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Gravitationswellen: erster indirekter Nachweis mit Pulsar

Unterrichtseinheit
14,99 €

Diese Unterrichtseinheit thematisiert den ersten indirekten Nachweis von Gravitationswellen im Jahr 1974 durch Messung der Umlaufdauer eines Pulsars in einem Binärsystem. Die Ergebnisse stimmen mit großer Genauigkeit mit den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein überein. Zwei Neutronensterne, einer davon ist ein Pulsar, umrunden sich auf stark elliptischen Bahnen. Dieses System stellt ein ideales Testlabor für die Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie dar, wobei zwei relativistische Effekte besonders stark zutage treten - zum einen die Drehung der Bahnellipse des Pulsars (Periastrondrehung) und zum anderen die Verringerung der Umlaufdauer des Pulsars aufgrund der Abstrahlung von Gravitationswellen. Beide Effekte werden in dieser Unterrichtseinheit thematisiert, wobei der Schwerpunkt auf dem Thema Gravitationswellen liegt. Die Lernenden berechnen mithilfe des dritten Keplergesetzes und Ergebnissen der Relativitätstheorie Umlaufzeiten und Abstände des Pulsars und erhalten so einen quantitativen Eindruck, wie das Doppelsternsystem im Laufe der Zeit aufgrund der Abstrahlung von Gravitationsenergie schrumpft. Zudem wird die beeindruckende Übereinstimmung der Messergebnisse mit den theoretischen Berechnungen deutlich. Das Thema Gravitationswellen berührt verschiedene Inhalte der Oberstufenphysik. Insbesondere sind Themen wie Gravitation, Kreisbewegungen und das Michelson-Interferometer von besonderer Relevanz – aber auch Grundkenntnisse der Physik Schwarzer Löcher und Neutronensterne spielen für das Verständnis des Phänomens Gravitationswellen eine wichtige Rolle. In den Lehrplänen ist die Allgemeine Relativitätstheorie und ihre Folgerungen gar nicht oder nur ansatzweise enthalten. Dennoch bieten viele schulinterne Curricula durchaus Möglichkeiten für die Bearbeitung besonderer Themen. Gut lässt sich die Thematik auch in Astronomie-Kursen der Oberstufe, Projektkursen oder Arbeitsgemeinschaften einbauen. Die Berechnungen zu Gravitationswellen beruhen auf der Allgemeinen Relativitätstheorie, was im schulischen Kontext im Detail nicht thematisiert werden kann. Stattdessen wird den Lernenden eine graphische Darstellung der originalen Messergebnisse präsentiert, über die die theoretische Vorhersagekurve aus der Allgemeinen Relativitätstheorie gelegt wurde. So wird die beeindruckende Übereinstimmung zwischen Theorie und Messung sichtbar. Die weiteren Berechnungen der Lernenden beruhen aber auf den Formeln der klassischen Physik (unter anderem drittes Gesetz von Kepler), wobei ein Wert (Zeitinkrement) aus der relativistischen Rechnung Verwendung findet. Methodische Analyse Ein Ziel dieser Unterrichtseinheit besteht darin, den Lernenden zu vermitteln, dass sie mithilfe oberstufenüblicher Inhalte aus Mathematik und Physik in der Lage sind, sich bestimmten Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein zu nähern. Dies gelingt im Fall der Periastron-Verschiebung der Bahnellipse durch die Verwendung einer Computersimulation. Für die Berechnung der Umlaufdauer und des Abstandes der beiden Neutronensterne sowie des Energieverlustes aufgrund von Gravitationswellen werden Formeln der klassischen Physik (Newton) und ein Zahlenwert aus der Allgemeinen Relativitätstheorie bereitgestellt. Mithilfe von Daten aus Originalveröffentlichungen zur Physik des Neutronensternsystem PSR1913+16 sind die Schülerinnen und Schüler dann in der Lage, wichtige Größen des Systems vorauszuberechnen und mit der Prognose aus der Allgemeinen Relativitätstheorie zu vergleichen. Vorkenntnisse Die Lernenden sollten mit dem Gravitationsgesetz Newtons und der Physik der Kreisbewegungen vertraut sein und über Kenntnisse zu den Keplergesetzen verfügen. Die Berechnungen erfordern einen sicheren Umgang mit dem Taschenrechner, insbesondere die Behandlung von hohen Zehnerpotenzen und Zahlen mit vielen Nachkommastellen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… erkennen, dass die Drehung der Bahnellipse den Vorhersagen der Relativitätstheorie entspricht. berechnen physikalische Größen mit komplexen Formeln. werten Messwerte aus. interpretieren und bewerten Versuchsergebnisse. erklären physikalische Phänomene und Versuchsanordnungen im Sachzusammenhang. stellen die wissenschaftliche Bedeutung von physikalischen Erkenntnissen heraus. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die im Video dargestellten physikalischen Inhalte nach Relevanz filtern und strukturiert wiedergeben, sowie Informationen gezielt herausstellen. können Texte in gedruckter und digitaler Form (Internet) auf bestimmten Fragestellungen hin untersuchen und die relevanten Informationen herausarbeiten. recherchieren fachbezogen im Internet. arbeiten mit einer Computersimulation. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konstruktiv und kooperativ in Paar- oder Gruppenarbeit. diskutieren in Paar- oder Gruppenarbeit und äußern dabei ihre Meinung unter Nutzung ihrer fachlichen Kenntnisse. stellen Ergebnisse der Paar- und Gruppenarbeit angemessen und verständlich im Plenum dar.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe II

