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Die Schrödingergleichung – ein Grundbaustein der Quantenphysik

Unterrichtseinheit
14,99 €

Die Schrödingergleichung gehört zu den wichtigsten Gleichungen der Quantenphysik und bildet die Grundlage zum Verständnis von quantenmechanischen Zusammenhängen. Sie benutzt für die Beschreibung quantenmechanischer Abläufe die sogenannte Wellenfunktion, mit der sich zum einen die Aufenthaltswahrscheinlichkeit, zum anderen die Energieniveaus eines Teilchens in einem Atom berechnen lassen. Sie findet in vielen Bereichen der Physik ihre Anwendung wie etwa in der Atomphysik, der Molekülphysik, der Festkörperphysik und über die Physik hinaus auch in der Quantenchemie. Die Schrödingergleichung ist in ihrer vollen mathematischen Ausprägung sehr anspruchsvoll, kann aber durch geeignete vereinfachende Möglichkeiten wie etwa die Anwendung von Potentialtöpfen als Näherung an die tatsächlichen Vorgänge im Atom anschaulich und altersgerecht vorgestellt werden. Für das einfachste Atom – das Wasserstoffatom – wird es somit mit nachvollziehbaren mathematischen Gleichungen möglich, physikalische Formeln abzuleiten und entsprechende Ergebnisse zu berechnen. Dabei besteht die Grundidee darin, das Coulomb-Potential des Wasserstoffatoms durch einen geeigneten Potentialtopf mit unendlich hohen Wänden anzunähern und Wahrscheinlichkeiten sowie Energieniveaus zu berechnen. In dieser Unterrichtseinheit, die ausschließlich für das Kurssystem der gymnasialen Oberstufe gedacht ist, soll nach Herleitung der zeitunabhängigen und damit leichter zu verstehenden der beiden Schrödingergleichungen eine Methode vorgestellt werden, mit der sich verschiedene Abläufe im Wasserstoffatom mit Näherungslösungen darstellen und berechnen lassen. Für den Unterricht sollten Lehrkräfte gut präpariert sein, um auf kritische Fragen sachkompetent eingehen und antworten zu können. Vorkenntnisse Physikalische Vorkenntnisse von Lernenden können nur vorausgesetzt werden, wenn in der Sekundarstufe das Thema Quantenphysik – ausgehend vom Fotoeffekt bis hin zu Wahrscheinlichkeitswellen – bereits ausführlich behandelt wurde. Didaktische Analyse Die Beschäftigung mit "komplizierten" physikalischen Gesetzmäßigkeiten, zu der in erster Linie die Schrödingergleichung gehört, liefert einen tiefen Einblick in eine Physik, die einen Blick eröffnet in eine für die meisten Menschen unbekannte Welt. So kann ein vertieftes Verständnis für die Schrödingergleichung und ihre Bedeutung in der Quantenphysik aufgebaut werden. Methodische Analyse Für interessierte und mathematisch versierte Schülerinnen und Schüler dürften die Herleitungen hin zur Schrödingergleichung zwar anspruchsvoll sein, durch die vielen Möglichkeiten mit entsprechenden Animationen, Näherungen und Vereinfachungen aber gut nachvollziehbar sein. Ablauf der Unterrichtseinheit Ein Vorschlag für einen möglichen zeitlichen Unterrichtsverlauf ist aufgrund des thematischen Umfangs und der aufwendigen mathematischen Herleitungen kaum möglich. Im Rahmen der Gegebenheiten in der gymnasialen Oberstufe mit unterschiedlichen Kursangeboten werden sich Unterrichtsabläufe ergeben, die sich in Abhängigkeit von den jeweiligen Lehrplänen sehr unterscheiden werden. Deshalb soll hier auf einen vorgegeben Unterrichtsablauf verzichtet werden. Vielmehr sollte die jeweilige Lehrkraft für sich entscheiden, welche Inhalte priorisiert werden sollen und wie diese dann in dem zur Verfügung stehenden Zeitrahmen unterrichtet werden können. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die Grundgedanken der Schrödingergleichung mithilfe des bisher schon Gelernten nachvollziehen und beschreiben. sind in der Lage, mit den entsprechenden mathematischen Gesetzmäßigkeiten die Schrödingergleichung herzuleiten, anzuwenden und Berechnungen anzustellen. können die aus dem linearen Potentialtopf abgeleiteten Formeln auf das Wasserstoffatom in guter Näherung übertragen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten und Hintergründe im Internet. können die Sachinhalte von Videos, Clips und Applets auf ihre Richtigkeit überprüfen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Paar- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. müssen sich mit den Ergebnissen anderer Gruppen auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben eine gewisse Fachkompetenz, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden diskutieren zu können.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe II

Cartoon der Woche: Praxisschock

Cartoon

Im Studium lernen zukünftige Lehrkräfte viel über Inklusion, Diagnostik und Heterogenität. Theoretisches Wissen ist also vorhanden. Aber wie sieht das in der Praxis aus?

