Diese Unterrichtseinheit richtet sich an Schülerinnen und Schüler mit Spanischkenntnissen, am besten in der Oberstufe. Sie verschaffen sich über kleine Übungen einen ersten Eindruck von der katalanischen Sprache. Über die Arbeit mit kurzen und alltäglichen Dialogen erfahren die Jugendlichen schnell sprachliche Erfolgserlebnisse: Ziel der Doppelstunde ist es, sich im Forum eines Katalanenvereins vorzustellen. Auf dem Weg dorthin erkennen die Lernenden über ihre ersten Vorstellungsdialoge sowie durch Vokabelvergleiche die Nähe des Katalanischen zum Spanischen. Dabei arbeiten sie in verschiedenen Gruppenkonstellationen auch mit dem Internet. Die Schülerinnen und Schüler werden mit einer Mischung aus Internetrecherche und "klassischem" Unterricht auf der Basis von Arbeitsblättern zu den ersten Dialogen in katalanischer Sprache begleitet. Die erste Aufgabe (Webrecherche zum Einstieg) und die abschließende Übung (Eintragen in einem Forum) können auch außerhalb des normalen Unterrichts stattfinden, etwa in Form von vor- und nachbereitenden Hausaufgaben. Ablauf der Doppelstunde Der Schnupperkurs Katalanisch wird durch Arbeitsmaterialien strukturiert. Sie können den Lernenden digital oder als Ausdrucke zur Verfügung gestellt werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen eine erste übersichtliche Einführung in die katalanische Sprache bekommen. interlinguistische Kenntnisse durch eine weitere, zuvor nicht bekannte romanische Sprache vertiefen. mithilfe von Arbeitsblättern und in Partnerarbeit die wichtigsten Redemittel für eine kurze Vorstellung üben und lernen. die eigene Vorstellung schreiben und diese in ein Forum eintragen. Die Jugendlichen finden sich in Zweierteams zusammen und starten eine Web-Recherche. Die Ergebnisse werden dann im Plenum besprochen. Nun arbeiten die Lernenden allein an einem Arbeitsauftrag. Dann wird im Plenum ein Dialog gelesen. Die Lernenden stellen sich anschließend in Dreierteams einander vor. In dieser Phase begegnen die Schülerinnen und Schüler den katalanischen Zahlen. Sie stellen im Tandem einander vorformulierte Fragen und erkundigen sich gegenseitig nach ihrem Alter. Dabei lernen sie das Verb 'tenir' kennen. Nach einer Zuordnung von Prominentennamen zu ihrem Herkunftsland (eventuell mithilfe einer kleinen Webrecherche) formulieren die Lernenden in Tandems, woher sie selbst stammen. Über eine Visitenkarte nähern sich die Lernenden nun der Angabe der eigenen Adresse an. Dann erproben sie das Gelernte im Tandem. Nun haben die Lernenden Gelegenheit, sich in einem katalanischsprachigen Forum vorzustellen. Aus Datenschutzgründen sollten sie nicht die vollständigen Namen und die vollständigen Adressdaten preisgeben.

Dieser Unterrichtsvorschlag zum Thema "Exegetische Methoden" führt den Schülerinnen und Schülern der Oberstufe die Möglichkeiten der Exegese aus historisch-kritischer und tiefenpsychologischer Sicht vor Augen. Dies geschieht am Beispiel der Kindheitsgeschichte Jesu.Die Lernenden analysieren hier die bekannte Bibelstelle Lk 2,41-52, die Erzählung vom zwölfjährigen Jesus im Tempel sowie zwei Ausschnitte aus Sachtexten der Exegeten Gerhard Maier und Eugen Drewermann. Alle drei Texte sollen die Jugendlichen in einer Präsentation verknüpfen und die Bibelstelle so "von zwei Seiten aus", der historisch-kritischen und der tiefenpsychologischen, interpretieren. Eine abschließende Diskussion festigt die Kenntnisse der Schüler und Schülerinnen zu den Methoden im Allgemeinen und zur Interpretation der Bibelstelle im Besonderen. Außerdem regt sie zu einer kritischen Stellungnahme zu den Möglichkeiten und Grenzen exegetischen Arbeitens an.Der vorliegende Unterrichtsvorschlag stellt die Exegese der bekannten Lukas-Perikope des zwölfjährigen Jesus im Tempel unabhängig von einer konkreten Unterrichtseinheit vor, in die die Unterrichtsstunden zwingend eingebettet sein sollten. Dennoch gibt es Bezüge, die sich hierfür im Besonderen anbieten, so der synoptische Vergleich der beiden Weihnachtserzählungen im Lukas- beziehungsweise Matthäusevangelium (zur Einführung oder Wiederholung der Zwei-Quellen-Theorie) oder die Behandlung der Magier-Perikope des Matthäus-Evangeliums sowie, methodisch gesehen, ein Überblick über andere Methoden der Bibelexegese. Ablauf des Unterrichts Auf dieser Seite finden Sie Informationen zum Ablauf der Unterrichtseinheit "Vergleich exegetischer Methoden". Die Schülerinnen und Schüler erproben, sich in eine "Loslösung Heranwachsender vom Elternhaus" empathisch hineinzuversetzen, indem sie das Thema untereinander diskutieren. lernen, das Interpretationsergebnis der tiefenpsychologischen Exegese durch eigene archetypische Erfahrungen auf die eigenen Lebensumstände zu übertragen, indem sie durch diese Überlegungen die Analyse des Bibeltextes vorentlasten. üben ein, die unterschiedlichen Ansätze historisch-kritischer und tiefenpsychologischer Exegese zu erörtern, indem sie die Merkmale dieser Methoden auf die entsprechenden Texte übertragen und sie bewerten. lernen, Kernaussagen der historisch-kritischen und der tiefenpsychologischen Exegese des Bibeltextes zu nennen, indem sie die Hauptaussagen der Texte paraphrasieren. lernen, grundlegende Kennzeichen der beiden exegetischen Methoden herauszustellen. lernen, die Lukas-Perikope wissenschaftlich zu untersuchen. Als Vorwissen sollten die Schüler und Schülerinnen über grundlegende Kenntnisse zu den "klassischen" Werkzeugen der historischen-kritischen Exegese verfügen. Die folgenden Materialien liefern einen Überblick über zentrale Methoden (Form-, Redaktions-, Kompositions-, Traditionskritik), auf die die Lernenden im Folgenden zurückgreifen können. Der persönliche Bezug zum Thema Da gerade die Thematik des Erwachsenwerdens die Jugendlichen der ausgehenden Mittel- und ganzen Oberstufe anspricht, wird der Zugang zum Bibeltext durch eine korrelative Übertragung der Situation des zwölfjährigen Jesus auf die Lerngruppen-Situation vorentlastet. Die Schüler und Schülerinnen sollen als Einstieg in die erste Unterrichtsstunde untereinander über persönliche, für ihr Alter typischen Auseinandersetzungen mit ihren Eltern oder anderen Autoritäten sprechen. Die Frage ist, wie sie ganz gegenwärtig ihre Ablösung von möglichen kindlichen Bevormundungen erleben. Die Auseinandersetzung mit dem Primärtext Die erste Begegnung mit dem Primärtext der Bibel (Arbeitsblatt 2) lässt Raum für Hypothesen darüber, wie man diese Bibelstelle auch als heutiger Leser noch aktuell verstehen könnte, aber auch, wie man sie wohl wissenschaftlich gesehen näher analysieren müsste. Um die Lernenden zu einer kleinschrittigen Rezeption zu "zwingen", wird der Text absichtlich in einer sehr großen Zeichengröße präsentiert, die jedoch von den Arbeitsgruppen später je nach Bedarf wieder verkleinert werden kann. Sachtexte Daran anschließend erfolgt die Textanalyse der beiden Sachtexte durch die Paraphrasierung der Hauptaussagen der Texte von Drewermann und Maier. Die Schüler und Schülerinnen sollen induktiv erschließen und an dem Aufbau der Texte nachweisen, welchem exegetischen Vorgehen sich die Theorien zuordnen lassen: Bei Maier fällt zum Beispiel die klare Segmentierung des Bibeltextes zu dessen Interpretation auf (in Anlehnung an die Formkritik), ebenso die Rezitation entsprechender Formeln jüdischen Glaubens (in Anlehnung an die Traditionskritik) und so weiter. Bei Drewermann bemerkt man die rein tiefenpsychologische Auslegung durch die Gliederung des Textes in eine Tiefenstruktur, die menschliche Grunderfahrungen und Urbilder (Archetypen) postuliert. Historisch-kritische Exegese nach Maier Stellt man dieser These die Ergebnisse der historisch-kritischen Exegese Gerhard Maiers gegenüber, erfährt man dort zum Beispiel relativ pragmatisch etwas über die geografische Lage des Tempels oder die Bezeichnung Jesu als Kind im Sinne einer Größenangabe, aber eben nicht aus psychologischer Sicht. Methode der Tiefenpsychologie nach Drewermann Die Methode der Tiefenpsychologie, die durch den Theologen Eugen Drewermann bekannt wurde, kann heutigen Lesern der Bibel moderne, wissenschaftliche Erkenntnisse zum Verständnis der Bibel anbieten. Er interpretiert das Kindheitsevangelium Jesu als Prozess des Erwachsenwerdens (vergleiche Drewermann 1995: S. 174 ff.) und behauptet, es erzähle uns von der Situation des Jugendlichen Jesus, der aufgrund seiner besonderen "Vater-Sohn-Beziehung" zu Gott sein irdisches Elternhaus, das heißt Maria und Josef, verlassen muss, um sich weiter entwickeln zu können. Texte didaktisch aufbereiten Um das Thema entsprechend den Anforderungen, aber doch auch innerhalb eines überschaubaren zeitlichen Rahmens erfüllen zu können, wurden beide Sachtexte deutlich gekürzt, siehe Auslassungszeichen, vor allem hinsichtlich jener Aspekte, die im originalen Ganztext als Interpretationsansatz bei nur einem der beide Theologen vorzufinden war. Arbeiten am digitalen Text Arbeitsblatt 3 und 4 kann den Schülern und Schülerinnen nicht nur als Dokument in der Dateiablage, sondern auch im Ausdruck vorliegen. Dies kann gewährleisten, dass die Jugendlichen sowohl die Zitate aus dem Mediendokument kopieren und mit ihnen gegebenenfalls weiterarbeiten können, als auch ein "Arbeitsblatt" vor sich haben, auf dem sie Lesemarkierungen vornehmen können. Gruppenarbeit Der Kurs arbeitet im Folgenden in zwei Großgruppen zu Maier und Drewermann, die untereinander noch einmal in zwei Kleingruppen geteilt sind, die sich jeweils über den Bibeltext verständigen. Nach einer individuellen Lesephase sollen in den Kleingruppen mögliche Fragen geklärt und die Hauptaussagen der Texte paraphrasiert werden. Um die Ergebnisse gleichzeitig zu sichern und eine Vorarbeit für die nachfolgende visuelle Analyse des Bibeltextes zu leisten, sollen die Schüler und Schülerinnen dafür die Texte "beschriften". Methodische Vorschläge dazu finden sich auf dem Aufgabenblatt der Schüler und Schülerinnen (Arbeitsblatt 1). Chat Die Schüler und Schülerinnen sollen sich im Chat darüber verständigen, wie sie in ihrer Gruppe die spätere Präsentation der Interpretationen vornehmen wollen, auch hierzu siehe Hinweise auf Arbeitsblatt 1. Sie trainieren so ihre Teamfähigkeit und üben sich in der Anwendung der medialen Möglichkeiten. Ziel Ziel ist es, den Bibeltext so zu "bearbeiten", dass sowohl die exegetischen Aussagen als auch die Methode der Tiefenpsychologie und der historisch-kritischen Exegese in der Datei visuell sichtbar gemacht werden. Mithilfe stichwortartiger Hinweise (farbiger Markierungen, Legenden und so weiter) können die Lernenden "Schritt für Schritt" vom Text über die Interpretationen hin zu den dahinter stehenden Methoden die beiden Ansätze vergleichen beziehungsweise miteinander in Beziehung setzen. Hausaufgabe Als Hausaufgabe zur nachfolgenden Unterrichtsstunde vertiefen sich die Gruppen in die Materialien der jeweils anderen exegetischen Gruppe, ehe sie in der nachfolgenden Doppelstunde ihre Ergebnisse "zusammenkopieren" und im Plenum präsentieren. Auch hier sind wiederum Chat- oder Message-Absprachen darüber notwendig, welcher Schüler oder Schülerin welche Aufgabe übernimmt und diese bereits zu Hause vorbereitet. Vorgabe der Lehrkraft in dieser Arbeitsphase sollte tatsächlich nur der Präsentationszeitpunkt sein, zu dem die Ergebnisse vorliegen sollten - alle übrigen Planungen sollten im Sinne des offenen Lernens den Jugendlichen selbst in eigener Verantwortung übertragen werden. Dokumentation Nach einer allgemeinen Rezeption der Ergebnisse (je nach Anzahl der PC-Arbeitsplätze in Gruppenarbeit oder Einzelarbeit) und dem Feedback ihrer Mitschüler und Mitschülerinnen sollte den Jugendlichen im Anschluss Gelegenheit gegeben werden, ihre Präsentation gegebenenfalls zu verbessern oder zu revidieren. Das Feedback wird über das Forum gegeben. Die endgültigen Ergebnisse werden online hinterlegt. Rückbezug zur eigenen Lebenswelt Die Lernenden sollen sich am Ende, als Rückbezug zu ihrer eigenen Lebenswelt, Gedanken dazu machen, inwieweit die Interpretationen Drewermanns und Maiers der selbst erschlossenen Arbeits- beziehungsweise Deutungshypothese gerecht werden und inwieweit diese Thematik für die Lernenden überhaupt in der Bibelstelle "korrelativ" erscheint. Weiterführende Textarbeit Weiterführend könnten den Schülern und Schülerinnen alternative, moderne Zugänge zu biblischen Texten vorgestellt werden. Arbeitsblatt 5 liefert ein Beispiel dazu.

