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Was sieht ein Satellit? Dem Unsichtbaren auf der Spur

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zu Satelliten setzen sich die Lernenden anhand der Fernerkundung mit dem Thema Optik auseinander. Dabei erkennen sie die Zusammenhänge zwischen elektromagnetischem Spektrum, Reflexion, Absorption und der Entstehung von Satellitenbildern. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar. Die hier vorgestellte Lerneinheit erläutert die Funktionsweise eines Satelliten, der das von der Erdoberfläche reflektierte Licht zur Bildaufnahme nutzt und dabei auch Wellenlängen jenseits des sichtbaren Lichts einbezieht. Zusätzlich zum Verständnis der physikalischen Inhalte lernen die Schülerinnen und Schüler auf diese Weise auch Aspekte der Fernerkundung kennen. Eine "Vermittlerfigur" in Form eines virtuellen Professors begleitet die Lernenden bei der Erforschung des elektromagnetischen Spektrums. Das Projekt "Fernerkundung in Schulen" (FIS) des Geographischen Institutes der Universität Bonn beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Dabei entstehen neben klassischen Materialien auch Anwendungen für den computergestützten Unterricht. Die Unterrichtseinheit "Was sieht ein Satellit? Dem Unsichtbaren auf der Spur" beschäftigt sich mit dem Themenkomplex Optik und geht dabei vor allem auf Reflexion, Absorption und die Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums ein. Durch den Bezug zur Satellitenbild-Fernerkundung werden diese drei Bereiche miteinander verknüpft und ergänzt. Zunächst soll an einem einfachen Beispiel die Charakterisierung verschiedener Objekte hinsichtlich ihrer unterschiedlichen Reflexions- und Absorptionseigenschaften untersucht werden. Weiterführend soll das gesammelte Wissen auf den Satelliten übertragen werden, so dass die Funktionsweise eines Satelliten verstanden wird. Als dritter Punkt wird dann neben der Betrachtung des sichtbaren Lichts der erweiterte Bereich des elektromagnetischen Spektrums (infrarotes Licht) mit einbezogen. Ziel der Unterrichtseinheit ist es, Zusammenhänge zwischen elektromagnetischem Spektrum, Reflexion, Absorption sowie Aufnahme und Entstehung von Satellitenbildern zu verstehen. Aufbau des Computermoduls Das interaktive Modul "Was sieht ein Satellit?" gliedert sich in eine Einleitung und zwei darauf aufbauende Bereiche. Inhalte des Computermoduls Hier wird der Aufgabenteil mit den drei Bereichen Einleitung, Satellit und "unsichtbares" Licht genauer beschrieben. Die Schülerinnen und Schüler lernen Reflexionseigenschaften unterschiedlicher Objekte kennen. können die Begriffe "Reflexion" und "Absorption" erklären und unterscheiden. können den Zusammenhang zwischen Objektfarbe und Reflexionseigenschaften erklären. lernen das elektromagnetische Spektrum kennen und verstehen, dass es neben dem sichtbaren Licht noch andere Wellenlängenbereiche gibt. können die Grundlagen der Umwandlung der Reflexionswerte in Bildinformationen beschreiben. können die Entstehung von Falschfarbenbildern beschreiben. Reflexion und Absorption - Alles was wir sehen Einführung in die Thematik, Zusammenhang zwischen Reflexion und Absorption So funktioniert ein Satellit Entstehung von Satellitenbildern anhand des unterschiedlichen Reflexionsverhaltens der Erdoberfläche Dem Unsichtbaren auf der Spur Elektromagnetisches Spektrum Beginn Die Unterrichtseinheit bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik der Satellitenbilder durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Darüber hinaus sind die durchgeführten Analysen und Manipulationen des Satellitenbildes nur mithilfe eines Rechners durchführbar - ein Umstand, der den Lernenden den Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern auch als Werkzeug näher bringt. Das Modul ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Es wird durch Ausführen der Datei Reflexion_Startmanager.exe gestartet. Allgemeine Hinweise Das Computermodul besteht aus drei Bereichen, die aufeinander aufbauen. Zu Beginn ist die gelbe Navigationsleiste am linken Rand noch leer. Erst nach Bestehen eines kleinen Tests am Ende jeder Einheit wird das Icon für den jeweiligen Bereich sichtbar, so dass man später über die Navigationsleiste wieder dorthin zurück gelangen kann. Jeder Bereich enthält einen Aufgabenteil mit Fragestellungen. So können die Schülerinnen und Schüler den Kern des Problems erfassen, durch den Test überprüfen und damit interaktiv arbeiten. Der erste Teil des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. In einem kurzen Einführungstext erfahren die Schülerinnen und Schüler, was sie in dem Modul erkunden und lernen sollen. Sie können interaktive Versuche durchführen, indem sie am Bildschirm das Reflexionsverhalten verschiedener Gegenstände beobachten. Die Fragen unter "Aufgaben" geben Hinweise, worauf dabei zu achten ist. Als Abschluss des Modulteils ist das Bestehen eines kleinen Multiple Choice-Tests erforderlich. Satellit Im zweiten Bereich "So funktioniert ein Satellit" wird das unterschiedliche Reflexionsverhalten von Gegenständen auf die Landschaft übertragen. Mit dem Vorwissen aus der Einführung können die Schülerinnen und Schüler nun diesen Aufgabenteil im Zweiergespräch diskutieren. Abschließend wird das Verständnis wieder mit einem kleinen Quiz überprüft. Sind alle Fragen richtig beantwortet, wird man zum dritten Teil weitergeleitet. Unsichtbares Licht Im dritten Teil ("Dem Unsichtbaren auf der Spur") können die Schülerinnen und Schüler die vorangegangenen Inhalte auf ein echtes Satellitenbild übertragen. Auch hier sind sie aufgefordert, sich in Zweiergruppen auszutauschen und die Fragestellungen am Computer interaktiv zu bearbeiten. Nach richtiger Beantwortung der Testfragen fasst der virtuelle Professor die Erkenntnisse abschließend noch einmal kurz zusammen. Reflexion Im ersten Teil des Lernmoduls werden die Schülerinnen und Schüler zunächst in die Thematik der Reflexion eingeführt. Nachdem sie das Lernprogramm starten, sehen sie zunächst eine relativ dunkle Bildschirmoberfläche. Um die Bedeutung des Lichts hervorzuheben, werden die Lernenden zunächst aufgefordert das Licht anzuschalten. Erst nach Einschalten aller relevanten Geräte (Licht, Kamera und Bildschirm) funktioniert der Versuch. Die Kamera lässt sich mit dem Mauszeiger ansteuern und entlang der Schiene hin- und herbewegen. Indem die Schülerinnen und Schüler mit dem virtuellen Professor spielerisch einen Versuch durchführen, erfahren sie, wie verschieden die Objekte auf dem Tisch - ein Kaktus, eine Chilischote, ein Hühnerei und eine schwarze Arbeitsunterlage - das Licht der Lampe reflektieren. Auf dem Bildschirm können sie nachvollziehen, in welchem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts ein Objekt sehr viel beziehungsweise sehr wenig reflektiert. So können die Lernenden den Zusammenhang zwischen Objektfarbe und Höhe der Reflexion in den verschiedenen Wellenlängenbereichen herleiten. Absorption Um den Begriff der Absorption näher zu verdeutlichen, ist als Besonderheit eine schwarze Arbeitsunterlage integriert. Die Lernenden sollen zu der Frage angeregt werden, warum auf dem Bildschirm keine Ausschläge zu erkennen sind, wenn sich die Kamera über der Arbeitsunterlage befindet. Die Fragen, die sich unter "Aufgabe" finden, geben Arbeitshinweise zur Versuchsdurchführung (Abbildung 2, zum Vergrößern anklicken). Zur Überprüfung und Festigung des Gelernten ist ein Test integriert, den man über einen Button unten rechts im Bild erreicht (Box mit Fragezeichen). Aufnahme der Erdoberfläche Im zweiten Modulteil soll das Wissen aus dem virtuellen Labor übertragen werden. Ziel ist es, grundsätzlich die Funktionsweise eines Satelliten zu verstehen. Die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass Satelliten die Erdoberfläche ähnlich aufnehmen wie zuvor die Kamera die Gegenstände auf dem Tisch im Labor. Ein Satellit misst vergleichbar einer Kamera beziehungsweise eines Spektroradiometers die von der Erdoberfläche reflektierte Strahlung. Darüber hinaus sollen die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass die gemessenen Reflexionssignale zu Bildinformation verarbeitet werden können. Die Moduloberfläche des zweiten Teils zeigt zu Beginn eine skizzierte Landschaft über die ein Satellit hinweg fliegt (Abbildung 3). Am Boden zeigt ein rotes Quadrat an, welchen Ausschnitt der Satellit aktuell aufnimmt. Visualisierung Die Lernenden können mit dem Button "Bild übertragen" den aktuellen Ausschnitt der Landschaft visualisieren. Zur Förderung der visuellen Kompetenzen sowie der Sprachkompetenzen werden die Schülerinnen und Schüler dazu aufgefordert die Landschaft zu charakterisieren. Die Bilddarstellung erfolgt im rechten Teil des Bildschirmfensters über ein Farbbild und drei Grauwertbilder. Neben dem Farbbild wird für die Wellenlängenbereiche Blau, Grün und Rot das jeweilige Grauwertbild eingeblendet. Links neben den Bildern ist als zusätzliche Informationsquelle ein Diagramm integriert, in welchem für jedes Bildpixel die Höhe der Reflexion in den drei Wellenlängenbereichen angezeigt wird. Abschließend sollen sich die Lernenden mit der Frage beschäftigen, wie ein Satellit Bilder der Erdoberfläche erzeugt und wie ein Farbbild entsteht. Dritter Bereich: "unsichtbares" Licht Elektromagnetisches Spektrum Im dritten und letzten Teil des Lernmoduls erfolgt eine Erweiterung in der Betrachtung des elektromagnetischen Spektrums: Lernende können sich darüber informieren, dass das Spektrum auch aus weiteren Wellenlängenbereichen besteht. Einige dieser Bereiche des elektromagnetischen Spektrums können vom Satelliten bei der Bilderzeugung zusätzlich genutzt werden. Farbige Satellitenbilder Entsprechend enthält der dritte Modulteil statt einer schematischen Landschaftsskizze ein hochaufgelöstes Satellitenbild als Grundlage. Ähnlich wie im vorherigen Kapitel kann ein Bild übertragen und visualisiert werden. Der Unterschied besteht darin, dass neben den drei Wellenlängenbereichen des sichtbaren Lichts ein vierter Kanal aus dem Bereich des Infraroten Lichts zur Verfügung steht. Die Lernenden können somit aus den vier Kanälen drei auswählen und zur Erstellung eines Farbbildes jedem Kanal eine der Farben Rot, Grün oder Blau zuweisen (Abbildung 4). Durch Mausklick in das Farbbild am rechten oberen Bildschirmrand werden die Reflexionswerte für die einzelnen Wellenlängenbereiche angezeigt. Sie erscheinen als Kurve im elektromagnetischen Spektrum am oberen Bildschirmrand. Über die Kombination der Informationen sollen die Lernenden sich mit dem Begriff Falschfarbenbild auseinandersetzen und erklären können, warum zum Beispiel bei der Kanalkombination Infrarot - Rot - Grün die Vegetationsflächen im Farbbild rot dargestellt werden.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I