  • Fächerübergreifend

Chemische Eigenschaften von Säuren und Basen

Kopiervorlage

Das Arbeitsblatt für das Fach Chemie der Klasse 10 vermittelt den Schülerinnen und Schülern grundlegende Kenntnisse über die Eigenschaften von Säuren und Basen. Sie definieren beide Stoffgruppen, erklären deren Einfluss auf den pH-Wert und weisen Säuren und Basen mithilfe von Indikatoren nach. Indem sie ihr Wissen auf alltagsnahe Beispiele aus dem Friseurhandwerk anwenden, erkennen sie die praktische Bedeutung chemischer Prozesse. Dieses Arbeitsblatt zum Thema "Säuren und Basen" kann eigenständig oder auch als weiterführendes Material zur Unterrichtseinheit "Haare färben" genutzt werden. Dabei wird es ebenso wie die Unterrichtseinheit in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe I eingeordnet. Das Arbeitsblatt kann im Fach Chemie, aber auch als fächerübergreifender Exkurs im Fach Biologie eingesetzt werden. Thematisch orientiert es sich an den Themen Säuren und Basen sowie deren Funktion beim Färben der Haare mit Haarfärbemitteln. Säuren und Basen begegnen uns in vielen Bereichen unseres täglichen Lebens. Das Thema Haarefärben schafft einen direkten Bezug zur Lebenswelt und weckt somit das Interesse vieler Schülerinnen und Schüler. Die für die Bearbeitung der Aufgaben benötigten Informationen werden in einem kurzen Informationstext eingeführt. Es wird jedoch ein grundlegendes chemisches Verständnis in Bezug auf erste Kenntnisse über Säuren und Basen sowie die Fähigkeit, Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen anzuwenden, vorausgesetzt.

  • Chemie
  • Sekundarstufe I

Aggregatzustände und Aggregatzustandsänderungen

Unterrichtseinheit

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 7 vermittelt Grundlagenwissen rund um die Wärmelehre. Die Schülerinnen und Schüler erörtern die Begriffe Temperatur, Wärme und Aggregatzustand. Sie messen Temperaturen, wenden das Teilchenmodell zur Beschreibung von Stoffveränderungen an und erforschen anhand von praxisnahen Beispielen aus dem Alltag die Auswirkungen von Temperaturänderungen auf feste Stoffe, Flüssigkeiten und Gase. Die Unterrichtseinheit bearbeitet entsprechend des Hessischen Lehrplans für das Fach Physik das Thema “Aggregatzustände und Aggregatzustandsänderungen“. Konkret sind die behandelten Inhalte im Themenfeld “Wärmelehre“ verankert. Die Unterrichtseinheit bettet Beispiele und Anwendungen aus dem Sanitär-, Heizungs-, Klimahandwerk in das physikalische Themenfeld der Thermodynamik ein. In der ersten Doppelstunde wird zunächst anhand eines Experiments zum subjektiven Temperaturempfinden das Thermometer als Instrument zur Temperaturmessung eingeführt. Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedene Thermometer und Temperaturskalen kennen und üben den Umgang mit dem Thermometer im Experiment. Die Auswertung des Experimentes erfolgt angeleitet in Form eines Temperatur-Zeit-Diagramms. Anknüpfend an das Sanitär-, Heizungs-, Klimahandwerk wenden die Schülerinnen und Schüler ihr in der ersten Doppelstunde erworbenes Wissen an, indem sie Thermometer und Temperaturmessungen an der heimischen Heizungsanlage entdecken und beschreiben. In der zweiten Doppelstunde lernen die Schülerinnen und Schüler die drei Aggregatzustände anhand eines Videos kennen. Sie beschreiben diese mit Hilfe des Teilchenmodells und wiederholen dabei den Modellbegriff. In der letzten Doppelstunde wird anhand verschiedener Freihand-Experimente das Verhalten verschiedener Körper bei Wärmezufuhr zunächst experimentell untersucht und anhand dessen wesentliche Kenntnisse zur Volumenänderung von festen Körpern, Flüssigkeiten und Gasen bei Temperaturänderungen erworben und formuliert. Die im Experiment erworbenen Kenntnisse werden anschließend auf verschiedene Beispiele aus dem Heizungsbereich angewendet. Die in der Unterrichtseinheit enthaltenen Themenbereiche Wärme, Temperatur, Temperaturmessungen und Aggregatzustände begegnen den Schülerinnen und Schülern in ihrem Alltag. Physikalische Inhalte werden in einen für die Lernenden sinnvollen Kontext, in diesem Fall schwerpunktmäßig aus dem Sanitär-, Heizungs- und Klimabereich, eingebettet. Dadurch kann die Unterrichtseinheit das Interesse der Schülerinnen und Schüler wecken, da sie ihnen ermöglicht, physikalische Phänomene in ihrem täglichen Leben zu erkennen und besser zu verstehen. Vorkenntnisse zum Modellbegriff sind für die in der zweiten Doppelstunde vorgesehene Erarbeitung des Teilchenmodells von Vorteil. Wissenslücken in diesem Bereich können jedoch im Rahmen der Unterrichtseinheit optional wiederholt beziehungsweise nachgearbeitet werden. Dadurch können auch leistungsschwächere Lernende unterstützt werden. Leistungsstarke Schülerinnen und Schüler erhalten an verschiedenen Stellen hingegen die Möglichkeit, über zusätzliche Aufgaben und Denkanstöße Inhalte zu erarbeiten, die eine Transferleistung erfordern. Im Bereich der Temperaturmessung in der ersten Doppelstunde ist es außerdem denkbar, besonders interessierte oder leistungsstarke Schülerinnen und Schüler als Referat oder Zusatzleistung das Thema “Kalibrierung eines Flüssigkeitsthermometers“ selbstständig vorbereiten zu lassen. In der Unterrichtseinheit werden verschiedene Methoden der Wissensvermittlung wie beispielsweise Einzel- und Gruppenarbeit und die Arbeit im Plenum angewandt, um eine Aktivierung aller Lerntypen zu erreichen. Das experimentelle Arbeiten als besondere naturwissenschaftliche Methode wird in dieser Einheit verstärkt angewandt und geübt. Im Bereich der Kommunikation üben die Schülerinnen und Schüler das Erschließen und Aufbereiten von Informationen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden zwischen Wärmeempfinden und Temperatur kennen das Thermometer als Instrument zur Temperaturmessung beschreiben die Aggregatzustände und Phasenumwandlungen mit Hilfe des Teilchenmodells beschreiben die Auswirkungen von Temperaturänderungen auf Festkörper, Flüssigkeiten und Gase Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen Informationen aus einem Video zu Aggregatzuständen und Phasenübergängen nutzen vorgegebene Internetquellen für die Recherche weiterführender Informationen können digitale Werkzeuge bedarfsgerecht einsetzen können Informationen aus einem Text aufgabengeleitet entnehmen und wiedergeben Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verbessern ihre Fähigkeiten ihre Erkenntnisse adressatengerecht zu präsentieren verbessern durch verschiedene Formen der Gruppenarbeit ihre Teamkompetenzen

