In der Unterrichtseinheit zu Fließgewässern wird in verschiedenen Teilprojekten naturwissenschaftliche Inhalte zum Gewässer, zu seinen Strömungsverhältnis und seinen Lebewesen multimedial verarbeitet. Dabei wird experimentiert, recherchiert und beobachtet und die Ergebnisse in einer Abschlusspräsentation zusammengetragen. Das Projekt zu Fließgewässern verbindet Naturbeobachtungen mit wissenschaftlichen Inhalten. Ausgangspunkt ist eine biologische Gewässergütebestimmung , die anschließend in einer multimediale Projektpräsentation verarbeitet wird. Fotografische Experimente eröffnen einen Blick auf die Komplexität der Strömungsverhältnisse in Fließgewässern und bereiten eine künstlerische Auseinandersetzung mit Formen und Strukturen des Fließens vor. Bei der Herstellung von Marmorpapier wird der Wirbel als Figur entdeckt und in einer Brunnenskulptur mit fließendem Wasser gestaltet. Oder es wird der Bach während einer Wanderung auf seinem Weg ins Tal oder in das nächstgrößere Gewässer beobachtet. Immer dabei ist die Smartphone-Kamera und liefert Ergebnisse für eine Abschlusspräsentation. Die Unterrichtseinheit kann fächerübergreifend oder im Rahmen einer Projektwoche durchgeführt werden. Im Kunst-Unterricht ist es möglich, den Fokus auf die Gestaltung der Fotos oder das Zeichnen der Bilder zu legen und den Wirbel als Form in Kunst und Kultur zu thematisieren. Die Untersuchung von Gesetzmäßigkeiten bei der Entstehung der Formen bieten Zugänge zur Strömungsphysik und zur Chaostheorie für den naturwissenschaftlichen Unterricht . Ein ständiger Wechsel zwischen draußen (Naturbeobachtung) und drinnen (Erarbeitung einer Präsentation) prägt dieses interdisziplinäre Projekt, das nach partizipativen und kooperativen Prinzipien durchgeführt werden soll. Erfahrungen und Erkenntnisse werden in einem ständigen Wechsel der Medien gewonnen. Zu Beginn des Bachprojekts liefert eine Ideensammlung erste Ansatzpunkte. Das Fotografieren soll zu einem bewussten Akt der Bildgestaltung werden. Nach der biologischen Gewässergütebestimmung dienen die Suche nach Wirbelformen in der natürlichen Umgebung, Bachwanderungen zur Entdeckung von Mäandern oder die Suche nach natürlichen Gefäßen für eine Brunnenlandschaft einer ständigen Rückbindung an natürliche Phänomene. Für eine exakte Bestimmung der Gewässergüte sollten einzelne Abschnitte des Baches (etwa Quadratmeter) sehr gründlich nach allen Methoden (freies Wasser, Sediment, Blätter und Pflanzen, Steinunterseiten) untersucht werden. Beim Marmorieren wird die gestalterische Auseinandersetzung mit dem Fließen wieder aufgegriffen und fortgeführt. Eingescannt können die Ergebnisse mit einem Grafikprogramm weiterverarbeitet werden (Ausschneiden, Neumontieren, Klappen, Spiegeln und Drehen der Wirbelformen). Gegen Ende werden der Themenbereich Komplexität und das Wirken komplexer Systeme behandelt. Das Projekt mündet in die Entfaltung von Utopien zu Gewässerlandschaften: ausgehend von der Betrachtung historischer Flussverläufe werden in einem Experimentierbrunnen mit gestalterischen Mitteln Wasserlandschaften entwickelt. Hier kann auch der Landschaftsgenerator Terragen, der das Einlesen und Umwandeln von Satellitenfotos und Karten ermöglicht, zum Einsatz kommen. Zum Schluss werden alle Teilprojekte miteinander verbunden und in einer multimedialen Abschlusspräsentation festgehalten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entdecken einen Bach als Lebensraum. entdecken Leben als Indikator für Gewässergüte. lernen ein Gewässer bewerten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler setzen ihre Beobachtungen und Erkenntnisse in eine Präsentation um. recherchieren zum Thema im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlernen kooperatives Arbeiten an einem Thema. lernen unterschiedliche Perspektiven kennen und akzeptieren sie.

In dieser handlungsorientierten Unterrichtseinheit zum Thema "Periodensystem der Elemente" ordnen die Schülerinnen und Schüler – basierend auf der Kenntnis erster Elementfamilien – weitere Elemente verschiedenen Familien zu und "puzzeln" so einen Teil des Periodensystems der Elemente (PSE) selbstständig zusammen.In dieser Unterrichtseinheit wird zur Vereinfachung bei dem selbst zu erstellenden Periodensystem der Elemente (PSE) die Zahl der Elemente reduziert. Die Vorenthaltung von mindestens einem Element erzeugt dabei eine Lücke. Diese fungiert als Pendant der Elemente, die zu Mendelejews Zeiten noch nicht bekannt waren. Der Effekt dient zum einen der Anknüpfung an die Wissenschaftsgeschichte, zum anderen demonstriert die Lücke durch die Vorhersagbarkeit eines unentdeckten Elementes (und seiner Eigenschaften) die Schlüssigkeit des Systems auf eindrucksvolle Weise! Schließlich ordnen die Schülerinnen und Schüler auch noch die Edelgase in den PSE-Entwurf ein. Darauf aufbauend ergibt sich zwangsläufig die Frage nach dem Atombau. Abschließend werden die Erkenntnisse mithilfe eines interaktiven Periodensystems gefestigt. Den Schülerinnen und Schülern wird in dieser Unterrichtseinheit klar, was hinter der PSE-Systematik steckt. Sie lernen, mit diesem elementaren Werkzeug der Chemie sicher umzugehen.Die Unterrichtseinheit zum Periodensystem zeigt, wie man historische Wege der Erkenntnis nutzen kann, um die Schülerinnen und Schüler Sachverhalte eigenständig entdecken zu lassen. Unterrichtsmethodisch wird der frontale Lehrgang mit stark offenen Unterrichtsformen verschränkt. Voraussetzungen und Einstieg in die Thematik Die Schülerinnen und Schüler werden mit der "historischen" Aufgabe konfrontiert, in ein Element-Sammelsurium Ordnung zu bringen. Per Elemente-Puzzle zum PSE In Paarabeit experimentieren die Schülerinnen und Schüler mit einem Kartensatz ausgewählter Elemente und testen verschiedene Ordnungsstrategien. Präsentation und Ergebnissicherung Eine Gruppe ordnet das PSE-Puzzle an der Tafel. Die Edelgase werden ergänzt und die dem PSE zugrunde liegenden Ordnungskriterien gesichert. Übergang zum Atommodell Die Schülerinnen und Schüler lernen die historische Entwicklung des Atommodells kennen und festigen die Erkenntnisse mithilfe eines interaktiven Periodensystems. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler ordnen auf Basis ihres Vorwissens Elemente eigenständig Elementfamilien zu. beschreiten historische Wege der Erkenntnis selbst. erweitern und vernetzen vorhandenes Wissen zu den Elementen und ihren Eigenschaften vertikal und horizontal. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stellen ihre Ergebnisse auf geeignete Weise dar und teilen sie mit. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten selbstständig. arbeiten kooperativ.

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

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