Diese Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit den physikalischen Phänomenen "Reibungselektrizität" und "Elektrische Influenz". An einfachen Beispielen aus dem täglichen Leben, wie etwa beim Kämmen von frisch gewaschenem Haar, kann man den Lernenden auf einfache Weise zeigen, wie es durch Reiben von zwei Nichtleitern aneinander zur Reibungselektrizität kommt. Dabei werden Elektronen von einem Stoff herausgelöst und fließen zum anderen mit der Folge, dass sich die Haare abstoßen.Zur Reibungselektrizität kommt es häufig, wenn zwei unterschiedliche Materialien aneinander gerieben werden – dabei bekommt ein Material zusätzliche Elektronen, während das andere Material Elektronen abgibt. Von elektrischer Influenz hingegen spricht man, wenn es bei einem Körper durch Annähern eines anderen geladenen Körpers zu einer Veränderung der Ladungsverteilung kommt. Elektrische Influenz kann man zum Beispiel mittels eines Elektroskopes zeigen, indem man eine geladene Kugel dem Elektroskop annähert: Je näher man mit der geladenen Kugel an das Elektroskop kommt, desto stärker werden sich die beweglichen Nadeln des Elektroskopes voneinander entfernen, weil sich die Ladung auf dem ungeladenen Elektroskop in Richtung der Nadeln verschiebt, mit dem Effekt, dass sich die beiden Nadeln abstoßen. Reibungselektrizität und elektrische Influenz Reibungselektrizität als Ablösung und elektrische Influenz als Verschiebung von elektrischen Ladungen bilden den Einstieg in den Bereich der Elektrostatik, die grundlegend sind für das Verständnis des elektrischen Feldes und den daraus resultierenden Begriffen wie elektrische Feldstärke, elektrische Spannung und Dielektrizität. Vorkenntnisse Grobe Vorkenntnisse von den Lernenden sind in Hinblick auf Reibungselektrizität dahingehend zu erwarten, dass jede Schülerin und jeder Schüler sicher schon einmal einen "elektrischen Schlag" bekommen hat, wenn er oder sie über einen Teppich aus Kunststoff gelaufen ist und dann ein Eisengeländer berührt hat. Die elektrische Influenz hingegen bedeutet für die meisten Lernenden sicher Neuland, kann aber durch einfache und anschauliche Versuche ohne großen Aufwand erläutert werden. Didaktische Analyse Die Behandlung von Reibungselektrizität und elektrischer Influenz sind im Unterricht der Sek. I wichtig, weil sonst die Behandlung der doch anspruchsvollen Vorgänge und Gesetzmäßigkeiten im Rahmen der statischen Physik des elektrischen Feldes im Unterricht der Sek. II schwierig würde. Methodische Analyse Das Verständnis für die Vorgänge bei Reibungselektrizität und elektrischer Influenz kann durch viele, leicht durchführbare Versuche, die den Lernenden Spaß machen und die sie gefahrlos an sich ausprobieren können, schnell zu einem nachhaltigen Lernerfolg führen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können erklären, wie es zu positiv oder negativ geladenen Körpern kommt. kennen die Unterschiede zwischen Ladungstrennung und Ladungsverschiebung. wissen um die Gefährlichkeit von Ladungstrennung (zum Beispiel bei Gewittern). Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet. können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinander und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Gewicht und Masse erhalten die Schülerinnen und Schüler ein grundlegendes Verständnis für das Zusammenspiel und die Wechselwirkungen zwischen Gewicht und Masse in Bezug auf die Gravitation. Die Arbeitsblätter behandeln mehrere Themengebiete der Physik: Darunter befinden sich die einzelnen Themen wie Kraft, Druck, mechanische und innere Energie. Die Schülerinnen und Schüler lernen, dass das Gewicht eines Astronauten abhängig von dem Himmelskörper ist, auf dem dieser sich befindet. Zudem erhalten die Schülerinnen und Schüler einen Eindruck vom Astronautentraining, insbesondere wie man auf der Erde für einen Aufenthalt auf dem Mond trainieren kann. Des Weiteren beschäftigten sich die Lernenden mit einer Olympiade auf dem Mond und wie diese unter den dort herrschenden Bedingungen ablaufen würde. Dabei befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit den üblichen Sportarten wie Gewichtheben, Laufen, Hochsprung und Weitwurf. Für jede einzelne Sportart werden die Ergebnisse unter der geringeren Anziehungskraft des Mondes berechnet und mit denen auf der Erde verglichen. Die Aufgabenblätter für die beiden Themen "Die erste Mondolympiade: Physik auf dem Mond" und "Gewicht und Masse: Was wiegt ein Astronaut auf dem Mond" gibt es jeweils für die Klassenstufen 7-9 sowie 9-10. Gewicht und Masse: Was wiegt ein Astronaut auf dem Mond? Mithilfe der Formel für die Gravitation lässt sich das Gewicht eines Menschen oder von Gegenständen auf der Erde und auf den Mond berechnen. Da die Gravitation auf dem Mond nur 1/6 so groß ist wie auf der Erde, wiegen dort alle Objekte weniger. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler sollten über die Grundlagen der Mechanik verfügen. Sie sollten wissen, was ein Impuls ist und den grundlegenden Zusammenhang zwischen Masse und Gewicht kennen. Didaktische Analyse Für die Lernenden ist ein hohes Maß an Abstraktionsvermögen nötig. Deshalb müssen Lehrkräfte sehr darauf achten, durch Abbildungen und Animationen den Sachverhalt anschaulich zu gestalten. Nach verständlicher Einführung durch die Lehrkraft oder durch eigenständiges Erarbeiten der beigefügten Grundlagen/Einführung kann das Arbeitsblatt als Hausaufgabe erarbeitet werden. Methodische Analyse Schritt für Schritt wird in der Einführung die Gleichung für die Gravitation beschrieben. Mit begleitenden Übungsaufgaben einschließlich sehr ausführlicher Lösungen werden die Lernenden mit den notwendigen Berechnungen für die verschiedenen Aufgaben vertraut gemacht. Die Schülerinnen und Schüler lernen den Zusammenhang zwischen Masse und Gewicht zu verstehen. können physikalische Gleichungen interpretieren und auswerten. erfahren die Anforderungen an Astronauten. verstehen Gravitation und ihre Eigenschaften. lernen die physikalischen Größen und Eigenschaften des Mondes kennen.

