Gerade in der Grundschule sind die Hörbedingungen entscheidend, und ein Geräuschteppich im Hintergrund erschwert den Lernprozess messbar. Lärm gilt als einer der größten Stressoren im Bildungsbereich – rund 80 Prozent der Lehrkräfte leiden darunter. Für die Kinder wirkt sich Lärm ebenfalls negativ aus. Gerade in der Grundschule sind die Hörbedingungen entscheidend, und ein Geräuschteppich im Hintergrund erschwert den Lernprozess messbar. Kinder, die für das Hören sensibilisiert sind und genau zuhören können, lernen dadurch auch, Verantwortung für sich selbst und ihre Gesundheit zu übernehmen. Diese Unterrichtseinheit eignet sich besonders zum Einsatz in den Themenfeldern "Körper" und "Gesundheitserziehung" des Sachkundeunterrichts der dritten und vierten Klasse. Einzelne Bausteine dieser Materialien können fächerübergreifend im Musik- und Deutschunterricht eingesetzt werden. Die Schülerinnen und Schüler experimentieren mit Klängen und Geräuschen , machen Erfahrungen zu Lärm und Stille und lernen, wie das Ohr beschaffen ist. Zusätzlich gibt es Anregungen für Spiele und Lieder sowie Hintergrundinformationen und Arbeitsmaterialien zum Thema "Hören und Zuhören". Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen den Aufbau des Ohres kennen. erweitern ihr Wissen über den Hörsinn. erkennen, dass die Ohren Schutz brauchen. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in Kleingruppen zusammen und führen eigenständig Arbeitsaufträge aus. formulieren Beobachtungen und Vermutungen. präsentieren Arbeitsergebnisse vor der Klasse. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler singen gemeinsam und hören dabei aufeinander. entwickeln ein Bewusstsein für Umweltgeräusche.

Unsere Ohren sind täglich von früh bis spät Geräuschen ausgesetzt. Viele Menschen überschreiten die Grenze zum gesunden Hören. Auf Dauer führt dies zu erheblichen körperlichen Beeinträchtigungen. Kinder sind in ihrem Alltag ebenfalls davon betroffen. Umso wichtiger ist es, sie für das Thema zu sensibilisieren. Durch einfache Experimente erfahren die Kinder physikalische Gesetzmäßigkeiten und schulen sich in der Lärmeindämmung. Mit gezielten Stille-Phasen können sich die Kinder Auszeiten schaffen , Erholung für das Ohr trainieren und im Klassenrat ihre Klassengeräuschkulisse diskutieren. Die Unterrichtsmaterialien sind für den Sachkundeunterricht im Rahmen des Themenfeldes "Mein Körper – meine Sinne" konzipiert, Aufbau und Funktion des Hörorgans sollte den Kindern bereits bekannt sein. Die Lernangebote sprechen verschiedene Sozialformen des Unterrichts an. So können die Kinder selbstständig organisierte Versuche durchführen, ihre Ergebnisse im Plenum besprechen, im Klassenrat ihre Klassenstruktur überdenken und erste Umweltanalysen entwickeln. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen den Aufbau des Ohres und dessen wichtige Funktionen. können die Ausbreitung des Schalls anhand zweier Versuche nachvollziehen. wissen, dass verschiedene Materialien Schall abschwächen. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler vergleichen ihre Erfahrungen miteinander. führen einfache Experimente durch und dokumentieren ihre Ergebnisse. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nehmen ihre Lebenswelt (Alltag) und ihre Mitmenschen differenziert wahr und reflektieren ihr eigenes Verhalten. stärken durch Hörorientierung im Raum ihr Gruppengemeinschaft.

In diesem Teil der Unterrichtsreihe "Kommunikationsmodelle" steht das Vier-Ohren-Modell nach Schulz von Thun im Fokus. Die Lernenden setzen sich mit den vier Ebenen auf Sender- und Empfängerseite auseinander und optimieren so ihr Kommunikationsverhalten. Die Unterrichtseinheit eignet sich auch für Vertretungsstunden. Für das alltägliche Miteinander ist Kommunikation unabdingbar. Um unter anderem die eigene Kommunikation zu analysieren, bietet es sich an, theoretische Modelle hinzuzuziehen. Hierfür sind verschieden Theorien geeignet. Eines der wohl bekanntesten Kommunikationsmodelle ist das des Kommunikationspsychologen Friedemann Schulz von Thun. Er entwickelte das sogenannte Vier-Ohren-Modell, welches sich insbesondere aufgrund seiner einfachen Anwendbarkeit großer Beliebtheit erfreut. Die Lernenden erarbeiten sich diese Kommunikationsmodell mit Hilfe einer Internetrecherche. Als Leitfaden für den Unterricht dient eine PowerPoint-Präsentation. Diese beginnt mit einem induktiven Einstieg in Form einer Videosequenz. Diese wird im Anschluss analysiert. Darüber hinaus wird immer wieder Bezug auf einzelne Kommunikationssequenzen genommen. Das Material eignet sich hervorragend für den Einsatz im Deutschunterricht der Oberstufe sowie für Vertretungsstunden . Kommunikation findet ständig statt – sei es verbal oder nonverbal. Nur wer versteht, wie Kommunikation funktioniert, kann eigene Verhaltensweisen reflektieren und optimieren. So lassen sich unter anderem Missverständnisse mit Mitmenschen vermeiden. Vertiefte kommunikative Kompetenzen erwerben die Lernenden maßgeblich im Deutschunterricht (prozessbezogene Kompetenzen: Sprechen und Zuhören). Dieses Ziel wird im Rahmen dieser Unterrichtseinheit mit Hilfe einer videogestützten Beobachtung und Analyse einer Gesprächssituation verfolgt. Weiterhin wird ein Zitat durch die Schülerinnen und Schüler sinnvoll ergänzt. Wechselnde Sozialformen und unterschiedliche Informationsangebote – beispielsweise in Form einer Videosequenz – bieten dabei die Möglichkeit eines abwechslungsreichen Unterrichts. Der zeitliche Rahmen sollte bei mindestens 3 Unterrichtsstunden liegen. Je nach Diskussionsbedarf, erforderlicher Zeit für ausführliche Internetrecherchen oder für die Präsentation von Ergebnissen kann die Einheit entsprechend ausgeweitet werden. Die Unterrichtseinheit ist Teil der Unterrichtsreihe "Kommunikationsmodelle". Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen unterschiedliche Kommunikationsformen. können das Kommunikationsmodell von Schulz von Thun anwenden. erkennen eigene Kommunikationsschwierigkeiten und reflektieren diese. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können m Rahmen der Gruppenarbeit wissenschaftliche Quellen im Internet ausfindig zu machen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler geben sich im Anschluss an die Präsentationen der Gruppenarbeit konstruktives Feedback. arbeiten in Paararbeit effektiv und konzentriert zusammen. können ihr eigenes Verhalten reflektieren.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Sinne erkunden sich die Schülerinnen und Schüler, wie Menschen ihre Umwelt wahrnehmen können. Sie erfahren nicht nur, wie die Sinne funktionieren, sondern beschäftigen sich auch mit den Folgen bei einem Ausfall eines Sinnes.Mit unseren Sinnen nehmen wir die Schönheiten und Annehmlichkeiten unserer Umwelt wahr, aber ebenso warnen sie uns vor Gefahren. Wie funktionieren die Sinne? Was geschieht, wenn einer dieser Sinne ausfällt? Solche Fragen stellen sich Kinder normalerweise nicht, da für die meisten Sehen, Hören, Riechen, Schmecken und Fühlen selbstverständlich ist. Die Unterrichtseinheit lässt die Schülerinnen und Schüler die Aufgaben unserer Sinne bewusst wahrnehmen, zeigt die Beeinträchtigungen, wenn sie ausfallen und führt auf, wie man Augen und Ohren schützen kann. Die interaktive Lerneinheit dient dabei als Plattform für die Internetrecherche, von der aus gezielt kindgemäße Webseiten zur Lösung der Arbeitsaufträge angesteuert werden können. Verschiedene interaktive Übungen und herkömmliche Arbeitsblätter runden die Arbeit ab.Sind unsere Sinne durch Krankheiten gestört, geht ein großer Teil unserer Wahrnehmungsfähigkeit verloren. Dies kann von Kinder nicht ohne weiteres nachempfunden werden, da sie in den meisten Fällen noch keine Beeinträchtigung ihrer Sinne spüren. In dieser Unterrichtseinheit lernen sie eine Reihe solcher Störungen und ihre Ursachen kennen. Sie erfahren auch, wie sie sich teilweise davor schützen oder Abhilfe schaffen können. Zur theoretischen und virtuellen Aufarbeitung des Themas ist das Internet ein ideales Medium. Es gibt eine Reihe kindgemäßer Webseiten, die den Kindern Gelegenheit zum selbstständigen Erforschen geben. Die Unterrichtseinheit ist fächerübergreifend angelegt. Als Fachlehrerin oder -lehrer haben Sie aber auch die Möglichkeit, nur die Sachthemen zu behandeln und das Fach Deutsch auszuklammern, wenn der fächerübergreifende Ansatz aus stundenplantechnischen Gründen nicht oder nur sehr schwer durchführbar ist. Unsere fünf Sinne Sehen, Hören, Riechen, Schmecken und Fühlen - die wesentlichen der in der Unterrichtseinheit behandelten Aspekte werden hier kurz zusammengefasst. Hinweise zum Unterrichtsverlauf Hier finden Sie hilfreiche Tipps zur Organisation der Abläufe im Unterricht, zum Zeitmanagement und zu den Voraussetzungen der Unterrichtseinheit. Materialien - Anmerkungen zu den einzelnen Lernbereichen Die Lernumgebung als "Tor ins Internet" und die ausdruckbaren Arbeitsblätter bilden eine Einheit. Inhalte und Materialien werden hier vorgestellt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen in den Fächern Sachkunde und Deutsch Differenzierte Lernziele erreichen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen gezielte Recherchen im Internet durch und nutzen das Internet als Informationsquelle. bearbeiten eine interaktive Lerneinheit am Computer und machen dabei Erfahrungen mit dem Prinzip der Verlinkung. führen interaktive Übungen durch (Hot Potatoes-Zuordnung, Lückentexte). hören sich Audio-Dateien an. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler treffen Absprachen zur Benutzung der Computer-Arbeitsplätze. einigen sich als Partnerinnen und Partner über die Reihenfolge der Aufgaben. helfen sich gegenseitig. Die Schülerinnen und Schüler lernen die fünf Sinne kennen. benennen die außen sichtbaren Teile des Auges (Iris, Augapfel, Augenbraue, Augenlider, Wimpern, Pupille) und einige Teile im Augeninnern (Hornhaut, Netzhaut, Sehnerv, Linse). benennen Teile des Ohrs und der Nase. erfahren, wie das Sehen, das Riechen und das Hören funktioniert. erfahren, dass im Ohr der Gleichgewichtssinn sitzt. erfahren, wo man den Geschmack wahrnimmt und welche Geschmacksrichtungen es gibt. erfahren, dass die Nase uns hilft, Gefahren zu erkennen. erkennen die Nasen verschiedener Tiere. erkennen die Haut als unser größtes Organ. benennen die drei Schichten der Haut. erfahren, dass die Haut Spannung, Berührungen und Temperaturunterschiede wahrnehmen kann. erfahren, dass der Tastsinn an den Fingerspitzen besonders ausgeprägt ist. lernen einige Störungen der Ohren kennen. realisieren die Gefahr von zu lauter Musik. hören Tinnitus-Geräusche an. führen einen Hörtest durch. lernen einige Sehprobleme kennen. erfahren, was kurzsichtig und weitsichtig bedeutet. simulieren Sehbehinderungen und empfinden diese dadurch nach. führen einen Sehtest durch. lernen Ursachen von Blindheit kennen. erfahren, welche Sinne bei Blinden besonders ausgeprägt sind. erfahren, wie man Augen und Ohren schützen kann. lernen die Blindenschrift kennen. übersetzen den eigenen Namen in Blindenschrift. lernen die Gebärdensprache kennen. lernen das Fingeralphabet kennen. lernen Beispiele für optische Täuschungen kennen. erfahren, dass wir Nase und Augen auch zum Schmecken benutzen. Die Schülerinnen und Schüler suchen zusammengesetzte Wörter mit "Augen". lernen Redensarten rund um das Auge kennen. benutzen das Wortfeld "hören" und "sehen". ordnen Begriffe Abbildungen richtig zu. entziffern Rätselschriften. ergänzen Lückentexte. lösen Worträtsel. Wie funktioniert das Auge? Das Auge ist unser wichtigstes Sinnesorgan, da wir damit den größten Teil aller Wahrnehmungen empfangen. Durch die Pupille tritt Licht in das Auge ein, das durch die Linse an der Hinterseite des Auges gebündelt wird, sodass auf der Netzhaut ein scharfes Bild entsteht. Das steht dort allerdings auf dem Kopf. Dieses Bild wird von Nervenzellen erfasst und über Nervenbahnen an das Gehirn weitergeleitet, wo das eigentliche Sehen stattfindet. Weitsichtig und kurzsichtig Bei normaler Länge des Augapfels bündelt sich das Licht auf der Netzhaut genau auf dem