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler, unabhängig von einer Programmiersprache ein Struktogramm zu entwerfen. Im Junior-Entwicklungsteam der InfoTec GmbH sollen sie unter Verwendung von Auswahlstrukturen einen Algorithmus formulieren und darstellen.Auf Basis von Entwicklungsaufträgen des Modellbetriebs InfoTec GmbH werden Fachinhalte der Informationsverarbeitung mit betriebswirtschaftlichen Aspekten verknüpft. In einem Auftragsbuch für das Junior-Entwicklungsteam finden sich Arbeitsaufträge, die wie Entwicklungsaufträge zur Softwareerstellung strukturiert sind. Die Lernenden führen daran eine Problemanalyse durch und entwickeln eine Lösung nach dem EVA-Prinzip (Eingabe - Verarbeitung (Lösungsalgorithmus) - Ausgabe). Im Anschluss wird der Algorithmus als Struktogramm abgebildet und mittels Editor modelliert. Dies dient als Programmierhilfe, die unabhängig von einer später verwendeten Entwicklungsumgebung (Excel, VBA, Delphi) die Planung und Dokumentation der Problemlösung erlaubt. Die Entwicklungsaufträge basieren auf betriebswirtschaftlichen Fragen. Die Lerngruppe erarbeitet die Auswahlstruktur und lernt die Möglichkeit kennen, ein- und zweiseitige Entscheidungen sowie in weiteren Schritten mehrstufige Entscheidungen als verschachtelte Verzweigungen zu formulieren. Zur Modellierung verwenden die Schülerinnen und Schüler die Strukturelemente nach Nassi Shneiderman. Damit werden Kompetenzen im informatischen Denken erworben, die später in Excel (Wenn-Funktion) oder in einer Programmiersprache ihre Anwendung finden.Der Lehrplan sieht vor, dass die Lernenden die Fertigkeit erwerben, Problemlösungen als Algorithmen darzustellen. Ferner sollen elementare Kontrollstrukturen angewendet werden. Die Schülerinnen und Schüler befassten sich vorab in Lernsituationen mit Algorithmen, wobei diese als Teil der eigenen Lebenswelt erfahrbar wurden. Gestützt auf Beispiele wurden Grundlagen erarbeitet (Begriffsdefinition, Gütekriterien von Algorithmen, Darstellungsmethoden). Jetzt wird mit dem Junior-Entwicklungsteam eine betriebliche Handlungssituation für das Modellunternehmen InfoTec GmbH geschaffen, um Fachinhalte in betriebliche Kontexte einzubinden. Der Unterricht zeichnet sich dadurch aus, dass die Lernenden als Entwicklungsteams agieren. Sie erhalten Aufträge anderer Betriebsbereiche, bei denen es sich um Problemstellungen handelt, für die es eine Lösung zu entwickeln gilt. Unterrichtsablauf und Einsatz der Materialien Auf der Unterseite finden Sie detaillierte Hinweise zum Unterricht und die Arbeitsmaterialien. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihre kognitive Kompetenz, da sie erarbeiten, wie eine betriebliche Entscheidung als Auswahlstruktur in einem Algorithmus zu formulieren ist. schulen ihre Analysekompetenz, indem sie Informationen einer Problemstellung aus dem Text isolieren und bei der Entwicklung einer Lösung neu strukturieren. festigen ihr logisches Denken und entwickeln ihre Abstraktionskompetenz, weil sie für ein verbal formuliertes Problem eine abstrakte Problemlösung konzipieren. schulen ihre Problemlösungskompetenz, indem sie Kenntnisse einsetzen, um eine betriebliche Aufgabe zu lösen. trainieren ihre Anwendungskompetenz, da sie die Problemlösung mittels Algorithmen erarbeiten und mit einen Struktogramm modellieren. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihre IT-Methodenkompetenz, indem sie ein Struktogramm unter Verwendung eines Editors abbilden. trainieren ihre Selbsterschließungskompetenz, denn sie sind aufgefordert, im Rahmen des Lernarrangements notwendige Informationen zur Lösung einer realitätsorientierten betrieblichen Aufgabe eigenständig zu gewinnen. Thema Im Junior-Entwicklungsteam der InfoTec GmbH. Die Lösung betriebswirtschaftlicher Entscheidungsprobleme unter Verwendung von Auswahlstrukturen als Algorithmus formulieren und darstellen. Autor Christoph Dolzanski Fach Datenverarbeitung, Lernbereich Algorithmen, elementare Kontrollstrukturen entwickeln Zielgruppe Wirtschaftsgymnasium Jahrgangsstufe 11, Höhere Berufsfachschule Datenverarbeitung, Berufsschule Zeitrahmen 1 Unterrichtsstunde, weitere Arbeitsaufträge (binnendifferenzierte Schwierigkeitsgrade) in Form eines Auftragbuchs, Zeitumfang in Abhängigkeit vom Leistungsvermögen der Schüler Technische Voraussetzungen PC, Beamer, Powerpoint, Struktogrammeditor (z. B. Strukted32), gegebenenfalls Internet-Zugang für Recherchen Am Beginn des Unterrichts steht ein informierendes, hinführendes Vorgehen, mit dem die Lernenden in die betriebliche Situation des Junior-Entwicklungsteams versetzt werden. Das Auftragsbuch der Abteilung wird gezeigt und mit dem Hinweis übergeben, dass sich darin die zu bearbeitenden Aufträge der Organisationseinheiten befinden. Die Teams entnehmen dem Auftragsbuch die von ihnen zu bearbeitenden Entwicklungsaufträge (erster oder zweiter Auftrag algorithmen_entwicklungsabteilung.ppt). Jeder Auftrag sollte von mindestens zwei Entwicklungsteams bearbeitet werden. In den Teams erfolgt die Problematisierung, die auf einer praktischen Aufgabenstellung beruht. Danach entwerfen die Teams eigene Lösungsvorschläge (entwicklungshandbuch.ppt und Internet-Recherche). Die Schülerinnen und Schüler analysieren das Problem, formulieren die Ein- und Ausgabedaten sowie den Lösungsalgorithmus (eventuell algorithmen_arbeitsblatt_problemanalyse.rtf) und bilden diesen als Struktogramm unter Verwendung eines Editors (strukted32.exe) ab. Im Sinne des computergestützten Unterrichts dient der PC als universelles Werkzeug. Die Schülerinnen und Schüler können Lösungen erarbeiten, die Arbeitsergebnisse in medialer Form speichern, austauschen und in der Folgephase präsentieren. Zunächst diskutieren die Teams mit der gleichen Aufgabenstellung ihre Ergebnisse und einigen sich auf eine gemeinsame Lösung. Einige Entwicklungsteams stellen die von ihnen konzipierte Problemlösung vor. Im gesamten Junior-Entwicklungsteam wird der Vorschlag diskutiert, geprüft und gegebenenfalls ergänzt. Durch Präsentation der Lösung via Beamer aus dem Editor besteht die Möglichkeit zur direkten Korrektur oder Ergänzung. So kann eine Expertenlösung im Plenum erarbeitet und an Fehlern gelernt werden. Da unterschiedliche Aufgaben gestellt werden, könnten aus Zeitgründen einige Inhalte offen bleiben, die dann in der Folgestunde thematisiert werden. Die Schülerinnen und Schüler können sich in der Hausaufgabe mit dem durch sie noch nicht bearbeiteten Auftrag befassen. Offene Fragen und Probleme, die von den Lernenden in der Erarbeitung festgehalten wurden, können jetzt aufgegriffen werden. Die Lernenden tauschen ihre Erfahrungen aus. Dabei können Merkmale für das richtige Vorgehen und für die Vermeidung von Fehlern herausgearbeitet und festgehalten werden. Die gemeinsamen Elemente der Lösungen - insbesondere die Auswahlstruktur - können angesprochen werden. Die Ergebnisse der Stunde werden über die Entwicklungsaufträge, eigene Notizen, sowie das gespeicherte Struktogramm gesichert. Humbert, L., Didaktik der Informatik - mit praxiserprobtem Unterrichtsmaterial, 1. Aufl., Wiesbaden: Teubner 2005. Landwehr, N., Neue Wege der Wissensvermittlung, ein praxisorientiertes Handbuch für Lehrpersonen in schulischer und beruflicher Aus- und Fortbildung, Aarau: Sauerländer in der aktuellen Auflage. Schubert, S. Schwill, A., Didaktik der Informatik, Heidelberg u.a.: Spektrum Akademischer Verlag, 2004. Braun, W., Lösung kaufmännischer Probleme mit MS-Excel unter Office 2000, Darmstadt: Winklers 2001. Braun, W., Einführung in die visuelle Projektentwicklung mit Delphi, Windows 95 im Einsatz, Aufbau von Informationssystemen, Softwaredesign, 1. Aufl., Darmstadt: Winklers 1997.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Optimale Lagerung eines Rollenbocks" erlernen die Schülerinnen und Schüler anhand von Beispielen die Prinzipien der Lageranordnung.In der Industrie ist das Arbeiten mit 3D-CAD-Systemen mittlerweile alltäglich geworden - auch für Auszubildende. Durch den Einsatz dieser Systeme und der Software zur Darstellung von 2D- und 3D-Modellen unterschiedlicher Objekte wird in dieser Unterrichtsreihe das räumliche Vorstellungsvermögen gefördert. Zudem erleichtert es den Lernenden, Zeichnungen zu erstellen. Die hier vorgestellte Lernsituation "Optimierung der Lagerung eines Rollenbocks" bietet einerseits die Analyse einer vorhandenen, nicht dem gängigen Lehrschema entsprechenden Lagerung / Lageranordnung und eine damit verbundene intensive Auseinandersetzung mit diesem Thema. Andererseits ergibt sich die Notwendigkeit, die vorhandene Lageranordnung analog der Prinzipien Fest-/Loslagerung, Angestellter Lagerung sowie Schwimmender Lagerung zu überarbeiten. Die notwendige Änderungskonstruktion sowie Zeichnungsableitung zur Fertigung der modifizierten Bauteile soll unter Zuhilfenahme des 3D-Konstruktionsprogramms SolidWorks sowie eDrawings geschehen. Da zur Erstellung der Teile lediglich Grundfertigkeiten im Umgang mit dem System notwendig sind, bietet sich diese Lernsituation auch als Einführung in SolidWorks an.In der Unterrichtsreihe gibt es mehrere Erarbeitungs- und Präsentationsphasen. Bei der Wahl der Sozialform gibt es viele Möglichkeiten, von der Einzelarbeit über die arbeitsgleiche und arbeitsteilige Gruppenarbeit, je nach Voraussetzung der Lernenden. Die Reihe bietet einen Einstieg in das Arbeiten mit 3D-CAD-Systemen. Sie lernen, die Arbeitsweise, die Möglichkeiten und den Zeitaufwand für das Arbeiten an 3D-CAD-Systemen einzuschätzen. Mehrwert für Lernende Zielgruppengerechte Aufbereitung Die Verwendung von 3D-Datensätzen zur Bearbeitung dieser Aufgabenstellung ermöglicht gerade den Schülerinnen und Schülern mit eingeschränktem räumlichen Vorstellungsvermögen die Möglichkeit, Teile der Baugruppe ein- und auszublenden, zu messen und zu animieren. Gleichzeitig wird durch den schnellen Abgleich mit 2D-Datensätzen (besonders empfehlenswert ist die Animation der Datei rollenbock.edrw in eDrawings) eine umfassende Analyse der Baugruppe gewährleistet. 2D- und 3D-Modelle eDrawings bietet durch seine einfache, selbsterklärende Oberfläche eine sehr gute Möglichkeit, die Funktionsweise und den Aufbau des Rollenbocks zu erarbeiten. Die Mess-Funktionalität ermöglicht das Bestimmen notwendiger Maße für die Änderungskonstruktion. Rechnerunterstützte Konstruktion 3D-CAD ermöglicht eine fortwährende Kontrolle der Funktionalität der Baugruppe durch Interferenzprüfungen, Animationen et cetera. Der Ansatz, aus einem 3D-Datensatz Zeichnungen abzuleiten, auch ohne Vorwissen der Lernenden hinsichtlich der Normung, ermöglicht eine konstruktive Auseinandersetzung mit Zeichnungsnormung. Hier stellen sich Fragen wie: Was muss der Fertiger alles wissen? Wie muss die Zeichnung aussehen, dass jeder etwas damit anfangen kann? ... Die Erkenntnis der Notwendigkeit normierter Zeichnungen erschließt sich hier automatisch. Falls die Schülerinnen und Schüler schon Erfahrungen mit SolidWorks erlangt haben, kann die Optimierung der Lagerung auch arbeitsteilig erfolgen, so dass für die 3-gängigen Lagerungsprinzipien (Fest-Los/Angestellt/Schwimmend) Lösungen erarbeitet werden.Die Schülerinnen und Schüler erkennen und erklären Funktionszusammenhänge in der vorhandenen Baugruppe. Hierzu werten sie Informationen sowie technische Unterlagen aus. informieren sich über mögliche Lageranordnungen, analysieren die Vor- und Nachteile und gleichen sie mit der im Rollenbock vorhandenen Lagerung ab. Hier erkennen die Lernenden die nicht fachgerechte Auslegung der vorhandenen Lagerung und die Notwendigkeit, dies entsprechend der erarbeiteten Lagerungsprinzipien zu überarbeiten. erlernen die Grundlagen der 3D-Konstruktion anhand des Programms SolidWorks. Hierzu erstellen sie einzelne Bauteile, fügen diese mit benötigten Normteilen in eine Baugruppe ein und leiten die zur Dokumentation erforderlichen Zeichnungsunterlagen ab. Zielgruppengerechte Aufbereitung Die Verwendung von 3D-Datensätzen zur Bearbeitung dieser Aufgabenstellung ermöglicht gerade den Schülerinnen und Schülern mit eingeschränktem räumlichen Vorstellungsvermögen die Möglichkeit, Teile der Baugruppe ein- und auszublenden, zu messen und zu animieren. Gleichzeitig wird durch den schnellen Abgleich mit 2D-Datensätzen (besonders empfehlenswert ist die Animation der Datei rollenbock.edrw in eDrawings) eine umfassende Analyse der Baugruppe gewährleistet. 2D- und 3D-Modelle eDrawings bietet durch seine einfache, selbsterklärende Oberfläche eine sehr gute Möglichkeit, die Funktionsweise und den Aufbau des Rollenbocks zu erarbeiten. Die Mess-Funktionalität ermöglicht das Bestimmen notwendiger Maße für die Änderungskonstruktion. Rechnerunterstützte Konstruktion 3D-CAD ermöglicht eine fortwährende Kontrolle der Funktionalität der Baugruppe durch Interferenzprüfungen, Animationen et cetera. Der Ansatz, aus einem 3D-Datensatz Zeichnungen abzuleiten, auch ohne Vorwissen der Lernenden hinsichtlich der Normung, ermöglicht eine konstruktive Auseinandersetzung mit Zeichnungsnormung. Hier stellen sich Fragen wie: Was muss der Fertiger alles wissen? Wie muss die Zeichnung aussehen, dass jeder etwas damit anfangen kann? ... Die Erkenntnis der Notwendigkeit normierter Zeichnungen erschließt sich hier automatisch. Falls die Schülerinnen und Schüler schon Erfahrungen mit SolidWorks erlangt haben, kann die Optimierung der Lagerung auch arbeitsteilig erfolgen, so dass für die 3-gängigen Lagerungsprinzipien (Fest-Los/Angestellt/Schwimmend) Lösungen erarbeitet werden.