Addition üben: Zauberquadrate zum Rechnen im Zahlenraum bis 50

Kopiervorlage

Auf dem Arbeitsblatt "Addition üben: Zauberquadrate zum Rechnen im Zahlenraum bis 50" lösen die Lernenden der Grundschule knifflige Rechenaufgaben im Zahlenraum bis 50. Mit diesem Arbeitsblatt für den Mathematik-Unterricht der Grundschule fördern Sie logisches Denken, Konzentrationsfähigkeit und Rechenkompetenz. Das Unterrichtsmaterial zur Addition mit Zehnerzahlen bis 50 regt die Schülerinnen und Schüler zum Kopfrechnen und Problemlösen an. Je nach Lernstand der Klasse können die Aufgaben in den unteren Jahrgangsstufen, aber auch zur Wiederholung der Grundrechenarten in Klasse 3 eingesetzt werden. Die Zauberquadrate regen wie in einem kleinen Rätsel zum Üben der Addition, Nachdenken und Knobeln an. Die Rechenwege verlaufen dabei horizontal, vertikal und diagonal. Das Thema Zaubern dient zur Motivation und soll auch vermeintlich leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler für das Rechnen begeistern. Darüber hinaus entwickeln die Lernenden am Beispiel Quadrat ganz nebenbei spielerisch eine erste Vorstellung von geometrischen Formen. Als Kopiervorlage ist das Arbeitsblatt ohne große Vorbereitung jederzeit auch spontan im Vertretungsunterricht einsetzbar. Dadurch, dass die Schülerinnen und Schüler die Aufgaben in Einzelarbeit lösen, können Sie die Zauberquadrate zwischendurch dazu nutzen, Ruhe in die Klasse zu bekommen und die Lernenden zu Konzentration aufzufordern. Lösungen zur Selbstkontrolle ermöglichen eigenverantwortliches Lernen. So können die Schülerinnen und Schüler beispielsweise auch in Partnerarbeit ihre Hefte tauschen und ihre Ergebnisse gegenseitig kontrollieren.

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Primarstufe

Australien: ein Steckbrief

Kopiervorlage

Auf diesem Arbeitsblatt zum Thema Australien fertigen die Lernenden einen Steckbrief des Kontinents an, indem sie beispielsweise Informationen über die Ureinwohner, Tiere und großen Stände zusammentragen. Australien als besonderer Kontinent ist vielen Schülerinnen und Schülern der Grundschule vor allem in Verbindung mit der einzigartigen Tierwelt und den Nachrichten über schlimme Buschbrände bekannt. Viele Kinder bewundern die australischen Tiere wie Känguru, Koala, Emu oder Schnabeltier im Zoo und fragen sich, was dieses fremde Land in Ozeanien darüber hinaus wohl zu bieten hat. Mit diesem Unterrichtsmaterial nähern sich die Schülerinnen und Schüler dem australischen Kontinent an, indem sie einen Steckbrief anfertigen. Dabei spielen die Aborigines ebenso eine Rolle wie bekannte große Städte oder der Bumerang als bekanntes australisches Wurfgerät. Die Lernenden aktivieren auf dem Arbeitsblatt ihre Vorkenntnisse und erarbeiten sich mit einem Atlas weitgehend selbstständig zusätzliches Wissen. Diese Form der Recherche fördert interkulturelle Kompetenzen durch Landeskunde. Darüber hinaus werden feinmotorische Fähigkeiten und Fantasie durch Zeichnungen einer Briefmarke sowie einer typischen australischen Erfindung geschult. Das Unterrichtsmaterial kann in der Grundschule im Fach Sachunterricht beispielsweise zum Thema Kontinente im Rahmen von "Ich und meine Welt", aber auch im Bereich "Natur und Umwelt" eingesetzt werden. Lösungen zur Selbstkontrolle erhöhen dabei den Grad der Eigenverantwortlichkeit und ermöglichen autonomes Lernen.