Hörbilderbuch „Schnirko Schneck“

Unterrichtseinheit

Kinder entdecken im Schulhof während der Pausen die unterschiedlichsten Schnecken, beschäftigen sich zunächst spielerisch mit ihnen und erzählen im Unterricht von ihren Beobachtungen. Aus diesem Interesse heraus entsteht im Deutsch- und Kunstunterricht ein multimediales "Schneckenbuch". Schnecken, diese bei den meisten Menschen eher ungeliebten Tiere, üben auf Kinder oft eine ungeahnte Faszination aus. Die Weichtiere lassen sich gut und ausdauernd beobachten und nehmen es auch nicht übel, wenn sie ein paar Tage als ?Haustier? in einem geeigneten Behältnis gehalten werden. Nach einer Woche ausführlicher Beschäftigung mit Schnecken im Heimatkunde- und Sachunterricht werden die Kinder angeregt, gedanklich in die Rolle einer kleinen Schnecke zu schlüpfen und über ihre Erlebnisse zu berichten. Aus den Reihen der Kinder kommt der Vorschlag, alle Geschichten zu einem ?Schneckenbuch? zusammenzufassen. Im Deutschunterricht der Grundschule soll die Freude am Verfassen von Texten geweckt und aufrecht erhalten werden. Für ein motiviertes Aufschreiben von Erlebtem und Erfundenem gibt es vielfältige Anlässe, wie das Beispiel in dieser Unterrichtseinheit zeigt. Ein Bilderbuch herzustellen, wird im bayrischen Lehrplan bereits für leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler in Klasse 1 vorgeschlagen. Texte für sich und andere zu schreiben und zu gestalten, ist in allen Jahrgangsstufen der Grundschule verbindliches Unterrichtsthema. Die Schreibmotivation - besonders von Kindern mit schreibmotorischen Problemen - kann mit dem Einsatz des Computers und den damit verbundenen vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten gesteigert werden. Enstehung des Gemeinschaftsprojekts Nach der Namensfindung für das Schnecken-Buch wird fächerübergreifend an der Umsetzung gearbeitet. Jedes Kind bearbeitet eine Bilderbuchseite. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen in den Fächern Deutsch und Kunst Fächerspezifische Lernziele erreichen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Grundkenntnisse im Umgang mit dem Computer anwenden. Bild- und Sounddateien auf dem Computer speichern und bearbeiten können. den technischen Umgang mit der Digitalkamera beherrschen. Grundkenntnisse in PowerPoint kennen lernen und anwenden: Schreiben eines Textes, Einfügen einer Grafik und eines Sounds, Formatieren des Textes, Formatieren des Hintergrunds, Speichern der Datei. abgespeicherte Bilder und Sounds wiederfinden und auf ihre Folie einfügen können. ihre Medienkompetenz erweitern. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen mit den anderen Kindern angemessen kommunizieren. bei der arbeitsteiligen Gruppenarbeit konstruktiv an dem Gemeinschaftsprojekt arbeiten. sich in der Schreibkonferenz gegenseitig respektieren und Kritik sachlich begründen. zum Gelingen des Gemeinschaftsprojekts mit Freude beitragen. Thema "Schnirko Schneck": Ein multimediales Hör- und Bilderbuch Autorin Angela Hilger Fächer Deutsch und Kunst Zielgrupp Klasse 2 bis 4 Zeitraum circa 6 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Präsentationsprogramm (zum Beispiel PowerPoint), Digitalkamera, Scanner, Bildbearbeitungssoftware (zum Beispiel Irfanview oder Gimp), Mikrofon, Soundbearbeitungssoftware (zum Beispiel Audacity), Beamer Planung Verlaufsplan "Hörbilderbuch Schnirko Schneck" Die Schülerinnen und Schüler sollen ein Schreibprojekt (Bilderbuch) gemeinsam planen. Handlungs- und Gestaltungsideen für das Bilderbuch entwickeln. das Geschehen ihres Abschnitts der Geschichte mündlich formulieren. einen ersten Entwurf selbstständig aufschreiben (auf Papier oder mit dem Computer). Gestaltungskriterien berücksichtigen (Länge des Textes, sinnvolle Anknüpfung und Fortsetzung des Geschehens, ...). die vorgegebene Zeitstufe (Vergangenheit) einhalten. nach Möglichkeit die wörtliche Rede als gestalterisches Mittel einsetzen. den Text klanggestaltend vorlesen und am Computer aufnehmen. in einer Schreibkonferenz Texte der Mitlernenden würdigen und Änderungsvorschläge machen. Verbesserungs- oder Änderungsvorschläge von anderen aufnehmen und gegebenenfalls den eigenen Text überarbeiten. den Text für eine Seite des Bilderbuchs am Computer schreiben. passende Hintergrundbilder fotografieren und auswählen. eine zum Text passende Zeichnung anfertigen und einscannen (lassen). die Bilderbuchseite mit Hintergrund, Text und Bildern gestalten. Die Schülerinnen und Schüler erfinden kleine Schnecken-Geschichten, schreiben sie auf und bieten sie ihren Mitschülerinnen und -schülern zum Lesen an. Die Figur "Schirko Schneck" entsteht Die vielfältigen Zeichnungen und Farben der Schneckenhäuser werden im Kunstunterricht bestaunt und regen die Kinder zu eigenen kreativen Gestaltungsversuchen an. Für das Vorhaben Hörbilderbuch sollen Fantasieschnecken entworfen werden. In gemeinsamer Abstimmung entscheiden sich die Kinder für einen Entwurf, der die Hauptrolle in dem Bilderbuch spielen soll. Passend zu ihren Texten zeichnen sie danach das zweite Tier, das in fast allen Texten im Dialog mit der Schnecke eine Rolle spielt. Gestaltung der Hintergrundbilder Die für das Bilderbuch benötigten Hintergrundbilder werden auf zwei Weisen hergestellt: Einige Schülerinnen und Schüler, die sich bereits mit der Digitalkamera auskennen, fotografieren zu Hause und im Schulhof passende Motive. Sie bringen die Dateien auf CD-ROM oder USB-Stick mit in die Schule. Die anderen Kinder erstellen aus Naturmaterialien passende Collagen, die von der Lehrkraft eingescannt werden. Organisatorische Hinweise Auf dem Schulserver im Computerraum oder auf einer zentral genutzten Online-Plattform werden sämtliche Grafikdateien in verschiedenen Ordnern - zum besseren späteren Auffinden - zur Verfügung gestellt: "Hintergründe", "Schnirko" (zwei spiegelbildliche Versionen der Schnecke und das Schneckenhaus allein), und "Tiere" (abgespeichert unter dem Namen des Kindes, das das Bild entworfen hat). Über den Beamer wird den Kindern die Arbeit mit PowerPoint gezeigt - schrittweise, je nach Unterrichtsverlauf, mit allen für das Vorhaben gerade benötigten Funktionen, die dann sofort umgesetzt werden: Wie wird das Programm aufgerufen? Wie wird das Hintergrundbild auf die Folie gebracht? Wie werden die Grafiken eingefügt und verschoben? Wie werden die Grafiken zum Bewegen gebracht (benutzerdefinierte Animation)? Wie wird Text eingefügt und formatiert? Wie wird Sound eingefügt? Wie wird die Datei abgespeichert? Eine Schreibkonferenz Die ausführlichen freien Texte müssen gekürzt werden, um auf einer Bilderbuchseite Platz zu finden. Diese Überarbeitung geht relativ schnell. Die Texte werden in einer Schreibkonferenz kritisch gewürdigt und zum Teil nochmals überarbeitet. Überarbeitung der Texte Hier stellt sich dann beispielsweise heraus, dass zu wenig wörtliche Rede eingebaut ist oder die Zeitstufe (1. Vergangenheit) nicht eingehalten wurde. Die Einleitungen der Geschichten müssen völlig gestrichen werden, denn das jeweilige Erlebnis soll ja in den Gesamtzusammenhang eingearbeitet werden. Moduliertes Vorlesen Abschließend liest jedes Kind im Klassenverband seinen Text laut vor. Dabei suchen sich einige Schülerinnen und Schüler Partnerkinder, um mit verteilten Rollen lesen zu können, andere lesen alles alleine und sollen dabei auf passende Modulation der Stimme achten. Nach der Korrektur der Textentwürfe durch die Lehrkraft arbeiten die Schülerinnen und Schüler in Gruppen: Die eine Gruppe erstellt mithilfe der Lehrerin oder dem Lehrer die Soundaufnahmen, die andere Gruppe arbeitet währenddessen alleine an den PowerPointfolien. Die selbsterstellten Sounddateien werden unter dem Namen des jeweiligen Kindes auf dem Server in einem Ordner "Sounds" abgespeichert. Dies soll das anschließende Auffinden der Dateien erleichtern. "Expertenkinder" helfen den anderen Jedes Kind gestaltet seine eigene PowerPointfolie und speichert sie unter seinem Namen in einem Ordner "Seiten" ab. Dabei gibt es "Expertenkinder" unter den Schülerinnen und Schülern, die den anderen hilfreich zur Seite stehen, wenn sie mit irgendeiner Arbeit - wie etwa dem Animieren der Grafiken - nicht gleich zurecht kommen. Die Präsentation wird zusammengestellt Danach erstellt die Lehrkraft aus allen Einzeldateien eine Gesamtpräsentation, die im Computerraum über den Beamer gezeigt wird. Dabei müssen noch kleine Änderungen in der Reihenfolge der Folien vorgenommen werden, damit der Zusammenhang stimmt, beispielsweise bei den unterschiedlichen Tageszeiten. Das Gedicht "Sieben kecke Schnirkelschnecken" wolten die Kinder unbedingt noch mit in das Hörbilderbuch aufnehmen. Titel-, Anleitungs und Schlussfolie werden von der Lehrkraft erstellt. Ein Hörbilderbuch für jedes Kind Wenn die Schülerinnen und Schüler mit ihrem Werk zufrieden sind, brennt die Lehrkraft für jedes Kind der Klasse eine CD-ROM mit dem Hörbilderbuch, das sie mit nach Hause nehmen und ihren Eltern und Freunden und Bekannten präsentieren können.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Deutsch / Kommunikation / Lesen & Schreiben / Fächerübergreifend
  • Primarstufe, Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Berufliche Bildung

