Diese Unterrichtseinheit unterstützt Schülerinnen und Schüler dabei, digitale Medien für das Lernen und die schulische Arbeit zu entdecken. Diese Unterrichtseinheit bietet einen guten Einstieg in die Sekundarstufe II, um selbstständiges und kooperatives mediales Lernen zu fördern. Angesetzt wird dabei bei den individuellen Vorerfahrungen der Schülerinnen und Schüler und bei deren Fähigkeit, sich neue Apps und andere digitale Werkzeuge eigenverantwortlich zu erarbeiten. Diese Tools werden im Rahmen der Unterrichtseinheit vorgestellt, dienen aber lediglich als Beispiele, die auch durch andere Anwendungen ersetzt werden können: VideoAnt Etherpad SoundCloud PREZI Book Creator SurveyMonkey Für die Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II können Sie auf detaillierte Einweisungen verzichten. Fordern Sie die Jugendlichen vielmehr auf, sich die Werkzeuge eigenverantwortlich zu erarbeiten, zum Beispiel mit Tutorials auf den Websites der Produkte (zum Teil mit anschaulichen Videos auf YouTube) oder über Foren. Es empfiehlt sich, dass Sie sich selbst im Vorfeld mit den zentralen Werkzeugen des Lehrmaterials auseinandersetzen, um bei Fragen gegebenenfalls helfen zu können. Regen Sie die Lernenden aber auch an, sich gegenseitig zu unterstützen. Bei den Tools, bei denen das kooperative Arbeiten im Vordergrund steht, bietet es sich an, dass die Schülerinnen und Schüler sich eigene Accounts anlegen. Weisen Sie die Jugendlichen darauf hin, dass sie eigene Ideen einbringen können. Zum Thema Soundbearbeitung kennen viele zum Beispiel Werkzeuge, die sie für die Produktion eigener Musik nutzen. Seien Sie dabei offen dafür, sich Werkzeuge, die Sie selbst nicht kennen und die im Laufe des Arbeitens erkundet werden, von den Jugendlichen erläutern zu lassen. Methodenkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler eignen sich Methoden und Werkzeuge an, die das medienbasierte Arbeiten in der Schule unterstützen. Sozialkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler nutzen medienbasierte Tools zum kooperativen Arbeiten. entwickeln ein Verantwortungs- und Risikobewusstsein für den Umgang mit Medien.

Eine mithilfe der kostenfreien Mathematiksoftware GEONExT erstellte Lernumgebung ermöglicht die dynamische Erarbeitung der Bedeutung der Parameter linearer Funktionen. Die hier vorgestellten Materialien ermöglichen es, den Einfluss der Parameter m und t auf die Lage der Geraden mit der Gleichung y = mx + t experimentell zu entdecken. Hierbei verstärkt die Dynamik die Anschaulichkeit entscheidend und trägt so zu einem erleichterten und vertieften Verständnis dieses Funktionstyps bei. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich mithilfe eines dynamischen Arbeitsblatts den Stoff weitgehend selbstständig oder kooperativ (Einzel- oder Partnerarbeit). Die Lehrerin oder der Lehrer tritt dabei in den Hintergrund und greift nur unterstützend beziehungsweise Impuls gebend ein. Die in den Aufgaben immer wieder verlangte Dokumentation von Erkenntnissen und Ergebnissen trainiert das Verbalisieren und Fixieren mathematischer Kontexte. Hinweise zum Unterrichtsverlauf Der Einsatz dynamischer Mathematik fördert selbstständiges oder kooperatives Arbeiten sowie die Individualisierung des Unterrichts. Die Schülerinnen und Schüler sollen den Einfluss des Parameters t auf die Lage der Geraden erarbeiten. den Schnittpunkt einer Geraden mit der y-Achse bestimmen. erkennen, dass der Parameter m die Steigung der Geraden bestimmt. einüben, rechnerisch zu überprüfen, ob ein Punkt auf einer Geraden liegt. mathematische Zusammenhänge eigenständig und kooperativ erarbeiten und dokumentieren. Thema Parameter linearer Funktionen Autor Dr. Markus Frischholz Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 8 Zeitraum 1 Stunde Technische Voraussetzungen idealerweise ein Rechner pro Person, Browser mit Java-Unterstützung, Java Runtime Environment (kostenloser Download) Software Mit GEONExT (kostenloser Download) können Sie eigene dynamische Materialien erstellen. Zur Nutzung der hier angebotenen Arbeitsblätter ist die Software jedoch nicht erforderlich. Ideale Veranschaulichung Wird der Einfluss der Parameter m und t auf die Lage von Graphen linearer Funktionen an der Tafel oder auf Folie entwickelt, so werden meist mehrere Graphen mit unterschiedlichen Parameterwerten in ein Koordinatensystem eingetragen. Dabei ergibt sich immer das Problem, dass zu viele Graphen die Darstellung unübersichtlich erscheinen lassen. Sind jedoch wenig Graphen eingezeichnet, so ist der Einfluss des jeweiligen Parameters nur noch schwer erfassbar. Dieses Dilemma wird durch die dynamische Darstellung aufgelöst und es entsteht eine ideale Veranschaulichung linearer Funktionen und ihrer Parameter (siehe Abb. 1 bis 3 unten). Selbstständiges oder kooperatives Arbeiten Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich mithilfe eines dynamischen Arbeitsblatts den Stoff weitgehend selbstständig oder kooperativ (Einzel- oder Partnerarbeit). Die Lehrerin oder der Lehrer tritt dabei in den Hintergrund und greift nur unterstützend beziehungsweise Impuls gebend ein. Die in den Aufgaben immer wieder verlangte Dokumentation von Erkenntnissen und Ergebnissen trainiert das Verbalisieren und Fixieren mathematischer Kontexte. Individualisierung des Unterrichts Durch den bewusst offen gehaltenen Umfang der Übung am Ende des dynamischen Arbeitsblatts wird das jeweilige Lerntempo der Schülerinnen und Schüler berücksichtigt. Daraus resultiert eine Individualisierung des Unterrichts. Der Parameter t Zunächst verändern die Schülerinnen und Schüler den Parameter t und stellen fest, dass damit eine Parallelverschiebung des Graphen einher geht (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken). Durch die Bestimmung mehrerer Schnittpunkte von Graphen mit der y-Achse und dem Vergleich mit der zugehörigen Geradengleichung erkennen die Lernenden, dass die allgemeinen Koordinaten dieses Schnittpunkts (0/t) lauten. Der Parameter m Anschließend wird der Parameter m untersucht. Dabei wird deutlich, dass damit die Steigung des Graphen festgelegt wird. Viele Schülerinnen und Schüler entdecken auch, dass der Neigungswinkel der Geraden von m abhängt. Durch den Spurmodus des Java-Applets wird veranschaulicht (Abb. 2), dass die Gerade - bei einer Veränderung von m - um den Schnittpunkt mit der y-Achse gedreht wird beziehungsweise dass dieser Schnittpunkt von m unabhängig ist. Anwendung des Gelernten Abschießend folgen Übungen, in denen die Schülerinnen und Schüler das neu erworbene Wissen anwenden müssen. Da die Punkte B und C dieselbe x-Koordinate haben (Abb. 3), kann kein Graph gefunden werden, der durch sie verläuft. Dadurch wird die Definition von Funktionen als eindeutige Zuordnung wiederholt. Der Umfang dieser Übungen ist nicht begrenzt, so dass auch leistungsstarke Schülerinnen und Schüler ausreichend Möglichkeiten haben, Aufgaben zu bearbeiten.