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Primarstufe

Oberflächenspannung des Wassers

Kopiervorlage / Interaktives

Wassermoleküle unter Spannung. Was heißt das? Warum kann eine Büroklammer auf einer Wasseroberfläche schwimmen? Was versteht man unter der Oberflächenspannung? Dieses und mehr lässt sich im Experiment von Schülerinnen und Schülern untersuchen und mittels einer digitalen Animation erklären. In der Bindungslehre wird das Wassermolekül als Beispiel für ein Molekül mit polarer Elektronenpaarbindung behandelt. Der Versuch zur Ablenkung eines Wasserstrahls dient dabei als Grundlage für die Erarbeitung der Dipoleigenschaft der Wassermoleküle. Zur Erklärung der Ablenkung werden zumeist einzelne Moleküle mit entsprechender Orientierung zum elektrisch geladenen Stab an der Tafel dargestellt. Mit der hier vorgestellten Animation lassen sich die Dipoleigenschaften der Wassermoleküle und ihre Bedeutung in einem Wasserkörper wie zum Beispiel in einer mit Wasser gefüllten Schale veranschaulichen. Dabei werden die Eigenschaften der Grenzschicht des Wassers zum Luftraum experimentell (virtuell) und animiert untersucht. Die Animation eignet sich zur Auswertung eines einfachen Lernendenexperiments. Das Experiment geht der Fragestellung nach, ob eine Büroklammer von einer Wasseroberfläche getragen werden kann. Dazu sollen die Schülerinnen und Schüler mittels Pinzette versuchen, eine kleine Büroklammer zum einem senkrecht aufzustellen und zum anderen waagerecht auf der Oberfläche abzulegen. Die Animation besteht aus fünf Videosequenzen, in denen die Versuchsphänomene auf der Teilchenmodellebene mit eingeblendeten Kommentaren dargestellt werden. Anhand der beiden Teilexperimente wird die Vernetzung der Wassermoleküle im Wasserkörper sukzessiv für die Erklärung der beobachteten Phänomene herangezogen. Im Eröffnungsbildschirm wird der Wasserkörper (Ausschnitt von Oberfläche und Frontansicht) mit Teilchenmodellen gezeigt. Die Wasserteilchen bewegen sich am Platz, um den flüssigen Zustand vereinfacht zu demonstrieren. Die Oberfläche ist (makroskopisch betrachtet) glatt; die Schwerkraft sorgt für eine Gleichverteilung. Fährt man mit der Maus über die Wasserteilchen, so werden Strukturformeln (Valenzstrichformeln) mit Ladungsverschiebung (Keildarstellung) eingeblendet, beim Drücken der linken Maustaste werden stattdessen Partialladungen angezeigt. Während dieses ersten Trickfilms werden Wasserstoffbrückenbindungen und die Vernetzung der Wassermoleküle im dreidimensionalen Raum thematisiert. Die Videosequenzen 2-5 zeigen in Form von Trickfilmszenen das Auflegen der Klammer (senkrecht und waagerecht). Über die Buttons Exp.1 FI und Exp.2 FI werden informierende Videos aufgerufen und die Teilexperimente analysiert. Im Laufe dieser Darstellungen wird der "Anspannungszustand" der vernetzten Wassermoleküle im Wasserkörper und an der Oberfläche skizziert sowie der Begriff Oberflächenspannung erläutert. Zur Sicherung der Ergebnisse dient ein Arbeitsblatt mit kurzer Versuchsanleitung und Beobachtungsprotokoll sowie Auswertungsfragen zur digitalen Animation. Technische Informationen zur Animation Für den Einsatz im Unterricht sind ein Computer oder Tablet mit Internetzugang erforderlich. Die einzelnen Filmsequenzen lassen sich über Buttons steuern. Alternativ kann dies über die Space-Taste oder die Pfeiltasten (links/rechts) erfolgen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Organisation der Wassermoleküle im Stoff Wasser kennen. erkennen, dass der Wasserkörper durch die Anziehungskräfte zwischen den Dipolmolekülen einerseits stabilisiert und zusammengehalten wird, andererseits aber auch die Fluidität des Stoffes Wasser durch die schwachen, immer wieder aufbrechenden und sich wieder neu verbindenden Wasserstoffbrückenbindungen gegeben ist. erkennen, dass Wassermoleküle an der Wasseroberfläche von den Wassermolekülen im Inneren des Wasserkörpers angezogen ("festgehalten") werden. leiten aus den Versuchen beziehungsweise virtuellen Darstellungen ab, dass die Anziehungskräfte zwischen den Wassermolekülen an der Wasseroberfläche einen "Anspannungszustand" (die Oberflächenspannung) bewirken, der bei mechanischen Einflüssen auf die Wasseroberfläche sichtbar wird. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können nach Linkvorgabe eine Online-Animation aufrufen und starten. erläutern und deuten gemeinsam mithilfe der digitalen Teilchenmodellanimationen das Phänomen der Oberflächenspannung, das bei schwachen mechanischen Einflüssen sichtbar wird. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konstruktiv beim Umgang mit digitalen Teilchenanimationen zusammen und erstellen gemeinsam unter Beachtung der Fachsprache und formal-chemischer Gesichtspunkte ein Ergebnisprotokoll.