Klosterleben einst und heute

Unterrichtseinheit

Den meisten Schülerinnen und Schülern sind das Kloster und die in ihm lebenden Nonnen und Mönche nahezu völlig fremd. Das liegt sowohl an dem oft abgeschiedenen Leben der Ordensmitglieder als auch an deren schrumpfender Anzahl, die dazu führt, dass sie kaum mehr im öffentlichen Leben wahrgenommen werden.Ein historischer Blick auf das klösterliche Leben im Mittelalter bietet den Schülerinnen und Schülern die Gelegenheit, sich auch mit der Gegenwart klösterlichen Lebens auseinanderzusetzen. Diese Unterrichtseinheit ist konzipiert als Erweiterung der bei Lehrer-Online verfügbaren Sequenz Blicke hinter Klostermauern , kann aber auch eigenständig im Geschichts-, Religions- oder Ethikunterricht eingesetzt werden. Die Schülerinnen und Schüler lernen in entdeckender Weise das Kloster als Ort des Glaubens und der Arbeit kennen. Sie setzen sich mit den einstigen und heutigen Lebensbedingungen in Klöstern auseinander und erfahren Wissenswertes über die Biografie Benedikts von Nursia. Erarbeitung historischer Fakten Die Schülerinnen und Schüler erkunden zunächst anhand einer Rekonstruktionszeichnung das Kloster St. Gallen. Sie erfahren dabei, dass das klösterliche Leben nicht nur der inneren Einkehr und dem Gebet gewidmet, sondern, dass ein Kloster ein gut funktionieren Wirtschaftsbetrieb war, der meist auch als Schule oder Internat fungierte. Der diachrone Blick Zudem vergleichen die Lernenden das Leben im Kloster einst mit dem heutigen Klosterbetrieb und lernen dabei eine Reihe von Parallelen und auch einige zeitbedingte Unterschiede kennen. In einem weiteren historischen Exkurs beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem "Vater" klösterlichen Lebens und erfahren Wichtiges über dessen Leben. Ein Blick in die Benediktinerregeln verdeutlicht die strenge Reglementierung des klösterlichen Lebens und soll den Schülerinnen und Schülern bewusst machen, wie asketisch Mönche und Nonnen leben und lebten. Aktualitätsbezug und Ergebnissicherung Abschließend erfahren die Schülerinnen und Schüler, wie man heute in ein Kloster eintreten kann und welche "Ausbildung" man dort durchläuft. Die Erweiterungsaufgabe eröffnet die Möglichkeit, das Thema durch eine jugendgerechte Erzählung zu vertiefen. Die Ergebnisse ihrer Recherchen können die Lernenden im Heft festhalten oder mithilfe einer MindMap sichern (auch unter Nutzung einer MindMapping-Software wie etwa Freemind). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Grundbegriffe des Klosterlebens kennen lernen. Gemeinsamkeiten und Unterschiede des früheren und heutigen Klosterlebens erkennen und diskutieren. exemplarisch den Grundriss eines Klosters kennen lernen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen im Internet nach Informationen recherchieren. Textarbeit am Bildschirm zielgerichtet erproben.

  • Geschichte / Früher & Heute / Religion / Ethik
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Berufliche Bildung

Das Leben der Ritter: Kommentierte Linktipps

Unterrichtseinheit

Mit diesem Arbeitsmaterial werden kommentierte Linktipps zum Themenkreis "Ritter" und "Mittelalter" zur Verfügung gestellt. Diese Themen werden häufig im dritten oder vierten Schuljahr angesprochen. Als Ausgangspunkt können eine in der näheren Schulumgebung gelegene Burg oder ein Schloss dienen.Ein vom Mittelalter begeisterter Vater stellt seinen für den Sohn entwickelten Bastelbogen für eine Ritterburg und die Vorlage für ein Brettspiel zum Download bereit. Das Spiel besteht aus einem Spielplan, auf dem die Ritterfiguren je eine Burg errichten sollen. Dabei stoßen sie im Spielverlauf auf einige Hindernisse: Kämpfe mit den beteiligten Rittern um das Baumaterial oder die Abwehr des burgeigenen Drachens. Eine Anleitung schildert ausführlich die Spielregeln, die vor dem Zusammenbau der Einzelteile gelesen werden sollten. Zusätzlich beinhaltet die Homepage eine Reihe von Kurzinformationen über das Leben auf einer Burg, den Alltag und die Ausbildung von Kindern. Die Texte sind illustriert und leicht lesbar und eignen sich deshalb gut für den Einsatz im Unterricht. Die angegebenen Quellen enthalten sowohl "klassische" Texte für den Sach- und Sprachunterricht als auch Ideen für den gestalterischen und musischen Bereich. Die Linksammlung lässt sich somit als Grundlage zur Weiterführung des Themas Ritter im fächerübergreifenden Unterricht nutzen.Diese Situationsorientierung schließt auch das mittelalterliche Leben des Heimatortes ein. Die vielfältigen Möglichkeiten für einen fächerübergreifenden Unterricht mit Einsatz der digitalen Medien sollen im Folgenden durch Informations- und Materialquellen aus dem Internet angeregt werden. Die Fülle der mittelalterlichen Seiten im Internet macht die Auswahl geeigneter Quellen für Grundschulkinder nicht einfach. Das Interesse dieser Altersstufe richtet sich erfahrungsgemäß auf die Burg und ihre Bauteile, den Ritter mit Rüstung und Waffen und das Fantasiespiel innerhalb dieses Kreises. Dieses Vorwissen, das durch das Lesen von Grusel- und Abenteuergeschichten ergänzt wird, kann als motivierender Einstieg genutzt und sollte sachgerecht ausgebaut werden.

  • Geschichte / Früher & Heute
  • Primarstufe, Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Berufliche Bildung

Kinderarbeit in England

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtssequenz zum Thema Kinderarbeit für den Englisch- oder bilingualen Geschichtsunterricht erfahren die Schülerinnen und Schüler, welches Ausmaß und welche Folgen die Kinderarbeit einst hatte und auch noch heute in manchen Ländern haben kann.Die Industrialisierung veränderte das Alltagsleben derer, die dann in den Fabriken ihr Brot verdienen mussten, grundlegend. Das Gewinnstreben und der Wettbewerb, insbesondere aber auch das Überangebot an Arbeitskräften, hielten den Lohn der Fabrikarbeiter niedrig. Wenn nur der Mann in der Familie Geld verdiente, genügte dies häufig nicht, um den Lebensunterhalt zu bestreiten. Um Ernährung, Miete und Kleidung bezahlen zu können, mussten Frauen und Kinder ebenfalls arbeiten. In Deutschland per Gesetz seit 1839 (Preußen) verboten, scheint Kinderarbeit auf den ersten Blick ein rein historisches Phänomen zu sein und sich deutlich vom Ferienjob oder dem Jobben neben der Schule her zu unterscheiden. Doch auch heute noch gehört Kinderarbeit in vielen Ländern zum Alltag. Internet-Recherche: Fakten zur Kinderarbeit In einem ersten Teil recherchieren die Schülerinnen und Schüler, welche Tätigkeiten Kinder in den Fabriken zu verrichten hatten, welche gesundheitlichen Schäden deswegen auftraten, wie lange Kinder täglich arbeiten mussten und wie hoch der Anteil der Kinder an der Arbeiterschaft war. So erschließen sie die historische Dimension und üben dabei auch den Umgang mit Tabellen und Grafiken sowie der entsprechenden Software. Verfassen einer Petition aus Sicht eines Unternehmers Im nächsten Schritt sollen die Lernenden handlungsorientiert eine Petition gegen die Kinderarbeit verfassen, bei der sie nicht aus der Sicht eines betroffenen Kindes, sondern aus der des Unternehmers argumentieren sollen. Durch diesen Perspektivenwechsel soll deutlich werden, dass soziale Verbesserungen durchaus auch im Sinne der Fabrikbesitzer sein konnten. Freie Recherchearbeit: Gesetzliche Regeln In den nächsten, dieses Mal freien Rechercheschritten finden die Schülerinnen und Schüler heraus, wann von staatlicher Seite die Kinderarbeit verboten wurde und wie die gesetzlichen Regeln heute lauten. Diskussion: Warum gibt es auch heute noch Kinderarbeit? Im letzten Teil der Unterrichtssequenz erfahren die Lernenden dann, dass Kinderarbeit kein rein historisches Phänomen ist, sondern auch heute aus ähnlichen Gründen wie im 19. Jahrhundert existiert und ähnlich schlimme Folgen für die Betroffenen hat. Als Abschluss kann eine Diskussion im Klassenverband initiiert werden, die der Frage nachgeht, warum es in bestimmten Ländern heute noch Kinderarbeit gibt.Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit der historischen Dimension der Kinderarbeit in England auseinander. lernen die Umstände kennen, unter denen Kinder in den frühen Fabriken arbeiten mussten. lernen die Folgen dieser schweren und inhumanen Arbeit kennen. erfahren, dass es auch heute noch viele Länder gibt, in denen Kinderarbeit zum Alltag gehört. eruieren die Gründe für heutige Kinderarbeit und vergleichen sie mit denen während der industriellen Revolution. erweitern ihren englischen Wortschatz und vertiefen ihre Sprachkenntnisse. schulen ihre Methodenkompetenz bei der Nutzung digitaler Medien.