  • Physik
  • Sekundarstufe I

Ausbildungsunterricht – Wenn Sie mal (plötzlich) Ausbildungslehrkraft für Referendarinnen und…

Fachartikel
5,99 €

Dieser Fachartikel richtet sich als Erfahrungsbericht mit vielen praktischen Tipps an junge Lehrkräfte, die erstmalig Referendarinnen und Referendare im Ausbildungsunterricht betreuen. Auch für Lehramtsanwärterinnen und -anwärter sind die Ausführungen erkenntnisreich. Plötzlich eine neue Rolle Es kann schneller kommen, als Sie denken – und meistens wie ein Blitz aus heiterem Himmel: Plötzlich sind Sie Ausbildungslehrkraft für eine Referendarin oder einen Referendar. Und wenn Sie sich zum ersten Mal in dieser Rolle befinden, kann das durchaus zu ziemlicher Aufregung führen – obwohl Sie den Ablauf des Ausbildungsunterrichts natürlich aus Ihrem (noch nicht lange zurückliegenden) eigenen Referendariat kennen. Bei mir lief es ungefähr so ab: Ich war im zweiten Jahr als Lehrer mit einer vollen Stelle tätig. An einem eigentlich völlig unspektakulären Schultag – irgendwann im Frühling – trottete ich in einer großen Pause vom Kopierer Richtung Lehrerzimmer, als mich plötzlich die neue Referendarin – Frau Julia K. – ansprach. Sie würde gern im Deutsch-Unterricht meiner 11. Klasse erst hospitieren und dann unterrichten, Unterrichtsbesuch inklusive. "Klar, kein Problem", war meine spontane Antwort. Natürlich wollte ich der neuen Kollegin helfen, die Anforderungen ihres Referendariats zu meistern. Trotzdem baute sich im Nachhinein ein mulmiges Gefühl auf, als ich immer stärker realisierte, dass ich mich nun – ohne Vorlauf und Vorbereitung – in eine neue, verantwortungsvolle Rolle begeben würde, nämlich die eines Ausbildungslehrers. Konkret bedeutete das für mich: der Referendarin meinen nicht immer einfachen Unterrichtsalltag mit all seinen Höhen und Tiefen "ungeschminkt" zeigen, meine eigene Lehrtätigkeit präsentieren und zusammen mit der Referendarin (selbst-)kritisch und didaktisch-methodisch fundiert reflektieren, den Unterricht der Referendarin gezielt beobachten und ihr hilfreiche, motivierende Rückmeldungen geben, der Referendarin bei der Vorbereitung ihres Unterrichts helfen und ihr aufgrund meines Erfahrungsvorsprungs sinnvolle Tipps geben, bei der Besprechung des Unterrichtsbesuchs in Anwesenheit der Fachleiterin die passenden Worte finden, ein faires und zugleich wohlwollendes Gutachten über den Ausbildungsunterricht der Referendarin verfassen. Positive Reaktion der Klasse Erfreulicherweise reagierte die Lerngruppe sehr positiv, als ich sie darüber informierte, dass die Deutsch-Stunden künftig für eine gewisse Zeit als Ausbildungsunterricht für eine neue Referendarin dienen würden. Ohne deutliche Appelle meinerseits kündigten die Schülerinnen und Schüler an, ihr Bestes geben zu wollen, um Frau K. bei der Umsetzung ihrer Unterrichtsplanung zu unterstützen – vor allem am Tag des bevorstehenden Unterrichtsbesuchs. Tatsächlich entwickelte sich von Beginn an ein sehr warmes, fast freundschaftliches Verhältnis zwischen der Referendarin und dieser menschlich äußerst angenehmen 11. Klasse – als Basis eines durchweg erfolgreichen Ausbildungsunterrichts. Die Schülerinnen und Schüler zogen mit uns an einem Strang. Dass dies nicht selbstverständlich ist, erfuhr ich einige Jahre später, als eine (andere) Referendarin Interesse am Ausbildungsunterricht in einer sehr problematischen Klasse bekundete. Angesichts der gravierenden Disziplinprobleme entschied sich die angehende Lehrerin allerdings dazu, in dieser "Horror-Lerngruppe" keinen Unterrichtsbesuch durchzuführen. Ich konnte ihr zumindest dabei helfen, eine passende Parallelklasse als Alternative zu finden.