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Berufliche Bildung, Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Redox-Gleichung aufstellen

Unterrichtseinheit
14,99 €

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler Redoxreaktionen kennen und erhalten eine detaillierte Hilfestellung zum Aufstellen von Redoxreaktionen. Im Anschluss besteht die Möglichkeit das erlernte Wissen in Form von anwendungsorientierten Aufgabenstellungen einzusetzen. Das Thema Redoxreaktionen ist Grundlage vieler zukünftiger Themengebiete und spielt nicht nur bei der Umwandlung von Energie und vielen industriellen Prozessen, sondern auch verschiedenen alltäglichen Phänomenen eine wichtige Rolle. Mit diesem Unterrichtsmaterial setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Thema Redoxreaktionen auseinander. Dabei erhalten sie zunächst einen Überblick über die allgemeinen Grundlagen, indem sie nach Bearbeitung eines Infotextes die Oxidationszahlen der Elemente in verschiedenen Verbindungen bestimmen und zwischen Oxidations- und Reduktionsmittel unterscheiden. Des Weiteren erhalten sie anhand eines Beispiels eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für das Aufstellen von Redoxgleichungen. Im Anschluss können verschiedene anwendungsnahe Aufgabenstellungen bearbeitet werden, die typische Redoxreaktionen des Laboralltags aufgreifen, wodurch das Thema noch einmal vertieft wird. Das Unterrichtsmaterial ist für den Unterricht in der Berufsfachschule für den Beruf der chemisch-technischen Assistentinnen und Assistenten sowie der Chemielaborantinnen und Chemielaboranten geeignet. Es kann problemlos bundesweit genutzt werden, da das Material wichtige Grundlagen zum Thema Redoxgleichungen vermittelt, die in allen Rahmenlehrplänen vertreten sind. Die Einheit liefert detaillierte Kenntnisse über Redoxreaktionen sowie das Aufstellen von Redoxgleichungen. Die Einheit ist besonders dafür geeignet, um grundlegendes Wissen zu vermitteln und so in weiterführende Themen wie beispielsweise die Elektrochemie einzusteigen. Das Unterrichtsmaterial bietet mehrere Lernmethoden und Sozialformen an, sodass ein abwechslungsreicher Unterricht ermöglicht wird. Die Arbeitsblätter 1 und 2 sollten nacheinander bearbeitet werden, da sie aufeinander aufbauen. Mit Hilfe des ersten Arbeitsblattes erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler die Grundlagen der Redoxreaktionen und bestimmen die Oxidationszahlen der Elemente in verschiedenen Verbindungen. Das zweite Arbeitsblatt ermöglicht dann das eigenständige Erarbeiten der Aufstellung von Redoxgleichungen anhand eines Beispiels. Es liefert außerdem einen strukturierten Plan, der die sieben Schritte zusammenfasst, sodass die Vorgehensweise verinnerlicht werden kann. Das dritte Arbeitsblatt bietet darüber hinaus verschiedene Aufgabenstellungen auf erweitertem Niveau an, die einen starken Bezug zum Laboralltag besitzen. An dieser Stelle besteht die Möglichkeit das Thema Redoxtitrationen anzusprechen und so Redoxreaktionen weiter zu vertiefen. Vorkenntnisse in Bezug auf chemisches Basiswissen, das in der neunten und zehnten Klasse vermittelt wird, sollte vorhanden sein. Dazu gehören beispielsweise Kenntnisse über das Periodensystem oder das Aufstellen von und der Umgang mit Summenformeln. Erste Ideen über Reaktionsgleichungen sowie das Zuordnen von Begriffen wie Produkte und Edukte sind hilfreich. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Bedeutung des Donator-Akzeptor-Prinzips. bestimmen die Oxidationsstufen von Elementen. stellen Redoxgleichungen auf. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen Informationen aus einem Text und geben diese wieder. recherchieren in verschiedenen Quellen zu naturwissenschaftlichen Sachverhalten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler diskutieren mit ihrer Partnerin, ihrem Partner oder innerhalb des Plenums über naturwissenschaftliche Fragestellungen und nutzen dabei die korrekten fachlichen Begriffe.