Punkt des schärfsten Sehens. Ist der Augapfel verkürzt, kann bei der Betrachtung eines Gegenstands aus der Nähe das Licht nicht stark genug gebündelt werden. Licht aus weiter Ferne kann jedoch richtig gebrochen werden. Man ist also weitsichtig. Ist der Augapfel zu lang, wird das Licht vor der Netzhaut gebündelt, sodass kein klares Bild entstehen kann. Nur das Licht aus kurzer Entfernung wird richtig gebrochen und ergibt ein klares Bild. Man ist kurzsichtig. Wie funktioniert das Ohr? Das Ohr besteht aus drei Bereichen: dem äußeren Ohr, dem Mittelohr und dem Innenohr. Der Hörvorgang beginnt in der Ohrmuschel, die wie ein Trichter den Schall auffängt. Von dort wird er durch den Gehörgang zum Trommelfell übertragen, das zu vibrieren beginnt und auch die Ohrknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel in Bewegung versetzt. Der Steigbügel transportiert die Vibration ins Innenohr zur Hörschnecke, dem eigentlichen Hörorgan. Dort wird die Bewegung in Nervensignale umgewandelt, die über den Hörnerv zum Hörzentrum des Gehirns gelangen. Schädigungen des Ohrs Schwerhörigkeit oder Gehörverlust können angeboren sein oder durch Krankheiten oder zu starke Beanspruchung (Lärm) entstehen. Tinnitus zum Beispiel kann unter anderem durch zu starken Lärmeinfluss entstehen. Tinnitus ist ein dauerhaftes Ohrgeräusch, das in verschiedenen Formen auftreten kann: Pfeifen, Klopfen, Zischen, Tuten, Rauschen. Unsere Nase dient zum Atmen und Riechen. Außerdem befeuchtet sie die eingeatmete Luft, bevor sie in die Lunge strömt, und reinigt sie von Staub und kleinen Fremdkörpern. Die Duftstoffe der eingeatmeten Luft gelangen zuerst zur Riechschleimhaut, die im oberen Teil der Nase sitzt. Dort lösen sie sich in der Feuchtigkeit, bevor sie von den Sinneshaaren der Riechzellen aufgenommen werden. Hier lösen sie elektrische Impulse aus, die an das Gehirn weitergeleitet werden. Erst jetzt können wir die verschiedenen Düfte wahrnehmen Der Geschmacksinn funktioniert über die Zunge. Bei der Nahrungsaufnahme hilft sie bei der Zerkleinerung, mischt die zerkleinerten Teilchen und formt sie zu schluckfähigen Klumpen, die sie in den Rachen transportiert. Dabei können wir über die Geschmacksknospen, die an bestimmten Stellen auf dem Zungenrücken liegen, süß, sauer, salzig und bitter wahrnehmen. Diese Geschmacksknospen sind die eigentlichen Sinneszellen, die die verschiedenen Geschmackseindrücke empfangen. Sie wandeln die Signale in elektrische Impulse um, die über die Nervenbahnen ins Gehirn gelangen und dort als Geschmacksmerkmal entschlüsselt werden. Unser größtes Sinnesorgan ist mit etwa 1,8 Quadratmetern die Haut. Sie hält unseren Körper zusammen, schützt ihn vor dem Austrocknen und reguliert durch das Schwitzen die Körpertemperatur. Durch sie haben wir die Fähigkeit, Druck, Berührungen, Spannung und Temperaturunterschiede zu fühlen. Sie besteht aus drei Schichten: der Oberhaut, der Lederhaut und der Unterhaut. In allen Hautschichten befinden sich Sinneszellen, die Reize von außen aufnehmen und sie als elektrische Impulse an das Rückenmark weitergeben. Das wiederum meldet sie dem Gehirn und wir fühlen. Es liegen aber nicht an allen Körperstellen gleich viele Rezeptoren. Die höchste Dichte befindet sich unter anderem an den Fingerkuppen und den Lippen. Über unsere fünf Sinnesorgane nehmen wir die Umwelt wahr. Diese empfangen Reize, wandeln sie in Nervenimpulse um und leiten sie an das Gehirn weiter. Dort werden sie in ganz bestimmten Hirnregionen verarbeitet, um dann von uns zum Beispiel als Bilder, Klänge, Bewegungen, Berührungen oder Gerüche wahrgenommen zu werden. Inhalte Die interaktive Lernumgebung der Unterrichtseinheit besteht neben der Eingangsseite aus vier weiteren Hauptseiten (Unsere Sinne/Wenn die Sinne streiken/Sinnliche Sprache/Dies und das), vier Unterseiten zur Ergebniskontrolle, drei intern verlinkten interaktiven Übungen (Hot-Potatoes-Übungen) und 34 externen Links. Internetanbindung Die Arbeitsanweisungen auf den meisten Arbeitsblättern (bis auf Arbeitsblatt 1 und Arbeitsblatt 15) beziehen sich jeweils auf direkt aufrufbare Internetseiten, was natürlich einen Internetzugang voraussetzt. Diese Arbeitsblätter sind besonders gekennzeichnet (durch einen Computer), auch auf den Deckblättern. Die internen Links der Lernumgebung können dagegen offline bearbeitet werden. Voraussetzungen Die Kinder sollten an offene Unterrichtsformen gewöhnt sein. Kenntnisse im Umgang mit dem Internet sind nicht unbedingt nötig, da die Links direkt über die Lernumgebung angesteuert werden und keine Internetadressen eingegeben werden müssen. Zeitmanagement Organisation des Unterrichts und Zeitraum der Arbeit hängen von der Anzahl der jeweils vorhandenen Computer-Arbeitsplätze und davon ab, ob sie in einem Netzwerk gemeinsamen Zugang zum Internet haben. Als sinnvoll hat sich Partnerarbeit erwiesen, da sich zum einen so die Zahl der eventuell auf einen Computer wartenden Kinder halbiert und zum anderen die Partnerkinder sich gegenseitig unterstützen können. Als zusätzliches Angebot können im Bedarfsfall weitere Arbeitsblätter zur Verfügung gestellt werden, die die in der Lerneinheit angesprochenen Themen vertiefen: zum Beispiel Sachbücher zum Thema anschauen, weitere Aufgaben zu den Wortfeldern bearbeiten, Sätze bilden oder einen der Texte auf den Arbeitsblättern als Diktat üben. Die Kinder könnten auch ein ähnliches Sinnesgedicht schreiben, wie es beim Lehrervortrag im Einstieg zum Einsatz kommt (siehe Pop-up mit Verlaufsplan Augen auf und voll bei Sinnen der Unterrichtseinheit). Computer-Nutzung Absprachen bezüglich der Computer-Nutzung müssen getroffen werden, da nicht alle Kinder gleichzeitig am Rechner sitzen können. Dabei sollten Vorschläge der Kinder aufgegriffen werden, weil sie erfahrungsgemäß die Einhaltung eigener Vorschläge auch selbst überprüfen. Außerdem ist festzulegen, ob die Arbeit als Partner- oder Gruppenarbeit erfolgen soll und eine entsprechende Einteilung vorzunehmen (freie Wahl, Zufallsprinzip durch Ziehen von Kärtchen oder von der Lehrperson