  • Fächerübergreifend

Die Ernährungspyramide im Unterricht – Unterrichtsmaterial ab Klasse 5

Fachartikel

Die BZfE-Ernährungspyramide ist ein einfaches, didaktisches Modell für unser tägliches Essen und Trinken. Die dazugehörige Materialsammlung bietet veränderbare Arbeitsblätter und Lebensmittelfotos, die Sie auf vielfältige Weise nutzen können: im Unterricht, an Projekttagen oder in AGs.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Ernährung & Gesundheit / Gesundheitsschutz / Pflege, Therapie, Medizin

KI in der Grundschule – (k)ein Thema?

Fachartikel
5,99 €

In diesem Artikel wird die Relevanz von Künstlicher Intelligenz (KI) in der Grundschule thematisiert, wobei Lehrkräfte und Eltern oft unsicher über die Vor- und Nachteile sind. Der Beitrag betont die persönliche Auseinandersetzung mit diesem Thema. Welche Facetten hat das Thema Einsatz von KI in der Grundschule ? Vielleicht fragt sich der eine oder die andere beim Lesen der Überschrift dieses Beitrags: "Muss ich mich jetzt auch noch mit KI beschäftigen? Wir haben doch schon genug andere, wichtige Themen." Das stimmt auch. Dennoch ist das Thema Digitalisierung ein Thema, das sich laufend überholt und entsprechend sollte Schule auch darauf reagieren. Schulische Vorgaben müssen ständig überprüft und angepasst werden. Wie bei jedem digitalen Thema lässt sich auch der Einsatz von KI nicht ausschließlich auf den Medien- oder Sachunterricht beschränken. Die Welt ist im Wandel und die KI wird sehr viel verändern, auch das Lernen, ebenso die Unterrichtsvor- und -nachbereitung. Allerdings ist KI nicht unfehlbar. Nur wer versteht, wie KI funktioniert , kann sie kompetent nutzen. Wer nicht klar formuliert oder nicht in KI-Sprache "promptet" , wird auch nicht von der Technologie profitieren. Genau darum geht es: Medienkompetenz. Da wäre es "grob fahrlässig", das Thema KI außen vorzulassen. Was sagen die Bildungspolitik und die Bildungsforschung? "Unsere Schulen sollen Schülerinnen und Schüler im Unterricht mit KI vertraut machen. Sie müssen lernen, wie KI-basierte Textgeneratoren funktionieren, deren Potentiale und Risiken erkennen und die gesellschaftlichen Auswirkungen verstehen", so die NRW-Schulministerin Dorothee Feller in einer Pressemitteilung im Februar 2023. Ein dazugehöriger Handlungsleitfaden ist auf der Webseite des Ministeriums verfügbar. In der Veröffentlichung findet man Hinweise zur Nutzung von Programmen wie ChatGPT im Unterricht sowie rechtliche Hinweise, insbesondere zu Datenschutz und Datensicherheit. Auch andere Bundesländer, wie die Senatsverwaltung für Bildung in Berlin, haben ähnliche Handreichungen herausgegeben. Konkrete Anleitungen für den Unterricht fehlen jedoch bislang. Was sagt die Lernforschung zum Thema KI im Unterricht? Der deutsche Wissenschaftler Ulrich Trautwein, der unter anderem zur Digitalisierung in Lernkontexten forscht, äußerte sich im August 2024 in einem Interview mit der GEO zur Rolle von KI im Schulunterricht. Er sieht drei mögliche Szenarien: KI spielt kaum eine Rolle im Unterricht. KI ersetzt die Lehrkraft vollständig. KI wird unterstützend im Unterricht eingesetzt. Für Trautwein ist das dritte Szenario am wahrscheinlichsten. Er betont, dass KI gezielt bei Problemen helfen und auf individuelle Stärken und Schwächen der Schülerinnen und Schüler eingehen kann, was das Lernen bereichert. Die KI gehört schon länger zur Lebenswelt der Kinder – Wo begegnet sie ihnen? Es ist eine spannende Frage, die man gemeinsam mit den Kindern erkunden sollte. Obwohl das Thema KI noch nicht in allen Köpfen der Erwachsenen präsent ist, haben viele Kinder schon ein gewisses Vorwissen. Unter dem Punkt KI als Thema im Unterricht werden verschiedene Ideen und Ansätze vorgestellt. KI in der Unterrichtsvor- und -nachbereitung Ein Arbeitsblatt zum Thema Wortarten (Arbeitsblatt 01) Der Einsatz von KI-Tools kann Lehrkräfte bei der Vor- und Nachbereitung des Unterrichts unterstützen. Beispielsweise kann man ein KI-Programm wie ChatGPT anweisen, ein Arbeitsblatt zum Thema Wortarten zu erstellen, inklusive eines Blattes zur Selbstkontrolle. Dabei ist es wichtig, einen präzisen "Prompt" einzugeben, der beschreibt, wie das Arbeitsblatt aussehen soll und für welche Zielgruppe es bestimmt