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Berufliche Bildung, Sekundarstufe II

Gravitation schwarzer Löcher: Lichtablenkung

Unterrichtseinheit
14,99 €

Schwarze Löcher sind nicht vollständig unsichtbar, denn sie beeinflussen durch ihre extreme Gravitationswirkung das Licht in ihrer unmittelbaren Umgebung. Wie erscheint der beobachtenden Person die hell leuchtende Materie, die um ein solches Schwerkraftmonster kreist? Das erste Arbeitsblatt thematisiert die Herleitung des Schwarzschildradius (Ereignishorizont) eines Schwarzen Lochs. Die Lernenden wenden die Formel dann auf die Erde, die Sonne und das supermassive Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße an. Aus Science-Fiction Filmen wie "Interstellar" sind simulierte Bilder von Schwarzen Löcher bekannt. Dabei wird meist das verzerrte Abbild der Akkretionsscheibe gezeigt – extrem heißes, hell leuchtendes Gas und Staub umkreisen das Schwarze Loch mit großer Geschwindigkeit. In der Mitte ist dann der sogenannte "Schatten des Schwarzen Lochs" zu erkennen. Inzwischen wurden sogar zwei reale Bilder supermassiver Schwarzer Löcher der Öffentlichkeit präsentiert – 2019 der Schatten des Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M87 und 2022 das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße. Das zweite Arbeitsblatt dieses Beitrags thematisiert die Wirkung der Gravitation auf die Ausbreitung des Lichts der Akkretionsscheibe. Die Lernenden erarbeiten, wie sich die Akkretionsscheibe der beobachtenden Person optisch präsentiert und welche Radien außer dem Schwarzschildradius dabei eine Rolle spielen. Themen aus der Astronomie, speziell wenn es dabei um Schwarze Löcher geht, stoßen bei Schülerinnen und Schülern in der Regel auf sehr großes Interesse. Der Mechanik-Unterricht der Oberstufe bietet gute Möglichkeiten, diese Themen aufzugreifen, beispielsweise dann, wenn es im Unterricht um Fragen zur Gravitation geht. Die physikalischen und astronomischen Erkenntnisse bezüglich des Schwarzen Lochs im galaktischen Zentrum sind wissenschaftlich topaktuell und werden in den kommenden Jahren an Umfang und Präzision weiter zunehmen. Die Herleitung des Schwarzschildradius erfolgt eigentlich aus der Allgemeinen Relativitätstheorie. Interessanterweise gelingt die Herleitung auch klassisch, wobei die Lichtgeschwindigkeit als absolute Grenzgeschwindigkeit eingeht. Die Berechnungen der Ereignishorizonte verschiedener Himmelsobjekte liefert überraschende Ergebnisse und bietet Anlass für Diskussion und Nachfragen. Allerdings sollte man im Unterricht unbedingt darauf hinweisen, dass die Herleitung des Ereignishorizonts von einem perfekt kugelsymmetrischen, nichtrotierenden Schwarzen Loch ausgeht. Dies ist in der Realität aber nicht der Fall. Vielmehr rotieren Schwarze Löcher teilweise mit erheblicher Geschwindigkeit um ihre eigene Achse. Bei einem massenreichen Stern wird nämlich in der Phase des Kollaps Drehimpuls auf das entstehende stellare Schwarze Loch übertragen. Der Ereignishorizont solcher rotierenden Schwarzen Löcher wird dann nicht mehr mit der Schwarzschild-Metrik berechnet, sondern mit der sogenannten Kerr-Metrik – benannt nach dem Astrophysiker Roy Kerr, der seine Theorie 1963 veröffentlichte. Die Rotation eines Schwarzen Lochs verzerrt die Raumzeit-Geometrie zusätzlich, was zu leicht asymmetrischen Wirkungen auf Licht und Materie in unmittelbarer Umgebung des Schwarzen Lochs führt. Im schulischen Kontext ist jedoch eine quantitative Behandlung der Kerr-Metrik kaum möglich. Um den Lernenden eine anschauliche Vorstellung von den Lichtwegen in der Nähe von Schwarzen Löchern und der Entstehung der verzerrten Abbilder ihrer Umgebungen zu ermöglichen, steht ihnen eine Computersimulation zur Verfügung. So werden Begriffe wie "Photonenradius" und "Schatten des Schwarzen Lochs" zugänglich und besser verständlich. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… verwenden die Formel der Zentripetalkraft und der zweiten kosmischen Geschwindigkeit, um den Schwarzschildradius eines Schwarzen Lochs herzuleiten. berechnen Schwarzschildradien von Erde, Sonne und Sagittarius A. wenden eine Computersimulation an, um die Lichtwege in der Umgebung eines Schwarzen Lochs abzubilden und die Entstehung und Bedeutung von Schatten und Photonenradius im Abbild eines Schwarzen Lochs zu verstehen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… können Texte in gedruckter und digitaler Form auf bestimmte Fragestellungen hin untersuchen. erarbeiten die relevanten Informationen heraus. arbeiten mit einer Computersimulation. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… arbeiten konstruktiv und kooperativ in Paar- oder Gruppenarbeit. diskutieren in Paar- oder Gruppenarbeit und äußern dabei ihre Meinung unter Nutzung ihrer fachlichen Kenntnisse. stellen Ergebnisse der Paar- und Gruppenarbeit angemessen und verständlich im Plenum dar.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe II