Auch in dieser Unterrichtseinheit lösen die Schülerinnen und Schüler mithilfe der Entwicklungsumgebung Delphi, die sie bereits selbstständig erkundet haben, im Modellunternehmen Info Tec GmbH ein betriebswirtschaftliches Problem.Die Stunde basiert auf einer betrieblichen Handlungssituation im Modellunternehmen Info Tec GmbH. Die Schülerinnen und Schüler befinden sich wieder in der Situation, als Programmierer ein betriebswirtschaftliches Problem zu lösen. Die Lernenden greifen dazu auf die Entwicklungsumgebung von Delphi zurück, die sie bereits selbstständig erkundet haben. Sie lernen dabei sukzessive Komponenten und Ereignisse kennen. Um ihre Fertigkeiten zu entwickeln, sollen sie selbstständig Mitschriften anfertigen, die Merksätze zur Programmierung sowie wichtige Informationen in tabellarischen Übersichten (Objekt, Eigenschaft, Reaktion, Ereignisse und Reaktionen, Übersicht von Eigenschaften et cetera) beinhalten, um beim Programmieren eine Gedächtnisstütze zu haben. Die Lernenden sind in der heutigen Stunde mit einer betrieblichen Situation konfrontiert, in der für eine Problemstellung eine Problemlösung zu erarbeiten ist, bei der bis dato unbekannte Befehle (Case-Anweisung) sinnvoll einzusetzen sind.Die Stunde basiert auf didaktischen Prinzipien der Handlungsorientierung sowie dem Prinzip des eigenverantwortlichen Arbeitens und Lernens (EVA). Entsprechend den Fähigkeiten sind die selbstständigen Erarbeitungsprozesse ergänzt um die Vorgabe notwendiger Fachinhalte. Als didaktische Elemente der Informatik liegt dem Unterricht eine Kombination aus programmiersprachlichem Zugang und einem Zugang über die Lern- und Programmierumgebung (Objektorientierung) zugrunde. Fortsetzung des Kommentars Das Prinzip der Schülerselbsttätigkeit ist Ziel, wird aber auf die aktuelle Leistungsfähigkeit abgestimmt. Unterrichtsverlauf und Arbeitsaufträge Hier finden Sie eine detaillierte Übersicht über den Unterrichtsverlauf und den Einsatz der Materialien. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihre kognitive Kompetenz, indem sie auf Basis unterschiedlicher Leittexte erarbeiten, wie Fallunterscheidungen in einem Programm mit einer bestimmten Syntax lösbar sind. sensibilisieren sich dafür, eine bestimmte Syntax zur Umsetzung von Auswahlstrukturen im Rahmen von Problemstellungen sinnvoll einzusetzen. wenden Fachwissen aufgabenbezogen an, das in unterschiedlichen betrieblichen Kontexten von Bedeutung ist (Zinsstaffel, Rabattsystem, Boni et cetera) trainieren ihre Anwendungskompetenz, indem sie das allgemeine Vorgehen zur Problemlösung mittels Algorithmen einsetzen. festigen ihre Anwendungskompetenz im Hinblick auf den Umgang mit einer objektorientierten Entwicklungsumgebung sowie der Erstellung von Struktogrammen. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler schulen ihr Textverständnis, indem sie Informationen selektieren und strukturieren. erweitern ihre IT-Methodenkompetenz, indem sie Problemstellungen analysieren, mittels Editor als Struktogramm abbilden und mithilfe einer Programmiersprache realisieren. entwickeln ihre Selbsterschließungskompetenz, denn sie ist aufgefordert, im Rahmen des Lernarragements eine Problemlösung zu erarbeiten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler fördern durch Präsentation und Diskussion der Arbeitsergebnisse personale Kompetenzen wie Ausdrucksfähigkeit, freies Sprechen und Auftreten in einer Gruppe. Thema Die Verwendung der Case-Anweisung zur Lösung eines betriebswirtschaftlichen Problems in Delphi. Autor Christoph Dolzanski Fach Datenverarbeitung, Lernbereich: Algorithmen und Datenstrukturen, elementare Kontrollstrukturen (Verzweigung und Auswahl) codieren Zielgruppe Wirtschaftsgymnasium Jahrgangsstufe 12, Höhere Berufsfachschule Datenverarbeitung, Berufsschule Zeitrahmen mindestens 2 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen PC, Beamer, MS-Word, Delphi-Entwicklungsumgebung, Struktogrammeditor (Strukted32), Internet-Zugang für Recherchen bei Bedarf Planung Verlaufsplan Die Verwendung der Case-Anweisung Weitgehende Selbstständigkeit ermöglichen Um den individuellen Fähigkeiten der Schülerinnen und Schüler zu entsprechen, sind die selbstständigen Erarbeitungsprozesse ergänzt um die Vorgabe notwendiger Fachinhalte. Das Prinzip der Schülerselbsttätigkeit ist Ziel, wird aber auf die aktuelle Leistungsfähigkeit abgestimmt. Programmiersprachlicher Zugang Als didaktische Elemente der Informatik liegen dem Unterricht eine Kombination aus programmiersprachlichem Zugang und einem Zugang über die Lern- und Programmierumgebung (Objektorientierung) zugrunde. Dem programmiersprachlichen Zugang entsprechend werden zunächst einfache und dann komplexere Sprachstrukturen eingeführt. Die gewählten Problemstellungen sind einfach. Sie bedürfen einer geringen Modellbildung, so dass die analytischen Fertigkeiten nicht überfordert werden. Dadurch entsteht der Nachteil, dass die praktische Relevanz der Aufgabenstellung geringer ausgeprägt ist und Sprachkenntnisse "auf Vorrat" erworben werden ("totes Wissen"). Vorteil des Vorgehens ist eine systematische Unterrichtsgliederung sowie ein erleichterter Zugang für die Schülerinnen und Schüler, die das schrittweise Erlernen aus dem Fremdsprachenunterricht kennen. Objektorientierung Der Rückgriff auf Merkmale des lern- und programmierumgebungsbezogenen Zugangs ist logische Konsequenz der objektorientierten Entwicklungsumgebung. Sie erlaubt die Verwendung von Objekten und Operatoren, die im Sinne eines Baukastens bereits als Elemente vorhanden und verwendbar sind. Die Codierung steht am Ende der Programmentwicklung. Unterstützung durch die Lehrkraft Das Vorgehen orientiert sich in starkem Maß an den kognitiven Voraussetzungen der Lernenden. Durch die Verwendung vorhandener Komponenten entstehen leistungsfähige Programme mit professionellem Aussehen, die Erfolgserlebnisse gewährleisten. Dabei ist der Nachteil, dass die Tiefe der vermittelten Informatikkenntnisse beschränkt bleibt, für die fokussierten Lerngruppen vertretbar. Das Problem unterschiedlicher Vorkenntnisse kann teilweise gelöst werden. Durch das Wirken der Lernenden als Lernbegleiter ist dieser Tatbestand abgemildert. Insbesondere die Tatsache, dass sich diese Form der Programmierung harmonisch mit den elementaren kognitiven Prozessen beim Denken, Erkennen und Problemlösen im menschlichen Gehirn vereinbaren lässt, spricht für das Vorgehen. Die auftretenden Schwierigkeiten bieten die Möglichkeit, gezielt Fragen aufzuwerten und sich damit auf dem Weg zur selbstgesteuerten und selbstverantwortlichen Informationsaufnahme zu entwickeln. Die Schülerinnen und Schüler sind für ihren Lernprozess verantwortlich und bestimmen in den Arbeitsphasen individuell ihr Lerntempo. Die Lernenden sind mit einer betrieblichen Handlungssituation konfrontiert, für die sie eigenständig eine Problemlösung erarbeiten. Erster Schritt des Handlungsmodells Die Schülerinnen und Schüler versetzen sich in eine betriebliche Handlungssituation, in der sie als Programmierer in einem bekannten Betrieb tätig sind. Die Vorstellung, auch bei schönstem Wetter intensiv arbeiten zu müssen, wird die Lernenden stören. Das Vorgehen ist geeignet, in der Unterrichtseröffnung die Lernbereitschaft der Schülerinnen und Schüler zu aktivieren. Sie werden im Sinne einer Problementfaltung dafür sensibilisiert, dass programmgestützte Werkzeuge zur Erledigung betrieblicher Aufgaben hilfreich sind. Zweiter Schritt des Handlungsmodells Die Partnerteams erhalten ihre Arbeitsaufträge und suchen und erproben geeignete Lösungen. Zunächst befasst sich jeder mit der Aufgabenstellung und den Informationen. Durch Diskussion der Vorgehensweise und der Lösungen im Team sowie dem Hinweis auf unterstützende Informationen werden Unsicherheiten reduziert und kreative Lösungen gefördert. Auftretende Schwierigkeiten und Fragen können festgehalten und im Plenum geklärt werden. In dieser Phase sind die Lernenden stark auf sich gestellt. Das Erleben von Unsicherheiten und Schwierigkeiten ist ein wichtiger Lernanlass, der nicht durch zu frühes Eingreifen verhindert werden soll. Wenn ein Team nicht mehr weiter weiß, kann der Lehrer in dieser Phase aktiv eingreifen und weitere Informationen zur Verfügung stellen. Dritter Schritt des Handlungsmodells Die Problemstellung wird im Plenum präsentiert. Es bietet sich an, zwei Teams die Ergebnisse vorstellen zu lassen. Die anderen Teams fungieren dann als Kontrollgruppen, die entsprechende Ergänzungen anbringen. Fragen und Schwierigkeiten beim Lösen der Problemstellungen können in diesem Schritt geklärt werden. Vierter Schritt des Handlungsmodells Auf Basis der gemachten Erfahrungen und der erworbenen Fähigkeiten werden Merkmale für das zielorientierte Vorgehen bei der Lösung der Problemstellung herausgearbeitet. Dabei steht das Festhalten von Kriterien, die der Vermeidung von Fehlern dienen, vor dem Anspruch auf Vollständigkeit der Handlungsanweisung. Diese Aufzeichnung kann dann bei nachfolgenden Aufgabenstellungen ergänzt und angepasst werden. Fünfter Schritt des Handlungsmodells Im fünften Schritt geht es darum, die gewonnenen Einsichten in praxisbezogenen Kontexten umzusetzen. Dies soll in einer folgenden Unterrichtsstunde aufgegriffen werden. Die Lernenden erhalten auf Basis der Handlungssituation dieser Unterrichtseinheit eine weitere Problemstellung, die sie in Delphi umsetzen. Der betriebswirtschaftliche Hintergrund der Fragestellung erlaubt einen Perspektivenwechsel und ermöglicht es, den fachübergreifenden Aspekt des Themas aufzugreifen.