ist. Ein "Prompt" ist eine klar formulierte Anweisung oder Frage, die darauf abzielt, eine konkrete Antwort von der KI zu erhalten. Nach der Erstellung sind manchmal kleine Anpassungen nötig, wie die ansprechende Gestaltung des Arbeitsblattes mit Symbolen oder Piktogrammen. Ein Beispiel habe ich für Sie vorbereitet. Ein zielgruppenrelevanter Lesetext für den Leseunterricht in ein paar Sekunden Lehrkräfte sind oft auf der Suche nach passenden Lesetexten für ihre Klassen. Besonders durch das neue Konzept der "Lesezeit" und das verpflichtende Lesenüben von 3 x 20 Minuten pro Woche in Nordrhein-Westfalen wird häufig geeigneter Lesestoff benötigt. Mit klar formulierten "Prompts" kann ein Text erstellt werden, der genau auf die Zielgruppe abgestimmt ist. Ein Beispiel für eine Eingabe könnte lauten: "Erstelle einen Text mit 4.000 Zeichen für eine vierte Grundschulklasse, in dem es um die Freundschaft einer Katze zu einer Maus geht." Sollte der vorgeschlagene Text noch nicht ganz passend sein, schlägt die KI Änderungsmöglichkeiten vor. Im Zweifelsfall wird der Text von der Lehrkraft verfeinert. Auch ein passendes Bild kann von der KI erstellt werden, zum Beispiel durch den Prompt: "Erstelle zu der Geschichte ein passendes Bild." Wer es auf die Spitze treiben möchte, kann sogar einen Liedtext dazu schreiben lassen. Probieren Sie es aus! KI für Feedbacks Lehrkräfte sowie Schülerinnen und Schüler können Texte in eine KI eingeben und erhalten auf Wunsch Überarbeitungstipps. Dies erleichtert die Arbeit der Lehrkräfte und unterstützt die Schülerinnen und Schüler dabei, ihre Texte zu verbessern. Die KI gibt konkrete Hinweise zur Optimierung und fördert so den Lernfortschritt. Adaptives Lernen, wie es zum Beispiel das Mathematikprogramm bettermarks bietet, passt sich den individuellen Schwierigkeiten der Lernenden an. In einigen Bundesländern ist dieses Programm bereits etabliert, und die Kosten werden vom Land übernommen. KI für Elternbriefe In Schulen mit einem hohen Anteil fremdsprachiger Eltern kann der Einsatz von KI ebenfalls von großem Nutzen sein. Elternbriefe lassen sich schnell in Leichte Sprache oder Fremdsprachen übersetzen. Lehrkräfte können den Brief per Copy/Paste in die KI einfügen oder ihn direkt von der KI schreiben lassen. Diese Möglichkeit eignet sich auch für die Kommunikation mit fremdsprachigen Kindern. KI als Thema im Unterricht – Medienkompetenz erlangen mit und durch KI Beispiele für KI-basierte Anwendungen Die Fortbildungsplattform fobizz bietet verschiedene KI-Tools in einem "geschützten Raum" an, in dem Schülerinnen und Schüler KI-generierte Bilder und Texte erstellen können. Lehrkräfte können Projekte mit passenden Aufgabenstellungen und KI-Tools für ihre Klassen entwickeln. Der Zugang erfolgt einfach per QR-Code, ohne dass sich die Kinder registrieren müssen, und die Daten sind geschützt. Die Plattform, die vor allem Fortbildungen anbietet, ist kostenpflichtig, aber das Ausprobieren ist kostenlos. In einigen Bundesländern wurde den Schulen ein vom Land finanzierter Zugang zur Verfügung gestellt. Alternativ kann der Zugang zu fobizz , einschließlich der KI-Tools, auch über den Fortbildungsetat der Schulen finanziert werden. SchulKI – ChatGPT für Schulen Die Plattform SchulKI ermöglicht es Schülerinnen und Schülern, ChatGPT in der Schule sicher und datenschutzkonform zu nutzen. Die Schülerversion kann kostenlos und ohne Registrierung verwendet werden. Unterrichtsideen zum Thema KI Im Folgenden werden Ideen vorgestellt, wie das Thema KI im Unterricht der Grundschule thematisiert werden kann. Sie können dafür die Arbeitsblätter nutzen und kopieren. Ebenso denkbar ist auch, dass die Schülerinnen und Schüler die Aufgabe per QR-Code auf ihr Tablet übertragen. Die ABs wurden mit dem Worksheet-Crafter erstellt, der es zulässt, den Kindern die Aufgabe per QR-Code zur Verfügung zu stellen. Vorsicht Datenschutz Bevor man mit den Kindern mit einer KI arbeitet, muss man sich über die unterrichtlichen Vorgaben informieren, da diese in den verschiedenen Bundesländern unterschiedlich gehandhabt werden können. Es kann an dieser Stelle keine verbindliche Rechtsauskunft gegeben werden. Klar sollte sein, dass weder Kinder noch Lehrkräfte personenbezogene Daten, Fotos