Diese Unterrichtseinheit stellt zunächst Bakterien und Viren als Krankheitserreger dar und fokussiert anschließend die Infektionsausbreitung. Die Einheit kann sowohl im klassischen Präsenz-Unterricht als auch in digitalen Lernszenarien (E-Learning, Homeschooling) eingesetzt werden. Ob Bakterien oder Viren: Vorbeugen ist besser als heilen. Zwei der wichtigsten Vorsorgemaßnahmen sind Hygiene und Impfungen. Nach einer Einführung in den Themenbereich "Bakterien und Viren als Krankheitserreger" nimmt die vorliegende Unterrichtseinheit daher die Infektionsausbreitung und deren Verhinderung in den Fokus. Im Anschluss an die Unterrichtseinheit bietet es sich an, dass die Schülerinnen und Schüler auf Grundlage des Erlernten einen Hygieneleitfaden erstellen. Die Unterrichtseinheit basiert auf Auszügen des Materialpakets "Antibiotika: Der Wettlauf mit den Keimen" des Fonds der Chemischen Industrie (FCI). Damit die Einheit nicht nur gemeinsam im Präsenz-Unterricht sondern von den Schülerinnen und Schülern auch selbstständig zu Hause durchgeführt werden kann, wurden methodische Hinweise für beide Szenarien ergänzt und Arbeitsaufträge, wo nötig, angepasst. Thematischer Hintergrund Medizinerinnen und Mediziner sowie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können den Wettlauf mit den Keimen nur durch stetige Entwicklung neuer Wirkstoffe gewinnen. Derzeit arbeiten weltweit eine Reihe großer und mehr als 40 kleine und mittlere Unternehmen an neuen Antibiotika und anderen antibakteriell wirksamen Medikamenten. Gleichzeitig halten Viren - wie etwa jeden Winter die Influenza-Viren oder derzeit das neuartige Corona-Virus SARS-CoV-2 - die Wissenschaft, Medizin und unsere gesamte Gesellschaft auf Trab. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen arbeiten mit Hochdruck sowohl an Medikamenten zur Heilung der durch Viren verursachten Krankheiten sowie an Impfstoffen zur Immunisierung von Risikogruppen und ganzer Gesellschaften, die die Ausbreitung der Infektionen stoppen oder zumindest verlangsamen sollen. Lehrplanbezug Die Unterrichtseinheit "Bakterien und Viren: Krankheitserreger und Infektionsausbreitung" richtet sich an Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I (Klasse 7 bis 9) in den Fächern Biologie und Chemie. Sie knüpft an das Inhaltsfeld "Kommunikation und Regulation" und den Themenbereich "Krankheitserreger erkennen und abwehren" des Kernlehrplans an. Hinweise zur Methodik Die Unterrichtseinheit kann sowohl im regulären Präsenz-Unterricht wie auch im digitalen Remote-Unterricht (Homeschooling) durchgeführt werden. Die methodischen Hinweise im Ablaufplan enthalten jeweils Vorschläge für beide Unterrichtsszenarien. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Bestandteile von Bakterien und Viren. erarbeiten und analysieren Bakterien-Strukturmodelle. erkennen, warum Antibiotika nicht gegen Viren wirken. lernen das Prinzip der Vermehrung von Bakterien kennen und können es mithilfe eines Versuchs praktisch nachvollziehen. Methodenkompetenz nutzen Modelle und Modellvorstellungen für die Erkenntnisgewinnung. vergleichen Modelle von Viren und tierischen Zellen. führen einen Modellversuch zur Infektionsausbreitung durch.