In Deutschland geht großen Reformen in vielen Fällen ein langwieriges politisches Tauziehen voraus, denn nicht nur die Parteien müssen sich darüber verständigen, parallel müssen auch die Interessen von Bundestag und Bundesrat vereint werden.Da die Interessen des Bundes und der Länder häufig unterschiedlich sind, ist dies keine leichte Angelegenheit. Wenn darüber hinaus auch die politischen Mehrheiten in Bundesrat und Bundestag unterschiedlich verteilt sind, dann kann die Regierung nur aufgrund ihrer Bundestagsmehrheit nichts verändern und die Lage wird noch komplizierter. Häufig führt dies dazu, dass die eine Institution die andere blockiert und Umgestaltungen verhindert. Das liegt daran, dass Deutschland ein Bundesstaat ist, die Kompetenzen von Bund und Ländern aber, anders als in den meisten föderalen Staaten, nicht klar abgegrenzt sind.Die Schülerinnen und Schüler sollen das föderale Staatssystem Deutschlands und die Kernpunkte der Föderalismusreform kennen lernen. das Verhältnis von Bundestag und Bundesrat reflektieren und analysieren. die Entwicklung des Reformvorhabens nachvollziehen und die Positionen der Parteien vergleichen. den Verlauf und die Zuständigkeiten von Gesetzgebungsverfahren analysieren. das Internet als Informations- und Recherchemedium nutzen. Thema Föderalismusreform Autor Michael Bornkessel Fach Politik, Sozialwissenschaften Zielgruppe Sek I und II, ab Klasse 7 Zeitaufwand je nach Intensität und Schwerpunktsetzung 1-3 Stunden Medien je ein Computer mit Internetnutzung für zwei Schülerinnen und Schüler Die fehlende Abgrenzung der Kompetenzen von Bund und Ländern zeigt das Beispiel der Finanzen: Zwar geben die Bundesländer in eigener Verantwortung jede Menge Geld aus, doch können sie, bis auf wenige Ausnahmen, weder eigene Steuern erheben noch Steuersätze festlegen. Auch bei umfangreicheren Investitionen haben die Länder alleine kaum Handlungsspielraum. Historische Entwicklung Ein Überblick der historischen Entwicklung zeigt die sich verändernden Kompetenzen der Länder seit der Weimarer Republik. Deutschland - ein Bundesstaat Der Aufbau des föderalen Bundesstaates sowie die Spielräume von Bund und Ländern in der Gesetzgebung stellen eine gute Einführung in das Thema dar. Kernpunkte der Reform Die Föderalismusreform soll die Verantwortungen und Kompetenzen des Bundes und der Länder neu und eindeutiger regeln. Weimarer Republik und NS-Zeit Bereits in der Weimarer Republik (1918-1933) gab es verschiedene deutsche Länder mit eigenen Regierungen und einen "Reichsrat", der zusammen mit dem "Reichstag", dem Parlament, am Gesetzgebungsprozess beteiligt war. Nach der Machtübernahme der Nationalsozialisten wurden die Länder "gleichgeschaltet", wodurch sie zwar weiterhin als Bundesländer existierten, ihr staatliches Eigenleben und ihre politischen Einflussmöglichkeiten allerdings einbüßten. Sie verkümmerten letztlich zu einem "verlängerten Arm" der nationalsozialistischen Reichsregierung, um deren Politik bedingungslos durchzusetzen. Neuordnung nach 1945 Die heutigen Bundesländer sind das Ergebnis der territorialen und strukturellen Neugliederung nach 1945. Nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges trafen sich die drei großen Alliierten (USA, Sowjetunion und Großbritannien) vom 17. Juli bis zum 2. August 1945 zur so genannten "Potsdamer Konferenz" (eigentlich Dreimächtekonferenz von Berlin) und berieten, wie es mit Deutschland weiter gehen sollte. Sie bestätigten unter anderem die bereits während der Konferenz von Jalta (4. Februar bis zum 11. Februar 1945) beschlossene Aufteilung Deutschlands in verschiedene Besatzungszonen. Die ersten Länder entstanden im Juli 1945 in der sowjetischen Besatzungszone, allerdings plante die Sowjetunion einen zentralistischen Staat, in dem die Länder lediglich Verwaltungseinheiten ohne weitere politische Kompetenzen sein sollten. 1952 verloren die Länder der damaligen Deutschen Demokratischen Republik (DDR) ihre Verwaltungsfunktionen - an ihre Stelle traten 14 Bezirke und Ost-Berlin. 1949: Geburtsjahr der Bundesrepublik Deutschland In den Jahren 1946/47 entstanden in den drei westlichen Besatzungszonen die meisten westdeutschen Bundesländer - als letztes westdeutsches Bundesland wurde das Saarland am 1. Januar 1957 Teil der bereits gegründeten Bundesrepublik Deutschland. Insbesondere die Regierung der Vereinigten Staaten von Amerika wollte nach dem Krieg in den drei Westzonen einen föderalen deutschen Bundesstaat schaffen, in dem die Länder eine wichtige politische Rolle spielen sollten. Das föderale Konzept setzte sich schließlich nach einigen politischen Auseinandersetzungen, auch zwischen den drei West-Alliierten, durch. Im Grundgesetz, das am 23. Mai 1949 verkündet wurde, heißt es nun in Artikel 20, Absatz 1: "Die Bundesrepublik Deutschland ist ein demokratischer und sozialer Bundesstaat". Föderale Prinzipien Das föderale Prinzip schlägt sich auch bei der Gesetzgebung nieder. So haben nach Artikel 70 des Grundgesetzes (GG) die Länder das Recht, Gesetze zu erlassen. Dies gilt allerdings nur, soweit das Grundgesetz nicht dem Bund dafür die Befugnis verleiht. Grundsätzlich ist die Gesetzgebung somit Ländersache - es sei denn, es ist ausdrücklich vorgesehen, dass eine Bundeszuständigkeit zweckmäßiger erscheint. Subsidiaritätsprinzip Es gilt das so genannte Subsidiaritätsprinzip, welches besagt, dass die Entscheidungen auf die niedrigste mögliche Ebene verlagert werden sollen - hier auf die einzelnen Länder. Grundsätzlich hat das Grundgesetz die Zuständigkeit in die ausschließliche, die konkurrierende und die Rahmengesetzgebung des Bundes unterteilt. Über die Rahmengesetze kann der Bund in die Kompetenzen der Länder eingreifen und bundesweite Standards festlegen. Bei dem großen Bereich der konkurrierenden Gesetzgebung darf der Bund laut Artikel 72 Abs. 2 GG nur dann Gesetze verabschieden, "wenn und soweit die Herstellung gleichwertiger Lebensverhältnisse im Bundesgebiet oder die Wahrung der Rechts- oder Wirtschaftseinheit im gesamtstaatlichen Interesse dies erforderlich macht". Auch die Länder können in diesem Bereich Gesetze erlassen, allerdings nur, "soweit der Bund von seiner Gesetzgebungszuständigkeit nicht durch Gesetz Gebrauch gemacht hat" (Art. 72 Abs. 1 GG). In den ersten Jahren der Bundesrepublik hatten die Länder noch einen relativ großen Spielraum, inzwi-schen hat der Bund jedoch eine Menge Gesetze erlassen, durch welche sich die Gestaltungsmöglichkeiten der Länder verringert haben. Im Laufe der Zeit hat sich in Deutschland eine besondere Föderalismusform entwickelt: Der Bund und die Länder grenzen sich nach ihren Funktionen ab, nicht nach ihren Kompetenzbereichen, das heißt, die Bundesebene erlässt einen Großteil der Gesetze und die Länder kümmern sich dann um deren Vollzug. So wirken die Länder an der Gesetzgebung des Bundes mit und der Bund finanziert einen Teil der Investitionen, die eigentlich die Länder tragen müssten. Bundestag und Bundesrat mussten vielen Gesetzesvorhaben zustimmen, was aufgrund der oftmals unterschiedlichen Interessen von Bund und Ländern nicht immer einfach war. Die politische Zusammensetzung der beiden Organe spielte dabei eine noch größere Rolle. So blockierte während der letzten Legislaturperiode der rot-grünen Bundesregierung (2002-2005) der von der Union dominierte Bundesrat eine Reihe von Vorhaben der Bundesregierung und stimmte nur ausnahmsweise, etwa bei der Verabschiedung der Hartz IV-Gesetze, zu. Im Jahr 1997 hatte der damals SPD-dominierte Bundesrat die Steuerreform der CDU/CSU-FDP-Regierung unter Bundeskanzler Helmut Kohl abgeblockt. Bundestagsopposition kann Entscheidungen im Bundesrat verhindern Auch wenn die Bundesregierung im Bundestag eine Mehrheit der Abgeordneten hinter sich hat, so muss dies im Bundesrat nicht unbedingt der Fall sein. Er setzt sich aus Mitgliedern der 16 Landesregierungen zusammen und soll die Interessen der Länder auf Bundesebene wahren, sie aber auch in Einklang mit den Belangen des Bundes bringen. Doppelfunktion der Mitglieder Alle Bundesratsmitglieder nehmen eine Doppelfunktion wahr, denn sie üben ein Landesamt und zugleich ein Bundesamt aus, sind somit Landes- und Bundespolitiker. Da jedes Bundesland eine eigene Landesregierung wählt, kann die Regierungskoalition im Bundestag nur bedingt auf eine Mehrheit im Bundesrat bauen. Das heißt, die Oppositionsparteien sind im Bundestag zwar in der Minderheit, sie können durch ihre Beteiligung an einigen Landesregierungen aber Gesetzesvorhaben auf Bundesebene per Bundesratsabstimmung stoppen oder Kompromisse erzwingen. Trägheit bei notwendigen Veränderungen Die aufgezeigten Strukturen sorgen dafür, dass eine breite Mehrheit in Bundestag und Bundesrat die politischen Veränderungen tragen muss. Die Lage in den letzten Jahren war zwar stabil, allerdings haben sich im Laufe der Zeit viele notwendige Reformen aufgestaut, weil es dafür keine ausreichende Mehrheiten in den beiden Organen gab. Der Begriff "Reformstau" veranschaulicht diese Entwicklung. Unklare Verantwortungen Darüber hinaus hat die große Zahl der gemeinsamen Zuständigkeiten von Bund und Ländern die Verantwortung für die politische Entscheidungen immer mehr verwischt. Wenn Reformen scheiterten oder nur mäßige Ergebnisse herauskamen, dann war dem Bürger häufig nicht klar, wer dafür die Verantwortung trug. Aus diesem Grund gab es schon früh Bestrebungen, das gewachsene Gestrüpp der föderalen Beziehungen und Verantwortlichkeiten zwischen dem Bund und den Ländern neu zu ordnen. Erste Vorüberlegungen der Länder über eine Föderalismusreform gab es bereits Mitte der 90er Jahre. 2002/2003 tagte dann eine Arbeitsgruppe, der auf Länderseite Bayerns damaliger Staatskanzlei-Chef Erwin Huber (CSU) und sein Bremer Kollege Reinhard Hoffmann (SPD) angehörten. Im Oktober 2003 haben Bundestag und Bundesrat beschlossen, eine gemeinsame Kommission zur "Modernisierung der bundesstaatlichen Ordnung" einzusetzen. Diese sollte Vorschläge erarbeiten, um die Handlungs- und Entscheidungsfähigkeit von Bund und Ländern zu verbessern, die politischen Verantwortlichkeiten deutlicher zuzuordnen sowie die Zweckmäßigkeit und Effizienz der Aufgabenerfüllung zu steigern. Die Kommission unter Vorsitz von Edmund Stoiber (CSU) und Franz Müntefering (SPD) bestand aus jeweils 16 stimmberechtigten Mitgliedern aus Bundestag und Bundesrat sowie weiteren beratenden Mitgliedern, Gästen und Sachverständigen. Politischen Handlungsspielraum erhöhen Die konstituierende Sitzung fand am 7. November 2003 im Plenarsaal des Bundesrates statt. Insgesamt traf man sich, einschließlich der letzten Sitzung am 17. Dezember 2004, elf Mal. Der Bund wollte vor allem die Zahl der zustimmungspflichtigen Gesetze im Bundesrat deutlich reduzieren und so wieder mehr politischen Handlungsspielraum gewinnen. Die Länder wollten dagegen ihre Gestaltungsmöglichkeiten neu definieren, die sie durch immer mehr Bundesgesetze und vor allem durch die zunehmende Zahl von EU-Vorschriften gefährdet sahen. Scheitern an der Bildungspolitik Die 16 Bundesländer wollten sich gegenüber Berlin und Brüssel als eigenständige politische Einheiten behaupten und es sah schon so aus, als seien die Gespräche von Erfolg gekrönt. Letztlich scheiterte die Reform an der Bildungspolitik, über deren Neuordnung man sich in einem speziellen Aspekt nicht einig wurde: CDU und SPD konnten sich nicht über die Kompetenzen des Bundes im Hochschulwesen verständigen. Die Union sprach sich dafür aus, dass der Bund sich aus diesem Bereich fast völlig zurückziehen soll. Die SPD wollte zwar die Strukturen reformieren und den Ländern finanzielle Verbesserungen bieten, allerdings sollte der Bund nach Vorstellung der Sozialdemokraten bei der Bildungspolitik weiterhin eine wahrnehmbare Rolle spielen. Im Dezember 2004 erklärte man das Vorhaben für gescheitert. Verhandlungen der Großen Koalition Im Rahmen der Koalitionsverhandlungen zwischen CDU/CSU und SPD griff man die Föderalismusreform wieder auf und erklärte sie zu einem der wichtigsten Reformvorhaben der neuen Regierung. So einigten sich die beiden Regierungsparteien bereits während der Koalitionsverhandlungen auf ein gemeinsames Konzept und auch die Regierungschefs der Länder stimmten diesem Paket Mitte Dezember 2005 zu. Mitbestimmung der Länder bei Bundesgesetzen reduziert Die Große Koalition hat in einem ersten Schritt die Verantwortlichkeiten zwischen Bund und Ländern transparenter geregelt und die Zahl der Gesetze, denen der Bundesrat zustimmen muss, reduziert: waren es vor der Reform rund 60 Prozent, sollen es jetzt nur noch 35 bis 40 Prozent sein. Die Länder können nun nicht mehr nur deshalb bei Bundesgesetzen mitbestimmen, weil ihre Verwaltungen sie umsetzen müssen. Nach der Reform ist die Zustimmung nur dann noch erforderlich, wenn die Länder in den Gesetzen zu Leistungen gegenüber Dritten verpflichtet werden. Zuständigkeiten statt Gesetzgebung Insgesamt verzichteten die Länder auf Macht und Einspruchsmöglichkeiten gegen Bundesgesetze und erhielten dafür andere Zuständigkeiten zurück. Der Koalitionsbeschluss sieht vor, eine ganze Reihe Kompetenzen ganz in die Zuständigkeit der einzelnen Bundesländer zu geben, wie zum Beispiel Versammlungsrecht, Ladenschluss, Presserecht und Gaststättenrecht. Dadurch will die Bundesregierung die in der Vergangenheit aufgetretene gegenseitige Blockade von Bundestag und Bundesrat bei der Verabschiedung von umstrittenen Gesetzen verhindern. Bildung ist Ländersache Auch für das Hochschulwesen, an dem die Verhandlungen im Dezember 2004 gescheitert waren, fand man eine Lösung: Wenn der Bund im Bereich der Hochschulzulassung und -abschlüsse bereits gesetzgeberisch tätig war, dann können die Länder nun davon abweichende Regelungen beschließen. Ansonsten hat sich der Bund aus der Bildungspolitik fast vollständig zurückgezogen und diesen Bereich den einzelnen Ländern überlassen. Der Bund kann daher auch keine Bildungsprojekte wie das Ganztagsschulprogramm mehr auflegen. Die Große Koalition hat außerdem vereinbart, die Kompetenzen des Bundeskriminalpolizeiamtes zu erweitern. So ist der Bund nun zuständig für "die Abwehr von Gefahren des internationalen Terrorismus durch das Bundeskriminalpolizeiamt in Fällen, in denen eine länderübergreifende Gefahr vorliegt, die Zuständigkeit einer Landespolizeibehörde nicht erkennbar ist oder die oberste Landespolizeibehörde um eine Übernahme ersucht." Die Föderalismusreform wirkt sich bis in den Bereich der Europapolitik aus, immerhin fallen auch auf EU-Ebene Entscheidungen, welche die Kompetenzbereiche der Länder betreffen. Daher wollte man die europapolitische Zusammenarbeit von Bund und Ländern generell verbessern, beispielsweise dadurch, dass der Bundesrat bereits im Vorfeld von EU-Entscheidungen Stellung nehmen kann. Im Speziellen wurde in dem neuen Artikel 109 Abs. 5 ein "nationaler Stabilitätspakt" für Deutschland umrissen und in Artikel 104a Abs. 6 erstmals geregelt, in welchem Umfang sich Bund und Länder an möglichen Straf-zahlungen, etwa weil ein Bundesland eine EU-Richtlinie nicht umgesetzt hat, beteiligen. Der "nationale Stabilitätspakt" regelt, wie viel der Bund und wie viel die Länder bezahlen müssen, sollte die Europäische Union Deutschland wegen eines Verstoßes gegen den europäischen Stabilitäts- und Wachstumspakt zu einer Geldstrafe verurteilen: der Bund soll 65, die Länder 35 Prozent zahlen. Zuerst die Politik, dann die Finanzen Die so genannte Föderalismusreform I trat zum 1. September 2006 in Kraft, doch allen Beteiligten war klar, dass man damit nicht noch nicht am Ende war. Während es bislang vor allem um die Neuverteilung der politischen Kompetenzen zwischen Bund und Ländern ging, stehen im Mittelpunkt der so genannten Föderalismusreform II die Finanzen. Eine neue Kommission Bundestag und Bundesrat haben am 15. Dezember 2006 beschlossen, eine gemeinsame Kommission zur "Modernisierung der Bund-Länder-Finanzbeziehungen" einzurichten. Sie soll Vorschläge erarbeiten, um die Finanzbeziehungen zu modernisieren und diese den veränderten Rahmenbedingungen innerhalb und außerhalb Deutschlands für die Wachstums- und Beschäftigungspolitik anzupassen. Die Kommission setzt sich aus je 16 Mitgliedern von Bundestag und Bundesrat zusammen, hinzu kommen vier Abgeordnete aus den Landtagen und Vertreter der Kommunen, die allerdings nicht stimmberechtigt sind. Das erste Treffen fand am 8. März statt; SPD-Fraktionschef Peter Struck und Baden-Württembergs Ministerpräsident Günther Oettinger (CDU), die beiden Vorsitzenden der Föderalismusreform-II-Kommission, wollen die Arbeit bis Anfang 2009 abschließen.