  • Geschichte / Früher & Heute / Religion / Ethik / Englisch
  • Sekundarstufe II

Datenschutz: Telekom-Affäre, BKA-Gesetz, Daten-Striptease

Unterrichtseinheit

In den letzten Wochen rückten die Themen Datenschutz und -sicherheit immer wieder in den Mittelpunkt des öffentlichen Interesses. Dieser Basis-Artikel liefert Ihren Schülerinnen und Schülern nützliche Informationen und regt zu weiteren Recherchen an.Dieses Mal waren es nicht nur staatliche Maßnahmen oder Gesetzesvorhaben wie das umstrittene BKA-Gesetz, die die Datenschützer auf die Barrikaden riefen: Insbesondere die Abhöraffäre bei der Telekom ließ viele Experten daran zweifeln, ob personenbezogene Daten bei privaten Unternehmen ausreichend geschützt werden. Doch auch der freiwillige und unbekümmerte Daten-Striptease vieler Menschen in den sogenannten sozialen Netzwerken, also Webangeboten wie StudiVZ, beunruhigt die Datenschützer.Die Schülerinnen und Schüler sollen die Hintergründe der Diskussionen rund um Datenschutz und Datensicherheit verstehen. zum bewussten Umgang mit den eigenen Daten angeregt werden. eigene Angaben im Netz überdenken. Informationen, die sie für Diskussionen benötigen, online recherchieren. sich aktiv an der Diskussion zum BKA-Gesetz beteiligen. Thema Datenschutz 2008: Telekom-Affäre, BKA-Gesetz und freiwilliger Daten-Striptease Autor Michael Bornkessel Fach Politik, Sozialwissenschaften, IKT Zielgruppe Sek I und II, ab Klasse 8 Zeitaufwand je nach Intensität und Schwerpunktsetzung 2 bis 6 Stunden Medien je ein Computer mit Internetzugang für zwei Schülerinnen und Schüler Dieser Beitrag widmet sich auf den Unterseiten bestimmten Teilaspekten des Themas. Diese einzelnen Seiten können Sie nutzen, um den Lernenden Texte zu diesen Teilaspekten zur Verfügung zu stellen. Zudem bieten die Unterseiten Anregungen zur weiteren thematischen Recherche. Die Telekom-Affäre Ausgelöst wurde die aktuelle Diskussion durch Bekanntwerden der Tatsache, dass die Deutsche Telekom Telefon-Verbindungsdaten ausgewertet hat. Das BKA-Gesetz Diese Seite widmet sich der aktuellen Erweiterung des BKA-Gesetzes, das die Online-Durchsuchung regeln soll. StudiVZ und Co.: Öffentlicher Daten-Striptease Viele Jugendliche geben im Netz alles von sich selbst preis. Sie sollen durch diesen Text und entsprechende Recherchen zum kritischen Umgang sensibilisiert werden. Spähoperationen "Clipper" und "Rheingold" Ende Mai 2008 deckte "Der Spiegel" auf, dass die Deutsche Telekom in den Jahren 2005 und 2006 heimlich die Telefon-Verbindungsdaten ihrer Manager ausgewertet hat, um undichte Stellen in Vorstand und Aufsichtsrat aufzuspüren. Das Nachrichtenmagazin berichtete in seiner Ausgabe vom 26. Mai 2008, Ziel der Spähoperationen "Clipper", "Rheingold" und einiger anderer "Nebenprojekte" sei "die Auswertung mehrerer hunderttausend Festnetz- und Mobilfunk-Verbindungsdatensätze der wichtigsten über die Telekom berichtenden deutschen Journalisten und deren privaten Kontaktpersonen" gewesen. Vorstandschef René Obermann bestätigt Vorgang Der Vorstandvorsitzende der Deutschen Telekom, René Obermann, bestätigte, dass der Spiegel-Bericht der Wahrheit entspricht. In einer Pressemitteilung betonte er, dass keine Gespräche abgehört wurden - lediglich die Verbindungsdaten, also Angaben zu Uhrzeit, Länge und Teilnehmern von Gesprächen, seien rechtswidrig genutzt worden. "Ich bin über die Vorwürfe zutiefst erschüttert. Wir nehmen den Vorgang sehr ernst. Wir haben die Staatsanwaltschaft eingeschaltet und werden sie bei ihren Bemühungen um eine lückenlose Aufklärung unterstützen", sagte René Obermann. Neue Vorwürfe: Affäre weitet sich aus Doch damit nicht genug, "Der Spiegel" berichtete in den folgenden Tagen, dass die Telekom im Jahr 2005 eine Detektei beauftragt haben soll, einen Spion in die Redaktion des Wirtschaftsmagazins "Capital" einzuschleusen. Der "Financial Times Deutschland" liegen eigene Recherchen vor, nach denen die Telekom schon im Jahr 2000 den damaligen Chefreporter der Zeitung, Tasso Enzweiler, bespitzelt haben soll. Und zu allem Überfluss berichtet die "Wirtschaftswoche" am 20. Juni 2008, dass frühere Topmanager verdächtigt werden, Mitte der 1990er Jahre vermeintliche Hacker illegal abgehört zu haben. Aufklärung gefordert Politiker aller Parteien fordern eine lückenlose Aufklärung der Vorgänge. Auch der Bundestag beschäftigte sich am 4. Juni 2008 in einer Plenardebatte mit dem Thema. Dr. Jürgen Gehb, rechtspolitischer Sprecher der CDU/CSU-Fraktion, betonte, dass die möglicherweise massiven Gesetzesverstöße keinen Anlass geben, sie auch nur annähernd zu entschuldigen oder sogar zu rechtfertigen. Allerdings bestehe aus seiner Sicht auch kein Anlass zu hektischer Betriebsamkeit. "Dies ist nicht die Stunde des Gesetzgebers, sondern die Stunde der Strafverfolgungsbehörden", sagt Gehb. Deswegen sei es völlig fehl am Platz, nach weiteren Gesetzen zu rufen. Angriff auf die Menschenwürde und Verfassungsbruch Gisela Piltz, Innen- und Kommunalpolitische Sprecherin der FDP-Bundestagsfraktion, mahnte, dass Datenmissbrauch kein Kavaliersdelikt sei: "Es ist ein Angriff auf die Menschenwürde, aus der sich das Grundrecht auf informationelle Selbstbestimmung ableitet." Sie fühlte sich ganz persönlich an Stasimethoden erinnert, "und das nicht nur, weil dort offensichtlich Stasimitarbeiter eingesetzt waren". Petra Pau, stellvertretende Vorsitzende der Bundestagsfraktion DIE LINKE, warnt, dass der Begriff "Affäre" den Sachverhalt verharmlose: "Nach Lage der Dinge geht es nämlich um Verfassungsbruch, und zwar mit Vorsatz und mindestens dreifach: Persönlichkeitsrechte wurden ausgehebelt, das Post- und Fernmeldegeheimnis wurde gebrochen, und die Pressefreiheit wurde attackiert." Dennoch sei der Telekom-Skandal ein Glücksfall. Denn er könne erhellen, "welche Gefahren lauern, wenn wir dem Datenschutz nicht endlich den Stellenwert einräumen, der ihm zukommt," so Pau. Die folgenden Arbeitsaufträge können als Anregungen für die unterrichtliche Weiterarbeit genutzt werden. Was verbirgt sich hinter den Spähoperationen "Clipper" und "Rheingold"? Welche Daten wurden anscheinend missbraucht? Sucht nach weiteren Hintergründen und aktuellen Entwicklungen im Internet. Wie positionieren sich die verschiedenen Parteien? Skizziert die Standpunkte von CDU/CSU, FDP sowie der Linkspartei anhand des Basistexts und recherchiert die Positionen von SPD und Bündnis 90/Die Grünen. Diskutiert die These: Die Telekom-Affäre hat der gesamten Branche massiv geschadet und das Vertrauen der Kunden nachhaltig erschüttert. Mehr Befugnisse für das Bundeskriminalamt Das "Gesetz über das Bundeskriminalamt und die Zusammenarbeit des Bundes und der Länder in kriminalpolizeilichen Angelegenheiten", kurz: BKA-Gesetz, sorgt bereits seit einiger Zeit für hitzige Debatten. Denn Bundesinnenminister Wolfgang Schäuble (CDU) will die Regelungen grundlegend reformieren und dabei dem Bundeskriminalamt (BKA) Befugnisse einräumen, die, so Kritiker, üblicherweise nur Geheimdiensten zustehen. Staat will fremde Festplatten heimlich überwachen Anfang Juni 2008 hat die Bundesregierung einen Entwurf verabschiedete, mit dem sich nun der Bundestag befassten muss. In der öffentlichen Diskussion steht insbesondere die sogenannte Online-Durchsuchung. Darunter versteht man, dass die Sicherheitsbehörden verdeckt auf den Computer einer verdächtigen Personen zugreifen und diesen dann online durchsuchen bzw. überwachen. Der neue Artikel 20k regelt diesen "verdeckten Eingriff in informationstechnische Systeme". Schäuble: Keine neuen Befugnisse für das BKA Im Rahmen der ersten Lesung des BKA-Gesetzes am 20. Juni 2008 betonte der Innenminister, dass Deutschland und Europa in das Fadenkreuz des Netzwerks des internationalen Terrorismus gerückt seien. Daher habe der Bundestag und Bundesrat im Jahr 2006 beschlossen, dem Bundeskriminalamt für die Abwehr der Gefahren des internationalen Terrorismus auch eine polizeiliche Gefahrenabwehrbefugnis zu übertragen. Dies werde durch die Neuregelung des BKA-Gesetzes nun umgesetzt. Das BKA erhalte keine neuen Befugnisse, vielmehr werde ihm nur neue Aufgaben übertragen, die bisher ausschließlich die Polizeien der Länder besaßen. "Wenn man dem Bundeskriminalamt die Aufgabe polizeilicher Gefahrenabwehr überträgt, dann muss man ihm dafür natürlich auch die gesetzlichen Instrumente zur Verfügung stellen, über die die Länderpolizeien seit 50 Jahren verfügen", so Schäuble. Opposition: Polizei wird Bundessache Wolfgang Wieland, Sprecher für Innere Sicherheit der grünen Fraktion, kritisierte, dass die Neuregelung ein Bundeskriminalamt schaffe, das alles könne, was auch das Bundesamt für Verfassungsschutz kann, aber keinerlei parlamentarischer Kontrolle unterliege: "Man bringt hier eine Monsterbehörde auf den Weg." Die Kompetenzen, die die Länderpolizeien in Ausnahmefällen zum Teil haben, sollen jetzt die "tägliche Arbeit des BKA werden". Das verändere die Polizeiarbeit grundsätzlich: "Polizei wird nicht mehr Ländersache, sondern Bundessache sein. Das schafft eine völlig neue Qualität von Polizeiarbeit", so Wieland. Ex-Innenminister will eventuell vor Bundesverfassungsgericht ziehen Gerhart Baum (FDP), ehemaliger Innenminister, hat bereits angekündigt, die Verfassungsmäßigkeit des BKA-Gesetzes überprüfen zu lassen, wenn der Bundestag die Regierungsvorlage unverändert verabschiedet. In einem Interview mit dem Deutschlandfunk sagte er, dass insbesondere die Regelungen zum Schutz des Kernbereichs privater Lebensgestaltung unzureichend seien. Im Gesetz sei auch nicht ausgeschlossen, "dass die Online-Durchsuchung erfolgt, wenn klare Anhaltspunkte gegeben sind, dass sie den privaten Bereich ausschließlich betrifft", so Baum. Zudem gebe es "noch eine Fülle anderer Punkte", beispielsweise vermische der Gesetzentwurf die Kompetenz zwischen Bund und Ländern, "so dass am Ende nicht mehr ganz klar ist, wer eigentlich zuständig ist." Die Deutsche Polizeigewerkschaft (DPolG) hat davor gewarnt, die Zweifel an wesentlichen Inhalten des BKA-Gesetzes zu ignorieren und es ohne Änderungen durchzusetzen. Einzelne Bestimmungen müssten verändert werden, wenn man nicht erneut beim Bundesverfassungsgericht scheitern wolle. Der DPolG-Bundesvorsitzende Rainer Wendt erinnerte in einer Pressemitteilung daran, dass in den letzten Jahren mehr als ein Dutzend Sicherheitsgesetze vom Verfassungsgericht entweder korrigiert oder vollständig für nichtig erklärt wurden. Es sei zwar grundsätzlich richtig, auch dem BKA Kompetenzen zur Abwehr von Gefahren im Bereich der Terrorismusbekämpfung zu geben. "Aber der Schutz der Bürgerrechte hat im Zweifel Vorrang, deshalb müssen alle Vorschriften höchsten Ansprüchen genügen", so Wendt. Die folgenden Arbeitsaufträge können als Anregungen für die unterrichtliche Weiterarbeit genutzt werden. Was ist eine "Online-Durchsuchung"? Recherchiert den neuen Artikel 20k des BKA-Gesetzes im Internet und stellt seine Kernpunkte zusammen. Mit welchen Argumenten verteidigt Innenminister Schäuble das BKA-Gesetz? Findet ihr sie schlüssig? Warum will Gerhart Baum eventuell gegen die Neuregelung klagen? Schaut euch sein Interview mit dem Deutschlandfunk genau an und fasst seine anderen Bedenken in eigenen Worten zusammen. Nutzer protestieren Im Dezember 2007 traten einige StudiVZ-Nutzer in einen virtuellen Streik: Sie protestierten gegen neue "Allgemeine Geschäftsbedingungen" (AGB), die der neue Eigentümer des Angebots, die Holtzbrinck-Gruppe, den Nutzern aufzwängen wollte. Nur wer sich den neuen Bedingungen beuge und ihnen bis zum 9. Januar 2008 zustimme, könne die Plattform weiter nutzen, hieß es. Geldquelle personalisierte Werbung Kern der Änderungen war, dass man die Nutzer mit personalisierten Werbeangeboten versorgen - auch per SMS und Instant Messenger - und damit Geld verdienen wollte. Eine Weitergabe oder gar ein Verkauf der bei StudiVZ hinterlegten persönlichen Daten an Dritte sei aber nicht beabsichtigt, versicherte Unternehmenssprecher Dirk Hensen. Allerdings kam StudiVZ den Kritikern ein Stück entgegen und überarbeitete die AGB nochmals - jedoch blieb der Grundsatz erhalten, dass man seine Nutzerdaten für personalisierte Werbung zur Verfügung stellen muss. Arbeitgeber suchen nach persönlichen Infos über Bewerber Generell sollte man im Internet keine persönlichen Daten preis geben. Spätestens wenn man sich um einen Job bewirbt, kann sich ein allzu sorgloser Umgang bitter rächen: Denn immer mehr Arbeitgeber suchen im Internet nach Informationen über ihre Job-Bewerber. Eine bereits Ende 2006 durchgeführte Befragung des Bundesverbands Deutscher Unternehmensberater (BDU) und der "Wirtschaftswoche" unter 300 Entscheidungsträgern aus Personalberatungsgesellschaften ergab, dass damals 28 Prozent diese Möglichkeit genutzt haben. BDU-Sprecher Klaus Reiners: "Das reicht vom ganz normalen Googeln bis zur gezielten Suche in Karrierenetzwerken wie Xing oder in Blogs." Was im Netz steht, wird verwendet - in alle Ewigkeit Auch andere schöpfen aus diesen Quellen. So haben die BILD-Blog-Macher zwei Fälle dokumentiert, in denen Reporter der BILD-Zeitung Informationen und Bilder von verschiedenen Webseiten, unter anderem StudiVZ, genommen und diese in Artikeln verwendet haben. Dabei haben sie keinerlei Rücksicht auf Urheber- und Persönlichkeitsrechte genommen. Peter Schaar, Bundesbeauftragter für den Datenschutz und die Informationsfreiheit, warnte in einem Interview mit der Süddeutschen Zeitung zudem davor, dass das Netz nichts vergesse: "Was einmal drin steht, bleibt auch dort, selbst wenn es an der ursprünglichen Stelle gelöscht wird." Die folgenden Arbeitsaufträge können als Anregungen für die unterrichtliche Weiterarbeit genutzt werden. Wogegen haben einige StudiVZ-Nutzer Ende 2007 protestiert? Warum haben sie sich so aufgeregt? In welchen "sozialen Netzwerken" seid ihr Mitglied? Kennt ihr die Datenschutzregeln? Sucht im Internet nach eurem Namen - welche Informationen könnt ihr über euch (oder eventuell eure Namensvetter) finden?