Anhand des Materials erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler eine überblicksartige Darstellung zu deutsch-jüdischem Leben in Deutschland, vom Beginn der Industriellen Revolution bis hin zur Weimarer Republik. Sie vertiefen das Gelernte mittels Einzelfalluntersuchungen von Biografien. Die "Ausstellung in der Ausstellung", so oder so ähnlich lässt sich die Unterrichtseinheit "Zwischen Erfolg und Anfeindung – jüdisches Leben in Deutschland" zusammenfassen. Bei der Durchführung wird großer Wert auf Interaktivität und Schüleraktivität gelegt. Nachdem das Thema erschlossen wurde, geht es zur virtuellen Ausstellung "Gemeinsame Geschichte(n) – deutsch-jüdische Lebenswege" . Der dieser Unterrichtseinheit zugehörige Ausstellungsraum 3 trägt den Titel "Antisemitismus". Die Arbeitsblätter der Unterrichtseinheit enthalten Arbeitsaufträge für die Gruppenarbeits- und Partnerarbeitsphase. So wird der direkte Bezug zu den Inhalten der Ausstellung gewährleistet. Basierend auf den in der Ausstellung erworbenen Kenntnissen erarbeiten die Schülerinnen und Schüler eigene Präsentationen zu den thematischen Schwerpunkten des Ausstellungsraumes. Thema 1 widmet sich der historischen Einführung und einer längsschnittartigen Betrachtung deutsch-jüdischer Geschichte. Der Längsschnitt beginnt im 19. Jahrhundert und endet in der Weimarer Republik. Die nachfolgenden Themenkomplexe rücken deutsch-jüdische Biografien in den Vordergrund, wie die Walther Rathenaus in Thema 2 oder die der Abgeordneten Toni Sender in Thema 3. Abschließend wird der Längsschnitt mit Thema 4 weitergeführt, welches sich mit Antisemitismus in der Gegenwart beschäftigt. Auf Basis dieser thematischen Vorgaben erstellen die Schülerinnen und Schüler ihre eigene kleine Ausstellung und präsentieren die Ergebnisse anhand der Unterrichtsmethode des "Gallery walks" ("Galerierundgang"). Einordnung des Themas in die Geschichtslehrpläne Die Unterrichtseinheit hat einen Umfang von vier Unterrichtsstunden und bietet Anknüpfungspunkte für die Themenfelder "Industrielle Revolution", "Weimarer Republik" und "Jüdisches Leben in Deutschland". Vor allem die beiden erstgenannten Themenschwerpunkte finden sich in den Geschichtslehrplänen der Bundesländer in verschiedenen Klassenstufen der Sekundarstufe I. Methodische Hinweise Die Schülerinnen und Schüler stellen zu Beginn der Unterrichtseinheit die Informationen über die Entwicklung der rechtlichen Gleichstellung deutscher Jüdinnen und Juden der deutsch-jüdischen Bevölkerungsentwicklung bis 1871 gegenüber. Daraus leiten sie die Problemstellung ab. Die schüleraktive Methodik (Gruppenarbeit, "Gallery walk") orientiert sich am Konzept der interaktiven Ausstellungselemente, sodass eine Aktivierung der Schülerinnen und Schüler auf zwei Ebenen stattfindet: Das digitale Ausstellungskonzept ermöglicht eine interaktive Auseinandersetzung mit den Inhalten, während die schüleraktive Methodik die Interaktion in die Schülergruppen hineinträgt. In der anschließenden Auswertungsphase erfolgt die "Ausstellung in der Ausstellung", in der die Schülerinnen und Schüler ihre Arbeitsergebnisse bei einem "Gallery walk" präsentieren. Dabei handelt es sich um eine Methode aus dem Feld der kooperativen Lernformen, bei der die Schülerinnen und Schüler ihre Arbeiten im Klassenraum ausstellen. Jeweils eine Schülerin oder ein Schüler der Arbeitsgruppe präsentiert das Ergebnis. Der Fokus liegt dabei auf der Auswertung der Ergebnisse, da die übrigen Schülerinnen und Schüler als Reporter fungieren, die in der darauffolgenden Arbeitsphase ihre Reportagen mittels einer kooperativen Lernform (Partnerarbeit) erarbeiten. Danach kommen die Vorträge der Reportagen. Hier erhalten die Schülerinnen und Schüler der Arbeitsgruppen ein "peer feedback" zu ihren Arbeitsergebnissen. Diese Methode unterstützt die Schülerinnen und Schüler bei der Reflexion eigener Arbeitsergebnisse, denn sie erhalten Meinungen und/oder Kritik durch den Feedback-Partner aus den Reihen der Schülerinnen und Schüler. Den Abschluss der Unterrichtseinheit bildet die Diskussion des Themas mittels des Impulsmaterials auf den Arbeitsblättern. Als Vorkenntnisse der Unterrichtseinheit sollten Kenntnisse zur Industriellen Revolution, zur Gründung des Deutschen Kaiserreiches sowie zur Entstehungsgeschichte der Weimarer Republik vorhanden sein. Zur Vertiefung und Festigung des Lernstoffs bieten sich die interaktiven Aufgabenstellungen in Form von Multiple-Choice-Übungen ("Historische Einführung", "Toni Sender") oder einem Lückentext ("Walther Rathenau") an. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die ökonomische und soziale Entwicklung der deutsch-jüdischen Bevölkerung im historischen Längsschnitt kennen. untersuchen die Entwicklung der deutsch-jüdischen Bevölkerung und deren Partizipationsmöglichkeiten im historischen Längsschnitt. problematisieren Antisemitismus im historischen Längsschnitt. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erschließen Inhalte mittels digitaler Endgeräte. erwerben Medienkompetenzen beim Besuch einer interaktiven Ausstellung. beherrschen die Soft- und Hardware digitaler Endgeräte. Sozialkopetenz Die Schülerinnen und Schüler wenden kooperative Lernformen an: Partner-Gruppenarbeit und "Gallery walk". beherrschen Diskussionsformen im Rahmen des Plenums.