Reichsbürger-Ideologie und Schule: Wann Lehrkräfte ihre Eignung verlieren

Fall des Monats

Ein Schulrechtsfall aus Baden-Württemberg zeigt, wie schnell persönliche Überzeugungen zur professionellen Grenze werden können. Wenn Lehrkräfte Staat, Gerichte und Verfassung infrage stellen, geht es nicht mehr um Privatmeinungen, sondern um Eignung, Verantwortung und den Schutz von Schülerinnen und Schülern. Schulen sind mehr als Lernorte und Orte demokratischer Sozialisation. Lehrkräfte prägen nicht nur Wissen, sondern auch Werte, Haltung und den Umgang mit staatlichen Institutionen. Gerade deshalb stellt sich immer wieder die Frage, wo die Grenzen persönlicher Überzeugungen von Lehrkräften verlaufen, insbesondere dann, wenn diese Überzeugungen die Geltung der Rechtsordnung oder die Legitimität staatlicher Institutionen infrage stellen. Ein aktueller Beschluss aus Baden-Württemberg zeigt, wie deutlich die Rechtsprechung hier Position bezieht. Der Verwaltungsgerichtshof (VGH) Baden-Württemberg hat am 07. Oktober 2025 (Az.: 9 S 485/25) die Beschwerde eines Lehrers zurückgewiesen, dem die Lehrtätigkeit untersagt wurde. Das Gericht bestätigte damit die Entscheidung der Vorinstanz (VG Stuttgart). Wie das Portal anwaltauskunft.de mitteilt, reicht bereits ein hartnäckiges, für Reichsbürger typisches Verhalten im außerschulischen Bereich aus, um die persönliche Eignung für den Schuldienst dauerhaft zu verneinen. Zwischen Physikunterricht und Staatsleugnung Der betroffene Lehrer unterrichtete an einer privaten Schule in Baden-Württemberg die Fächer Mathematik und Physik. Nach Erkenntnissen des Landesamts für Verfassungsschutz war er über längere Zeit durch Äußerungen und Handlungen aufgefallen, die der sogenannten Reichsbürger- und Selbstverwalter-Szene zugeordnet werden. Dazu gehörte unter anderem: Er verweigerte Rundfunkbeiträge mit der Begründung, das Grundgesetz sei seit 1990 erloschen, bezeichnete Polizisten bei Verkehrskontrollen als "Angestellte einer GmbH" und forderte von Richtern eine "alliierte Lizenz". Besonders brisant: Selbst im laufenden Verfahren verweigerte er die Annahme behördlicher Schreiben, weil die Adressierung als "Herr" angeblich fehlerhaft sei. Das Regierungspräsidium Stuttgart untersagte ihm die Tätigkeit, nachdem das Landesamt für Verfassungsschutz Erkenntnisse über den Mann übermittelt hatte. Sein