  • Politik / WiSo / SoWi
  • Sekundarstufe II, Sekundarstufe I

Fakultäten, Binomialkoeffizienten und ein Trikottausch

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Fakultäten und Binomialkoeffizienten schreiben die Lernenden ein Programm, das nach Möglichkeiten sucht, die Trikots beim Trikottausch zwischen zwei Mannschaften in einer bestimmten Art zu vergeben. Der Zusammenhang zwischen Wahrscheinlichkeit und relativer Häufigkeit wird an einem spannenden Beispiel spielerisch vorgestellt. Auch dazu soll eine zweite kleine Simulation erstellt werden.Die neuen G8-Lehrpläne sehen schon in Unter- und Mittelstufe Einblicke in die Kombinatorik und die Wahrscheinlichkeitsrechnung vor. Schülerinnen und Schüler der Klassen 10 und 11 in G9 werden erst im Grund- oder Leistungskurs Einblicke in diese Thematik erfahren. Die hier vorgestellte Unterrichtseinheit soll eine erste Anwendung derartiger Elemente aufzeigen. Sie lässt sich in Arbeitsgruppen oder Arbeitskreisen außerhalb des Unterrichts realisieren. Die hier angebotenen Materialien bieten eine Möglichkeit, begabte Schülerinnen und Schüler selbstständig arbeiten zu lassen und ihnen immer wieder Aufgaben und Lösungen auszuhändigen. Für Hilfeleistungen und Rückmeldungen sollte ihnen dabei die Lehrperson als Ansprechpartner zur Seite stehen. Lebensweltbezug Als Aufhänger für die Thematik der Aufgabenstellung, Fakultäten und Binomialkoeffizient, können Sport-Events wie Fußball- und Handball-Weltmeisterschaften oder Europameisterschaften genutzt werden. Beim Trikottausch am Ende der Partien spielen sicher vorherige Absprachen eine Rolle und nicht jeder gibt sein Trikot am Ende eines Matches her. Dass der Trikottausch auch etwas mit Mathematik zu tun haben könnte, kann man schnell übersehen... Einstieg in die Thematik Fakultäten und Binomialkoeffizient Am Beispiel einer Mannschaftsstärke von fünf Spielern soll zuerst die Anzahl von Möglichkeiten erarbeitet werden, wie diese fünf Sportler die fünf Trikots der gegnerischen Mannschaft unter sich verteilen können. Das Prinzip ist schnell erkannt. Anschließend soll das Trikottauschen mit einer Bedingung erfolgen: Kein Spieler soll das Trikot mit seiner eigenen Nummer erhalten. Die Bestimmung dieser Anzahl scheint anfangs nur per Suche möglich zu sein. Fortsetzung und Vertiefung Nachdem mithilfe des Computers die Anzahl der Möglichkeiten, wie die Trikots mit der Zusatzbedingung verteilt werden können, bestimmt wurde, wird eine Berechnungsvorschrift vorgestellt. Mit dieser kann dann für beliebige Anzahlen von Spielern die Frage nach der Anzahl der Tauschmöglichkeiten berechnet werden. Da die Wahrscheinlichkeit einer solchen Trikotverteilung gegen 1/e strebt, kann mit einer weiteren Simulation die Zahl der Möglichkeiten für die Verteilung mit dem Computer bestimmt und mit dem exakten Wert verglichen werden.Die Schülerinnen und Schüler lernen die Kombinatorik kennen. lernen ein einfach klingendes und somit leicht verständliches mathematisches Problem kennen, dessen gesamte Lösung aber noch aussteht. lernen mathematische Syntax kennen. lernen Wahrscheinlichkeiten und relative Häufigkeiten kennen. setzen Algorithmen in einfache Programmroutinen um. arbeiten selbstorganisiert.

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zu linearen Funktionen setzen sich die Lernenden mit dem mathematischen Funktionsbegriff auseinander und wenden ihn in einer anschaulichen Fragestellung aus der Fernerkundung an. Dabei erarbeiten sie Möglichkeiten zur Korrektur verzerrter Scannerbilder mithilfe einer linearen Funktion. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.Zentrales Element dieser Lerneinheit zu linearen Funktionen ist das Beispiel eines Flugzeugs, das für Scanneraufnahmen über eine Landschaft fliegt und durch eine Windböe vom geraden Kurs abkommt. Die dadurch auf dem Scannerbild entstandene Verzerrung können die Schülerinnen und Schüler durch eine Funktion korrigieren. Zusätzlich zum Verständnis der mathematischen Inhalte lernen die Schülerinnen und Schüler auch Aspekte der Fernerkundung kennen. Das Projekt "Fernerkundung in Schulen" (FIS) des Geographischen Institutes der Universität Bonn beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Dabei entstehen neben klassischen Materialien auch Anwendungen für den computergestützten Unterricht.Ziel der Unterrichtseinheit ist es, Aufgaben und die Mechanismen einfacher linearer Funktionen zu verstehen. Durch die praktische Anwendung sollen mögliche Verständnisbarrieren frühzeitig überwunden werden und den Lernenden ein klarer Bezug der mathematischen Inhalte zu realen Situationen aufgezeigt werden, in diesem Fall zur rechnerischen Entzerrung von Scannerbildern. Schülerinnen und Schüler sollen mithilfe des Moduls das Verständnis für den Sinn und die Charakteristik von einfachen Funktionen festigen, bevor es lehrplangemäß zur Vertiefung dieser Thematik kommt. Es ist jedoch denkbar, Themen wie den Aufbau einer Funktionsgleichung oder die Herleitung einer Funktionsgleichung aus zwei Punkten eines Graphen an das Modul anzulehnen und sich im regulären Unterricht sukzessive die Werkzeuge zur Lösung des Moduls zu erarbeiten. Die mathematische Auseinandersetzung mit dem Funktionsbegriff ist zentrale Aufgabe des Moduls. Zusätzlich lernen die Schülerinnen und Schüler Aspekte der Fernerkundung kennen. Einführung in das Computermodul Das interaktive Modul "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" gliedert sich in ein Startmenü, eine Einleitung und den in drei Bereiche unterteilten Aufgabenteil. Aufgabenteil im Computermodul Hier wird der Aufgabenteil mit den drei Bereichen Analyse, Funktion und Entzerrung des interaktiven Moduls "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" genauer beschrieben. Die Schülerinnen und Schüler können die Entstehung von Scannerbildern nachvollziehen. stellen einen klaren Bezug zwischen den mathematischen Inhalten und der realen Situation her. kennen die Struktur eines digitalen Bildes und können sie auf die Problemstellung übertragen. formulieren die Anforderung an eine Funktion, welche für die Lösung der Problemstellung notwendig ist. verstehen den Sinn und die Arbeitsweise von Funktionen anhand des zu entzerrenden Bildes. Nach der Weiterleitung in diesen Bereich sind in der linken Navigationsleiste drei Felder zu erkennen, über welche die Bereiche 1, 2 und 3 frei anwählbar sind. Im Aufgabenteil sollen die Schülerinnen und Schüler den Kern des Problems der Driftverzerrung erfassen und können nun interaktiv arbeiten. Bereich 1: Analyse Hier stehen den Lernenden zwei Bilder zur Verfügung. Ein unverzerrtes Vergleichsbild und das verzerrte Bild, welches im Laufe der Vorgeschichte entstanden ist. Aufgabe ist es die Unterschiede in den Bildern genau zu definieren. Dabei hilft ihnen ein Tool, mit dessen Hilfe sie in beiden Bildern einen Bildausschnitt vergrößern können. Der Button "Aufgaben" öffnet ein Feld mit den drei innerhalb dieses Bereichs zu lösenden Aufgabenstellungen. Im linken Bereich ist ein Schema abgebildet, welches alle für die Lösung der Aufgaben relevanten Angaben enthält (Abbildung 3, bitte auf den Platzhalter klicken). Ziel ist es, eine Aussage über die Anzahl der Bildspalten treffen zu können, um die die erste und die letzte Bildzeile im verzerrten Bild versetzt sind. Dazu muss der Betrag in Meter, um den das Flugzeug am Ende der Aufnahme abgewichen ist, in Pixel umgerechnet werden. Der Betrag in Bildspalten y, um den die erste, also oberste Bildzeile x versetzt ist, wird als Punkt A in das Graphenmodul auf der rechten Seite eingegeben. Punkt B setzt sich aus dem Versatz der letzten, also untersten, Bildzeile x2 um die Anzahl der Bildspalten y2 zusammen. Bei den Berechnungen wird eine Genauigkeit von zwei Nachkommastellen als ausreichend betrachtet. Dieser Bereich dient der Überprüfung der aufgestellten Funktion. Sie kann unten links in die Felder eingetragen werden. Der Button "Bild entzerren" versetzt die Bildzeilen des verzerrten Bildes entsprechend der eingegebenen Funktion. Die richtige Funktionsgleichung führt auch zum richtigen Ergebnis. Zur Überprüfung ist links noch einmal das verzerrte Bild dargestellt. Der Button mit den entgegengesetzten Pfeilen bietet die Möglichkeit, das unverzerrte Kontrollbild einzublenden. In diesem Bereich kann zum besseren Verständnis der Vorgänge auch experimentiert werden. Grundsätzlich führt eine erhöhte Steigung des durch die Funktionsgleichung beschriebenen Graphen zu einer stärkeren Verzerrung. Der y-Achsenabschnitt beschreibt einen Versatz des Bildes in positive oder negative Richtung. Das Programm beachtet dabei nur diskrete Werte. Kommastellen werden gerundet. So findet die Verschiebung nur in ganzen Pixelwerten statt. Stunde 1 Stundenziel: Der fernerkundliche Hintergrund soll verstanden werden und die Überleitung zur mathematischen Fragestellung durchgeführt werden. Feinziele (FZ): FZ 1: Die Schülerinnen und Schüler sollen die Entstehung von Scannerbildern nachvollziehen können. FZ 2: Die Schülerinnen und Schüler sollen die Struktur eines digitalen Bildes kennen und auf die Problemstellung übertragen können. FZ 3: Die Schülerinnen und Schüler sollen die Anforderung an eine Funktion formulieren, welche für die Lösung der Problemstellung notwendig ist. Phase Inhalt Sozial- / Aktionsform Medien / Dateien Einführung Erläuterungen zur Fernerkundung; Abbildungen zur Entstehung von Scannerbildern; Verdeutlichung über den Startbildschirm des Computermoduls Unterrichtsgespräch Folien 1 und 2; Computer und Beamer; Startbildschirm des Computermoduls Problematisierung Einführung der Problemstellung Gruppenarbeit Computer, Punkt "Einführung" im Computermodul Erarbeitung Schülerinnen und Schüler verdeutlichen sich die Verzerrung anhand der Aufgabenstellungen im Bereich "Analyse". Gruppenarbeit Computer, Punkt "Analyse" im Computermodul Bündelung Zusammenfassen der Erkenntnisse Unterrichtsgespräch Computer und Beamer, Punkt "Analyse" im Computermodul Stunde 2 Stundenziel: Eine lineare Funktion soll aufgestellt werden, mit deren Hilfe das verzerrte Bild entzerrt werden kann. Feinziele (FZ): FZ 1: Die Schülerinnen und Schüler sollen denn Sinn und die Arbeitsweise von Funktionen anhand des zu entzerrenden Bildes verstehen. Phase Inhalt Sozial- / Aktionsform Medien / Dateien Einführung Wiederholung der am Ende der letzten Stunde formulierten Anforderung an die Funktion Unterrichtsgespräch Computer und Beamer, Punkt "Analyse" im Computermodul Problematisierung 1. Es ist noch nicht bekannt, um wie viele Pixel die Bildreihen maximal verschoben sind. 2. Die Funktion selber ist noch nicht bekannt. 3. Die Funktion muss auf das Bild angewendet werden. Gruppenarbeit Computer, Punkt "Funktion" im Computermodul Erarbeitung Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich anhand der Aufgabenstellungen im Bereich "Funktion" die Funktion und testen sie im Bereich "Entzerrung". Gruppenarbeit Computer, Punkte "Funktion" und "Entzerrung" im Computermodul Bündelung Zusammenfassen der Erkenntnisse, auch durch die Möglichkeit mithilfe beliebiger Funktionen das Bild zu verzerren Unterrichtsgespräch Computer und Beamer, Punkt "Entzerrung" im Computermodul Um den Kern der Problematik im Modul erfassen zu können, ist eine kurze Erklärung notwendig, denn die hier behandelte Verzerrung ist nur charakteristisch für Scannerbilder. Die Beispiele aus den Hintergrundinformationen und vor allem die interaktive Animation am Anfang des Moduls sollen hier behilflich sein. Folie 1 zeigt klar den Unterschied zwischen einem normalen Luftbild und einem Scannerbild auf. Um zu verdeutlichen, wo die Vorteile eines Scannerbildes liegen, kann Folie 2 gezeigt werden. Die Unterrichtseinheit "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Darüber hinaus ist die durchgeführte Bildkorrektur nur mithilfe eines Rechners durchführbar. Ein Umstand, der den Schülerinnen und Schülern das Medium Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern auch als Werkzeug näher bringt. Das Modul ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Es wird durch Ausführen der Datei "FIS_Pixel auf Abwegen.exe" gestartet. Dazu ist ein Adobe Flash Player notwendig. Der erste Bereich des Computermoduls "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" wird nach dem Start automatisch geladen. Die Animation verdeutlicht die Arbeitsweise eines flugzeuggestützten Scanners. Das Flugzeug scannt dabei eine Landoberfläche ab, gleichzeitig wird auf der rechten Seite der gescannte Bildbereich Reihe für Reihe, der aktuellen Flugzeugposition entsprechend, aufgebaut. Abbildung 1 verdeutlicht dies (Platzhalter bitte anklicken). Die mittig angeordneten Pfeile dienen der Beeinflussung des Flugverhaltens. Das gescannte Bild reagiert dabei auf die ausgelösten Manöver und die entstandene Verzerrung wird angezeigt. Wird eine Seitwärtsbewegung ausgelöst, erscheint ein Button. Ein Klick auf den Button "Driftverzerrung bearbeiten" leitet über zum nächsten Menüpunkt. Zur Anpassung der Animation an geringere Rechnerleistung kann die Qualität mithilfe des Buttons im oberen linken Fensterbereich angepasst werden. Der zweite Bereich bietet eine animierte Einführung, in der ein Flugzeug über eine Landschaft fliegt. Abbildung 2 gibt einen Eindruck dieser Animation (bitte auf den Platzhalter klicken). Eine semi-fiktionale Geschichte erzählt kurz, wie es zur Situation der Driftverzerrung gekommen ist, die es auf mathematischem Weg zu lösen gilt. Die "Weiter"-und "Zurück"-Buttons navigieren durch die beiden Abschnitte dieses Bereichs und leiten zum dritten Bereich, dem Aufgabenteil, weiter.