bestimmt). Hilfreich: Das Amt des "Computer-Experten" Es hat sich zudem bewährt, "Computer-Expertinnen und -Experten" zu wählen, die bei Schwierigkeiten mit dem Medium als erste Ansprechpartner fungieren sollen. So können die Kinder viele Fragen unter sich klären und selbstständig arbeiten. Erfolgskontrolle Jedes Kind heftet seine fertigen Arbeitsblätter und gelösten Aufgaben in einem Hefter ab, der nach Abschluss des Projekts eingesammelt und von der Lehrperson überprüft werden kann. Auf dieser Seite befindet sich eine kurze Einführung in die Arbeit mit der Lernumgebung (Abb. 1). Die Kinder bekommen hier einen Überblick über alle unsere Sinne. Dazu ergänzen sie auf dem ersten Arbeitsblatt (ohne Computer- und Internetnutzung) einen Lückentext mit teilweise vorgegebenen Wörtern. Sehen Durch Lösen eines Worträtsels erfahren die Kinder, wie die Teile des Auges heißen und beschriften eine entsprechende Abbildung (Arbeitsblatt 2). Sie lernen, dass man mit den Augen Farben, Formen, Helligkeit, Dunkelheit und Bewegungen wahrnehmen kann und dass Tränen nicht nur zum Weinen da sind, sondern auch zum Schutz des Auges vor Staub und Fremdkörpern. Die Kinder beschriften eine Abbildung, die auch innere Teile des Auges zeigt (Arbeitsblatt 3). Eine Darstellung zeigt, wie das Sehen funktioniert (Arbeitsblatt 4) und ein Film im Internet erklärt den Sehvorgang. Danach kann der folgende Lückentext ohne weiteres ergänzt werden. Die Schülerinnen und Schüler erfahren außerdem, dass die Iris für die Farbe der Augen verantwortlich ist: grün, grau, blau oder braun. Hören Einer Abbildung des Ohrs (Arbeitsblatt 5) müssen die Namen der einzelnen Teile zugeordnet werden, die die Kinder aus dem Internet erfahren. Der anschließende Lückentext erklärt, wie das Hören funktioniert. Im Ohr liegt nicht nur das Gehör, sondern auch unser Gleichgewichtssinn, was für die meisten Kinder sicher neu ist. Durch Anmalen des passenden Bildes (Seiltänzer) dokumentieren sie, dass sie die Information aus dem Internet verstanden haben. Schmecken Dass man im Mund schmeckt, ist allen Kindern bekannt. Dass aber der Geschmackssinn auf der Zunge liegt, wird ihnen sicher neu sein, vor allem die Tatsache, dass die verschiedenen Geschmacksrichtungen (süß, sauer, bitter, salzig) mit verschiedenen Stellen der Zunge erspürt werden. Wo genau welche Geschmacksrichtung empfunden wird, üben sie durch Zuordnen auf einer Abbildung (Arbeitsblatt 6). Riechen Durch Zuordnung von Wort und Bild lernen die Kinder auch die einzelnen Teile der Nase kennen (Arbeitsblatt 7). Durch Ergänzen eines Lückentextes lernen sie, wie das Riechen funktioniert. Wenn sie eine Geheimschrift entziffert haben, wissen sie, vor welchen Gefahren uns die Nase schützt: Feuer, Benzin, schlechtes Essen. Fühlen Dass die Haut mit fast zwei Quadratmetern Fläche unser größtes Organ ist, wird die Kinder erstaunen. Auch, dass sie es ist, mit der wir fühlen und nicht die Finger. Die Kinder erfahren, dass unsere Haut aus drei Schichten (Oberhaut, Lederhaut und Unterhaut) besteht und dass man mit ihr Spannung, Berührungen und Temperaturunterschiede wahrnehmen kann (Arbeitsblatt 9). Besonders ausgeprägt ist der Tastsinn an den Fingerspitzen. Ein Zuordnungsspiel am Computer hilft beim Einprägen der drei Hautschichten. Gefahren und Schutz für die Sinne Nicht immer funktionieren unsere Sinne einwandfrei. Die nächsten Arbeitsblätter befassen sich mit Störungen der Augen (Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit, Alterssichtigkeit, Hornhautverkrümmung, Rot-Grün-Sehschwäche, Grauer Star, Grüner Star, Schielen, Glaskörpertrübung) und Ohren (Gehörlosigkeit, Schwerhörigkeit, Mittelohrentzündung, Ohrenschmalz, Hörsturz, Tinnitus) und wie man diese Organe vor Schäden schützen kann. Außerdem lernen die Kinder, wie sich Blinde und Taube verständigen können. Sie versuchen durch ein Experiment, sich Blindheit vorzustellen und erfahren, welche Sinne beim Blinden besonders ausgeprägt sind. Die eigenen Sinne auf dem Prüfstand Im Internet können die Kinder einen Hörtest durchführen und feststellen, wie gut das eigene Gehör funktioniert. Dazu sollten unbedingt Kopfhörer getragen werden, da sonst das Ergebnis verfälscht wird. Außerdem gibt es einen Sehtest und Simulationen verschiedener Sehbehinderungen, die zeigen, wie sich diese Behinderungen auswirken. Experiment Schließlich lässt sich durch ein Experiment zeigen, wie Riechen, Schmecken und Sehen zusammenhängen. Die Kinder stellen fest, dass man mit zugeklemmter Nase und verbundenen Augen den Geschmack verschiedener Obst- und Gemüsesorten kaum voneinander unterscheiden kann. Auf Arbeitsblatt 15 setzen die Kinder Begriffe mit dem Wort "Auge" zusammen, auf Arbeitsblatt 16 werden Redewendungen rund um das Auge vorgestellt und ihre Bedeutung zur Auswahl bereitgestellt. Ist die Zuordnung richtig erfolgt, ergibt sich das Lösungswort: Augenlicht. Anschließend müssen einige Redewendungen richtig in einen Lückentext eingeordnet werden. Die Arbeitsblätter 17 und 18 befassen sich mit den Wortfeldern "hören" und "sehen". Die Ergebnisse können jeweils am Computer kontrolliert werden, der Lückentext zum Wortfeld "hören" kann durch eine interaktive Übung vorbereitet werden. Arbeitsblatt 8 zeigt verschiedene aus der Nähe fotografiert Nasen (Kind, Hund, Katze, Pferd, Kuh, Flusspferd). Die Kinder raten, um welche Nasen es sich handelt und kontrollieren ihr Ergebnis am Computer. Weiter befassen sie sich mit optischen Täuschungen, raten Geräusche und führen ein Puzzle durch. Schließlich gibt es hier die Anweisungen für das Experiment, das am besten als Hausaufgabe durchgeführt wird. Allerdings sollte man darauf achten, dass sich die Kinder als Partner verabreden. Die Deckblätter informieren über den Umfang und die Intensität des Computereinsatzes (kein, ein oder zwei Computer-Symbole) bei den Arbeitsblättern beziehungsweise bei den interaktiven Übungen und Spielen am Rechner. In den jeweiligen Spalten können die Kinder vermerken, welche Aufgabe sie bereits erledigt haben und die Lehrperson kann eine Rückmeldung geben.