Dieses fächerübergreifende Unterrichtsprojekt zur Stadtgeschichte Münchens verbindet die theoretische Vermittlung historischer Ereignisse mit Exkursionen zu Originalschauplätzen. Das Internet dient den Schülerinnen und Schülern als Rechercheinstrument. Mit einer interaktiven Übungseinheit wird der gesamte Stoff wiederholt und gefestigt. In dieser Unterrichtseinheit über die Anfänge der Stadt München erwerben die Schülerinnen und Schüler ausgewähltes grundlegendes Wissen über die Menschen und ihr Leben in der Vergangenheit. Sie recherchieren gezielt im Internet, bearbeiten Texte und Arbeitsblätter und unternehmen Unterrichtsgänge zu außerschulischen Lernorten. Im Rahmen einer Stadtrallye erfahren die Kinder zahlreiche Geschichten, Sagen und Legenden aus früherer Zeit, die es ihnen ermöglichen, sich in das mittelalterliche Leben der Stadt einzufühlen. Zum Abschluss des Unterrichtsprojekts wird das Gelernte mittels interaktiver Hot-Potatoes-Übungen - verschiedenen Quiz, Lückentexten und Kreuzworträtseln - überprüft und gefestigt. Im Fach Heimat- und Sachunterricht sollen die Schülerinnen und Schüler befähigt werden, sich die Welt, in der sie leben, zu erschließen. Dazu greift der Lehrplan Themenbereiche aus der Lebenswirklichkeit der Kinder auf, wie etwa Orientierung in Zeit und Raum. Dieser Themenbereich wird aus der Perspektive der Lernfelder "Zeit und Geschichte" und "Heimat und Welt" bearbeitet. Die Schülerinnen und Schüler sollen sich mit wichtigen Ereignissen ihrer Regionalgeschichte befassen und die Orientierung mit der Karte lernen. Durch Kennen- und Schätzen lernen heimatlicher Kultur soll zudem ein Bezug zur Heimat aufgebaut werden. Unterrichtsmethode und Hintergrundinformationen Hier finden Sie einige grundsätzliche Anmerkungen zur Unterrichtsmethode und Hintergrundinformationen zur Durchführung des Projekts. Die Vorgeschichte Mittels Internetrecherche informieren sich die Schülerinnen und Schüler über die ersten bajuwarischen Siedler. Eine Exkursion führt zum "Bajuwarenhof". Die Anfänge Die Schulkinder erfahren wesentliche Fakten über die Anfänge der Stadt München. Das Gelernte überprüfen sie mit interaktiven Lückentexten und Quizfragen. Die Stadtgründung Im Internet recherchieren die Mädchen und Jungen zur Stadtgründung Münchens und lösen online einen historischen Kriminalfall. Die Entwicklung der Stadt Mit einer interaktiven Übungseinheit wird der gesamte Stoff wiederholt und gefestigt. Den krönenden Abschluss des Unterrichtsprojekts bildet eine Stadtrallye. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erreichen in den Fächern Heimat- und Sachunterricht und Deutsch Fächerspezifische Lernziele . Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet nach Informationen über die Bajuwaren. recherchieren im Internet nach Informationen über die Stadt München im Mittelalter. entnehmen aus verschiedenen Quellen (Texte, Bilder et cetera) gezielt Informationen. vergleichen verschiedene Karten (Stadtpläne) miteinander und ziehen daraus Schlussfolgerungen. festigen den Umgang mit dem Computer. bearbeiten verschiedene interaktive Übungen (Hot Potatoes) am Computer selbstständig. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler treffen Absprachen mit anderen. arbeiten mit Partnern zusammen. helfen sich gegenseitig. Die Schülerinnen und Schüler denken sich in das mittelalterliche Leben hinein und fühlen sich in die damalige Zeit ein. nutzen unterschiedliche Informationsquellen. entnehmen aus Quellentexten Informationen. werten Texte und Grafiken aus. erweitern ihre Kenntnisse in der räumlichen Orientierung. arbeiten mit Skizzen und Plänen. lesen verschiedene Geschichten und Legenden. unterstreichen wichtige Stichworte in einem Text. berichten anhand der Stichworte über das Gelesene. beantworten Fragen zu Internettexten. vervollständigen einen interaktiven Lückentext. spielen ein erfundenes historisches Gespräch. malen und zeichnen passende Bilder. erstellen eine einfache Zeitleiste. orientieren sich anhand eines Arbeitsbogens (Stadtrallye) selbstständig in einem Raum. verstehen geschichtliche Zusammenhänge. lernen ihre Heimatregion besser kennen. werden in ihrem aktiven Lernen gefördert . in ihrem aktiven Lernen gefördert werden. Kind- und sachgerecht In der Unterrichtseinheit über die Anfänge der Stadt München erwerben die Schülerinnen und Schüler ausgewähltes grundlegendes Wissen über die Lebensumstände der Menschen im Frühmittelalter. Der Unterricht muss sowohl kind- als auch sachorientiert sein: Das Begreifen geschichtlicher Zusammenhänge kann nur durch angemessene Elementarisierung der Inhalte angebahnt werden. Mitfühlen, Staunen und Erkunden wollen werden berücksichtigt, Erleben, Erfahren und Handeln stehen im Mittelpunkt. Aktives Lernen Eine methodisch sachgemäße Vorgehensweise ist unerlässlich, wenn geschichtliche Strukturen aufgezeigt werden und erste fachliche Bezüge durch Vermittlung entsprechender Arbeitsweisen hergestellt werden. Die Unterrichtsmethoden sollen das aktive Lernen der Kinder fördern, also die selbsttätige Auseinandersetzung mit den Inhalten. Originale Begegnungen und Unterrichtsgänge zu außerschulischen Lernorten gehören bei geschichtlichen Themengebieten unabdingbar dazu und werden auch bei der vorgestellten Unterrichtseinheit durchgeführt. Unsere Gemeinde Das Unterrichtsprojekt zur Geschichte der Stadt München wurde an der Silva-Grundschule Heimstetten in Kirchheim bei München durchgeführt. Die Gemeinde Kirchheim befindet sich im Osten der Stadt München. Mit der S-Bahn ist man in knapp 20 Minuten am Marienplatz, dem Mittelpunkt der Stadt. Im Heimat- und Sachunterricht der dritten Klasse wird an unserer Schule die Ortsgeschichte der Gemeinde Kirchheim behandelt. Dabei zeigt ein Besuch in der Archäologischen Staatssammlung zahlreiche Ausgrabungsfunde aus der Kelten-, Bajuwaren- und Römerzeit unseres gemeindlichen Siedlungsgebietes. Geschichte erleben Einige ausgewählte Funde, die erst in jüngster Vergangenheit bei Bauarbeiten geborgen werden konnten, sind in der Aula unserer Schule in einer Dauerausstellung ständig gegenwärtig. Ein Besuch des örtlichen "Bajuwarenhofs" veranschaulicht das Leben in längst vergangenen Zeiten. Im Heimat- und Sachunterricht der vierten Klasse wird die Regionalgeschichte der näheren Umgebung, in unserem Fall der Landeshauptstadt München, in Ausschnitten erarbeitet und unter verschiedenen Aspekten betrachtet. 2008 feierte München sein 850. Jubiläum. Die Schülerinnen und Schüler machen mit ihrer Lehrkraft einen Ausflug in Stadteile von München, an deren Stelle sich früher ehemalige bajuwarische Siedlungen befanden. Interaktiver Stadtplan vom heutigen München Bei München.de finden die Schulkinder einen Stadtplan, den sie für den Unterrichtsgang und die Bearbeitung von Arbeitsblatt 3 benötigen. Eine kleine bajuwarische Geschichte Mittels einer Internetrecherche auf der Homepage der Archäologischen Staatssammlung München informieren die Kinder sich über das Leben der Bajuwaren vor 1500 Jahren. In arbeitsteiliger Gruppenarbeit notieren sie Stichpunkte, berichten über das Gelesene und bearbeiten das Arbeitsblatt "So lebten die Bajuwaren". Stände der Bajuwaren Ein bajuwarisches Gehöft Kleidung der Bajuwaren Die Bajuwaren - ein Volk geschickter Handwerker Religion der Bajuwaren Um einen realistischen Eindruck des Lebens in Bayern vor circa 1400 Jahren zu erhalten, unternimmt die Schulklasse eine Exkursion zum Bajuwarenhof in Kirchheim bei München. Hierbei handelt es sich um den Nachbau eines frühmittelalterlichen bajuwarischen Gehöftes. Die Kinder erhalten eine Führung durch einen Archäologen. Die Schulklasse besucht Gina Gonsiors Figurentheater, um sich das Theaterstück "Am Anfang war die Isar" anzusehen. Dieses schildert die Ereignisse, die sich rund um die Stadtgründung von München rankten. Abb. 2 (Platzhalter bitte anklicken) zeigt eine Szene aus der Vorstellung mit Herzog Heinrich "dem Löwen". Auf der Internetseite des Kinderportals München machen sich die Schülerinnen und Schüler in arbeitsteiliger Gruppenarbeit mit verschiedenen Bildergeschichten rund um die Stadtgründung Münchens vertraut. Im Anschluss berichten sie über die Ergebnisse. Außerdem lösen sie in Partnerarbeit online das Rätsel "Ein historischer Kriminalfall" (Abb. 3, Platzhalter bitte anklicken). Festigung des Gelernten Mit den interaktiven Hot-Potatoes-Übungen zu diesem Unterrichtsprojekt (Abb. 4, Platzhalter bitte anklicken) reflektieren die Schülerinnen und Schüler in Partnerarbeit ihre Erlebnisse und überprüfen ihren Lernerfolg. Der gesamte Stoff wird mittels interaktiven Rätseln, Quizfragen und Lückentexten wiederholt und gefestigt. Bilderquiz: Was ist auf den Fotos zu sehen? Lückentext: Woher hat München seinen Namen? Stadtgründungsquiz zum Theaterstück "Am Anfang war die Isar" Lückentext: Die erste Stadtmauer Lückentext: Die zweite Stadtmauer Kreuzworträtsel zur Münchner Stadtgeschichte Die Altstadt Münchens ist voll von Zeugnissen der Vergangenheit. Im Rahmen der Stadtrallye gehen die Kinder den Verlauf des ersten Mauerrings (Länge circa 1,3 Kilometer) ab und erfahren eine Menge an Geschichten, Sagen und Legenden aus früherer Zeit, so dass sie sich gut in das mittelalterliche Leben der Stadt einfühlen können.