In dieser Unterrichtseinheit zum kooperativen Lernen mit Padlet setzen sich die Schülerinnen und Schüler gemeinsam und zielgerichtet mit einem Thema auseinander, bearbeiten und strukturieren es in Gruppenarbeit mithilfe der Präsentationssoftware Padlet und können ihre Ergebnisse abschließend mediengestützt präsentieren. Die Arbeit mit Padlet wird exemplarisch am Beispiel eines Religionsprojektes zum Thema "Hinduismus" für die Sekundarstufe I erklärt und dokumentiert. Das beschriebene Vorgehen ist aber natürlich auch auf andere Fächer und Themen übertragbar. "T oll E in A nderer M achts" ist sowohl bei Schülerinnen und Schülern wie auch Lehrkräften ein weitverbreiteter Slogan und die Abkürzung für TEAM . Bei Gruppenarbeiten sieht man häufig einzelne Schülerinnen und Schüler, die mit Engelsgeduld die Überschrift eines Plakates ausmalen oder Bilder ausschneiden. Der Rest der Gruppe schaut häufig mehr oder weniger gelangweilt zu und beschäftigt sich anderweitig. Dies ist auch nicht verwunderlich, da es schwer ist, als Gruppe gemeinsam an einem Plakat zu arbeiten. Gleichzeitig macht es wenig Sinn, 30 Plakate pro Klasse erstellen zu lassen. Die Software "Padlet" eröffnet hier völlig neue Möglichkeiten . So können die einzelnen Gruppenmitglieder zeitgleich mit verschiedenen Computern an einem Projekt arbeiten. Sie sehen alle dieselbe grafische Oberfläche. Jede Veränderung wird simultan an allen Bildschirmen angezeigt, sodass ein wirklich gemeinsames Arbeiten möglich ist. Durch die verschiedenen Gestaltungsmöglichkeiten setzen sich die Gruppenmitglieder kontrovers und produktiv mit Inhalt und Form auseinander und arbeiten zielgerichtet auf ein Ergebnis hin. Ein "Padlet" hat keine natürlichen Grenzen und kann beliebig erweitert werden, sodass es sich auch hervorragend für komplexere Themen und für die am Ende stehende Präsentation eignet. Für diese Unterrichtseinheit wurde das Thema "Hinduismus" in der Mittelstufe gewählt. Das Arbeitsprinzip kann jedoch beliebig auf jedes andere Sachthema in unterschiedlichen Jahrgangsstufen übertragen werden. Hier ein Beispiel eines Padlets aus der Einheit "Hinduismus": Abbildung: K. Graf, mit freundlicher Genehmigung von Padlet Didaktische Analyse Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten gemeinsam ein Thema und präsentieren dieses. Im Vordergrund stehen die selbständige kooperative Planung und Durchführung des Projekts. Welche Inhalte mit diesem Projekt erkannt werden können, hängt wiederum von der konkreten Themenwahl ab. Methodische Analyse Die Arbeit in der Gruppe ist immer eine Herausforderung für Schülerinnen und Schüler. Nicht alle Gruppen sind homogen und nicht alle Themen gleich einfach zu bearbeiten. Auch die Bereitschaft, sich in die Gruppe einzubringen, kann sehr unterschiedlich sein. Sehr schnell sind gruppendynamische Prozesse sichtbar und es kann zu Spannungen innerhalb der Gruppe kommen, weil jedes einzelne Gruppenmitglied die eigene Rolle finden und gleichzeitig die angenommene Rolle der anderen akzeptieren lernen muss. Die gemeinsame Arbeit am Padlet erfordert zwingend, dass sich die Gruppe über alle Einzelheiten (Layout, Inhalte, Bilder, usw.) austauscht und einigt. Das gleichzeitige Arbeiten am Dokument erfordert Rücksichtnahme und Absprache. Die Lehrkraft kann im Vorfeld die Gruppen frei einteilen oder die Schülerinnen und Schüler selbst über die Gruppenzusammensetzung bestimmen lassen. Während die meisten Schülerinnen und Schüler eine eigene Einteilung bevorzugen, hat die Einteilung im Vorfeld den Vorteil, dass bestimmte Gruppenprozesse bereits in dieser Phase beeinflusst werden können. Eine ausführliche Beschreibung der Vor- und Nachteile des Einsatzes von Padlet im Unterricht finden sich im Download "Padlet als Präsentationssoftware". Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten Teilbereiche eines größeren Themas und stellen dieses detailliert vor. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Software padlet.com kennen und erstellen eigene Padlets. präsentieren ihre Ergebnisse vor der Klasse mithilfe der zuvor erstellten Padlets. recherchieren eigenständig im Internet, wählen aus, wägen ab und bereiten gewählte Inhalte logisch auf. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten kooperativ in Gruppen, tauschen sich aus und lernen Differenzen gemeinschaftlich zu lösen. präsentieren selbst erarbeitete Ergebnisse vor der Klasse. arbeiten verantwortungsvoll an einem gemeinsamen Projekt.

In dieser Unterrichtseinheit mit interaktiven Übungen zum Thema Sonnenschutz entdecken Schülerinnen und Schüler spielerisch, wie UV-Strahlung wirkt, warum sie schädlich sein kann und wie sie sich aktiv und wirksam schützen können. Durch einfache Experimente, kooperative Aufgaben und den Bezug zu eigenen Alltagserfahrungen wird ein nachhaltiges Bewusstsein für die Wichtigkeit von Sonnenschutz geschaffen. Die Lernenden formulieren eigene Sonnenschutzregeln, die sie im Schulalltag anwenden können – und erleben dabei, dass es auch Spaß machen kann, Verantwortung für die eigene Gesundheit zu übernehmen. Kinder im Grundschulalter verbringen viel Zeit im Freien – auf dem Schulhof, bei Ausflügen oder beim Spielen im Alltag – und sind dabei regelmäßig der UV-Strahlung ausgesetzt; häufig, ohne sich der damit verbundenen Gefahren bewusst zu sein. Gleichzeitig ist das Thema Sonnenschutz (UV-Schutz) bei vielen Kindern negativ belegt: Sonnencreme gilt als lästig, Hüte, Kappen mit Nackenschutz oder lange Kleidung oft als "uncool". Umso wichtiger ist es, das Thema frühzeitig, altersgerecht und motivationsfördernd im Unterricht aufzugreifen und für Sonnenschutz zu sensibilisieren. Die vorliegende Unterrichtseinheit verfolgt das Ziel, Schülerinnen und Schüler spielerisch über die Wirkung von Sonnenstrahlung, die Gefahren übermäßiger UV-Belastung und wirksame Schutzmaßnahmen aufzuklären. Dabei stehen vor allem die Förderung von Selbstverantwortung, der Aufbau von Handlungswissen sowie die positive Besetzung des Themas im Fokus. Der Einstieg in die Unterrichtseinheit erfolgt über eine kindgerechte Einführung in die verschiedenen Arten der Sonnenstrahlung, insbesondere in die unsichtbare UV-Strahlung. Mithilfe eines einfachen Experiments mit UV-Perlen wird das Unsichtbare für die Lernenden sichtbar gemacht (Sollten keine UV-Perlen zur Verfügung stehen, sieht der Ablaufplan eine Alternative vor, bei der die Experimente anschaulich durch ein Video dargestellt werden.): Die Perlen verfärben sich bei Kontakt mit UV-Strahlung und machen diese sichtbar. Dies dient als Ausgangspunkt, um gemeinsam über die Risiken nachzudenken, die mit der UV-Belastung für den Körper verbunden sind. Ein kurzer Info-Text klärt schließlich über diese Risiken auf. Falls an der Schule noch keine UV-Perlen vorhanden sind, empfiehlt es sich, diese vorab zu organisieren und den Schülerinnen und Schülern für die Experimente bereitzustellen. Im Anschluss erarbeiten die Schülerinnen und Schüler anhand eines Wimmelbildes sinnvolle Schutzmaßnahmen in einer alltäglichen Szene – dem Spielen auf dem Schulhof. Sie reflektieren eigene Erfahrungen, benennen geeignete Schutzmittel wie Kleidung, Schatten oder Sonnencreme und testen deren Wirkung erneut bei einem einfachen Experiment