Verhalten wurde wie folgt bewertet: Bestreiten der Existenz der Bundesrepublik Deutschland als Staat, Behauptung, das Grundgesetz sei nicht mehr gültig, Leugnung der hoheitlichen Befugnisse von Gerichten und Polizei, sowie aktives Verweigerungsverhalten gegenüber staatlichen Maßnahmen, etwa bei Gerichts- und Polizeikontakten. Die obere Schulaufsichtsbehörde untersagte daraufhin auf Grundlage von § 8 Privatschulgesetz Baden-Württemberg (PSchG) seine weitere Tätigkeit als Lehrer an der Ersatzschule und ordnete die sofortige Vollziehung an. Gegen diese Maßnahme wehrte sich der Lehrer gerichtlich, ohne Erfolg. Lehrer darf nicht mehr unterrichten - Schutz der Schüler wiegt schwere Der Verwaltungsgerichtshof stellte klar, dass § 8 PSchG der Schulaufsicht ein präventives Eingriffsrecht gibt. Es geht nicht um Bestrafung, sondern um Gefahrenabwehr. Maßgeblich sei, ob Tatsachen vorliegen, die eine Lehrkraft für den Schuldienst ungeeignet erscheinen lassen. Eine absolute Gewissheit sei dafür nicht erforderlich. Besonders deutlich wird das Gericht bei der charakterlichen Eignung: Lehrkräfte hätten eine Vorbild- und Schutzfunktion gegenüber minderjährigen Schülerinnen und Schülern. Wer die Geltung der Rechtsordnung ablehne und staatliche Institutionen nicht anerkenne, könne diese Rolle nicht erfüllen – unabhängig davon, ob entsprechende Äußerungen bereits im Unterricht gefallen seien. Auch außerschulisches Verhalten dürfe berücksichtigt werden, wenn es Rückschlüsse auf die innere Haltung zulasse. Das Gericht betonte zudem: Eltern dürften darauf vertrauen, dass auch an privaten Ersatzschulen Lehrkräfte auf dem Boden des Grundgesetzes stehen. Die Berufsfreiheit der Lehrkraft müsse hinter dem Schutz der Schüler, dem Elternrecht und dem staatlichen Bildungsauftrag zurücktreten. Mildere Mittel wie Auflagen oder Beschränkungen auf bestimmte Fächer seien nicht geeignet, da Lehrkräfte immer auch pädagogisch wirken. Bedeutung für den Schulalltag Die Entscheidung unterstreicht, dass politische oder weltanschauliche Überzeugungen dort ihre Grenze finden, wo sie die demokratische Grundordnung infrage stellen. Für Lehrkräfte, auch an Privatschulen, gilt: Die Schule ist kein wertneutraler Raum. Die Anerkennung von Staat, Recht und Verfassung gehört zu den grundlegenden Voraussetzungen des Lehrerberufs. Informationen: www.anwaltauskunft.de