Im hier vorgestellten Unterrichtsmodell schulen Schülerinnen und Schüler ihre Analysekompetenz, indem sie ein Beispielprogramm als Anwender und Entwickler analysieren sowie neue Programmstrukturen erkennen.In der Rolle professioneller Programmierer der InfoTec GmbH erarbeiten sich Schülerinnen und Schüler die Programmsyntax von Auswahl- und Kontrollstrukturen in der Entwicklungsumgebung von Delphi. Die zu erstellenden Anwendungen helfen bei der Lösung betriebswirtschaftlicher Aufgaben. Die Unterrichtseinheit zeichnet sich durch Problemstellungen aus, auf deren Basis die benötigten Komponenten und die Programmsyntax selbstständig zu erarbeiten und anzuwenden sind. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie Auswahl- und Kontrollstrukturen in der Entwicklungsumgebung von Delphi codiert werden. Die Lernenden erarbeiten die Programmsyntax zur Abbildung von ein- und zweiseitigen Auswahlstrukturen. Sie analysieren ein Beispielprojekt, in dem die If-Then-Else-Anweisung verwendet wird. Vom Beispiel ausgehend erstellen die Teams eine Anweisung, was bei Verwendung der Programmsyntax generell zu beachten ist. Dabei werden Schlüsselbegriffe markiert und Anwendungsregeln festgehalten.In der betrieblichen Handlungssituation der Info Tec GmbH wird die Trennung der Fachinhalte als arbeitsteiliges Vorgehen abgebildet. Die Programmierer greifen auf Vorarbeiten des Junior-Entwicklungsteams zurück. Dann entwickeln sie im Team Programme, über die sie mit anderen Teams kritisch diskutieren. Im weiteren Unterrichtsverlauf arbeiten die Lernenden an Problemstellungen, die mithilfe der If-Then-Else-Programmsyntax zu lösen sind. Unterrichtsablauf und Einsatz der Materialien Der Schwierigkeitsgrad der Aufgaben ist abgestuft, um Frustrationen vorzubeugen und den unterschiedlichen Leistungsmöglichkeiten der Lernenden Rechnung zu tragen. Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihre kognitive Kompetenz, indem sie auf Basis einer betrieblichen Anwendung und unter Verwendung von Informationen den Programmcode für Auswahl- oder Kontrollstrukturen in Delphi erarbeiten. schulen ihre Analysekompetenz, indem sie ein Beispielprogramm als Anwender und Entwickler analysieren, neue Programmstrukturen erkennen und isolieren. entwickeln ihre Abstraktionskompetenz, weil sie ausgehend von einem Beispiel eine allgemein verwendbare Anweisung erarbeiten. trainieren ihre Problemlösungskompetenz, denn sie sind gefordert, die erworbenen Kenntnisse zielgerichtet zur Lösung betrieblicher Aufgabenstellungen einzusetzen. erweitern ihre Anwendungskompetenz, indem sie für betriebliche Vorhaben Projekte in einer objektorientierten Entwicklungsumgebung realisieren und dabei den Umgang mit Komponenten, Eigenschaften, Ereignissen und der Codierung von Quellcodes üben. Thema Programmier-Engpass in der Info Tec GmbH: Die Programmsyntax zur Abbildung von Auswahl- und Kontrollstrukturen in Delphi Autor Christoph Dolzanski Fach Datenverarbeitung, Lernbereich: Algorithmen und Datenstrukturen, elementare Kontrollstrukturen (Verzweigung und Auswahl) codieren Zielgruppe Wirtschaftsgymnasium Jahrgangsstufe 12, Höhere Berufsfachschule Datenverarbeitung, Berufsschule Zeitrahmen 6-8 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen PC, Beamer, MS-Word, Delphi-Entwicklungsumgebung, Struktogrammeditor (z. B. Strukted32 ), ggf. Internet-Zugang für Recherchen Planung Verlaufsplan Delphi In der Info Tec GmbH kommt es aufgrund von Ausfällen einiger Mitarbeiter zu einem Engass im Entwicklungsbereich. Ein überforderter Leiter (Lehrer) bittet das Junior-Programmierteam (Schülerinnen und Schüler) um Mitwirkung bei der Programmierung betrieblicher Vorhaben. Als Hilfestellung bietet er ein Beispielprogramm des Entwicklungsbereichs an, an dem sich die Nachwuchskräfte orientieren können. Weiterhin verweist er auf Vorarbeiten des Junior-Entwicklungsteams. Danach schließt sich die Auftragsübergabe an. Die einzelnen Teams erhalten den Analyseauftrag sowie das zu bearbeitende Beispielprojekt (Ordner Bsp). Systemanalytischer Zugang Jetzt kommt der systemanalytische Zugang zur Programmierung zum Tragen. Die Schülerinnen und Schüler analysieren das Programm. Sie isolieren die neue Programmsyntax und bereiten diese unter Verwendung von MS-Word so auf, dass eine Vorlage für die Programmentwicklung entsteht. Im Sinne der Methode des computergestützten Unterrichts dient der PC als universelles Werkzeug. Die Schülerinnen und Schüler können Lösungen erarbeiten, die Arbeitsergebnisse in medialer Form speichern, austauschen und in der Folgephase präsentieren. Um die Routine bei der Arbeit mit den Medien zu fördern, sollte im Unterricht jede Chance genutzt werden, praktisch am PC zu arbeiten. Präsentations- und Reflexionsphase Die Programmsyntax wird vorgestellt und deren Verwendungsregeln thematisiert. Durch Präsentation verschiedener Lösungen kann die allgemeine Vorgabe im Plenum weiter verfeinert und beim Einsatz der IT-Systeme direkt in das eigene Handlungsprodukt integriert werden. Die Lernenden können ihre Erfahrungen austauschen und über ihr Vorgehen bei der Analyse ins Gespräch kommen. Handlungsinstruktion, Suchen und Erproben einer eigenen Lösung Im Anschluss an diese Unterrichtsphase steht wiederum eine Auftragsübergabe. Jetzt beginnt die Phase, in der es gilt, die neue Anweisung zur Lösung betrieblicher Probleme einzusetzen. In diesem Teil des Unterrichts kommt der lern- und programmierumgebungsbezogene Zugang zum Tragen. Binnendifferenzierung Die Teams wählen Arbeitsaufträge mit angemessenem Schwierigkeitsgrad und erstellen mittels Delphi Projekte, bei denen die neu erlernte Programmsyntax zur Anwendung gelangt. Den Teams bleibt es dabei vorbehalten, bestehende Programmteile oder Programmzeilen aus dem Beispielprojekt für ihre Arbeiten zu verwenden. Die Komplexitätsstufe der Entwicklungsaufträge ist farblich markiert. Weiß entspricht der höchsten Schwierigkeitsstufe. Es empfiehlt sich, farbiges Papier zum Ausdruck zu nutzen. Braun, W., Einführung in die visuelle Projektentwicklung mit Delphi, Windows 95 im Einsatz, Aufbau von Informationssystemen, Softwaredesign, 1. Aufl., Darmstadt: Winklers 1997. Kaier, E., Programmierung mit Delphi, 1. Aufl., Darmstadt: Winklers 1997. Landwehr, N., Neue Wege der Wissensvermittlung, ein praxisorientiertes Handbuch für Lehrpersonen in schulischer und beruflicher Aus- und Fortbildung, Aarau: Sauerländer. Schubert, S. Schwill, A., Didaktik der Informatik, Heidelberg u.a.: Spektrum Akademischer Verlag, 2004.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Steigung einer Geraden" wird durch ein an der Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler orientierter Zugang und eine differenzierte Übungsumgebung mit interaktiven dynamischen Arbeitsblättern die Grundlage für das Verständnis linearer Funktionen geschaffen. Die Besonderheit der Übungen mit interaktiven dynamischen Arbeitsblättern ist darin zu sehen, dass von Schülerinnen und Schülern erstellte Zeichnungen per Computer analysiert und bewertet werden. Somit muss sich die Lehrkraft nicht mehr mit der unmittelbaren Korrektur der Schülerarbeiten befassen, sondern kann sich in einer differenzierten Unterrichtssituation leistungsschwächeren Schülerinnen und Schülern zuwenden und diesen bei auftretenden Schwierigkeiten helfend und erklärend zur Seite stehen. Alle dynamischen Zeichnungen innerhalb der HTML-Seiten wurden mit der kostenlosen Mathematiksoftware GeoGebra erstellt. Durch ihr Konzept, algebraische mit geometrischen Elementen zu verbinden, eignet sich diese Software in besonderer Weise, um interaktive dynamische Lernumgebungen zu erstellen. 1. Stunde: Steigung einer Geraden aus Verkehrszeichen entwickeln Schilder, die vor gefährlichen Steigungen im Straßenverkehr warnen, dienen als anschauliches Beispiel, um die Schülerinnen und Schüler an die Thematik heranzuführen. 2. und 3. Stunde: Ursprungsgeraden, deren Steigung und Gleichung Es erfolgt die schrittweise Abstraktion bis hin zur Bestimmung der Gleichung einer Ursprungsgeraden aus den Koordinaten eines gegebenen Punktes ohne veranschaulichende Zeichnung. Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass die Steigung einer Geraden durch das Steigungsdreieck eindeutig festgelegt ist. können die Gleichung von Ursprungsgeraden anhand der Steigung bestimmen. können Ursprungsgeraden nach einer gegebenen Gleichung zeichnen. können die Gleichung von Ursprungsgeraden aus den Koordinaten eines Punktes bestimmen. Die Schülerinnen und Schüler sollten bereits den Zusammenhang der direkten Proportionalität und deren Darstellung in Form von Tabellen und Graphen wiederholt und den Begriff lineare Funktion kennen gelernt haben. Die Unterrichtseinheit selbst beinhaltet sechs Online-Arbeitsblätter, die mit jedem Internet-Browser (zum Beispiel Internet Explorer oder Mozilla) dargestellt werden können. Damit die mit GeoGebra erzeugten dynamischen Veranschaulichungen realisiert werden können, muss Java 1.4.2 (oder höher) auf den Rechnern installiert und Javascript aktiviert sein. Reale Ausgangssituation und mathematische Bezüge "Im Straßenverkehr begegnet man Verkehrsschildern, die eine gefährliche Steigung oder ein gefährliches Gefälle ankündigen." In der Einleitung des ersten dynamischen Arbeitsblatts (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken) wird der Bezug zur Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler hergestellt. Anhand eines konkreten Beispiels - ein Verkehrsschild, das die Steigung von 8 Prozent anzeigt - wird der mathematische Zusammenhang erläutert. "Das Schild bedeutet, dass die Straße eine Steigung von 8 Prozent aufweist. Das heißt, sie steigt auf einer Länge von 100 Metern um 8 Meter an." Diesem Text folgt die mathematische Schreibweise des Zusammenhangs: Vertiefung durch weitere Beispiele Im weiteren Unterrichtsverlauf kann nun die Lehrkraft unterschiedliche Verkehrsschilder mit Steigungen und Gefällen von 8 Prozent, 9 Prozent und 12 Prozent verwenden (folienvorlagen_steigungen.pdf). Dazu sollte die Lehrkraft diese Verkehrschilder auf eine Folie drucken. Nun können die Schülerinnen und Schüler jeweils den zugehörigen Zusammenhang und die mathematische Formulierung verbal wiedergeben. Beispiel: Ein Verkehrszeichen zeigt ein gefährliches Gefälle von 12 Prozent. Die Schülerformulierung könnte dann beispielsweise lauten: "Das Schild bedeutet, dass die Straße ein Gefälle von 12 Prozent aufweist. Das heißt, sie fällt auf einer Länge von 100 Metern um 12 Meter." Oder mathematisch ausgedrückt: Verständnis durch Variation Nach der Klärung unterschiedlicher Verkehrsschilder folgt die Bearbeitung von Online-Arbeitsblatt 1. Durch Experimentieren mit dem Funktionsgraphen können die Lernenden den Wert für x in einem Verkehrsschild ermitteln. Die Aufgabe ist wie folgt gestellt: "Im dynamischen Arbeitsblatt ist eine Straße mit x Prozent Gefälle beziehungsweise x Prozent Steigung gezeichnet. Bewege den blauen Punkt und versuche, x zu ermitteln." Dabei ist zu beachten, dass auf den Verkehrsschildern x stets eine positive Zahl ist. Punktestand zur Kontrolle Mit dem Button "Auswertung" können die Schülerinnen und Schüler ihre Eingabe überprüfen, mit dem Button "neue Aufgabe stellen" erstellt ein Zufallsgenerator einen weiteren Straßenverlauf. Die Klasse soll nun die per Zufallsgenerator erstellten Aufgaben lösen und dabei je mindestens 299 Punkte erreichen. Durch Beobachtung kann die Lehrkraft am erreichten Punktestand sehr schnell erkennen, wer noch Hilfe benötigt. So ist es möglich, die Schülerinnen und Schüler gezielt anzusprechen. Anhand des Arbeitsblatts (geradensteigung_ab.pdf) werden die bisherigen Erkenntnisse schriftlich festgehalten und um die mathematische Komponente der Gleichung von Ursprungsgeraden erweitert. Hier ein Beispieleintrag (vergleiche "geradensteigung_lsg.pdf"): Nach der gemeinsamen Besprechung des ersten Beispiels können die weiteren als Lernzielkontrolle eingesetzt und von den Schülerinnen und Schülern in Partnerarbeit behandelt werden. Schülerstatements mit Erklärungen und Zusammenfassungen sowie eine mögliche Korrektur der Schülererklärungen durch die Lehrkraft beschließen diese Unterrichtsphase. Online-Arbeitsblatt 2 (Abb. 2) greift alle im bisherigen Unterrichtsverlauf gemachten Erfahrungen auf und führt sie zusammen. Wieder geht es um Straßenverläufe, Steigung und Gefälle. Nun sind die sechs Verkehrsschilder, die zu Unterrichtsbeginn anhand einer Overhead-Folie analysiert wurden, in das Web-Arbeitsblatt integriert. Im dynamischen GeoGebra-Applet ist ein möglicher Straßenverlauf nachgebildet. Die Aufgabe für die Schülerinnen und Schüler besteht darin, den Straßenverlauf dem jeweiligen Straßenschild zuzuordnen. Mit dem Button "Auswertung" wird die Eingabe überprüft, mit dem Button "neue Aufgabe stellen" entsteht per Zufallsgenerator ein weiterer Straßenverlauf. Ziel sollte es sein, möglichst viele Punkte zu erreichen. Mit diesem Wettbewerb endet die Unterrichtsstunde. Das dritte Online-Arbeitsblatt (Abb. 3, Platzhalter bitte anklicken) dient zur Veranschaulichung der Steigungsdreiecke von Ursprungsgeraden. Durch die Bewegung von Punkten können die Schülerinnen und Schüler verschiedene Steigungsdreiecke und Ursprungsgeraden einstellen. Aus der dynamischen Darstellung lässt sich so ablesen, dass der Quotient stets konstant ist und es für die Berechnung von m Steigungsdreiecke gibt, aus denen der Steigungsfaktor sehr leicht bestimmt werden kann. Bei der Verwendung dieses Arbeitsblatts sind die Lernenden selbst dafür verantwortlich, wie viele unterschiedliche Geraden und Steigungsdreiecke sie zeichnen wollen, um sich den Sachverhalt zu verdeutlichen. Sind sie der Ansicht, den Sachverhalt verstanden zu haben, so können sie sich mit den unterschiedlichen Übungen beschäftigen. Der zeitliche Umfang der im Folgenden eingesetzten drei Online-Arbeitsblätter und des Arbeitsblatts (steigung_funktionsgleichung.pdf) richtet sich nach der individuellen Zusammensetzung der Klasse. Zwei Unterrichtsstunden sind in den meisten Fällen realistisch. Aus dem Online-Arbeitsblatt 4 (Abb. 4) soll die Lerngruppe die Gleichung einer vorgegebenen Ursprungsgeraden ablesen. Dabei bietet das Arbeitsblatt die Möglichkeit, dass sich die Schülerinnen und Schüler zur Bearbeitung der Aufgabe ein günstiges Steigungsdreieck einzeichnen und so die Gleichung der Ursprungsgeraden bestimmen können. Mit "Gleichung prüfen" wird die Schülereingabe kontrolliert, mit "Neue Aufgabe" werden weitere Aufgaben gestellt. Dabei können leistungsstärkere Klassenmitglieder angehalten werden, die Gleichung der Ursprungsgeraden anzugeben, ohne sich ein Steigungsdreieck zu zeichnen, während andere weiterhin diese Veranschaulichung benutzen. Mithilfe eines Punktes, dessen Koordinaten in Echtzeit angezeigt werden, soll im Online-Arbeitsblatt 5 (Abb. 5) eine Ursprungsgerade gezeichnet werden, deren Gleichung gegeben ist. Die Schülerinnen und Schüler erhalten stets eine Rückmeldung bezüglich ihrer gezeichneten Geraden und können sich bei Bedarf sogar die Lösung einzeichnen lassen. Deshalb eignet sich dieses Arbeitsblatt sehr gut für einen individualisierten Unterricht. Die Lehrkraft greift nur dann ein, wenn die Lernenden mit den Rückmeldungen nicht zurechtkommen. Die Lehrkraft wird damit zu einem Moderator im Lernprozess. Die Möglichkeit, eigenständig Wissen zu erwerben und auch anwenden zu können, steigert dabei in hohem Maße die Eigenverantwortlichkeit der Schülerinnen und Schüler. In Online-Arbeitsblatt 6 (Abb. 6) besteht die Aufgabe darin, die Gleichung einer Ursprungsgeraden anzugeben, von der nur die Koordinaten eines Punktes gegeben sind. Zur Veranschaulichung wird dieser Punkt aber noch in ein Koordinatensystem eingezeichnet. Die Schülerinnen und Schüler müssen sich anhand der Lage des Punktes ein Steigungsdreieck vorstellen. Diese Übung leitet damit den Abstraktionsprozess ein, durch den später Gleichungen von Ursprungsgeraden ohne konkrete Zeichnung rechnerisch bestimmt werden sollen. Nach der Eingabe der Gleichung und der Betätigung des Buttons "Gleichung prüfen" werden die Berechnung der Gleichung der Ursprungsgeraden und die Gerade selbst eingeblendet. Dies soll den Lernenden den Bearbeitungsweg und die Lösung der Aufgabe verdeutlichen. Die flexible und informative Rückmeldung eröffnet dabei auch die Möglichkeit einer eigenständigen Fehleranalyse. Motivation durch Wettbewerbssituation Die Vergabe von Punkten bei allen Übungen und die damit verbundene Wettbewerbssituation führt zu einer zusätzlichen Motivation. Das so erzeugte spielerische Element innerhalb der mathematischen Übungen ist eines der wesentlichen Merkmale aller zur Lernumgebung gehörenden Aufgaben. Man kann im Unterricht immer wieder beobachten, dass sich Schülerinnen und Schüler bei Wettbewerben in einem Maße engagieren, wie dies im herkömmlichen Unterricht nicht der Fall ist. Vom Belehren und Korrigieren zur Kooperation - die neue Lehrerrolle Für jede gelöste Aufgabe gibt es 15 Punkte. Die Anzeige des Punktestandes und der Aufgabenzahl ermöglicht es der beobachtenden Lehrkraft, die jeweiligen Schülerleistungen schnell einzuschätzen. So ist es möglich, Klassenmitglieder gezielt zu loben, aber auch leistungsschwächeren Schülerinnen und Schülern individuell zu helfen. Die Lehrkraft tritt somit aus der belehrenden, korrigierenden Rolle heraus - dies übernimmt der Computer - und übernimmt eine moderierende, unterstützende und kooperative Rolle. Abschließend kann eine Leistungserhebung durchgeführt werden (geradensteigung_test.pdf), bei der die Inhalte der vorangegangenen drei Übungen abgefragt und die Leistungen der Schülerinnen und Schüler überprüft werden. Dieser Test kann aber auch als Hausaufgabe gegeben oder in Form einer Partnerarbeit im Anschluss an die Online-Arbeitsblätter bearbeitet werden. So mündet die Arbeit am Computer wieder in die herkömmliche Unterrichtsarbeit im Klassenzimmer.