Dateien im MP3-Format sind heutzutage sehr verbreitet. Dass hinter MP3 jede Menge interessante Mathematik steht, ist vielen nicht bewusst. Wer kennt nicht MP3-Dateien? Mit ihnen ist es möglich, große Mengen von Musik auf kleinstem Raum zu speichern und wieder abzuspielen: denn mit MP3 kann man den Speicherplatz, den man benötigt, um eine Audiodatei zu speichern, auf einen Bruchteil reduzieren. Auf modernen MP3-Playern von der Größe einer Streichholzschachtel ist es möglich, bis zu 200.000 Minuten Musik (das entspricht 130 Tagen) zu speichern. Diese Unterrichtseinheit soll einige der Prinzipien, auf denen MP3 basiert, näher beleuchten und allgemein verständlich darstellen. Dies umfasst biologische, physikalische und mathematische Aspekte. Ausgehend von verschiedenen Hörbeispielen zur Einführung werden die mathematischen Grundlagen betrachtet, die hinter der Zerlegung von Frequenzen liegen. Prinzip von MP3 und Grundlagen Wie lassen sich große Datenmengen von Video- und Audiodateien im MP3-Format platzsparend speichern? Was hört das menschliche Ohr - und was nicht? Die Grenzen des menschlichen Gehörs und welche Rolle dabei der verdeckende Schall und der verdeckte Schall spielen. Prinzip der Multiskalenanalyse Zerlegt man musikalische Töne in ihre Einzelfrequenzen, müssen ganz unterschiedliche Frequenz-Skalen betrachtet werden. Multiskalenanalyse mithilfe von Rechteckschwingungen Tonsignale lassen sich auch in Rechteckschwingungen zerlegen, deren Skala zunehmend gröber wird. Huffman-Codierung Um in MP3 die verbliebenen Informationen effizient abzuspeichern, nutzt man die Huffman-Codierung. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Prinzipien, auf denen MP3 basiert, kennen lernen. ein grundlegendes Verständnis für das Hören von Tönen und Klängen entwickeln. einige Grenzen des menschlichen Gehörs kennen lernen. das Prinzip der Zerlegung eines Klanges in Einzelfrequenzen am Beispiel einer Multiskalenanalyse nachvollziehen. Thema MP3 - ein Beispiel für angewandte Mathematik im Alltag Autoren Dr. Anton Schüller, Prof. Dr. Ulrich Trottenberg, Dr. Roman Wienands Fach Mathematik, Physik, Biologie oder Differenzierungsbereich Mathematik/Naturwissenschaft Zielgruppe ab Klasse 8 oder im Rahmen eines Projektkurses in der Oberstufe Zeitraum 3 bis 4 Stunden oder im Rahmen einer Projektwoche Technische Voraussetzungen Computer mit Soundkarte, Software zur Wiedergabe von Audio- und Videodateien im avi-Format, zum Beispiel Windows Media Player oder Real Player MP3 ist eine Abkürzung von MPEG Audio Layer 3, wobei MPEG für Moving Picture Experts Group steht, die 1988 gegründet wurde, um einen Standard für die effiziente Kodierungvon Videocodes zu entwickeln. MP3 basiert auf dem Prinzip, dass nur der Anteil von einem Musikstück gespeichert werden muss, den das menschliche Ohr auch hören kann. Dies mag auf den ersten Blick ein wenig überraschend klingen. Hören wir denn nicht alles, was in einem Musikstück enthalten ist? Tatsächlich ist das menschliche Ohr nicht in der Lage, alle Details, die in einem Musikstück enthalten sind, wahrzunehmen. Zur Einführung in das Thema eignet sich das Zeigen der Audio-Video-Datei audio_video_kompression.avi. Hier wird gleichzeitig an einem visuellen und auditiven Beispiel demonstriert, wie sich die Qualität von Bildern und Musik verändert, wenn man die zugehörigen Dateien immer weiter komprimiert. Bei der Datenkompression bleibt die Qualität für die menschliche Wahrnehmung zunächst erhalten und man spart große Mengen Speicherplatz. Irgendwann werden jedoch die Qualitätsverluste bemerkbar. Komprimiert man dann immer noch weiter, so verschlechtert sich die Qualität dramatisch. Wieso können wir überhaupt das hören, was jemand sagt, der einige Meter von uns entfernt ist? Der Grund hierfür ist das physikalische Phänomen des Schalls. Schall entsteht, weil die Moleküle eines Mediums (zum Beispiel Luft) zum Schwingen gebracht werden. Dadurch stoßen sie an benachbarte Moleküle, bringen auch diese ins Schwingen und so weiter. Abb. 1 (bitte anklicken) zeigt eine Animation der Molekülbewegungen. Solch eine (mechanische) Schwingung breitet sich in festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen wellenförmig aus. Schall breitet sich als sogenannte Longitudinalwellen aus, also immer parallel zur Ausbreitungsrichtung. Die Animation in Abb. 2 (bitte anklicken) verdeutlicht dies. Entsteht ein Ton dadurch, dass eine Gruppe von Molekülen ganz regelmäßig hin und her schwingt, beispielsweise 400 mal pro Sekunde, so sagen wir auch, der Ton hat eine Frequenz von 400 Hertz, das heisst die Schwingung erfolgt 400 mal pro Sekunde. Das menschliche Ohr kann nur Töne wahrnehmen, die zwischen etwa 16 und 20.000 Hertz liegen. Ist c die Schallgeschwindigkeit in einem Medium, f die Frequenz einer Schallwelle (das heißt einer sich wellenförmig ausbreitenden Schwingung) und λ (sprich lambda) die Wellenlänge, so gilt c = λ * f Sind zwei dieser drei Größen bekannt, so kann man die dritte hiermit berechnen. Je weiter die Moleküle in der Luft hin und her schwingen, desto lauter ist der Ton. Die Lautstärke beschreibt also den Unterschied zwischen Berg und Tal der Schwingung. Geräusche haben keine exakt bestimmbare Tonhöhe mehr. Sie sind nichtperiodische Schallereignisse, die durch Überlagerungen vieler Schwingungen unterschiedlicher Frequenz mit rasch wechselnder Amplitude entstehen. Mit anderen Worten: "Der Unterschied von Ton/Klang zu Geräusch ist in der Regelmäßigkeit der Schwingung zu finden. Bei einem Geräusch ist die Schwingbewegung der Luft sehr ungleichmäßig, bei Tönen dagegen handelt es sich um immer wiederkehrende gleichförmige Luftbewegungen". Alles, was wir hören, besteht aus Überlagerungen von Schwingungen, die sich in einem Medium wie der Luft wellenförmig ausbreiten. Diese wellenförmige Ausbreitung bedeutet physikalisch gesehen, dass das menschliche Ohr