projektion eines Moleküls in einer quadratischen Präsentationsfläche. Viewer B: Projektion eines lang gestreckten Moleküls in einer rechteckigen, horizontalen Präsentationsfläche, zum Beispiel für die Darstellung eines Phospholipids. Viewer C: Projektion und Vergleich von zwei Molekülen in übereinander liegenden Präsentationsflächen. Viewer D: Projektion und Vergleich von zwei nebeneinander liegenden Molekülen. Über Buttons oberhalb der 3D-Modelle (siehe Abb. 1) kann zwischen den verschiedenen Viewern (A-D) gewechselt werden. Nach einem Wechsel müssen die Moleküle neu ausgewählt werden. Das Angebot der auswählbaren Moleküle wird kontinuierlich ergänzt. Zurzeit stehen neben Alkanen (Methan bis Decan) einige Alkohole (unter anderem die Isomere von Propanol und Butanol), einfache Aldehyde (Methanal bis Propanal), Propanon, einige Carbonsäuren (zum Beispiel die Enantiomere der Milchsäure) sowie einige Biomoleküle (Chlorophyll a, beta-Carotin, Cholesterin, Phospholipid) und anorganische Verbindungen zur Verfügung (unter anderem einige Säuren und Gase). Modellwechsel Die Moleküle werden, nachdem sie über das Pull-down-Menü zur Stoffauswahl ausgewählt wurden, zunächst im Kugelstäbchen-Modell dargestellt. Über das Menü lassen sie sich in komplett ausgefüllte Raummodelle (Kalotten-Modelle) umwandeln oder auch nur als Draht- oder Stab-Modell darstellen. Um die Vielfalt der Möglichkeiten darzustellen, zeigt Abb. 1 (Platzhalter bitte anklicken) ein Modell der L-Milchsäure im Kugelstäbchen- und ein Modell der D-Milchsäure im "75 Prozent Kalotten-Modell". Zudem stehen viele weitere Funktionen zur Verfügung, zum Beispiel die Möglichkeit zur Wahl der Hintergrundfarben oder die Darstellung der van-der-Waals-Radien durch "Dots" (hierfür empfiehlt sich ein schwarzer Hintergrund). Struktur - Eigenschaft - Funktion Durch den Wechsel vom Kugelstäbchen- zum Kalotten-Modell wird den Schülerinnen und Schülern bewusst, dass die Moleküle nicht einfach nur aus kleinen Kugeln und Stäbchen (als Abstandshalter), sondern aus nebeneinander liegenden, sich durchdringenden Atomen (Kalotten) bestehen und dadurch eine charakteristische Moleküloberfläche erhalten. Abb. 2 (Platzhalter bitte anklicken) zeigt Darstellungen von 1-Propanol und Propanal im "Oberflächen-Modus", 1-Propanol zusätzlich mit durchscheinendem Kugelstäbchen-Modell. Die Überführung zweidimensionaler Strukturformeln an der Tafel in charakteristische Oberflächen in der 3D-Projektion schafft eine Grundlage für das Verständnis chemischer Reaktionen (zum Beispiel Exposition funktioneller Gruppen, Polarisierungen und Landungsverteilungen in Molekülen) sowie für biologisch-physiologische Vorgänge im Zellgeschehen (enzymatische Reaktionen, membrangebundene Reaktionen, Rezeptorbindungen, hydrophile oder lipophile Eigenschaften) oder im gesamten Organismus (Hormonwirkungen an Zielorganen, Antigen-Antikörperreaktionen).