mithilfe der UV-Perlen. In einem weiteren Schritt wird auch der UV-Index eingeführt und als hilfreiches Instrument zur Einschätzung der täglichen UV-Belastung einfach und anschaulich mithilfe einer Sonnenuhr erklärt. Weiter lernen die Kinder, wie sich Sonnenschutz dem individuellen Hauttyp anpassen lässt, und wenden das Gelernte auf ihren Alltag an. Neben dem Erwerb von fachlichem Wissen steht in dieser Unterrichtsphase vor allem die Förderung aktiven, reflektierten Handelns im Vordergrund und der Transfer des Wissens auf die eigene Lebenswelt. Zum Abschluss der Reihe erstellen die Lernenden in Gruppenarbeit ein Sonnenschutz-Poster mit eigenständig formulierten Sonnenschutz-Regeln und bauen gemeinsam eine Sonnenschutz-Station für das Klassenzimmer auf. Durch dieses kooperative Vorgehen wird das Wissen nachhaltig gefestigt und in konkrete Handlungen überführt. Als kreative Erinnerung an das Gelernte und als gemeinsamen Abschluss gestalten die Kinder zudem ein UV-Perlen-Armband, das sie auch im Alltag an die Bedeutung von Sonnenschutz erinnert. Begleitet werden die Lerninhalte durch zwei Sympathiefiguren – Elif und Jari. Gemeinsam mit den beiden entdecken die Schülerinnen und Schüler alles Wichtige rund um den Sonnenschutz und bauen Schritt für Schritt ihr Wissen auf, indem sie die Sympathiefiguren in ihrem Lernprozess begleiten. Ergänzend zu den Arbeitsblättern steht zu jedem inhaltlichen Schwerpunkt (zu jedem Arbeitsblatt) je eine interaktive Übung zur Verfügung. Diese sind thematisch auf die jeweiligen Lerninhalte abgestimmt und unterstützen die Vertiefung sowie Festigung des erarbeiteten Wissens auf spielerische Weise und eignen sich insbesondere für den jeweiligen Stundenabschluss. Die Unterrichtseinheit ist lebensweltbezogen, handlungsorientiert und interaktiv angelegt. Ziel ist es, die Schülerinnen und Schüler der dritten und vierten Jahrgangsstufe für die Bedeutung wirksamen Sonnenschutzes zu sensibilisieren und ihnen ein grundlegendes Verständnis für die Wirkung der Sonnenstrahlung sowie geeignete Schutzmaßnahmen für den Alltag zu vermitteln. Im Mittelpunkt steht folglich ein handlungsorientierter Zugang: Durch einfache Experimente mit den UV-Perlen, gezielte Beobachtungen in ihrer Umgebung (Sonne auf dem Schulhof), die Nutzung interaktiver Übungen zur Festigung des Wissens sowie kreative Arbeitsphasen (Basteln von UV-Armbändern) wird das anfänglich noch abstrakt scheinende Thema UV-Strahlung konkret für die Lernenden erfahrbar gemacht. Die Schülerinnen und Schüler lernen so nicht nur, was sie tun können, um sich vor der Sonne zu schützen, sondern auch, warum bestimmte Schutzmaßnahmen notwendig sind – ein entscheidender Schritt hin zu selbstverantwortlichem, gesundheitsförderndem Handeln. Kooperative Lernformen spielen dabei ebenso eine wichtige Rolle. Durch Gespräche, Paar- und Gruppenarbeiten tauschen die Kinder Erfahrungen aus, entwickeln gemeinsam Regeln und bewerten Schutzmaßnahmen. Dieser soziale Austausch trägt nicht nur zum Wissenserwerb bei, sondern hilft auch dabei, mögliche Vorbehalte abzubauen – etwa gegenüber dem Auftragen von Sonnencreme oder gegenüber "uncooler" Kleidung. Die Erfahrung, dass alle gemeinsam an denselben Aufgaben arbeiten und gemeinsame Schutzmaßnahmen und Klassenregeln für beispielsweise den Sonnenschutz in der Pause entwickeln, wirkt dabei motivierend. Eine besonders sinnvolle Maßnahme zur positiven Besetzung des Themas ist das Basteln von UV-Perlen-Armbändern oder Schlüsselanhängern, bei dem die Kinder individuelle Varianten wählen können. Diese selbst erstellten Produkte dienen nicht nur als Erinnerung im Alltag an das Gelernte, sondern verbinden das Thema mit einem kreativen, persönlichen Zugang. Die Schülerinnen und Schüler lernen zudem nicht nur in kooperativen Settings, sondern auch durch die gezielte Einbindung von Sympathiefiguren, die den Lernprozess emotional begleiten und strukturieren. Die Einbindung der Sympathiefiguren Elif und Jari schafft zusätzlich Identifikationsmöglichkeiten. Sie begleiten die Kinder als roter Faden durch die Einheit, geben Impulse und regen zur Reflexion an. Die Kinder beobachten deren Verhalten, übertragen es auf ihren eigenen Alltag und lernen so auf modellhafte Weise. Die Unterrichtsphasen sind zudem so angelegt, dass die Schülerinnen und Schüler möglichst oft selbst aktiv werden: durch Erkundungen im Freien, einfache Experimente mit den UV-Perlen, das Testen von Sonnencreme, das Auswerten von Beobachtungen und das Erstellen eigener Regeln. Die interaktiven Übungen ergänzen die Arbeitsblätter gezielt, dienen der Differenzierung und der spielerischen Festigung. Für jedes Arbeitsblatt ist eine interaktive Übung vorgesehen. Insgesamt stehen drei interaktive Übungen zur Verfügung, die flexibel nach den jeweiligen Schwerpunkten oder am Ende der Unterrichtseinheit einsetzbar sind. Ziel ist es unter anderem, das im Unterricht erworbene, theoretische Wissen in praktisches Handlungswissen zu überführen – etwa durch das Aufstellen einer Sonnenschutz-Station im Klassenraum, das Erstellen von Schattenplatz-Schildern oder das Einbringen von Sonnenschutzregeln in den Schulalltag. So wird Partizipation ermöglicht, Selbstwirksamkeit gestärkt und die Bedeutung des Gelernten über die Unterrichtssituation hinaus erfahrbar gemacht. Insgesamt verfolgt die Einheit also das Ziel, naturwissenschaftliche und gesundheitliche Zusammenhänge alltagsnah und kindgerecht aufzubereiten und damit zur Gesundheitsbildung sowie zur Entwicklung eines verantwortungsvollen, selbstbestimmten Umgangs mit der Umwelt beizutragen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… benennen die drei Strahlenarten des Sonnenlichts. beschreiben die drei Strahlenarten des Sonnenlichts. beschreiben die Wirkung von UV-Strahlung auf den menschlichen Körper. bewerten alltägliche Situationen im Hinblick auf mögliche UV-Belastung und geeignete Schutzmaßnahmen. begründen die Notwendigkeit, sich bei Sonneneinstrahlung zu schützen – unabhängig vom Hauttyp. erklären, wie sie sich im Alltag wirksam vor UV-Strahlung schützen können (z. B. durch Kleidung, Sonnencreme, Schatten, Kappen mit Nackenschutz). entnehmen einem altersgerechten Sachtext zentrale Informationen (z. B. zur Wirkung von Sonnenstrahlen oder zum UV-Index). Medien- und Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… gehen verantwortungsbewusst mit digitalen Endgeräten um. lösen mithilfe digitaler Endgeräte verschiedene interaktive Übungen. dokumentieren Beobachtungen aus einem Experiment. gestalten ein Plakat zu Sonnenschutzregeln. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… verbessern ihre Sozialkompetenz, indem sie kooperativ ein Poster zu Sonnenschutz-Regeln erstellen. verbessern ihre Sozialkompetenz, indem sie im Team oder in Kleingruppen zusammenarbeiten. stimmen sich bei der Durchführung von Aufgaben und Präsentationen ab. verbessern ihre Sozialkompetenz, indem sie ihre Ergebnisse adressatengerecht präsentieren. übernehmen Verantwortung für die eigene Gesundheit und die ihrer Mitschülerinnen und Mitschüler. reflektieren eigene Erfahrungen mit Sonne und Sonnenschutz. entwickeln Mitverantwortung für jüngere Kinder, z. B. durch die Thematisierung von Schutzmaßnahmen für Geschwisterkinder.