  • Fächerübergreifend
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Klassische Genetik - Mendel'sche Regeln

Unterrichtseinheit / Interaktives
14,99 €

Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen der Vererbungslehre kennen und erfahren, wie Gregor Mendel durch Kreuzungsversuche die heute noch gültigen Regeln der Vererbung aufstellte. Durch eigene Kreuzungsschemata, digitale Übungen und Diskussionen gewinnen sie ein Verständnis für Genotyp, Phänotyp, Dominanz und Unabhängigkeitsregel. Die Unterrichtseinheit führt die Schülerinnen und Schüler anschaulich in die klassische Genetik ein und macht nachvollziehbar, wie Gregor Mendel aus Kreuzungsversuchen die bis heute gültigen Regeln der Vererbung ableitet. In drei Unterrichtsstunden (eine Doppelstunde und eine Einzelstunde) erarbeiten die Lernenden zentrale Fachbegriffe wie Gen, Allel, Genotyp und Phänotyp sowie die Prinzipien Dominanz und Rezessivität. Die Arbeitsblätter bauen schrittweise vom einfachen zum komplexeren Erbgang auf und trainieren konsequent das Anwenden von Kreuzungsschemata (Punnett-Quadrat): Arbeitsblatt 1 führt über Mendels Experimente in die Uniformitäts- und Spaltungsregel ein (monohybrider Erbgang) und sichert Grundbegriffe. Arbeitsblatt 2 erweitert auf die Unabhängigkeitsregel (dihybrider Erbgang) und lässt Genotyp- und Phänotypverhältnisse systematisch auswerten. Arbeitsblatt 3 vertieft mit Rückkreuzung und intermediärem Erbgang (Wunderblume nach Carl Correns) und eröffnet den Transfer auf Beispiele aus dem Alltag sowie aus Mensch und Tier. Eine begleitende PowerPoint-Präsentation strukturiert die Stunde und visualisiert zentrale Schritte und Kreuzungsschemata. Interaktive H5P-Übungen bieten unmittelbares Feedback, unterstützen die Lernstandsdiagnose und erhöhen die Aktivierung – sowohl zur Sicherung in der Stunde als auch für Wiederholung oder Hausaufgaben. Die klassische Genetik eignet sich hervorragend für einen experimentell-analytischen Unterrichtsansatz. Sie bietet klare Strukturen und wiederkehrende Muster, die den Lernenden ermöglichen, naturwissenschaftliche Denkweisen nachzuvollziehen und anzuwenden. Die Einheit nutzt anschauliche Beispiele (Erbsen, Blütenfarben) und grafische Darstellungen zur Visualisierung abstrakter Konzepte. Die PowerPoint-Präsentation strukturiert die Inhalte und bietet begleitende Illustrationen (Kreuzungsschemata, Fotos, Diagramme). Die Arbeitsblätter führen schrittweise von einfachen zu komplexeren Erbgängen (monohybrid, dihybrid, intermediär) und enthalten multiple-choice- und Transferaufgaben zur Selbstkontrolle. Die H5P-Übungen ermöglichen eine digitale Lernstandserhebung und motivieren durch unmittelbares Feedback. Durch Paar- und Gruppenarbeit wird kooperatives Lernen gefördert; gleichzeitig sind die Aufgaben so differenziert, dass leistungsschwächere Lernende durch Lückentexte und Hilfsgrafiken unterstützt werden, während leistungsstärkere Lernende Transfer- und Anwendungsaufgaben bearbeiten. Die Einheit schult das Verständnis zentraler biologischer Begriffe (Gen, Allel, Phänotyp, Genotyp) und legt das Fundament für weiterführende Themen wie Molekulargenetik, Erbgänge beim Menschen und Gentechnik. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Prinzipien der Vererbung nach Mendel. unterscheiden dominante, rezessive und intermediäre Erbgänge. wenden Kreuzungsschemata (Punnett-Quadrat) sicher an. erläutern die Bedeutung der Mendel’schen Regeln für heutige genetische Forschung. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wenden digitalen Tools (H5P, PowerPoint) an. recherchieren biologischer Zusammenhänge im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler tauschen sich in Paar- und Gruppenarbeit aus und reflektieren den Umgang untereinander. präsentieren Ergebnisse im Plenum.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt
  • Sekundarstufe I, Berufliche Bildung
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