Druckschwankungen wahrnimmt, die aus einer Überlagerung von Schwingungen unterschiedlichster Frequenzen resultieren. Diese Druckschwankungen führen zu einem entsprechenden Schwingen des Trommelfells. Das menschliche Ohr ist wiederum imstande, dieses Schwingen des Trommelfells über Sinneshaare im Innenohr, die auf unterschiedliche Frequenzen spezialisiert sind, in einzelne Tonfrequenzen zu zerlegen und als Nervenreize an das Gehirn weiterzuleiten. Diese werden dann vom Gehirn als Töne, Klänge und Geräusche interpretiert. Grenzen des menschlichen Gehörs: Abb. 3 zeigt Hörschwelle, Schmerzgrenze, Musik- und Sprachwahrnehmbarkeit in Abhängigkeit von der Frequenz. Nach rechts ist die Frequenz und nach oben die Lautstärke (in der Maßeinheit "Dezibel") aufgetragen. Man beachte dabei, dass "Dezibel" eine logarithmische Maßeinheit ist. Wegen log 1 = 0 bedeutet 0 Dezibel gerade nicht, dass völlige Stille herrscht. In Abb. 4 werden die Grenzen des menschlichen Gehörs deutlich: Die Hörschwelle wird angehoben durch die Anwesenheit von Tönen mit einer Frequenz von 1 kHz und verschiedenen Lautstärken (in jeweils unterschiedlichen Farben dargestellt). mp3 macht sich zunutze, dass die akustischen Informationen, die das menschliche Ohr überhaupt nicht wahrnehmen kann, auch nicht abgespeichert werden müssen. Für MP3 müssen also die Tonsignale wieder in die einzelnen Frequenzen zerlegt werden, aus denen sie zusammengesetzt sind. Anschließend werden die Anteile, die für das menschliche Gehör ohnehin nicht wahrnehmbar sind, aus der Frequenzdarstellung entfernt, denn nur die hörbaren Anteile müssen überhaupt gespeichert werden. In den Videoclips wird demonstriert, wie MP3 funktioniert. An diesen Hörbeispielen wird deutlich, dass man im MP3-Format nur einen kleinen Teil der ursprünglichen Frequenzen zu speichern braucht. Den überwiegenden Rest der Informationen kann man weglassen, ohne dass das menschliche Ohr einen Unterschied zur Originalversion wahrnimmt. Die Töne im weißen Bereich des dritten Beispiels (musikbeispiel_orig_minus_mp3.avi) werden in der Originalversion durch andere dominantere Töne überdeckt und werden somit im Gesamtzusammenhang des Musikstücks nicht wahrgenommen. Erst wenn die dominanten Töne wegfallen, werden die restlichen Töne für das menschliche Ohr hörbar. Musikalische Töne bestehen aus einer Überlagerung einer Vielzahl von Schwingungen. Wie zuvor bereits erläutert, sind nur die Schwingungen mit Frequenzen zwischen etwa 20 und 20.000 Hertz für den Menschen hörbar. Der Faktor zwischen den niedrigsten und den höchsten hörbaren Frequenzen beträgt damit immerhin 1.000 = 10³, also 3 Zehnerpotenzen. Wenn wir also musikalische Töne wieder in die darin enthaltenen Einzelfrequenzen zerlegen wollen, müssen wir ganz unterschiedliche Frequenz-Skalen betrachten. Da die Frequenzen in einem bestimmten Medium wie der Luft in direktem Zusammenhang mit den zugehörigen Wellenlängen stehen (wie in der Gleichung zu Prinzip von MP3 und Grundlagen ), können wir ganz analog auch sagen, wir müssen ganz unterschiedliche Skalen von Wellenlängen betrachten. Eine derartige Multiskalenanalyse ist durchaus nicht ungewöhnlich, wenn man die Eigenschaften von Objekten beobachten oder analysieren will. Anhand von zwei Beispielen wird das Prinzip der Multiskalenanalyse verdeutlicht. Im ersten Beispiel wird eine Multiskalenanalyse durch fortgesetzte Mittelwertbildung für eine gegebene Zahlenfolge durchgeführt. Im zweiten Beispiel betrachten wir die Zerlegung eines Tonsignals in sogenannte Wavelets, was der Zerlegung in Rechteckschwingungen entspricht. Wir betrachten als Beispiel folgende Zahlenfolge von Quadratzahlen: 0 1 4 9 16 25 36 49. Fassen wir die Zahlen in Paare zusammen und bilden die Mittelwerte dieser Paare, so erhalten wir die Folge 0,5 6,5 20,5 42,5. Fassen wir diese Zahlen ebenfalls wieder zu Paaren zusammen und bilden die Mittelwerte der Paare, so erhalten wir die Folge 3,5 31,5. Für dieses Zahlenpaar haben wir den Mittelwert 17,5. Wir haben jetzt die ursprüngliche Zahlenfolge in mehrere Skalen von Mittelwerten überführt: Um von einer Mittelwertskala wieder zur vorhergehenden zu gelangen, benötigen wir die Abweichungen der Mittelwerte von den zugehörigen Werten auf der vorigen Skala: 17,5 - 14 = 3,5 beziehungsweise 17,5 + 14 = 31,5 Entsprechend auf der nächstgröberen Skala: 3,5 - 3 = 0,5 3,5 + 3 = 6,5 31,5 - 11 = 20,5 31,5 + 11 = 42,5 Ganz analog können wir auch von der feineren Skala von Mittelwerten zu unserer ursprünglichen Folge zurückkehren: Die gröbste Skala von Mittelwerten und diese Abweichungen können wir uns wie in folgendem Schema merken. Hier ist zusätzlich die ursprüngliche Zahlenfolge nochmals mit aufgeführt: Zu den ursprünglichen Zahlen zurück kommen wir jetzt, indem wir den Mittelwert auf der gröbsten Skala und die entsprechenden gespeicherten Abweichungen auf allen feineren Skalen einfach addieren. Ein Beispiel: Annäherung an die Funktion durch Balken Um Tonsignale in Rechteckschwingungen unterschiedlicher Frequenzen zu zerlegen, können wir ganz analog vorgehen. Abb. 9 zeigt links eine Funktion, die wir in Rechteckschwingungen zerlegen wollen. Da wir den Funktionsverlauf in der Praxis oft nicht genau kennen, sondern nur an bestimmten Werten messen, nähern wir die Funktion durch die einzelnen Messwerte an. Diese Messwerte werden durch die gefärbten Balken wiedergegeben. Multiskalenanalyse in beide Richtungen möglich Auf der rechten Seite der Abbildung 9 ist der umkreiste Ausschnitt der Funktion vergrößert dargestellt. Wir erläutern das Prinzip unserer Multiskalenanalyse im Folgenden anhand dieses Ausschnitts. Vergröberung der Skalen Die linke Skizze in Abb. 10 zeigt, dass wir wie im vorangegangenen Abschnitt bei der Prinzip der Multiskalenanalyse wieder Mittelwerte der gemessenen Funktionswerte bilden, um auf die nächstgröbere Skala zu kommen. Dieses Vorgehen können wir fortsetzen, um