oder Videos von Personen in einem Prompt verwenden dürfen, da diese möglicherweise weiterverarbeitet werden. Wirklich abgesichert sind Kinder in einer eigens für den Unterricht erstellten KI-Anwendung, wie sie beispielsweise die oben genannten Programm fobizz oder schulKI bieten. Die sicherste Variante ist die Nutzung einer auf Tablets installierten App, wie zum Beispiel Microsoft Copilot , die in einer eingeschränkten Version kostenlos erhältlich ist. Weiterführende Infos erhalten Sie auf der Seite Datenschutz-Schule . Aufgabe 1: Was ist Künstliche Intelligenz? Wo finden wir sie? Mit diesen Fragen können die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen oder im Plenum besprechen, was ihnen dazu einfällt. So wird das Vorwissen der Kinder aktiviert. Die Antworten können digital notiert werden, zum Beispiel in Mentimeter oder einem anderen kollaborativen Programm der Schule. Alternativ können die Kinder ihre Ergebnisse auf einem Tablet festhalten und auf die digitale Tafel übertragen. Erfahrungsgemäß haben viele Kinder den Begriff KI schon einmal gehört, können aber, wie viele Erwachsene, noch nicht viel damit anfangen. Häufig genannte Beispiele sind: "Gesichtserkennung am Handy, Google Lens , selbstfahrende Autos und Alexa ." Falls den Kindern keine Beispiele einfallen, können sie das Video Künstliche Intelligenz – kindgerecht erklärt von der Bundeszentrale für politische Bildung ansehen und danach Stichpunkte zu den Fragen aufschreiben. Mentimeter ist übrigens ein in der Free-Version kostenloses, digitales Umfrage- und Brainstorming-Tool, das auch von Grundschulkindern sehr einfach genutzt werden kann. Die Lehrkraft stellt eine Frage ein und präsentiert diese zum Beispiel am Active Board oder per Beamer. Die Kinder scannen einen QR-Code und geben ihre Antworten ein. Auf dem Active Board oder der Leinwand kann die Entstehung der Ergebnisse live verfolgt werden. Aufgabe 2: Frag doch mal die KI (Arbeitsblatt 02) Die Kinder sollen herausfinden, wie eine KI funktioniert. Dies kann in Gruppen erfolgen: Eine Gruppe nutzt die KI (zum Beispiel ChatGPT, Copilot), eine andere recherchiert mit einer Kindersuchmaschine im Internet, und eine dritte interviewt beispielsweise den Digitalisierungsbeauftragten der Schule. Anschließend werden die Ergebnisse verglichen und diskutiert, welche Gruppe die besten Antworten gefunden hat. Je nach Fragestellung werden die Kinder feststellen, dass die Antworten der KI nicht immer zielführend oder altersgerecht sind. Die Expertin oder der Experte (Pädagogin/Pädagoge und Digitalisierungsbeauftragte) kann dann gegebenenfalls konkretere Antworten liefern. Aufgabe 3: Vorbereitung eines Themas per KI (Arbeitsblatt 03) Die Kinder sollen sich in Gruppen mithilfe der KI auf ein Thema vorbereiten. Dabei lernen sie, wie wichtig es ist, zielführende Prompts zu erstellen. Im anschließenden Unterrichtsgespräch wird besprochen, ob die Kinder mit ihren Texten zufrieden sind und ob sie diese verstehen. Die Lehrkraft kann erklären, dass die KI Texte auch in Leichter Sprache ausgeben kann. Dies kann gemeinsam im Plenum und mit der digitalen Tafel ausprobiert werden. Aufgabe 4: Hat die KI immer Recht? Warum sollten wir in der Schule überhaupt noch etwas lernen? (Arbeitsblatt 04) Die Kinder sollen abschließend darüber diskutieren, ob man der KI immer vertrauen kann und warum man überhaupt in der Schule noch etwas lernen muss, obwohl es doch die KI gibt. Es ist sicher interessant, welche Argumente die Kinder dazu vorbringen. Literaturverzeichnis Ministerium für Schule und Weiterbildung (2024): Umgang mit textgenerierenden KI-Systemen. Online Teschner, Johannes (2024): Jedes Kind käme näher an sein Leistungsmaximum : Ein Bildungsforscher erklärt, warum wir KI im Unterricht brauchen, Interview mit Ulrich Trautein aus der Geo. Online Weiterführende Literatur In diesem kostenlosen Schulbuch zur KI erhalten Sie eine gute und einfach verständliche Beschreibung aller KI relevanten Themen. Das Buch ist eher für ältere Schülerinnen und Schüler geeignet, aber sicher eine Unterstützung für die Lehrkraft. Julian Dorn (Autor), Josi Künstler (Autorin), Johannes Dorn (Wissenschaftler) (2024): Das Schulbuch zur Plattform: schulKI-2024-07-21-helle-edition.pdf