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

Serien von gleichen Würfelzahlen

Unterrichtseinheit

Schülerinnen und Schüler testen das Phänomen der Serien von gleichen Würfelzahlen mit einer Excel-Simulation und erarbeiten eine rekursive Funktion zur Berechnung der Wahrscheinlichkeit solcher Ereignisse. Wie wahrscheinlich ist es, beim 100maligen Würfeln mindestens viermal die gleiche Zahl hintereinander zu werfen? Vielen Menschen scheint das "kein Zufall mehr" zu sein und am Würfel oder am Zufallsgenerator stimmt vielleicht etwas nicht, wenn so ein Ereignis eintritt. Ist es bei einem Laplace-Würfel aber wirklich so selten? Dies können begabte Schülerinnen und Schüler ab Klasse 8 mit den hier vorgestellten Aufgaben und Materialien untersuchen. Einsatz von Excel Die Schülerinnen und Schüler sollen zunächst selbst Zufallszahlen erzeugen. Sie simulieren Würfelserien und diskutieren ihre Beobachtungen (serien_beim_wuerfeln_aufgaben.rtf). Die Excel-Tabellenblätter "serien_beim_wuerfeln.xls" zur Simulation von Würfelserien und zur Berechnung der gesuchten Wahrscheinlichkeit können von der Lehrkraft vorgegeben oder von den Schülerinnen und Schülern selbst in ähnlicher Weise erstellt werden. Wenn den Lernenden das gebrauchsfertige Tabellenblatt zur Verfügung gestellt wird, sollte zuvor diskutiert werden, was dort sinnvollerweise zu berechnen ist. Gegebenenfalls erfolgt eine Einführung in die Arbeit mit der Exceltabelle durch die Lehrperson. Für die vorgegebenen Blätter gilt: Auf dem Tabellenblatt "Würfelsimulation" wird pro Spalte hundertmal gewürfelt. In der Spalte danach wird gezählt, ob viermal die gleiche Zahl hintereinander gefallen ist. In Zeile 121 werden die Anzahlen der 4er-Serien ermittelt und schließlich wird gezählt, wie groß die Häufigkeit von "mindestens eine Viererserie" ist. Auf dem anderen Tabellenblatt werden die Wahrscheinlichkeiten rekursiv für 4er- und 5er-Serien jeweils auf zwei Arten ermittelt. Rekursionsformel gesucht! Dem Wunsch nach einer einfachen Formel, mit der die gesuchten Wahrscheinlichkeit zu berechnen sind, kann nicht nachgekommen werden. Daher müssen die Schülerinnen und Schüler mit der Idee vertraut gemacht werden, nach einer rekursiven Formel zu suchen. Sie sollen dies zunächst selbstständig tun. Gegebenenfalls kann die Lehrperson Tipps geben, zum Beispiel darauf hinweisen, die Anzahl der Würfe zunächst klein zu halten. Man könnte auch die Anzahl der Wiederholungen kleiner machen ("zweimal die gleiche Zahl hintereinander" oder "dreimal"). Außerdem könnte statt Würfeln ein wiederholter Münzwurf betrachtet werden (bei jedem Wurf gibt es nur zwei mögliche Ergebnisse). Auf solche Vorgaben kann auch im Nachhinein die gefundene Rekursionsformel abgeändert werden. Realität und Simulation Als Test, ob ihre Formel wirklich die gesuchte Wahrscheinlichkeit berechnet, können die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse mit den Werten der Excel-Simulation vergleichen und bekommen so einen gewissen Anhaltspunkt für die Richtigkeit ihrer Formel. Bei der Simulation sehen sie aber auch, dass durchaus gewisse Schwankungen auftreten können (die Werte für die Häufigkeit, wie oft eine 4er- Serie auftritt, schwanken oft zwischen 25 und 40 von 100). Die Schülerinnen und Schüler sollen Zufallszahlen in einem Excel-Tabellenblatt erzeugen können. Simulationen von Zufallsexperimenten durchführen und auswerten können. eine rekursive Funktion zur Bestimmung von Wahrscheinlichkeiten verstehen und eventuell sogar selbst erstellen können. rekursive Funktionen mithilfe einer Tabellenkalkulation auswerten. Hypothesen aufstellen und überprüfen. weitgehend eigenverantwortlich und kooperativ arbeiten.

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Bestimmung der Schallgeschwindigkeit