Auf der Basis digitalisierter Fotoplatten aus der Sammlung der Sternwarte Sonneberg (Thüringen) erstellen und interpretieren die Schülerinnen und Schüler Lichtkurven veränderlicher Sterne. Und natürlich werden Veränderliche auch im Original beobachtet.Die bereits 1926 gestartete "Sonneberger Himmelsüberwachung" (Sky Patrol) beruht auf der Idee des deutschen Astronoms Paul Guthnick (1879-1947), den gesamten nördlichen Sternenhimmel per Astrofotografie zu überwachen. Nach mehr als 80 Jahren fotografischer Überwachung des Himmels lagern mehr als 275.000 Fotoplatten im Sonneberger Archiv - der zweitgrößten Sammlung der Welt - die die Geschichte des Lichtwechsels der bei etwa 50 Grad nördlicher Breite sichtbaren Himmelsobjekte (bis zur 14. Größenklasse) dokumentieren. Diese ?Chronik des Sternenhimmels? ist ein einmaliger Datenschatz, der noch viele Geheimnisse in sich birgt. Auf seiner Basis erstellen Schülerinnen und Schüler Lichtkurven eines veränderlichen Sterns vom Mira-Typ. Sie vergleichen diese mit Daten von Amateurastronomen aus dem Internet und planen eigene Beobachtungen von Mira und Algol. Das eigene Tun, die Arbeit mit Originaldaten und das Erfolgserlebnis sollen die Motivation und das Interesse an den Naturwissenschaften und der Mathematik fördern.Die an der Sternwarte Sonneberg seit 2004 durchgeführte Digitalisierung von Fotoplatten der Sonneberger Himmelsüberwachung eröffnet die Möglichkeit, Himmelsaufnahmen an jedem Computer "in die Hand zu nehmen" und Veränderlichenforschung in jeder Schule zu betreiben. Für das hier vorgestellte Projekt stellte die Sternwarte eine Auswahl der Plattenscans zur Verfügung. Das Projekt basiert auf didaktischen Materialien, die im Rahmen des Projektes Wissenschaft in die Schulen! entwickelt wurden. Der Einsatz der Argelander Stufenschätzmethode wurde im Rahmen eines Astronomiekurses der deutschen Schülerakademie (Thema: "Lichtsignale aus dem All - Veränderliche Sterne", Marburg 2005) und bei Lehrerfortbildungen (Sonneberg 2004, MNU Karlsruhe 2006) erfolgreich getestet. Methoden, Fertigkeiten und Computereinsatz Im Rahmen des Projektes wird die Nutzung des Computers als nützliches Werkzeug auf vielfältige Art gefördert. In der Astronomie beginnt (fast alles) mit der Beobachtung Mit Sternkarten oder Planetariumsprogrammen werden Positionen und Sichtbarkeiten von Veränderlichen bestimmt. Der Lichtwechsel von Veränderlichen Lichtkurvendiagramme und Ursachen der Veränderlichkeit von Sternen werden vorgestellt und mithilfe einfacher Modelle erklärt. Der fotografierte Himmel Original-Fotoplatten aus dem Sonneberger Archiv werden untersucht. Ein Veränderlicher wird aufgespürt und Helligkeitsschätzungen werden vorbereitet. Die Argelander Stufenschätzmethode Aus 23 Stufenschätzungen erstellen die Schülerinnen und Schüler eine beispielhafte Lichtkurve des Veränderlichen R Cassiopeia. Der Veränderliche R Cassiopeia Auf der Basis von 83 Schätzfeldern werden das Stufenwert-Helligkeit-Diagramm und die Lichtkurve von R Cas dargestellt (Millimeterpapier oder Tabellenkalkulation). Was uns die Lichtkurve verrät Lichtkurven von R Cassiopeia werden interpretiert und verglichen. Details zu den Mira-Sternen und den Ursachen ihres Lichtwechsels werden berichtet. Rückkehr zur Beobachtung: Mira und Algol Die Schülerinnen und Schüler planen die Beobachtung der Veränderlichen Sterne Mira und Algol. Die Schülerinnen und Schüler sollen basierend auf digitalisierten Fotoplatten der Sternwarte Sonneberg die Lichtkurve eines veränderlichen Sterns erstellen und dabei die Argelander Stufenschätzmethode anwenden. eine wissenschaftliche Arbeitsweise erleben, die über Jahrzehnte im Zentrum der Forschungsarbeit vieler Sternwarten stand. sich mit der Messfehlerproblematik auseinandersetzen. die Typen Veränderlicher Sterne kennen lernen und die Ursachen der Veränderlichkeit verstehen. Veränderliche Sterne beobachten. Schätzmethode und Messfehlerproblematik Das hier vorgestellte Projekt knüpft an verschiedene "Wissensbereiche" an und trainiert vielfältige Fähigkeiten und Fertigkeiten der Schülerinnen und Schüler. Ein zentraler Punkt ist die Vermittlung einer grundlegenden Methode zur Helligkeitsbestimmung von Sternen - der Argelander Stufenschätzmethode. Hierbei wird das Prinzip der Relativmessung angewandt und verdeutlicht. Die Funktion des Auges als "Messinstrument" rückt ins Bewusstsein der Schülerinnen und Schüler. Die Subjektivität des Augenmaßes ist gut geeignet, die Messfehlerproblematik (subjektive Fehler) zu belegen. Physikalisch-mathematische Denkweisen Die Frage nach den Ursachen des Lichtwechsels der Sterne bedarf physikalischer und mathematischer Denkweisen. Das Projektergebnis ist eine Lichtkurve, die den zeitlichen Verlauf der Sternhelligkeit präsentiert. Diese Kurve gilt es zu interpretieren, wobei grundlegende Begriffe wie Periode und Amplitude genutzt werden müssen. Mustererkennung und Datenauthentizität Es sei auch erwähnt, dass die Arbeit mit Bildern von Sternfeldern die Fähigkeit der Mustererkennung schult. Der Umgang mit wissenschaftlichen Originaldaten vermittelt Authentizität, die wichtig für die "Anerkennung" des in der Schule Gelernten ist, und ist zudem ein Motivationsfaktor für die Schülerinnen und Schüler. Der Computereinsatz spielt in dem Projekt eine zentrale Rolle. Die zu untersuchenden Sternfelder liegen als Bilddateien vor, wobei die Helligkeitsstufen der Sterne am Bildschirm geschätzt werden können. Weitere Daten können über das Internet (Sternwarte Sonneberg) abgerufen werden. Die Datenauswertung kann durch Excel oder andere Tabellenkalkulationsprogramme unterstützt werden. Zur Interpretation der Ergebnisse kann auf so genannte Lichtkurvengeneratoren zurückgegriffen werde, die aus Daten von verschiedenen Amateurbeobachtern Lichtkurven für viele Veränderliche erstellen. Zur Veranschaulichung der Ursachen der Veränderlichkeit eignen sich Animationen. Zur Planung der Beobachtung von Veränderlichen werden Planetariumsprogramme, Datumsrechner (Umrechnung zwischen Julianischem und Gregorianischem Datum) und verschiedene Informationsseiten (zum Beispiel vorausberechnete Maxima und Minima von bestimmten Veränderlichen) aus dem Internet genutzt. Einstieg und Motivation Die Lernenden sind mit der Definition eines Stern und den Sternbild- und Sternbezeichnungen bereits vertraut. Sie erfahren, dass es im Sternbild Walfisch einen Stern mit dem Namen Mira gibt, was "Die Wunderbare" bedeutet. Per Beamer oder Overheadfolie wird eine historische Karte des Sternbildes gezeigt und gefragt, warum der Stern so heißen könnte. Recherche Die Jugendlichen recherchieren Informationen zu Mira im Internet oder nutzen ausgelegte Printmaterialien (Bücher, Artikel). Sie lernen, dass bestimmte Sterne ihre Helligkeit auch in kurzen Zeiträumen ändern und können diese Zeiträume von langfristigen Änderungen, die mit der Sternentwicklung zusammen hängen, abgrenzen. Erste Bekanntschaft mit den Veränderlichen Die Schülerinnen und Schüler suchen mithilfe detaillierter Sternkarten oder eines Planetariumsprogramms die Positionen der Veränderlichen Sterne Omikron Ceti (Mira), Beta Persei, Delta Cephei, Alpha Orionis und Beta Lyrae auf und tragen diese in die unbeschriftete Sternkarte des Arbeitsblattes ein (sternkarte_veraenderliche.pdf). Sie bestimmen die Jahreszeiten, in denen diese Sterne am Abendhimmel gut zu beobachten sind. Dies kann wiederum mit einem Planetariumsprogramm oder mit einer einfachen drehbaren Sternkarte erfolgen. Die Jugendlichen werden aufgefordert, die zum Zeitpunkt des Projektes beobachtbaren "Originale" auch am Abendhimmel - einzeln oder mit der Gruppe - aufzusuchen. Definition der Veränderlichen Veränderliche Sterne ändern ihre Helligkeit im Laufe der Zeit (Millisekunden bis Jahrhunderte). Die Amplituden liegen zwischen 0,001 und 20 Größenordnungen (mag = magnitudo, Scheinbare Helligkeit). In diesem Sinne ist auch unsere Sonne ein Veränderlicher Stern (11 Jahre, 0,004 mag = 0,4 Prozent). Historisches Der erste Veränderliche wurde im Jahre 1596 durch den in Ostfriesland lebenden Pfarrer David Fabricius entdeckt. Er beobachtete im Sternbild Cetus (Walfisch) einen Stern, den er Monate später nicht mehr und nach weiteren Monaten wieder deutlich sehen konnte. Er nannte diesen Stern Mira (lateinisch "Die Wunderbare"). Bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts wurden lediglich 16 weitere Veränderliche gefunden. Erst nachdem man begann, den Himmel zu durchmustern um Sternkataloge zu erstellen, stieg die Zahl der zufälligen Entdeckungen von veränderlichen Sternen. Nach der Einführung der Fotografie in die astronomische Beobachtung hatte man eine Methode zur systematischen Veränderlichensuche, bei der sich in Deutschland die Sonneberger Sternwarte besondere Verdienste erwarb. Die Zahl der bekannten Veränderlichen stieg sprunghaft an. Bis 1968 wurden etwa 10.000 Objekte entdeckt (bis heute etwa 11.000). Printmedien zum Thema "Veränderliche Sterne" für die Recherche (alternativ oder zusätzlich zur Internetrecherche) alternativ zum Planetariumsprogramm eine detaillierte Sternkarte eine drehbare Sternkarte Mira und die Veränderlichen - Ergebnissicherung Die Ergebnisse der Vorstunde (Position von Veränderlichen auf der Sternkarte und ihre Beobachtbarkeit) werden per Schülerdemonstration kurz vorgestellt (vergleiche Ergebnisblatt "sternkarte_veraenderliche_ergebnisse.pdf"; Präsentation per Beamer oder Overhead-Folie). Nach der Zusammenfassung der "Eckdaten" der Mira-Veränderlichkeit (die Helligkeit von Mira schwankt mit einer Periode von etwa 331 Tagen zwischen der 2. und der 9. Größenklasse) führt das Unterrichtsgespräch zu der Forderung nach einem Hilfsmittel zur Vorhersage. In einem Lehrervortrag werden die Größe "Scheinbare Helligkeit", die Julianische Tageszählung und Lichtkurven vorgestellt. Einzelne Schülerinnen und Schüler zeichnen Lichtkurven an die Tafel, die die zeitlichen Verläufe der scheinbaren Helligkeiten folgender Objekte wiedergeben: Stern mit konstanter Helligkeit Mondbedeckung eines Sterns "Sinkender Stern" (Lichtschwächung durch die Atmosphäre) Typen Veränderlicher Sterne Animationen von verschiedenen Veränderlichen (Cepheiden, Algol-Veränderliche, Eruptive Veränderliche) werden per Beamer präsentiert und Lichtkurven an der Tafel vorgegeben. Die Lernenden ordnen diesen Lichtkurven die in den Animationen dargestellten Typen veränderlicher Sterne zu. In einem Lehrervortrag wird mithilfe von Vergleichen und Analogien ein grobes Bild der physikalischen Hintergründe des Lichtwechsels vermittelt. Variable stjerner: Animationen Animationen und Informationen von Erling Poulsen auf der Website des Rundetaarn-Observatoriums in Dänemark. Veränderlichentypen und die Ursache des Lichtwechsels Die Aufzeichnung des Lichtwechsels der Veränderlichen zeigt, dass es verschiedene Gruppen von Sternen mit ähnlichem Verlauf der Lichtkurve gibt. Heute kennt man viele verschiedene Typen veränderlicher Sterne, die sich entsprechend der Hauptursache ihrer Veränderlichkeit drei Familien zuordnen lassen: den pulsierenden Veränderlichen (zum Beispiel Mira-Sterne, Cepheiden), den eruptiven Veränderlichen (zum Beispiel Novae und Supernovae) und den Bedeckungsveränderlichen (zum Beispiel Algol-Sterne). Pulsationssterne "Normale" Sterne verhalten sich wie eine Schaukel auf einem Spielplatz, die nur einmal angeschoben wurde - ihre Schwingung endet schnell infolge der Dämpfung. Pulsationssterne haben einen "Ventilmechanismus", der dafür sorgt, dass die Schwingung durch regelmäßige Energiezufuhr (Strahlungsenergie) aufrechterhalten wird. Eruptive Veränderliche Ursache sind schnelle Fusionsreaktionen (lokal oder global), etwa vergleichbar mit einem gleichmäßig brennenden Feuer, in das schnell entzündlicher Brennstoff gegeben wird oder das eine Temperatur erreicht hat, bei der ein bestimmter Stoff plötzlich zu brennen anfängt. Bedeckungsveränderliche Bedeckt der kleinere Stern eines Doppelsternsystems einen Teil des größeren oder helleren Sterns des Systems, ergibt sich ein schmales Minimum in der Lichtkurve. Wenn der kleinere hinter den größeren Stern gerät, beobachtet man ein weiteres, weniger tiefes Minimum der Leuchtkraft. Die Leuchtkraft der beiden Sterne selbst ist konstant. Der "Mechanismus" entspricht dem Prinzip einer Sonnenfinsternis. Die im Unterricht gezeigten Animationen zu den Veränderlichentypen finden Sie auf der Seite zu den Variable stjerner des Rundetaarn-Observatoriums in Dänemark. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler sind mit der Betrachtung und Bearbeitung digitaler Bilder und im Umgang mit der verwendeten Bildbearbeitungs-Software vertraut. Untersuchung einer Fotoplatte Den Lernenden wird der digitalen Scann der "Platte 300300" aus dem Sonneberger Plattenarchiv aus dem Jahr 1966 vorgestellt (Präsentation per Beamer). Diese Platte zeigt unter anderem das Sternbild Cassiopeia. Die Jugendlichen verbinden am Rechner in Partnerarbeit die hellsten Sterne dieses Sternbildes miteinander (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken) und vergleichen das Sternbild mit einer Darstellung auf einer Sternenkarte. Bevor die Arbeit mit den Sternfeldaufnahmen beginnt, müssen die Schülerinnen und Schüler für die "Bildprobleme" sensibilisiert werden. Auch die Orientierung auf der Himmelsaufnahme stellt eine Herausforderung dar. In Partnerarbeit und im Unterrichtsgespräch werden folgende Fragen beantwortet: Woraus kann auf die Sternhelligkeiten geschlossen werden? (Größe und Schwärzung der Scheibchen) Die Schwärzungsscheibchen der Sterne verändern ihr Aussehen mit zunehmendem Abstand vom Plattenzentrum. Wie verändern sie sich und wie lässt sich das erklären? (beste Abbildung auf optischer Achse; mit größer werdendem Abstand wird insbesondere der Astigmatismus wirksam) Untersuchung von "Platte 300308": Wann wurde diese Platte aufgenommen? Was fällt auf dieser Fotoplatte auf? (14. Oktober 1966; die Fotoplatte zeigt einen kleinen Kometen, siehe Abb. 2) Die Ergebnisse werden an der Tafel oder auf einer Folie gesichert. Den Jugendlichen soll bewusst werden, dass ein Archiv von Himmelsaufnahmen eine "Chronik der Geschichte des Sternhimmels" darstellt und dass Sternfeldaufnahmen als Grundlage für die Bestimmung von Lichtkurven genutzt werden können. Aufspüren des Veränderlichen R Cassiopeia Die Lernenden erleben, dass durch den Wechsel zwischen verschiedenen Aufnahmen ein und desselben Sternfeldes Helligkeitsänderungen "ins Auge springen". Zur Erleichterung der Arbeit wird dafür das interessierende Sternfeld (Schätzfeld) aus der digitalen Fotoplatte am Computer ausgeschnitten. Die resultierenden Bilder werden dann mit geeigneter Software "zum Laufen" gebracht (zum Beispiel mit einem GIF-Animator oder durch den schnellen Bildwechsel mit dem Windows Bildbetrachter Image Viewer). Das Ergebnis ist eine kleine Animation, mit deren Hilfe der Veränderliche "R Cas" (ein Mira-Stern), aufgespürt wird (siehe "r_cas_neg.mov"). Vorbereitung der Helligkeitsschätzung Die Schülerinnen und Schüler schneiden aus der Aufnahme "fotoplatte_300308.jpg" den im Bild "fotoplatte_300296_teil.jpg" gezeigten Bildausschnitt um R Cas herum aus und beschriften den Veränderlichen sowie die Vergleichssterne A, B, und C. Abb. 3 (Platzhalter bitte anklicken) zeigt die Schätzfelder aus "fotoplatte_300296_teil.jpg" (oben) und "fotoplatte_300307_teil.jpg" (unten). Es handelt sich um zwei Aufnahmen, die in geringem zeitlichen Abstand aufgenommen wurden. Der Helligkeitswechsel von R Cassiopeia (R) ist deutlich zu erkennen. Historischer Einstieg Im Rahmen eines kurzen Lehrervortrags wird berichtet, dass Mitte des 19. Jahrhunderts Friedrich Wilhelm Argelander (1799-1875) seine Methode zur Helligkeitsbestimmung von Sternen entwickelte, die eine systematische Katalogisierung der Sternhelligkeiten ermöglichte. Damit versetzte er auch die Amateurastronomen in die Lage, Helligkeitsänderungen bei Sternen festzustellen und sich in die astronomische Forschungsarbeit einzubringen. Erstellung der Lichtkurve Die Argelander Stufenschätzmethode wird vorgeführt und dann gleich anhand projizierter Sternfeldbilder (siehe Abb. 4 und "stufenschaetzmethode_einfuehrung.pdf") in Zweiergruppen geübt. Die Lehrkraft führt die Präsentation "stufenschaetzmethode_einfuehrung.pdf" per Beamer vor und die Schülerinnen und Schüler schätzen und notieren die Ergebnisse in einer Tabelle (tabelle_r_cas_stufenschaetzung_leer.pdf). Ziel der beiden Unterrichtsstunden ist die beispielhafte Erstellung einer Lichtkurve aus 23 Stufenschätzungen des Veränderlichen R Cassiopeia (R Cas). Es soll noch keine Interpretation der Ergebnisse vorgenommen werden. Die verwendeten Daten werden im folgenden Abschnitt des Projektes, ergänzt durch viele neue Daten, erneut vorkommen. Die Schülerinnen und Schüler sollen dann bewusst diese Sternfelder noch einmal schätzen, um zu erleben, dass subjektive Fehler mit Erfahrung, Tagesform und vielen anderen Faktoren zu tun haben. Schätzungsfelder - Auswertung mit oder ohne Computer Den Schülerinnen und Schülern stehen 83 Schätzfelder des Gebietes um den Stern R Cassiopeia zur Verfügung. Im Rahmen der Auswertung dieser "Rohdaten" können die Fertigkeiten der Schülerinnen und Schüler bei der Nutzung des Computers als Werkzeug intensiv geschult werden. So bietet sich beim Schätzen der Helligkeiten am Bildschirm der Windows Bildbetrachter Image Viewer als Instrument an, das es sehr einfach macht, von einem Schätzungsfeld zum nächsten zu wechseln. Die Schätzungsfelder werden dabei stets auf Bildschirmgröße geweitet. Die Stufenschätzung kann - bei Mangel an Computern - wie beim Einstieg in die Argelander Methode (4. und 5. Stunde) auch frontal am Projektionsbild im gut verdunkelten Raum durchgeführt werden. Alternativ können die Helligkeiten auch auf Ausdrucken der Plattenausschnitte geschätzt werden. Auswertung der Daten per Tabellenkalkulation Excel oder andere Tabellenkalkulations-Software erlauben das praktische Einfügen von Datenkolonnen per "Copy" und "Paste". Sie ermöglichen auch eine automatisierte Berechnung der Helligkeiten aus den Stufenwerten (siehe "mappe_auswertung.xls"). Hierbei kann die zuvor mit Excel bestimmte Formel der Regressionsgeraden im Stufenwert-Helligkeit-Diagramm genutzt werden. Abb. 5 zeigt die von den Schülerinnen und Schülern ermittelte Lichtkurve des Veränderlichen R Cas. 7. Stunde Die Jugendlichen praktizieren die Argelander Stufenschätzmethode am Computerbildschirm oder anhand von Ausdrucken der Schätzungsfelder. 8. Stunde Die Schülerinnen und Schüler bestimmen Stufendifferenzen, berechnen Mittelwerte, korrigieren die Stufenwerte und ermitteln endgültige Stufenwerte. 9. Stunde Die Lernenden ermitteln Stufenwerte für die Vergleichssterne, zeichnen das Stufenwert-Helligkeit-Diagramm (Millimeterpapier oder Tabellenkalkulation) und bestimmen mit diesem aus den Stufenwerten die Helligkeiten. Sie zeichnen die Lichtkurve auf Millimeterpapier oder mithilfe eines Tabellekalkulations-Programms. Alternativ zur Auswertung mit Excel oder einem anderen Tabellenkalkulationsprogramm können auch Taschenrechner und Millimeterpapier zum Einsatz kommen. Die folgenden Begriffe und Phänomene müssen den Schülerinnen und Schülern bereits bekannt sein, um die physikalischen Hintergründe des Pulsationsmechanismus von Mira-Sternen zu verstehen: gedämpfte, ungedämpfte und erzwungene Schwingungen Kompression und Expansion von Gas Wärme und Wärmeenergie Ionisation und Ionisationsenergie Energietransport durch Strahlung Absorption Interpretation der Lichtkurve von R Cas Die Jugendlichen zeichnen eine Ausgleichskurve durch ihre Datenpunkte, beschreiben den Kurvenverlauf, ermitteln die Periodendauer von R Cas (etwa 430,5 Tage) und bestimmen anhand der Lichtkurve den Variablentyp (Mira-Stern). Sie erzeugen mithilfe eines Online-Lichtkurvengenarators eine Vergleichslichtkurve auf der Basis der Daten von geübten Amateurbeobachtern. Die Übereinstimmung wirkt sehr motivierend. Gemeinsamkeiten, aber auch Unterschiede werden beschrieben und erörtert: Die Verläufe sind sehr ähnlich, die Helligkeitsbereiche unterscheiden sich jedoch. Dies liegt daran, dass die Sonneberger Daten fotografisch gewonnen wurden, die Amateurdaten aber auf Augenbeobachtungen basieren. Die Empfindlichkeit der fotografischen Emulsion über der Wellenlänge ist etwas anders als die des Auges. Mira-Sterne und ihr Lichtwechsel Der die Stunde abschließende Lehrervortrag zu Mira-Sternen und dem Zustandekommen ihrer Pulsationen erfordert die oben genannten physikalischen Vorkenntnisse. Mira ist ein Roter Riese vom Spektraltyp M. Mira selbst hat einen mittleren Durchmesser von etwa 550 Millionen Kilometern. Der Stern würde damit das Sonnensystem bis hin zum Planetoidengürtel ausfüllen. Die wahre mittlere Sterngröße ist jedoch kleiner, denn eine den Stern umgebende Wolke aus Molekülen täuscht ein größeres Ausmaß vor. "Die Wunderbare" im Walfisch repräsentiert das Endstadium eines Sterns von der Masse unserer Sonne. Der Pulsationsmechanismus von Mira Die Pulsation ist mit einer ungedämpften Schwingung vergleichbar. Dieser Mechanismus funktioniert nur, wenn Energie im richtigen Schwingungszustand (in der richtigen Phase) zugeführt wird. Ein anschauliches Bild dafür bietet eine Spielplatz-Schaukel: Die Schwingung der Schaukel bleibt erhalten, wenn man sie bei der "Auswärtsbewegung" anschiebt. So muss auch der Hülle eines schwingenden Sterns Energie zugeführt werden, wenn sie expandiert. (Wärme-)Energie kann im Stern nur durch Strahlung zugeführt werden. Dazu ist es erforderlich, dass der Stern bei Kompression "undurchsichtiger" wird, das heißt, Strahlungswärme "tankt", die dann bei der Expansion treibend (entdämpfend) frei werden kann. In "normalen" (nicht veränderlichen) Sternen sind die Verhältnisse gerade umgekehrt, so dass Schwingungen schnell ausgedämpft werden. In Riesensternen kann dieser Fall aber in der richtigen Tiefe eintreten. Weitere Details In Mira sind die Bedingungen für die Ionisation von Wasserstoff (Temperatur und Druck) in genau der Tiefe gegeben, die für die Aufrechterhaltung des Pulsationsmechanismus erforderlich ist. Da die Sternmaterie größtenteils aus Wasserstoff besteht (im Zentrum eines Sterns ist in der Endphase seines "Lebens" zwar nur noch Helium oder Kohlenstoff vorhanden, aber rundherum bleibt viel Wasserstoff übrig, der nicht zum Fusionieren kommt) und dessen Ionisationsenergie hoch ist, wird dabei viel Energie gespeichert, die bei der Expansion massiv frei wird. Mira-Sterne pulsieren weitaus stärker als Cepheiden. Ihre starke Helligkeitsänderung beruht auch auf der periodischen Entstehung von absorbierenden Molekülen im Außenbereich. Allgemeine Hinweise Mira soll nun gezielt mit bloßem Auge gesichtet werden (Beobachtungszeit: Herbst und Winter). Dazu ist es wichtig, die Zeit des Maximums und Minimums zu kennen. Diese Zeiten können im Internet recherchiert werden. Mit der Kenntnis des Lichtkurvenverlaufs (hier wird der Einfachheit halber eine Lichtkurve von R Cas zu Grunde gelegt) können die Jugendlichen nun auch den Zeitraum abschätzen, innerhalb dessen die Helligkeit von Mira unterhalb der 6. Größenklasse liegt (Wissenstransfer). Das Julianische Datum findet nochmals Anwendung, indem es ins bürgerliche (gregorianische) Datum umgerechnet werden muss. Ein anderes Beobachtungsprojekt betrifft den Bedeckungsveränderlichen Algol im Sternbild Perseus. Dieser Stern bietet die Möglichkeit, den Helligkeitsabfall innerhalb einiger Stunden mit bloßem Auge zu verfolgen. Dies können die Schülerinnen und Schüler auch an der Lichtkurve ersehen. Damit man das Minimum optimal beobachten kann, müssen einige Voraussetzungen erfüllt sein: möglichst kein Mondlicht während des Minimums möglichst große Höhe über dem Horizont günstige Abendzeit Zusammen mit astronomischen Grundkenntnissen sind hier die planerischen Fähigkeiten der Schülerinnen und Schüler gefordert. Ausblickend lässt sich das für R Cas gegebene Sternfeld (27 Grad mal 27 Grad) nach weiteren Veränderlichen durchforsten. Die Plattendaten können beim Autor dieses Artikels, Dr. Olaf Fischer, angefragt werden. Es besteht auch die Möglichkeit einer Verlängerung der Messreihe für R Cas durch weitere Daten. Hier sollte eventuell entstandenes Schülerinteresse weitere Nahrung finden können.