  • Fächerübergreifend / Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co.

Proteste und Protestbewegungen im geteilten Deutschland und der Tschechoslowakei –…

Interaktives

Das multimediale Informations- und Lernangebot "Protest (er)zählt" gibt an drei Schauplätzen einen informativen und interaktiven Einblick in Protestbewegungen der Bundesrepublik Deutschland, der DDR und der Tschechoslowakei. Die begleitende digitale Lehrerhandreichung bietet didaktisch-methodische Hinweise zum Einsatz der multimedialen Webseite im schulischen Kontext. Das Materialangebot kann in den Klassenstufen 9 bis 13 eingesetzt werden. Die multimediale Webseite "Protest (er)zählt" nimmt Besucherinnen und Besucher mit in verschiedene Protestbewegungen: Die drei Schauplätze zeigen Proteste in der Bundesrepublik Deutschland, der DDR und der Tschechoslowakei. Dabei werden besonders die verschiedenen gesellschaftlichen und politischen Umstände hervorgehoben, die jede diese Bewegungen in Bezug auf Auslöser und die Umsetzung einzigartig machen. Die Schülerinnen und Schüler können also mehr über die Ursachen, Mechanismen und Formen von Widerstand lernen. Von der Startseite aus können die Besucherinnen und Besucher zu den drei Schauplätzen gelangen. Hier erwarten sie einzelne Exponate, die angeklickt werden können, um sich mit weiteren Leitfragen und Informationen über die jeweilige Protestbewegung zu informieren. Eine Infobox bietet eine historische Einführung bzw. aktiviert Vorwissen. Jede historische Einführung startet mit einem Comic, das zielgruppengerecht und medial ansprechend das Interesse der Lernenden weckt. Bei den anklickbaren Exponaten erwarten die Besucherinnen und Besucher sowohl informative Texte als auch multimediale Begleitmaterialen, wie Fotos, Videos und Audio-Formate. Durch die einzelnen Schauplätze können sich die Besucherinnen und Besucher eigenständig in der gewünschten Reihenfolge navigieren. Das Angebot kann auf allen mobilen Endgeräten genutzt werden. Eine optimale Darstellung aller Inhalte ist vor allem über eine Desktopansicht oder – via Smartphone oder Tablet – im Querformat gegeben. Hier gelangen Sie zur multimedialen Webseite. Entdeckendes Lernen und lebendige, multimediale Angebote Dem Konzept der multimedialen Webseite liegt die pädagogisch-didaktische Methode des Entdeckenden Lernens zugrunde. Sie ermöglicht jugendlichen und erwachsenen Lernenden eigenständig in eigenem Tempo ihre Umwelt zu entdecken und sich mit Inhalten, Zusammenhängen und Anwendungen auseinanderzusetzen. So steigen das Selbstbewusstsein und die Motivation der Lernenden. Die erworbenen Kompetenzen werden nachhaltig verankert. Das Konzept der multimedialen Webseite ermöglicht es, dass die Jugendlichen sich die Inhalte selbstständig erarbeiten oder aber durch ihre Lehrkraft angeleitet werden. Somit kann das Projekt flexibel in verschiedenen Kontexten eingesetzt werden und nutzt dennoch die Vorteile des Entdeckenden Lernens. Die multimedialen Angebote der Webseite führen die Schülerinnen und Schüler altersgerecht an die verschiedenen Protestbewegungen heran. Die Informationstexte sind jeweils mit Bild-, Audio- und Videodateien verknüpft und enthalten interaktive Elemente (Grafiken, Diagramme, Karten und Schaubilder). Dies sorgt für ein multiperspektivisches Verständnis sowie für Abwechslung und eine höhere Bereitschaft, sich intensiv mit den Inhalten auseinanderzusetzen. So wird Geschichte lebendig! Begleitende digitale Lehrerhandreichung Zur multimedialen Webseite steht begleitend eine Unterrichtseinheit für sechs bis acht Unterrichtsstunden zur Verfügung. So bekommen Lehrkräfte die Möglichkeit, das innovative Medienformat lehrplanbezogen in den schulischen Unterricht einzubinden und die komplexen Themen auch mit heterogenen Lerngruppen zu erarbeiten. Lernende können so mit Unterstützung der Lehrkraft die Inhalte der multimedialen Webseite üben und vertiefen. Zielgruppe Die Hauptzielgruppe sind Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I und II. Lehrkräfte dieser Stufen an allgemeinbildenden Schulen können das Material für ihren Unterricht nutzen. Lerninhalte und Kompetenzen Übergeordnetes Ziel der sechs- bis achtstündigen Einheit ist es, dass die Schülerinnen und Schüler die Ursachen, Ziele und Auswirkungen von Protestbewegungen in unterschiedlichen politischen Systemen verstehen und analysieren. Dabei sollen sie die Unterschiede und Gemeinsamkeiten von Protesten in Demokratien und Diktaturen herausarbeiten und ein besseres Verständnis für historische und gegenwärtige Protestbewegungen entwickeln. So wird ihr Verständnis von Demokratie und Menschenrechten gefördert und sie dabei unterstützt, sich kritisch mit der Geschichte von Protestbewegungen auseinanderzusetzen. An den allgemeinbildenden Schulen gibt es Anknüpfungspunkte zu den Inhalten der Fächer Geschichte sowie Politik/Politische Bildung/Politik und Wirtschaft. Folgende Schlagworte finden sich bundesweit in Lehrplanthemen der Klassenstufen 9 bis 13: Geschichte Die Welt nach 1945 Deutsch-deutsche Geschichte nach 1945 Deutschland und seine Nachbarn im 20. Jahrhundert Internationale Politik im Wandel – von der bi- zur multipolaren Weltordnung? Transformation und Umbruch in den Gesellschaften des Westens im letzten Drittel des 20. Jahrhunderts Europa und sein Gedächtnis – geteilte Erinnerungen im 21. Jahrhundert Politik/Politische Bildung/Politik und Wirtschaft Konflikte und Konfliktlösungen Demokratie in Deutschland (expliziter Vergleich mit DDR-Diktatur) Der überfachliche Kompetenzerwerb, der durch die multimediale Webseite und die begleitende Unterrichtseinheit angestoßen wird, fördert die informationstechnischen Fähigkeiten sowie die Medien- und Methodenkompetenz der Schülerinnen und Schüler, indem sie unterschiedliche Medienformate als Informationsquelle nutzen müssen. Außerdem werden die Lernenden in ihrer personelle und Sozialkompetenz gestärkt, weil sie gemeinsam erproben, wie man in einer Arbeitsgruppe koordiniert und zielorientiert zusammenarbeitet, sachlich kommuniziert und schließlich die Gruppenergebnisse verständlich und strukturiert der Klasse vorträgt. In der Vertiefungsstunde etablieren die Jugendlichen eine konstruktive Diskussionskultur. Multimediale Webseite Protest (er)zählt! – Proteste und Protestbewegungen im geteilten Deutschland und der Tschechoslowakei Hier gelangen Sie zur multimedialen Webseite. Sie kann auf allen mobilen Endgeräten betrachtet werden. Unterrichtsmaterialen zur Ausstellung Unterrichtseinheit zur multimedialen Webseite Hier finden Sie die Lehrerhandreichung zur Unterrichteinheit zur Webseite. Interaktive Übungen zur multimedialen Webseite Hier gelangen Sie zu den interaktiven Übungen zur multimedialen Webseite "Protest (er)zählt! – Proteste und Protestbewegungen im geteilten Deutschland und der Tschechoslowakei", die begleitend zum Unterricht eingesetzt werden können. Volksaufstand in der DDR 1953 : Ursachen und Auslöser des Volksaufstandes 1953 Beteiligte des Volksaufstandes 1953 Verlauf des Volksaufstandes 1953 Prager Frühling : Ursachen und Auslöser der Reformpolitik ab 1968 in der ČSSR Beteiligte und Inhalte der Reformpolitik ab 1968 in der ČSSR Verlauf der Reformpolitik ab 1968 in der ČSSR 1968er-Bewegung in der Bundesrepublik : Ursachen und Auslöser der 68er Bewegung Forderungen der 68er Bewegung Beteiligte und Mittel der Beteiligten Die multimediale Webseite Proteste sind Ausdruck von gesellschaftlicher Kritik. In einer Demokratie können die Bürgerinnen und Bürger so ihre Meinung öffentlich zum Ausdruck bringen. In autoritären Systemen und Diktaturen ist Protest dagegen nicht so einfach möglich. Dort wird er staatlich unterdrückt und bietet hohe persönliche Risiken. In der DDR konnte zum Beispiel nur sehr eingeschränkt protestiert werden. Jegliche Form von Widerstand wurde an staatliche Institutionen gemeldet und war mit direkten Folgen für die individuelle Freiheit verbunden. Dennoch gab es auch dort viele, teils sehr erfolgreiche Protestbewegungen. Sie haben einen wichtigen Beitrag dazu geleistet, dass in ganz Deutschland eine Demokratie entstehen und Menschenrechte garantiert werden konnten.