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Schall werden Low-Cost-Experimente zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft und Wasser mithilfe von Computer, Soundkarte und Kopfhörer vorgestellt.Die elektronische Messwerterfassung ist eine wichtige physikalische Arbeitsweise, die aus Fachwissenschaft und Industrie nicht mehr wegzudenken ist, die im Schulunterricht - insbesondere in der Sekundarstufe I - jedoch wenig Anwendung findet. Häufig entfallen computergestützte Experimente hier aufgrund fehlender technischer Voraussetzungen. Dieser Beitrag zeigt, wie Lernende in Kleingruppenarbeit mithilfe des Computers die Schallgeschwindigkeiten in Luft und Wasser mit einfachen Mitteln bestimmen können.Beobachtet man den Start eines Wettlaufs aus mehreren hundert Metern Entfernung, so liegt zwischen der optischen Wahrnehmung des Klappenschlags und des zu hörenden Knalls eine merkliche Zeitdifferenz. Dieser Effekt, den die Schülerinnen und Schüler aus dem Sportunterricht kennen, zeigt, dass die Ausbreitung des Schalls mit einer endlichen Geschwindigkeit erfolgt. Weitere Alltagserfahrungen führen zur gleichen Schlussfolgerung. Besonders eindrucksvoll ist die Zeitdifferenz zwischen der Wahrnehmung von Blitz und Donner bei einem weit entfernten Gewitter, aus der die Entfernung des Unwetters geschätzt werden kann. Experimentelle Varianten zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit Verschiedene experimentelle Varianten werden hier vorgestellt. Ein Low-Cost-Arrangement eignet sich zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft und in Wasser. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen die Definitionsgleichung der Geschwindigkeit. wissen, wie die Durchschnittsgeschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers bestimmt werden kann. können die Zeit, die der Schall zur Ausbreitung einer definierten Strecke benötigt, mithilfe eines Computers und eines Kopfhörers experimentell bestimmen. können ein Experiment zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft (optional auch in Wasser) beschreiben und durchführen. kennen den Wert der Schallgeschwindigkeit in Luft (optional auch in Wasser) für eine Temperatur von 20 Grad Celsius und wissen, dass dieser mit der Temperatur variiert. wissen, dass sich die Schallwellen in verschiedenen Materialien unterschiedlich schnell ausbreiten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können mit einer geeigneten Tonanalyse-Software (zum Beispiel Cool Edit) ein aufgenommenes Signal auswerten. können Oszillogramme interpretieren. Erzeugung einer stehenden Welle In einer Glasröhre werden durch Reflexion stehende Wellen erzeugt, deren Schwingungsknoten mit Korkmehl sichtbar gemacht werden können (Kundtsche Röhre). Anschließend bildet man das Produkt aus Wellenlänge und Frequenz oder man benutzt das so genannte Laufzeitverfahren. Dabei muss lediglich der Quotient aus gemessener Entfernung vom Beobachter zur Schallquelle und der Zeitdifferenz berechnet werden. Letzteres ist sicherlich - insbesondere in der Sekundarstufe I - die für Schülerinnen und Schüler anschaulichere Variante. Nachteil: Technische Voraussetzungen sind nicht immer gegeben Aufgrund der nur geringen maximal zu erreichenden Distanz zwischen Beobachter und Schallquelle stellt das Laufzeitverfahren, wenn es im Fachraum Anwendung finden soll, hohe Anforderungen an die Zeitmessung. Üblicherweise kommt dabei ein computergestütztes Messwerterfassungssystem zum Einsatz. Dies hat jedoch zwei Nachteile: Erstens verfügen die meisten Haupt- und Realschulen nicht über ein solches System und zweitens ist der Versuch auf konventioneller Art nur als Demonstrationsexperiment denkbar. Versuchsaufbau und Software Eine Möglichkeit, das Experiment ohne teures Messwerterfassungssystem mithilfe eines Computers mit Soundkarte, zweier Mikrofone und einer Tonanalyse-Software (zum Beispiel Cool Edit, GoldWave oder Nero Wave-Editor) durchzuführen, wird von Walter Stein beschrieben ("Versuche mit der Soundkarte", siehe Zusatzinformationen ). Die Mikrofone sind in einem Abstand von etwa einem Meter anzuordnen und unter Benutzung eines y-Kabels dem Stereoeingang der Soundkarte (Line-In) zuzuführen (Abb. 1). Ersetzt man die Mikrofone durch handelsübliche Stereokopfhörer, so wird der beschriebene Versuch zum Low-Cost-Experiment und kann insbesondere auch als Schülerversuch zum Einsatz kommen. Abb. 2 (Platzhalter bitte anklicken) zeigt ein Messbeispiel für einen "Mikrofonabstand" von 0,6 Metern (aufgenommen mit der Software Cool Edit). Bei einer gemessenen Zeitdifferenz von 1,7 Millisekunden errechnet sich die Schallgeschwindigkeit in Luft zu 353 Metern pro Sekunde. Ein Vergleich mit dem Literaturwert (344 Meter pro Sekunde bei 20 Grad Celsius) zeigt, dass die Schallgeschwindigkeit in Luft unter Verwendung von Alltagsgegenständen ausreichend genau bestimmt werden kann. Der Literaturwert liegt im Fehlerintervall der Messung (353 plus/minus zwölf Meter pro Sekunde). Versuchsaufbau Neben der Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft kann der von Walter Stein in "Versuche mit der Soundkarte" (siehe Zusatzinformationen ) vorgestellte Versuch zur Ermittlung der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in Wasser ebenfalls mithilfe gängiger Stereokopfhörer durchgeführt werden. Als Messstrecke kommt dabei zum Beispiel ein mit Leitungswasser gefüllter Blumenkasten zum Einsatz (Abb. 3). Um die Kopfhörer auch als Hydrophone verwenden zu können, werden diese mit Wasserbomben überzogen. Die dünnhäutigen Luftballons sind in Spielzeugwarengeschäften zu erwerben. Erklärung der Ergebnisse mit der Teilchenvorstellung Der Versuchsaufbau stellt eine schöne Transferaufgabe dar, die von den Schülerinnen und Schülern nach der Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft gelöst werden kann. Der experimentelle Befund, dass die Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten größer ist als die in Gasen, kann mithilfe der Teilchenvorstellung erklärt werden. Bei einem Mikrofonabstand von 0,57 Meter und einer gemessenen Zeitdifferenz von 0,4 Millisekunden wurde für die Schallgeschwindigkeit in Wasser der Wert 1.425 Meter pro Sekunde ermittelt. Auch dieser Wert stimmt gut mit dem Literaturwert überein (1.484 Meter pro Sekunde bei 20 Grad Celsius). Eine Reihe weiterer ansprechender und für den Schulunterricht aufbereiteter Beispiele zur computergestützten Messwerterfassung mithilfe der Soundkarte haben Walter Stein, Oliver Schwarz und Patrik Vogt beschrieben (siehe Literaturhinweise). Stein, Walter Versuche mit der Soundkarte, Ernst Klett Verlag, Stuttgart, 1999 Schwarz, Oliver; Vogt, Patrik Akustische Messung an springenden Bällen, PdN-Ph. 3/53 (2004), Seite 22-25

  • Mathematik / Rechnen & Logik / Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I

William Goldings "Herr der Fliegen": Der Roman und seine filmische Umsetzung

Unterrichtseinheit

Ausgehend von der Lektüre und den beiden Verfilmungen erarbeiten die Schülerinnen und Schüler die Kernaussage des Textes und Unterschiede in der Erzählweise von Literatur und Film. Die Frage, die der Jugendbuchklassiker "Herr der Fliegen" aufwirft, ist für jede Generation aufs Neue aktuell: Woher kommt das Böse im Menschen? Diese Unterrichtseinheit bietet einige Vorschläge zur Arbeit mit dem Buch. Die Stundenvorschläge setzen voraus, dass die Schülerinnen und Schüler das Buch bereits gelesen haben. Es ist jedoch auch möglich, einzelne Bausteine schon während der Lektüre einzusetzen. Zur Ergänzung lässt sich auch auf andere (jedoch meistens englischsprachige) Unterrichtsmaterialien, die im Internet verfügbar sind, zurückgreifen. In dieser Unterrichtseinheit vertiefen die Schülerinnen und Schüler ihr Verständnis des gelesenen Jugenbuchklassikers. Dies geschieht unter anderem über den Einsatz der Verfilmungen, die die Symbolkraft des Buches verstärken und die Charaktere greifbarer machen. Indem die Lernenden um die eigene Meinung unter anderem zu diesen beiden Schwerpunkten gebeten werden, werden sie angeregt, Roman und Film nicht nur zu rezipieren, sondern kritisch zu hinterfragen. Ablauf der Unterrichtseinheit Den detaillierten Ablauf der Unterrichtssequenz sowie alle benötigten Materialien einzeln zum Download haben wir hier für Sie zusammengestellt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen sich mit dem Roman "Herr der Fliegen", seiner Kernaussage und dem dahinter stehenden Menschenbild auseinandersetzen. literarische und filmische Symbole entdecken und deuten. die Hauptpersonen charakterisieren. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen literarischem und filmischem Erzählen herausfinden. Einblicke in die Problematik einer Literaturverfilmung erhalten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bedeutung (negativer) Utopien für die moralische Entwicklung reflektieren. Zu Beginn der Stunde wird das Arbeitsblatt "Die Robinsonade" ausgeteilt. Die Schülerinnen und Schüler lesen den Text, bearbeiten anschließend in Gruppenarbeit den Arbeitsauftrag und präsentieren die Ergebnisse vor der Klasse. Anschließend (oder als Hausaufgabe) kann das Arbeitsblatt 2 "Die Quelle" ausgeteilt und erarbeitet werden. Anhand eines Arbeitsblattes sollen die Schülerinnen und Schüler überlegen, warum der Roman "Herr der Fliegen" von den Verlagen zunächst über 20 Absagen bekommen hat. Eine mögliche Antwort wäre, dass der Roman ein zu negatives Bild vom Menschen entwirft, das nicht in die Zeit des Kalten Krieges passte. Anschließend können die Lernenden in Partnerarbeit im Internet weitere Informationen über wichtige Ereignisse der 50er Jahre sammeln und vorstellen. Die Karte der Insel In dieser Stunde sollen die Schülerinnen und Schüler eine Karte der Insel zeichnen, auf der die Jungen gestrandet sind. Um den Arbeitsauftrag zu erleichtern, sind auf der Vorlage wichtige Stellen im Roman angegeben, die Auskunft über das Aussehen der wichtigsten Orte der Insel geben. Ergebnisvergleich im Internet Zum Vergleich kann den Lernenden am Ende der Stunde (oder zu Beginn der nächsten) eine der folgenden Karten präsentiert werden. wdb.sad:Karte der Insel Lord of the Flies.org: The movie scene locations Die Schülerinnen und Schüler sollen mithilfe des Arbeitsblattes "Filmvergleich" die Bildsprache der beiden Literaturverfilmungen analysieren. Bei der Verfilmung aus dem Jahr 1963 geschieht dies, indem die Lernenden notieren, welche Geräusche zu den jeweiligen Standbildern zu hören sind. Bei der moderneren Verfilmung besteht der Arbeitsauftrag darin, Erwartungen zu notieren, die diese Anfangssequenz beim Zuschauer auslöst. Nach einer kurzen Vorstellung der Ergebnisse sollen die Schülerinnen und Schüler spekulieren, welche Absicht der jeweilige Regisseur bei der Gestaltung der Anfangsszenen gehabt haben könnte. medienistik.de: AB 5: Filmvergleich Das Arbeitsblatt, das hier von der Website des Autors geladen wird, begleitet beim Vergleich der beiden filmischen Umsetzungen. Charakterisierung Sofern die Schülerinnen und Schüler bereits Erfahrung mit der Charakterisierung von Personen haben, kann nach einer kurzen Einleitung das Arbeitsblatt "Steckbriefe" ausgeteilt werden. Casting-Kritik Anschließend kann aus jeder der beiden Verfilmungen eine weitere kurze Szene gezeigt und eine Diskussion darüber gestartet werden, ob die Schülerinnen und Schüler die Wahl der Schauspieler in den beiden Verfilmungen für geglückt halten. Symbolik Ziel der Stunde ist es, verschiedene Symbole, die sowohl in Goldings Roman als auch in den beiden Verfilmungen auftauchen, zu deuten. Dazu kann die Datei "Symbole" per Beamer an die Wand geworfen werden. Im Unterrichtsgespräch wird diskutiert, was die einzelnen Symbole bedeuten könnten. medienistik.de: AB 7: Symbole Auch diese Datei liegt auf der Website des Autors dieser Unterrichtseinheit. Interpretationsvergleich Die eigenen Ergebnisse vergleichen die Lernenden dann in Keingruppenarbeit mit im Netz vorliegenden Interpretationen. Auf den folgenden Seite finden sich einige Lösungsvorschläge. sparknotes.com: Themes, Motifs & Symbols cdrnet.net: William Golding - Lord of the Flies Bilder der Zerstörung Anschließend kann mithilfe des Arbeitsmaterials "Bilder der Zerstörung" auf filmische Symbole des Verfalls eingegangen werden. medienistik.de: AB 8: Bilder der Zerstörung Auch dieses Arbeitsblatt kann auf der Seite des Autors konsultiert werden. Der Titel des Buches Zum Abschluss der Unterrichtseinheit kann der Titel des Buches thematisiert werden, indem man die Schülerinnen und Schüler zunächst fragt, was "Der Herr der Fliegen" überhaupt bedeutet. wikipedia.de: Beelzebub Weitere Informationen hierzu finden sich in dem Wikipedia Arikel zu „Beelzebub“. Die Funktion des Herrn der Fliegen Im Anschluss daran kann das Arbeitsmaterial "Die Funktion des Herrn der Fliegen" ausgeteilt und der erste Teil von den Schülerinnen und Schülern bearbeitet werden. Nach der weiteren Lektüre des Textes kann in einem Unterrichtsgespräch über das Zitat "Homo Homini Lupus" diskutiert werden. Diese Diskussion kann in der nächsten Stunde fortgesetzt werden, nachdem sich die Lernenden in einer Hausaufgabe über andere Theorien über das Wesen des Menschen informiert haben.