auf gröbere Skalen zu kommen. Die mittlere Grafik von Abb. 10 zeigt den Mittelwert auf der entsprechenden nächstgröberen Skala. Verfeinerung der Skalen Aber auch die andere Richtung ist denkbar: Zurück zur feinen Skala der Funktion können wir wieder kommen, indem wir wieder die Abweichungen zum Mittelwert hinzu addieren. So erhalten wir wieder die ursprünglichen Messwerte der Funktion zurück. Betrachten wir jetzt die rechte Seite in dieser Abbildung genauer, so stellen wir fest, dass wir tatsächlich unseren Funktionsausschnitt in eine Folge von Rechteckschwingungen zerlegt haben. Abweichungen entsprechen der Rechteckschwingung Dabei sind wir ganz genauso vorgegangen wie bei der Multiskalenanalyse unserer Zahlenfolge im vorangegangenen Abschnitt ( Prinzip der Multiskalenanalyse ). Die Zahlenfolge dort können wir auch auffassen als Messwerte für die Funktion f(x) = x 2 . Daher haben wir auch dort bereits eine Zerlegung dieser Funktion in Rechteckschwingungen durchgeführt. Dies wird deutlich, wenn wir die Abweichungen auf den einzelnen Skalen nochmals genauer betrachten. Wir stellen dabei fest, dass je zwei dieser Abweichungen den gleichen Betrag haben, sich aber im Vorzeichen unterscheiden; so können z.B. die Werte ?3 und +3 auf der zweitfeinsten Skala von Abweichungen als eine Rechteckschwingung (der Höhe 3) aufgefasst werden. Prinzip der Codierung Wie bereits zu Beginn dieser Unterrichtseinheit erwähnt wurde, kann das menschliche Ohr insbesondere in polyphoner Musik (wenn viele Töne gleichzeitig erklingen und sich überlagern) viele Informationen nicht wahrnehmen. Daher werden die unhörbaren Anteile in MP3 nur ungenau gespeichert. Zusätzlich wird eine weitere Reduktion des zu speichernden Datenvolumens dadurch erreicht, dass man eine sogenannte Huffman-Codierung verwendet. Die Idee der Huffman-Codierung lässt sich am Beispiel der Codierung eines Textes einfach beschreiben: In einem Text kommen Buchstaben unterschiedlich häufig vor, in der deutschen Sprache beispielsweise das "e" viel häufiger als das "y". Deshalb verwendet man einen sehr kurzen Code für häufig vorkommende Buchstaben, längeren Code hingegen für Buchstaben, die nur selten vorkommen. Gleichzeitig ist aus einer Huffman-Codierung die ursprüngliche Information schnell, eindeutig und exakt reproduzierbar. Beispiele für Codierungen Ein Beispiel für eine derartige Codierung ist das Morsealphabet. Ein negatives Beispiel ist hingegen das Tippen einer SMS. Hier muss für häufig verwendete Buchstaben wie zum Beispiel "e" oder "n" zweimal gedrückt werden. Übertragen auf die Musik bedeutet dies: Meist besteht das ungenau zu speichernde Frequenzspektrum aus wenigen großen und vielen (also häufiger vorkommenden) kleinen Werten (Quantisierungswerte). Die Huffman-Codierung sorgt dann dafür, dass die digitalisierte Darstellung dieses Tons nur sehr wenig Speicherplatz einnimmt. Im Zusammenhang mit mp3 reduziert die Huffman-Codierung den Speicherplatz spürbar. Helmut Neunzert Einführungsvortrag auf dem Kongress Mathematik in der Praxis, Berlin, März 2009.

In der industriellen Fertigung kommen heute vor allem computergesteuerte Maschinen zum Einsatz. Im Bereich der Werkzeugmaschinen, die zum Beispiel zum Bohren, Fräsen, Drehen oder Schleifen benötigt werden, wird hier die CNC-Technik eingesetzt. CNC bedeutet Computerized Numerical Control und steht für die computerunterstützte Steuerung von Maschinen mithilfe von Zahlenausdrücken. Diese Zahlenausdrücke bilden Programme, die heute mithilfe von Simulationssoftware auch an jedem PC dargestellt werden können. In der Schule bietet eine Simulationssoftware die Möglichkeit, mit den Schülerinnen und Schülern CNC-Programme zu erstellen und zu simulieren, auch wenn keine CNC-Maschine zur Verfügung steht. Eine Vorführung des konkreten Programmablaufs an einer echten Maschine kann die Arbeit mit Simulationssoftware dann sinnvoll ergänzen. Diese Unterrichtsreihe bietet einen Einstieg in die CNC-Technik und umfasst einfache Grundlagen mit zahlreichen Anwendungen und Übungen. CNC-Programme werden an zahlreichen Maschinen zum spanenden Bearbeiten von Werkstücken oder auch zur Programmierung von Laserschneidgeräten eingesetzt und begegnen vielen Schülerinnen und Schülern in ihrem späteren Berufsleben. Bei der Erstellung von CNC-Programmen können auch erste Grundlagen zum Einsatz anderer Programmiersprachen gelegt werden. Unterrichtsverlauf "CNC I" Die ersten NC-Maschinen wurden in den 1940er Jahren in den USA entwickelt, um komplizierte Teile für die Flugzeugindustrie zu fertigen, die bei einer Steuerung der Maschinen von Hand nicht mehr realisierbar waren. Später wurden Computer zum Speichern und Verarbeiten der NC-Programme eingesetzt. Die Schülerinnen und Schüler sollen den Begriff CNC erklären. die Vorteile des CNC-Einsatzes nennen. den Aufbau eines CNC-Programms erklären. Absolutmaßprogrammierung und Inkrementalmaßprogrammierung unterscheiden. einfache CNC-Programme zum Bohren und zum Fräsen von Geraden erstellen und simulieren. Spaß am Arbeiten mit der Simulationssoftware haben. Thema Einführung in die CNC-Technik Autor Dr. Stefan Staiger Fach Computertechnik, Technik Zielgruppe Berufsschule Grundstufe, Technisches Gymnasium Klasse 11 Zeitumfang 6-10 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen CNC-Simulationssoftware, zum Beispiel EXSL, Computer Als Ergänzung zum Unterrichtsmaterial von Dr. Staiger hat Berthold Vahlsing von den BBS Nienburg eine Anleitung zum Umgang mit der Software SL Automatisierungstechnik ergänzt, die hier zum Download bereitgestellt wird. Einstieg Die Einstiegsfolie stellt die Unterschiede zwischen CNC-gesteuerten und manuell zu bedienenden Werkzeugmaschinen heraus. Grundlagen Das Informationsblatt enthält Grundsätzliches zu Achsrichtungen und Bezugspunkten, Regelkreisen in Werkezeugmaschinen sowie Steuerungsarten. Einführung in die Bemaßungsarten