  • Politik / WiSo / SoWi / Geschichte / Früher & Heute
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Zahlen und Daten visualisieren: Einführung in Diagramme und Tabellen

Kopiervorlage

In diesem Arbeitsmaterial zum Thema "Diagramme und Daten" befassen sich die Schülerinnen und Schüler in drei Arbeitsblättern mit den Begriffen und den Umsetzungen zu diesem Thema. Die Arbeitsblätter sind in sich differenziert und ergänzen sich jeweils. Die Unterrichtseinheit "Natürliche Zahlen: mit Diagrammen und Tabellen arbeiten" gehört zur Reihe "Zahlen und Daten" und führt Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I in die Grundlagen der Datenanalyse und Visualisierung ein. Die Lernenden setzen sich in drei aufeinander aufbauenden Arbeitsblättern mit den verschiedenen Arten von Diagrammen und Tabellen auseinander, um Daten systematisch zu erfassen, darzustellen und auszuwerten. Von der Strichliste als einfacher Methode zur Datenerfassung über Tabellen für eine strukturierte Darstellung bis hin zu Säulen-, Balken- und Kreisdiagrammen lernen die Schülerinnen und Schüler, wie Daten anschaulich visualisiert werden können. Mit praxisnahen Beispielen – wie etwa der Auswertung von Stimmen bei einer Wahl zum nächsten Ausflugsziel – wird der Bezug zur Lebenswelt der Lernenden hergestellt. Ziel ist es, Zahlen und Daten aus dem Alltag mit mathematischen Inhalten zu verknüpfen. Diese Unterrichtseinheit fördert nicht nur die Fachkompetenz, sondern auch Medien- und Sozialkompetenzen, indem die Schülerinnen und Schüler lernen, Daten zu analysieren, grafisch aufzubereiten und ihre Ergebnisse sachlich zu kommunizieren. Die Arbeitsblätter ermöglichen eine strukturierte und progressive Auseinandersetzung mit dem Thema und unterstützen die aktive Einbindung der Schülerinnen und Schüler. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler werten grafische Darstellungen und Datenmengen aus. planen statistische Erhebungen entsprechend der zu untersuchenden Fragestellung. sammeln systematisch Daten, erfassen sie in Tabellen und stellen sie graphisch dar, auch unter Verwendung geeigneter Hilfsmittel. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verarbeiten Informationen und Daten, um diese zu analysieren und zu interpretieren. produzieren und präsentieren Daten, indem sie mehrere Bearbeitungswerkzeuge kennen und anwenden. setzen zum Problemlösen und Handeln Werkzeuge bedarfsgerecht ein. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren sachlich. bearbeiten und führen gemeinsam Aufgaben aus. unterstützen andere.

  • Mathematik / Rechnen & Logik / Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co.
  • Sekundarstufe I

Cartoon der Woche: Digital gestützter Unterricht analog

Cartoon

Digitale Tools können den Unterricht bereichern. Doch was passiert, wenn an der Schule nicht die nötige Ausstattung vorhanden ist? Die Lehrkraft im Cartoon der Woche wird kreativ. :-)

  • Fächerübergreifend
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