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler den Aufbau und die Lebensweise von Hefe-Organismen kennen und beschäftigen sich in einer kooperativen Gruppenarbeit eingehender mit der Herstellung von Bier als großtechnische Anwendung von Hefe. Für eine tiefgreifende Auseinandersetzung werden den Lernenden verschiedene Zugänge in Form interaktiver Übungen geboten. Über einen stillen Impuls steigt die Klasse in das Thema ein. Die unterschiedlichen Anwendungsgebiete von Hefe werden mit Hilfe einer Präsentation gezeigt. Um Hefe-Organismen im Original kennenzulernen, mikroskopieren die Lernenden eine Suspension aus Trockenhefe. Die Lernenden fotografieren die Hefezellen mit Hilfe eines Tablets oder Smartphones durch das Mikroskop und übertragen die Skizze oder das Foto auf das AB. Mit Hilfe einer Infografik wird der detaillierte Aufbau einer Hefezelle erarbeitet. Als Selbstüberprüfung dient ein H5P Drag and Drop . Durch eine kurze Internetrecherche informieren sich die Lernenden über weitere Merkmale, wie beispielsweise der Größe von Hefe-Zellen. Gestützt durch ein H5P Column erarbeiten die Schülerinnen und Schüler mit Hilfe eines dokumentierten Versuchs die Lebensbedingungen von Hefe. Sie lernen, dass Hefezellen sowohl über Zellatmung als auch durch alkoholische Gärung Energie gewinnen können. Mit Hilfe eines Lückentextes erarbeiten sie die zugrundeliegenden Stoffwechselvorgänge. Per H5P Drag and Drop sichern die SuS Wortgleichungen der Zellatmung und der alkoholischen Gärung. Die Erarbeitung der Vermehrung von Hefe-Organismen durch Knospung wird durch einen Audiobeitrag gestützt. In einer kooperativen Gruppenarbeit informiert sich die Klasse über das Bierbrauen, eine der wichtigsten industriellen Anwendungen von Hefe. Jede Gruppe stellt dabei einen Schritt des Prozesses mit Hilfe einer vorgefertigten Infografik und eines Informationstextes vor. Bei Bedarf kann die Krankheit Soor thematisiert werden, die zeigt, dass Hefen auch Krankheiten verursachen können. Hier müssen die Lernenden Fragen dazu beantworten. Als Gesamtzusammenfassung lösen die SuS ein H5P-Quiz . Zu Beginn der Unterrichtseinheit betrachten die Lernenden eine PowerPoint-Folie mit verschiedenen Produkten, die alle mithilfe von Hefe hergestellt wurden. So wird ein lebensweltlicher Bezug geschaffen und das Thema eingeleitet. Falls die Gemeinsamkeit nicht erkannt wird, hilft eine gezielte Frage oder die Bildbeschriftung. Anschließend lernen die Schülerinnen und Schüler Hefe als Organismus kennen, indem sie eine Hefe-Suspension mikroskopieren. Wichtig ist hierbei die sparsame Verwendung der Suspension und eine genaue Beobachtung. Für gute Fotos empfiehlt sich, das Tablet oder Smartphone ruhig über das Okular zu halten. Beim Zeichnen auf dem Arbeitsblatt sollen nur wenige Zellen (3–4) vergrößert und detailliert dargestellt werden. Mit einer H5P-Infografik erarbeiten sich die Lernenden den Zellaufbau der Hefe und die Funktionen der Organellen. Die Lebensbedingungen und Stoffwechselprozesse werden mithilfe einer interaktiven H5P-Column-Anwendung erkundet. Dabei lernen die Schülerinnen und Schüler die Prozesse der Zellatmung und alkoholischen Gärung kennen und halten diese als Wortgleichungen fest. Ergänzend können Summenformeln notiert werden. Zum Abschluss befassen sich die Lernenden mit zwei Beispielen: Bierbrauen und Mundsoor. In Gruppen erarbeiten sie den Brauprozess und präsentieren die Ergebnisse, unterstützt durch eine Infografik und optional einen Film. Das Beispiel Mundsoor zeigt, dass es verschiedene Hefearten gibt. Ein abschließendes Quiz sichert die wichtigsten Erkenntnisse. Die Einheit bietet durch verschiedene interaktive Methoden vielfältige Zugänge, fördert eigenständiges Arbeiten und ermöglicht eine nachhaltige Auseinandersetzung mit dem Thema Hefe. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erklären den Aufbau einer Hefezelle. beschreiben den Stoffwechsel der Hefe. verschriftlichen die Prozesse der Zellatmung und der alkoholischen Gärung in Form einer Wortgleichungen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können digitale Informationen mit dem Original vergleichen. können mikroskopische Fotos nachzeichnen. können Informationen aufnehmen und präsentieren. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler mikroskopieren in der Gruppe. bearbeiten kooperativ Arbeitsaufträge. präsentieren erarbeitete Informationen adressatengerecht.

Hier finden Sie Unterrichtseinheiten und Anregungen zum Unterricht mit digitalen Medien im Fach Mathematik zum Thema Geometrie. Die hier vorgestellte Lernumgebung bietet die Grundlage für eine Unterrichtssequenz, in der die Schülerinnen und Schüler die Bedeutung der Parameter in der allgemeinen Sinusfunktion f(x) = a sin(b(x+c)) + d experimentell entdecken können. Insbesondere wird die Beziehung zwischen den Parameterwerten im Funktionsterm und dem Verlauf des zugehörigen Graphen sichtbar und damit erschließbar. Die Schülerinnen und Schüler können dabei weitgehend eigenverantwortlich, selbstständig und kooperativ arbeiten. Die dynamischen Arbeitsblätter und ihre Einsatzmöglichkeiten im Unterricht zeigen somit auf, wie Ziele von SINUS-Transfer mithilfe neuer Medien verfolgt und umgesetzt werden können (Modul 1: Weiterentwicklung der Aufgabenkultur; Modul 8: Aufgaben für kooperatives Arbeiten; Modul 9: Verantwortung für das eigene Lernen stärken). Die Grundlage dafür bildet das kostenlose Programm GEONExT. Es kann von der Grundschule bis zur Analysis der gymnasialen Oberstufe vielfältig und flexibel genutzt werden, als eigenständige Anwendung oder im Rahmen dynamischer Arbeitsblätter auf HTML-Basis. GEONExT wurde und wird an der Universität Bayreuth entwickelt. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bedeutung von Parametern in der Sinusfunktion experimentell entdecken. Beziehungen zwischen Funktionstermen und Funktionsgraphen erschließen. weitgehend eigenverantwortlich und kooperativ arbeiten. Thema Parameter in der Sinusfunktion Autor Dr. Volker Ulm Fach Mathematik Zielgruppe 10. bis 11. Jahrgangsstufe Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Browser mit Java-Unterstützung, Java Runtime Environment (kostenloser Download) Software GEONExT (kostenloser Download) Die Entwicklung allgemeiner Einsichten Welche Bedeutung haben die Parameter in der allgemeinen Sinusfunktion f(x) = a sin(b(x+c)) + d ? Wie wirken sich Veränderungen der Parameterwerte auf den Verlauf des Funktionsgraphen aus? In der Regel verläuft die Untersuchung derartiger Fragen so, dass die Schülerinnen und Schüler zunächst für einige Parameterwerte Funktionsgraphen zeichnen. Derartige Bilder finden sich in allen gängigen Schulbüchern im entsprechenden Kapitel. In einem entscheidenden nachfolgenden Schritt kommt es allerdings darauf an, dass sich die Schülerinnen und Schüler allmählich von