  • Deutsch / Kommunikation / Lesen & Schreiben
  • Sekundarstufe I

Säugetierzähne

Unterrichtseinheit

Tiger sind außergewöhnlich schöne Tiere. Zumindest aus der Ferne. Mit einem Tigergebiss möchte man eigentlich lieber nichts zu tun haben. Was ist das Besondere an den Gebissen von Raubtieren? Und was sind die Unterschiede zu den Gebissen anderer Säugetiere? Diese Unterrichtseinheit regt zum Nachforschen an.Diese fächerübergreifende Lerneinheit dient zunächst als Ausgangspunkt für eine Internetrecherche. Zusätzlich können die Schülerinnen und Schüler anhand von Schädel- und Gebissfotografien eigenständig die verschiedensten Gebisse heimischer Säugetiere betrachten und vergleichen. Über die Zahnformen und Gebisstypen erarbeiten die Kinder selbst etwas zur spezifischen Ernährung dieser Säugetiere. Dazu gibt es eine ganze Reihe von Arbeitsblättern mit Aufträgen, die durch das genaue Betrachten der Bilder und die Nutzung weiterer Internetseiten gelöst werden können.Für Kinder im Grundschulalter ist das Thema "Zähne" aufgrund des in diese Zeit fallenden Zahnwechsels ein sie selbst betreffendes und daher spannendes Thema. Säugtiere haben einen mehr oder weniger einheitlichen Zahnaufbau und fast alle Säugetiere haben einen Zahnwechsel. So gibt es mit dem Menschen als Säugetier in dieser Hinsicht Gemeinsamkeiten, aber auch interessante Unterschiede zu den übrigen Säugetieren. Für Grundschulkinder gibt es viele faszinierende Besonderheiten über die Zähne und Gebisstypen der Säugetiere zu erfahren. Die Lerneinheit verfolgt daher das Ziel, dass die Schülerinnen uns Schüler sich mit den Vorgängen in ihrem eigenen Körper und mit vergleichbaren Vorgängen in ihrer Lebensumwelt vertraut machen. Lernumgebung Für ein produktives Lernen von Kindern ist der emotionale Bezug zum Sachthema von enormer Bedeutung. Da der Zahnwechsel bei Kindern hauptsächlich in die Grundschulzeit fällt, besteht für die meisten Kinder zum Thema "Wackelzähne" ein solch emotionaler Bezug. Dieser Vorteil kann für die vorliegende Lerneinheit genutzt werden, um Kinder an ein erstes naturwissenschaftliches Studium von Säugetierschädeln und ihren Zähnen heranzuführen. Zum naturwissenschaftlichen Arbeiten gehört eine gründliche Recherche, wobei hier insbesondere das Internet genutzt werden soll, aber auch das Zeichnen, das die genaue Beobachtung schult, sowie die Präsentation der Ergebnisse. Aufbau der Lerneinheit Die Startseite dient den Schülerinnen und Schülern als Überblick und Einstieg in das Thema. Hier erfahren sie, wie sie mit der interaktiven Lernumgebung arbeiten. Am linken Rand befindet sich die Navigation zu den 13 verschiedenen Seiten. Die 13 Seiten der Lernumgebung Zahnaufbau und Zahnformeln Fleisch- oder Pflanzenfresser? Mensch Dein Gebissabdruck Raubtiere Nagetiere Insektenfresser Elefanten Besondere Eckzähne Die Zahnfee Zahn-Wörter Versteinerte Zähne Rätselspaß Arbeitsaufträge Die Recherche zum Lösen der Arbeitsaufträge erfordert in den meisten Fällen das Internet. Die einzelnen Seiten sind in der Reihenfolge frei wählbar, jedoch ist es sinnvoll, die Aufgaben 1 und 2 auf dem Deckblatt zuerst zu bearbeiten, weil sie basale Informationen zu Zähnen und Zahnwechsel abfragen. Zwei Aufträge auf den Deckblättern sind mit einem Sternchen gekennzeichnet, weil sie besonders schwierig sind. Die Aufgaben 18 bis 20 sowie das Elefanten-Quiz (bei Aufgabe 9) sind Zusatzaufgaben für schnelle und leistungsstarke Schülerinnen und Schüler. Zeitlicher Ablauf und Organisation Da für die Bearbeitung der meisten Aufträge zunächst eine Recherche im Internet notwendig ist, hängt die Zeiteinteilung und Organisation direkt von der Anzahl an Computern mit Internetzugang ab. Die Bilder der Säugetierschädel können jedoch kopiert oder ausgedruckt werden, so dass sie auch "offline" bearbeitet werden können. Es empfiehlt sich, die Schülerinnen und Schüler jeweils zu zweit arbeiten zu lassen, da dann die Zahl der Personen am Computer halbiert ist und die Kinder sich gegenseitig helfen können. Es ist sehr wichtig, dass bei begrenzter Computerzahl (möglicherweise nur ein Computer) die Arbeit am Computer genau eingeteilt wird. Hierbei sollte man die Kinder soweit wie möglich beteiligen. Ergebnissicherung Die Schülerinnen und Schüler sollen in Gruppenarbeit ein Plakat mit einer Gliederung der verschiedenen Gebisstypen (Pflanzenfresser, Raubtiere, Allesfresser und gegebenenfalls Untergruppen wie Nagetiere, Rüsseltiere, Huftiere und so weiter) erstellen. Es sollte eine Art Baum entstehen und zu den Gruppen jeweils ein ausgedrucktes Foto geklebt werden. Diskussion und Feedback Aufgrund der selbständigen Arbeit der Lernenden ist es wichtig, nach jeder Projektphase die erarbeiteten Ergebnisse kurz zu besprechen, Probleme und Fragen zu klären oder mögliche Verbesserungsvorschläge aufzugreifen. Erfolgskontrolle Alle Schülerinnen und Schüler heften die von ihnen bearbeiteten Arbeitsblätter mit den ausgefüllten Deckblättern in eine Arbeitsmappe ab. Diese wird nach Abschluss des Projektes von der Lehrkraft eingesammelt und bewertet. Arbeitsmaterialien Zahnwechsel und Zahnformeln Nachdem die Schülerinnen und Schüler nun wissen, was eine Zahnformel ist, sollen sie die Seite des Museum Koenig besuchen und sich dort ein Säugetiergebiss aussuchen und die Zahnformel dieses Tieres anhand des Bildes aufstellen. Funktionen von Zähnen und Gebisstypen Nach dem Prinzip "Zeige mir Deine Zähne und ich sage Dir was Du frisst", sollen die Schülerinnen und Schüler herausfinden, welche Zahntypen und Gebisse sich für welche Funktionen am besten eignen. Dafür sollen sie sich auf den Seiten des Museum Koenig die verschiedenen Säugetiergebisse ansehen. Sie sollen paarweise arbeiten: ein Kind sucht sich ein Gebiss eines Pflanzenfressers und das andere ein Raubtiergebiss aus. Das Gebiss sollen sie dann abzeichnen und anhand ihrer Zeichnung ihrem Partner oder ihrer Partnerin erklären. Dein Gebissabdruck Milchgebiss Im Internet können die Kinder sich eine Gebissübersicht des Menschen ausdrucken und die verschiedenen Zahntypen kennzeichnen. Gleichzeitig erfahren sie dort etwas über den Unterschied zwischen Milchgebiss und bleibendem Gebiss. Zahnabdruck Die Schülerinnen und Schüler suchen im Internet ein Rezept, um selbst Knete herzustellen (zum Beispiel www.bastelstunde.de ). Sie stellen die Knete her und machen ihren eigenen Zahnabdruck des Ober- und Unterkiefers. Dabei sollen sie in Gruppen arbeiten und jeweils zu mehreren die entsprechende Menge an Knete herstellen. Anschließend sollen sie ihre Abdrücke vergleichen und mögliche Unterschiede herausfinden (Abdrücke von Milchzähnen und bleibenden Zähnen, wer hat wie viele Zahnlücken, und so weiter). Raubtiere Auf dieser Seite der Lernumgebung befinden sich Internetadressen zu weiterführenden Informationen zu Raubtiergebissen. Auch das Schnurren von Kätzchen und das Brüllen von Löwen lässt sich hier anhören. Zusatzaufgabe: Die Schülerinnen und Schüler sollen versuchen herauszufinden, was Walrösser fressen. Als Informationsquelle dient ein Link auf die Seiten des Museums Koenig. Versteinerte Zähne Im Internet sollen die Kinder etwas über Fossilien herausfinden. Sie sollen überlegen, warum sich Zähne über Millionen von Jahren besonders gut erhalten und was Forscherinnen und Forscher mit fossilen Zähnen machen. Voraussetzungen Diese Unterrichtsreihe eignet sich für Klassen, die mit Projektarbeit und anderen offenen Unterrichtsformen, die selbständiges Arbeiten der Schülerinnen und Schüler voraussetzten, Erfahrung haben. Es sind keine speziellen Vorkenntnisse zur Internetnutzung erforderlich, da alle notwendigen Seiten direkt mit der interaktiven Lernumgebung verlinkt sind. Da sich jedoch die externen Seiten nicht in einem neuen Fenster öffnen, sollte man den Kindern die "Zurück-Funktion" des Browsers erklären. Es sollte ein Computer mit Internetzugang und Soundkarte, Media-Player zur Verfügung stehen und die Schülerinnen und Schüler sollten bereits Vorkenntnisse im Umgang mit dem Computer und Erfahrungen mit offenen Unterrichtsformen haben. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen den Aufbau eines Säugetierzahns, Zahnformeln sowie Namen und Funktionen der verschiedenen Zahntypen kennen. erkennen das Milch- und Dauergebiss eines Menschen und können ein eigenen Gebissabdruck abnehmen. können Säugetiergebisse einer Säugertiergruppe zuordnen und kennen ihre entsprechenden Besonderheiten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlernen Grundlagen im Umgang mit dem Computer. nutzen das Internet gezielt als Informationsquelle. erfahren Bilder aus dem Internet ausdrucken und dabei etwas über das Copyright. zeichnen Fotos aus dem Internet ab. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler treffen Regelungen zur Nutzung der Computerarbeitsplätze. helfen sich gegenseitig. arbeiten mit Partnerkindern oder in der Gruppe. gestalten gemeinsam ein Plakat.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Technik / Sache & Technik
  • Primarstufe
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