Die Bemaßungsarten, Absolutbemaßung und Kettenbemaßung, werden erarbeitet. Zu jedem der beiden Programmierarten wird das CNC-Programm einer einfachen Bohrplatte erstellt. Anwendung: Einsatz von Simulationssoftware Nun lernen die Schülerinnen und Schüler ihre bereits erstellten Programme mithilfe einer Simulationssoftware anzuwenden. Hierfür gibt es zahlreiche Programme auf dem Markt. Ihre Funktionen werden am besten am Beamer vorgeführt und anhand eines einfachen Werkstücks mit den Schülerinnen und Schülern zusammen Schritt für Schritt erarbeitet. Hier wird die Simulationssoftware EXSL der Firma SL-Automatisierungstechnik verwendet. Die Unterrichtsreihe kann natürlich auch mit der Software anderer Firmen durchgeführt werden. Vorteile der CNC-Technik Vorteile der CNC-Technik werden im Gespräch mit den Schülerinnen und Schülern als Tafelbild gesammelt. Der letzte Punkt "Integration in komplexere Systeme mit mehreren Maschinen und Handhabungseinrichtungen möglich" muss dabei voraussichtlich von der Lehrkraft vorgegeben werden. Tafelbild Fräsen von Nuten Nachdem zunächst Programme für Bohrungen erstellt wurden, wird nun das Fräsen von Nuten vorgestellt. Übungen zur Geradeninterpolation Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten selbstständig zwei Übungen zur Geradeninterpolation. Dabei sollten die Übungen zuerst auf Papier gelöst werden und anschließend die erstellten Programme am Computer eingegeben und simuliert werden. Wenn nur am Computer gearbeitet wird, konzentrieren sich die Schüler oft nur unzureichend auf die eigentliche Programmerstellung. Die erste Übung umfasst Bohren und das Fräsen von Nuten. Die zweite Übung kann in zwei Varianten durchgeführt werden: Als Geradeninterpolation_2a ohne Vorgabe einer maximalen Frästiefe oder als Geradeninterpolation_2b mit Vorgabe einer maximalen Frästiefe (einzelne Konturen, die tiefer zu fräsen sind, müssen dann mehrfach abgefahren werden).

In der Unterrichtseinheit zum Thema Haben oder Sein reflektieren die Lernenden auf einer Suche nach dem Sinn ihren Bezug zu sich und der Welt, hinterfragen das Streben nach Besitz und Konsum und führen zur Achtsamkeit im Schulalltag eine Körperübung durch. Dieses Unterrichtsmaterial ergänzt und aktualisiert die Theorie von Erich Fromm um Ansätze der klassischen Ethik und aus neueren Humanwissenschaften. Fromm stellte 1976 die Hypothese auf, dass die moderne Technik keine menschlichen Probleme gelöst, sie sogar eher verschärft habe. Dabei leitete ihn der Topos menschlicher Sinnsuche, der andere Bedingungen benötige als Komfortvergrößerung. Als einer der ersten westlichen Schriftsteller verwies er auf die buddhistische Achtsamkeitspraxis und verband sie mit westlicher Kontemplation. Auch wenn seine Prämissen und Konklusionen durchaus angreifbar sind, können ausgewählte Gedanken die Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II im Unterricht zur eigenen Reflexion über ihren Bezug zu sich und der Welt anregen und mit Kompetenz fördernden Übungen vertieft werden. Dabei geht es im Rahmen der zunehmenden Digitalisierung neben dem Bewusstsein für den eigenen Körper auch darum, das Streben nach Shopping und Konsum zu hinterfragen. Ein wesentlicher Bestandteil der Einheit besteht in der Erarbeitung der Begriffe Haben und Sein. Die Lernenden untersuchen dazu die Begriffe in konkreten Kommunikationskontexten mit dem Vier-Ohren-Modell von Schulz von Thun, bevor sie die etymologische Bedeutung sowie den Rahmen der antiken Philosophie ergänzen. Das Thema "Haben oder Sein" im Unterricht Eine umfassende Auseinandersetzung mit den Begriffen Haben und Sein , so wie sie den westlichen Sprachgebrauch bestimmen, verweist auf die Notwendigkeit, Besitz und Autonomie unter ethischen Gesichtspunkten zu betrachten, sollte die These stimmen, dass Konzentration auf Besitz langfristig zerstörerisch wirkt. Die buddhistische Achtsamkeitspraxis bietet ein Modell, das auf die Linderung von Leid abzielt, indem dem blinden Agieren und Reagieren wohlwollendes Beobachten gegenüber gestellt wird. Vorkenntnisse Kenntnisse der Gefühlsethik, wie von Arthur Schopenhauer vertreten, wären für die Erarbeitung im Unterricht hilfreich, aber nicht zwingend erforderlich. Die durchführende Lehrkraft sollte Grundkenntnisse zum Thema Achtsamkeit haben. Didaktische Analyse Mit diesem Unterrichtsmaterial können die Lernenden erkennen, dass Menschen zu mehr Autonomie, die auch ethisches Verhalten beinhaltet, als üblicherweise angenommen fähig sind. Schwierig ist die Konsequenz aus der buddhistischen Praxis, dass Autonomie im Körper entsteht, während im Schulalltag der Körper eher zweitrangig ist. Methodische Analyse Dieser Schwierigkeit versucht die Unterrichtseinheit zu begegnen, indem sie eine auch für den Schulalltag geeignete Körperübung anbietet. Der praktische Wert von Achtsamkeit im Schulalltag ist inzwischen unbestritten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Begriffe Haben und Sein in konkreten Kommunikationskontexten anhand des Modells von Schulz von Thun. hinterfragen das Streben nach mehr Besitz. erlernen Grundzüge wissenschaftlichen Arbeitens und verbinden theoretische Konzepte mit praktischer Erfahrung. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mithilfe des Padlets kollaborativ. erarbeiten sich Texte sowie eigene Standpunkte anhand von Fragen. fassen Arbeitsergebnisse mit Powerpoint zusammen Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten im Team kooperativ zusammen. gehen akzeptierend mit einer praktischen Körperübung um. Bonder, Nilton (1999): "Die Kabbala des Geldes", Bern. Fromm, Erich (1990): "Haben oder Sein", Stuttgart. Kaltwasser, Vera (2009): "Achtsamkeit in der Schule", Weinheim und Basel. Roth, Gerhard (2016): "Coaching, Beratung und Gehirn", Stuttgart. Singer, Wolf und Ricard, Mathieu (2018): "Jenseits des Selbst", Berlin. Spinoza (2010): "Ethik", Stuttgart.