den konkreten Parameterwerten und konkreten Funktionsgraphen lösen und allgemeine Einsichten entwickeln wie etwa: " Wird im Funktionsterm f(x) = sin(bx) der Betrag von b größer, so wird die Sinuskurve in x-Richtung gestaucht. Wird der Betrag von b kleiner, wird die Sinuskurve in x-Richtung auseinander gezogen." Dieser gedankliche Abstraktionsschritt von konkreten Zahlenwerten hin zu allgemeinen Parametern ist nicht zu unterschätzen. Dynamische Mathematiksoftware macht Prozesse sichtbar Die Schülerinnen und Schüler müssen anhand von Erfahrungen an einzelnen Graphen Vorstellungen über Veränderungsprozesse entwickeln, nämlich: Wie verändert sich der Funktionsgraph, wenn man den im Funktionsterm enthaltenen Parameter kontinuierlich variiert? An der Tafel oder auf Papier können bei der Beschäftigung mit derartigen Fragen immer nur einige wenige Graphen gezeichnet werden. Eine kontinuierliche Deformation und Verschiebung der Graphen bei Parametervariation ist mit traditionellen Unterrichtsmitteln allenfalls in der Vorstellung realisierbar. Die statischen Bilder an der Tafel und im Schülerheft gleichen dabei Momentaufnahmen eines dynamischen Prozesses. Dynamische Mathematiksoftware macht diese Prozesse sichtbar: Die kontinuierliche Variation der Parameter bewirkt kontinuierliche Streckungen und Verschiebungen der Graphen. Auf diese Weise treten die zu Grunde liegenden stetigen funktionalen Abhängigkeiten ausgesprochen deutlich hervor. Unterrichtsverlauf und technische Hinweise Die Schülerinnen und Schüler entdecken Zusammenhänge experimentell und fixieren ihre Ergebnisse. Diese werden dann im Plenum präsentiert. Bezug der Unterrichtseinheit zu SINUS-Transfer Weiterentwicklung der Aufgabenkultur, Aufgaben für kooperatives Arbeiten, Verantwortung für das eigene Lernen stärken Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten den Einstieg in die Sinusfunktion weitgehend eigenständig und kooperativ. Dynamische Arbeitsblätter helfen dabei, die jeweilige Problem- oder Aufgabenstellung zu veranschaulichen. Ein virtuelles Experiment zur Pendelbewegung stellt den Anwendungsbezug her. Wenn die Sinusfunktion im Unterricht eingeführt wird, geschieht dies meist durch Angabe des Funktionsterms, Erstellen einer Wertetabelle und die anschließende Zeichnung des Funktionsgraphen. Demgegenüber ist der Zugang durch dynamische Arbeitsblätter intuitiver und experimenteller. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Darstellung von Sinus, Cosinus und Tangens am Einheitskreis wiederholen. die Darstellung des Bogenmaßes am Einheitskreis wiederholen. eine Einführung und Definition der Sinusfunktion erarbeiten. die Bedeutung der Sinusfunktion für die Beschreibung von Schwingungsvorgängen erkennen. eigenständig und kooperativ mathematische Zusammenhänge erarbeiten und dokumentieren. Thema Einführung der Sinusfunktion Autor Dr. Markus Frischholz Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 9 bis 10 Zeitraum 1 Stunde Technische Voraussetzungen idealerweise ein Rechner pro Person, Browser mit Java-Unterstützung, Java Runtime Environment (kostenloser Download) Software Mit GEONExT (kostenloser Download) können Sie eigene dynamische Materialien erstellen. Zur Nutzung der hier angebotenen Arbeitsblätter ist die Software jedoch nicht erforderlich. Die Schülerinnen und Schüler sollen den Zusammenhang zwischen der Darstellung des Sinus, Kosinus und Tangens am Einheitskreis und der dazugehörigem Graphen erkennen. besondere Eigenschaften der Sinus-, Kosinus- und Tangensfunktion benennen. Thema Einführung der Sinus-, Kosinus- und Tangensfunktion Autorin Sandra Schmidtpott Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 9 und 10 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Browser mit Java-Unterstützung, idealerweise Beamer Bei der Einführung der Sinus- und der Kosinusfunktion sowie der Tangensfunktion stehen zu Beginn die Seitenverhältnisse im rechtwinkligen Dreieck im Mittelpunkt. Die Schülerinnen und Schüler lernen Berechnungen mithilfe von Sinus, Kosinus und Tangens am rechtwinkligen Dreieck durchzuführen und entdecken hierbei die Zusammenhänge zwischen den Funktionen. Mehrwert des Applets und Unterrichtsverlauf Warum Sie auf das Applet nicht verzichten sollten und wie Sie es im Zusammenhang mit einem Arbeitsblatt einsetzen können. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Definition des Sinus, Cosinus und Tangens eines Winkels als Seitenverhältnis in einem rechtwinkligen Dreieck kennen und anwenden. die x- und y-Koordinate eines Punktes P auf dem Einheitskreis bestimmen können. begründen können, warum beim rechtwinkligen Dreieck im Einheitskreis die Katheten als Sinus (alpha) und Cosinus (alpha) bezeichnet werden. für die Winkel 0° < alpha < 90° die entsprechenden Seitenverhältnisse berechnen. besondere Seitenverhältnisse (alpha = 0°, alpha = 90°, ... ) und die Periodizität der Funktionsgrafen angeben können. Thema Vom Dreieck zur Funktion - Einführung der trigonometrischen Funktionen mit GeoGebra Autoren Sandra Schmidtpott, Markus Hohenwarter Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 9, zur Wiederholung auch Klasse 10 Zeitraum 2 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Rechner in ausreichender Zahl für die Partnerarbeit; die Nutzung der dynamischen GeoGebra-Arbeitsblätter erfordert Java (Version 1.4 oder höher, kostenfrei) Die Schülerinnen und Schüler mussten für den Einsatz der dynamischen Arbeitsblätter nicht extra im Umgang mit dem Programm GeoGebra geschult werden. Lehrerinnen und Lehrern, die sich noch nicht mit GeoGebra auskennen, sei jedoch empfohlen, sich mit den Arbeitsblätter vor deren Einsatz im Unterricht gründlich vertraut zu machen, da die Schülerinnen und Schüler doch immer mehr entdecken, als man erwartet und dann entsprechende Fragen stellen. Durch den Einsatz der GeoGebra-Arbeitsblätter konnte dynamisch erklärt und veranschaulicht werden, wie die Funktionen entstehen und welche Eigenschaften sie besitzen. Über die Verwendung in Klasse 9 hinaus lassen sich die Materialien in Klasse 10 zur Wiederholung einsetzen, wenn die Eigenschaften der trigonometrischen Funktionen noch einmal aufgegriffen werden. Unterrichtsverlauf Hinweise zum Einsatz der Arbeitsblätter Die dynamischen Arbeitsblätter der Unterrichtseinheit können Sie von der GeoGebra-Homepage als ZIP-Datei herunterladen. Markus Hohenwarter ist zurzeit Dissertant an der Abteilung für Didaktik der Mathematik , Universität Salzburg. Sein Dissertationsprojekt GeoGebra wird von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften gefördert. Er hat die dynamischen Arbeitsblätter zu dieser Unterrichtseinheit entwickelt. Die Schülerinnen und Schüler sollen ihre Kenntnisse zu den trigonometrischen Zusammenhängen im rechtwinkligen Dreieck selbstständig einschätzen lernen. erkannte Defizite im Bereich dieser Zusammenhänge selbstständig beheben. die trigonometrischen Zusammenhänge im rechtwinkligen Dreieck auf unterschiedliche Aufgabenstellungen anwenden können. Thema Trigonometrie mit GeoGebra - ein variables Übungskonzept Autor Andreas Meier Fach Mathematik Zielgruppe 9. und 10. Klasse Zeitraum 2-3 Stunden, je nach Unterrichtsintention Medien Internet Technische Voraussetzungen mindestens ein Computer mit Internetzugang für je zwei Personen, Java Runtime Environment (kostenloser Download), Browser mit aktiviertem Javascript Unterrichtsplanung Verlaufsplan: Trigonometrie mit Geogebra Alle dynamischen Darstellungen der HTML-Seiten wurden mit der kostenlosen Mathematiksoftware GeoGebra erstellt. Durch das Konzept, algebraische mit geometrischen Elementen zu verbinden, eignet sich dieses Programm sehr gut für die Erstellung interaktiver dynamischer Lernumgebungen. Für die reine Anwendung der hier vorgestellten Materialien ist die Software jedoch nicht nötig. Voraussetzungen, Einführung und Nutzung der Arbeitsblätter Auf die Warm-up-Phase mit Übungen zur Selbstkontrolle und Leistungsbestimmung erfolgt das eigenverantwortliche Aufarbeiten von Defiziten und die Festigung des Gelernten. Besonderheiten interaktiver Lernumgebungen Allgemeine Informationen zu den Vorteilen der Nutzung interaktiver Übungsumgebungen und ihrer Rolle als Elemente eines methodisch und medientechnisch abwechslungsreichen Mathematikunterrichts. Die Winkelfunktionen werden üblicherweise am Dreieck oder Einheitskreis definiert. Phänomenbetrachtungen oder Experimente sind die Ausnahme und tauchen, wenn überhaupt, erst als Anwendung auf. Im Rahmen dieser Unterrichtseinheit wird die Sinusfunktion dagegen aus der Anwendung heraus als Schwingungsfunktion eingeführt. Die Trigonometrie erscheint als Nebenprodukt dieser Schwingungsfunktion. Dabei können Computeralgebrasysteme, einfache Funktionenplotter oder geeignete Java-Applets zur schnellen Überprüfung von Hypothesen eingesetzt werden. Die Schülerinnen und Schüler "spielen" dabei mit den Parametern Amplitude, Periodenlänge oder Frequenz, während die Folgen ihrer Experimente am Bildschirm dynamisch dargestellt und analysiert werden können. Mühsame und langwierige Zeichnungen bleiben ihnen erspart. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bedeutung der Sinusfunktion zur Beschreibung von Schwingungen verschiedener Perioden und Amplituden verstehen. über das physikalische Phänomen Schwebung ein Additionstheorem erhören. Thema Die Sinusfunktion zur Beschreibung von Schwingungen und Schwebungen Autor Stefan Burzin Fächer Mathematik, Physik (fächerübergreifend) Zielgruppe Klasse 10 Zeitraum 8 Stunden (je nach Vertiefung) Technische Voraussetzungen CAS (zum Beispiel Derive oder Maple), Funktionenplotter oder geeignete Java-Applets (für die Applets benötigen Sie einen Browser mit Java-Unterstützung, Java Runtime Environment ); idealerweise Beamer Planung Sinusfunktion - Schwingungen und Schwebungen Im herkömmlichen Unterricht wird der Sinus über Streckenverhältnisse im Dreieck eingeführt. Die Sinusfunktion wird mehr oder weniger als Erweiterung der Definitionsmenge plausibel gemacht. Dabei hat die Funktion eine sehr wichtige und auch anschauliche Anwendung: Die Beschreibung periodischer Vorgänge. Die Addition zweier Schwingungen mit geringem Frequenzunterschied kann zunächst hörbar erfahren werden (zum Beispiel durch das Überblasen zweier ähnlich gefüllter Flaschen oder mithilfe der klassischen Stimmgabeln aus der Physik). Danach experimentieren die Schülerinnen und Schüler mit einem Funktionenplotter oder einem vergleichbaren digitalen Werkzeug. Unterrichtsverlauf "Sinusfunktion" Zunächst wird als periodischer Vorgang die Sonnenaufgangskurve untersucht. Rein harmonische Schwingungen werden dann mithilfe des Computers betrachtet. Arbeitsmaterialien Experimente und alle Arbeitsblätter zu den Themen Sonnenaufgangszeiten, Frequenzen, Schwebungen und Sinusfunktionen im Überblick Bezug der Unterrichtseinheit zu SINUS-Transfer Weiterentwicklung der Aufgabenkultur, Fächergrenzen erfahrbar machen - Fachübergreifendes und fächerverbindendes Arbeiten Die Schülerinnen und Schüler sollen den Umgang mit der Sinusfunktion, ihrer Gleichung und ihren Parametern festigen. mithilfe der Parameter Amplitude, Frequenz und Nullphasenwinkel eine Sinusfunktion gezielt beeinflussen. die Sinusschwingung als ein Bindeglied der Fächer Mathematik, Physik und Musik erkennen. durch die Hörbeispiele eine direkte Verbindung zwischen den Unterrichtsfächern Musikerziehung und Mathematik kennen lernen. die mathematischen Entsprechungen der Begriffe "Tonhöhe" und "Lautstärke" kennen. den Aufbau eines Tons durch Überlagerung seiner Partialtöne kennen. das Phänomen der Schwebung kennen lernen. mit dem Prinzip der Fourier-Analyse vertraut sein und Anwendungsgebiete kennen. Thema Schwingungen in Mathematik, Musik und Physik Autorin Judith Preiner Fächer Mathematik, fächerübergreifend auch Musik, Physik Zielgruppe Gymnasium, Klasse 10; als experimentelle Idee zu den Trigonometrischen Funktionen auch Jahrgangsstufe 11 Zeitraum 6 bis 8 Unterrichtsstunden für die Bearbeitung der Unterrichtsmaterialien; bei fächerübergreifendem Unterricht erweiterbar Technische Voraussetzungen Computer in ausreichender Anzahl mit Soundkarte und Software zum Abspielen von MP3-Dateien, Lautsprecher und Kopfhörer (für Einzel- oder Partnerarbeit), ein Computer mit Beamer (für Lehrerpräsentationen) Software Internet-Browser, Java (Version 1.4.2 oder höher) zur Bearbeitung der Applets Planung Verlaufsplan Schwingungen Sie können alle Arbeitsmaterialien (sieben dynamische Arbeitsblätter) und die umfangreiche Lehrerinformation ("Lexikon" zu den Fachbegriffen, Lösungen der Arbeitsaufträge und Unterrichtsanregungen) von der GeoGebra-Homepage als ZIP-Datei herunterladen. Die hier vorgestellte Lernumgebung bietet die Grundlage für eine Unterrichtssequenz, in der die Schülerinnen und Schüler die Bedeutung der Parameter in der allgemeinen Sinusfunktion f(x) = a sin(b(x+c)) + d experimentell entdecken können. Insbesondere wird die Beziehung zwischen den Parameterwerten im Funktionsterm und dem Verlauf des zugehörigen Graphen sichtbar und damit erschließbar. Die Schülerinnen und Schüler können dabei weitgehend eigenverantwortlich, selbstständig und kooperativ arbeiten. Die dynamischen Arbeitsblätter und ihre Einsatzmöglichkeiten im Unterricht zeigen somit auf, wie Ziele von SINUS-Transfer mithilfe neuer Medien verfolgt und umgesetzt werden können (Modul 1: Weiterentwicklung der Aufgabenkultur; Modul 8: Aufgaben für kooperatives Arbeiten; Modul 9: Verantwortung für das eigene Lernen stärken). Die Grundlage dafür bildet das kostenlose Programm GEONExT. Es kann von der Grundschule bis zur Analysis der gymnasialen Oberstufe vielfältig und flexibel genutzt werden, als eigenständige Anwendung oder im Rahmen dynamischer Arbeitsblätter auf HTML-Basis. GEONExT wurde und wird an der Universität Bayreuth entwickelt. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bedeutung von Parametern in der Sinusfunktion experimentell entdecken. Beziehungen zwischen Funktionstermen und Funktionsgraphen erschließen. weitgehend eigenverantwortlich und kooperativ arbeiten. Thema Parameter in der Sinusfunktion Autor Prof. Dr. Volker Ulm Fach Mathematik Zielgruppe 10. bis 11. Jahrgangsstufe Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Browser mit Java-Unterstützung, Java Runtime Environment (kostenloser Download) Software GEONExT (kostenloser Download) Die Entwicklung allgemeiner Einsichten Welche Bedeutung haben die Parameter in der allgemeinen Sinusfunktion f(x) = a sin(b(x+c)) + d ? Wie wirken sich Veränderungen der Parameterwerte auf den Verlauf des Funktionsgraphen aus? In der Regel verläuft die Untersuchung derartiger Fragen so, dass die Schülerinnen und Schüler zunächst für einige Parameterwerte Funktionsgraphen zeichnen. Derartige Bilder finden sich in allen gängigen Schulbüchern im entsprechenden Kapitel. In einem entscheidenden nachfolgenden Schritt kommt es allerdings darauf an, dass sich die Schülerinnen und Schüler allmählich von den konkreten Parameterwerten und konkreten Funktionsgraphen lösen und allgemeine Einsichten entwickeln wie etwa: " Wird im Funktionsterm f(x) = sin(bx) der Betrag von b größer, so wird die Sinuskurve in x-Richtung gestaucht. Wird der Betrag von b kleiner, wird die Sinuskurve in x-Richtung auseinander gezogen." Dieser gedankliche Abstraktionsschritt von konkreten Zahlenwerten hin zu allgemeinen Parametern ist nicht zu unterschätzen. Dynamische Mathematiksoftware macht Prozesse sichtbar Die Schülerinnen und Schüler müssen anhand von Erfahrungen an einzelnen Graphen Vorstellungen über Veränderungsprozesse entwickeln, nämlich: Wie verändert sich der Funktionsgraph, wenn man den im Funktionsterm enthaltenen Parameter kontinuierlich variiert? An der Tafel oder auf Papier können bei der Beschäftigung mit derartigen Fragen immer nur einige wenige Graphen gezeichnet werden. Eine kontinuierliche Deformation und Verschiebung der Graphen bei Parametervariation ist mit traditionellen Unterrichtsmitteln allenfalls in der Vorstellung realisierbar. Die statischen Bilder an der Tafel und im Schülerheft gleichen dabei Momentaufnahmen eines dynamischen Prozesses. Dynamische Mathematiksoftware macht diese Prozesse sichtbar: Die kontinuierliche Variation der Parameter bewirkt kontinuierliche Streckungen und Verschiebungen der Graphen. Auf diese Weise treten die zu Grunde liegenden stetigen funktionalen Abhängigkeiten ausgesprochen deutlich hervor. Unterrichtsverlauf und technische Hinweise Die Schülerinnen und Schüler entdecken Zusammenhänge experimentell und fixieren ihre Ergebnisse. Diese werden dann im Plenum präsentiert. Bezug der Unterrichtseinheit zu SINUS-Transfer Weiterentwicklung der Aufgabenkultur, Aufgaben für kooperatives Arbeiten, Verantwortung für das eigene Lernen stärken

In dieser Unterrichtseinheit werden die Schülerinnen und Schüler mit Aussagen fiktiver Personen zu den Themen Wahlen und Politik im Allgemeinen konfrontiert. Sie ordnen die einzelnen Personen einem Wählertypen zu, indem sie die spezifischen Motive und grundlegenden Einstellungen analysieren.In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten die Schülerinnen und Schüler im Rahmen eines Stationenlernens die Charakteristika von fünf verschiedenen Wählertypen: Stammwählerinnen und Stammwähler Wechselwählerinnen und Wechselwähler Lust-und-Laune-Wählerinnen und -Wähler Protestwählerinnen und Protestwähler Nichtwählerinnen und Nichtwähler Diese Kategorisierung beruht auf den Motiven für ein bestimmtes Wahlverhalten beziehungsweise auf der Entscheidung, nicht an einer Wahl teilzunehmen. In jedem Material äußert sich eine fiktive Person zum Thema Wahlen sowie über die Einstellung zur Politik im Allgemeinen. Daraus leiten die Schülerinnen und Schüler typische Kriterien ab, die eine Zuordnung zu einem bestimmten Wählertyp ermöglichen. Die in den Texten vertretenen Positionen sind abstrakt formuliert und lassen keine Rückschlüsse auf existierende Parteien zu. Es geht schließlich nicht um konkrete politische Haltungen, sondern um grundlegende Einstellungen und Verhaltensmuster im Zusammenhang mit Wahlen. Wahlberechtigte Bürgerinnen und Bürger lassen sich aufgrund ihres Wahlverhaltens und der dahinterstehenden Motive sogenannten Wählertypen zuordnen – ob bei Bundestagswahlen, Landtagswahlen, Kommunalwahlen oder Europawahlen. Die Materialien dieser Unterrichtseinheit beinhalten Aussagen fiktiver Personen zu den Themen Wahlen im Besonderen und Politik im Allgemeinen. Jede Äußerung enthält die spezifischen Kriterien eines bestimmten Wählertyps. Auf dieser Materialgrundlage erarbeiten die Schülerinnen und Schüler die Charakteristika von Stammwählerinnen und Stammwählern, Wechselwählerinnen und Wechselwählern, Lust-und-Laune-Wählerinnen und -Wählern, Protestwählerinnen und Protestwählern sowie Nichtwählerinnen und Nichtwählern. Bei der abschließenden Auswertung im Plenum sollte ein Schwerpunkt auf den problematischen Konsequenzen von Politikverdrossenheit liegen, die bei einigen Wählertypen relevant ist. Für die Bearbeitung der Materialien gibt es keine zwingende Reihenfolge, daher eignen sie sich ideal für ein Stationenlernen, das zusammen mit Einstiegs- und Auswertungsphase zwei Schulstunden in Anspruch nimmt. Da die Materialien in puncto Umfang und Bearbeitungsaufwand ähnlich konzipiert sind, ist ein reibungsloser Ablauf ohne "Stau" an einzelnen Stationen gewährleistet. Statt Einzelarbeit sind an den fünf Lernstationen auch kooperative Arbeitsformen (wie Partner- oder Kleingruppenarbeit) denkbar; die Möglichkeit dazu sollte den Schülerinnen und Schülern auf jeden Fall geboten werden. Für den Lernzuwachs ist die Plenumsphase am Ende von zentraler Bedeutung: In dieser findet die Auswertung der Arbeitsergebnisse mit der gesamten Lerngruppe statt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kategorisieren folgende Wählertypen anhand von spezifischen Wahlmotiven und grundlegenden Einstellungen gegenüber politischer Partizipation in der Demokratie: Stammwählerinnen und Stammwähler Wechselwählerinnen und Wechselwähler Lust-und-Laune-Wählerinnen und -Wähler Protestwählerinnen und Protestwähler Nichtwählerinnen und Nichtwähler Außerdem machen sie sich die problematischen Konsequenzen von Politikverdrossenheit für die Demokratie bewusst. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler übernehmen gegebenenfalls bei kooperativen Arbeitsformen Verantwortung für das Teamergebnis. präsentieren Arbeitsergebnisse im Plenum. vertreten sachlich begründete Standpunkte, hören anderen zu und diskutieren fair.