Der dritte und letzte Teil der Unterrichtsreihe befasst sich mit den clientseitigen Funktionen der Webanwendung. Diese Funktionen dienen dazu, Zustandsveränderungen des serverseitigen Modells auf die grafische Benutzeroberfläche abzubilden. Der dritte Teil der Unterrichtssequenz hat das Ziel, die clientseitigen Kommunikationskomponenten der Webanwendung (JavaScipt-Skripte) zu implementieren und zu einer funktionsfähigen AJAX-Webanwendung zu integrieren. Dabei handelt es sich um eine sehr anspruchsvolle Aufgabe, die die Lernenden mit vielen vermutlich neuen Aspekten der Sprache JavaScript konfrontiert. Architekturprinzip der Webanwendung Tic Tac Toe Jeder serverseitigen Komponente, die in Form eines PHP-Skripts vorliegt, wird genau ein clientseitiger Partner in Form eines JavaScript-Skripts gegenübergestellt. Diese beiden Teilkomponenten kommunizieren via XMLHttpRequest miteinander, wenn eine Benutzeraktion dies erfordert. Die Integration der Komponenten erfolgt clientseitig mithilfe globaler Variablen. Eine Möglichkeit dies zu tun zeigt die Demoanwendung. Funktionsweise Wenn die Lernenden schließlich die grundsätzliche Funktionsweise der Client-Server-Kommunikation via XMLHttpRequest sowie eine mögliche Form der Umsetzung verstehen, kann die konkrete Implementierung der Komponenten und deren Integration in Angriff genommen werden. Dies soll von den Schülerinnen und Schülern selbstständig mithilfe der zur Verfügung gestellten Informationsquellen durchgeführt werden. Didaktische Reduktion Der Code zur Erzeugung des XMLHttpRequest-Objekts sowie die Methoden für die programmatische Benutzung dieses Objekts innerhalb der clientseitigen Kommunikationskomponenten werden den Lernenden in Form des ContentLoader-Objekts (Datei: contentloader.js) bereitgestellt. Dieses Objekt muss von den clientseitigen Komponenten erzeugt und seine Methoden auf geeignete Art und Weise aufgerufen werden. Als konkretes Beispiel dafür wird die Register-Komponente zur Registrierung neuer Benutzer ebenfalls vorgegeben (Datei: register.js). Ablauf der Unterrichtseinheit Das AJAX-Kommunikationsmodell In dieser Unterrichtsstunde erarbeiten die Schülerinnen und Schüler die Prinzipien der Client-Server-Kommunikation mit dem XMLHttpRequest-Objekt. Implementierung der clientseitigen Komponenten In der letzten Stunde der dreiteiligen Unterrichtssequenz setzen die Schülerinnen und Schüler die AJAX-Webanwendung für das Spiel "Tic Tac Toe" komplett um. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen JavaScript-Objekte mit geeigneten Event Handlern entwickeln, die mit den serverseitigen Komponenten via XMLHttpRequest kommunizieren. die Komponenten clientseitig zu einer funktionierenden Anwendung integrieren. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Informationen in deutsch- und englischsprachigen Internetforen und -tutorien beschaffen, auswerten und für die Entwicklungsarbeit benutzen. englischsprachige Fachtexte übersetzen und verstehen. zur Verfügung gestellte JavaScript-Bibliotheken integrieren und benutzen. Thema AJAX III: Clientseitige Funktionen Autor Dr. Ralf Seliger Fach Web-Programmierung, Informationstechnik, Informatik Zielgruppe Informationstechnische Assistentinnen und Assistenten (Oberstufe) Zeitraum etwa 16 Unterrichtsstunden Medien Computer, Internet Technische Voraussetzungen Rechnerraum mit Internetzugang und Beamer Fachliche Lernvoraussetzungen Die Lernenden sollen über praktische Kenntnisse in der prozeduralen Programmierung verfügen. Planung Verlaufsplan AJAX III Begriffsdefinitionen und Unterschiede Anhand der Übersetzung des englischen Originaltextes, mit dem der Begriff AJAX von Jesse James Garrett im Jahr 2005 geprägt wurde, sollen sich die Schülerinnen und Schüler die Prinzipien der Client-Server-Kommunikation mit dem XMLHttpRequest-Objekt erarbeiten. Darüber hinaus erläutert der Autor sehr anschaulich die Unterschiede zur herkömmlichen Client-Server-Kommunikation. Registrierung neuer Benutzer Die Komponente Register registriert neue Benutzer in der Datenbank des Servers, wenn der gewünschte Benutzername noch nicht vergeben ist. Diese Komponente wird den Lernenden vorgegeben, damit sie sich anhand einer Codeanalyse die grundsätzliche Funktionsweise und das Zusammenwirken der client- und serverseitigen Kommunikationskomponenten erschließen können. Umsetzung Gegenstand der folgenden Aufgabenstellungen ist die schrittweise Implementierung der clientseitigen Kommunikationskomponenten und ihre Integration zu der vollständigen Webanwendung Tic Tac Toe. Auf den Aufgabenblättern bekommen die Lernenden jeweils Hinweise, mit welchen JavaScript-Sprachelementen das Problem auf jeden Fall lösbar ist. Zur konkreten Umsetzung werden jedoch noch Recherchen auf den einschlägigen Webseiten erforderlich sein. Am einfachsten dürfte die Implementierung der Spiellogik mithilfe einiger globaler Variablen sein (siehe Demoanwendung). Clientseitige Validierung der Formulardaten Es ist nur sinnvoll, Daten zum Server zu übertragen, nachdem diese plausibilisert worden sind. So ist zu überprüfen, ob tatsächlich ein Benutzername und ein Kennwort in das Loginformular eingetragen wurden. In Bezug auf das Registrierungsformular ist zusätzlich zu überprüfen, ob das Kennwort und seine Wiederholung identisch sind. Die clientseitigen Kommunikationskomponenten werden zweckmäßigerweise in der folgenden Reihenfolge implementiert. Die Polling-Komponente ist dabei laufend um zusätzliche Funktionalitäten zu ergänzen. Register (vorgegeben) Login Poller Offer (Poller ergänzen) Accept (Poller ergänzen) Move (Poller ergänzen) ResetGame

Der zweite Teil der AJAX-Unterrichtssequenz befasst sich mit den serverseitigen Elementen der Anwendung. Dabei handelt es um die MySQL-Datenbank und die PHP-Scripte zur Interaktion mit der Datenbank und der Kommunikation mit den Clients. Diese Unterrichtsstunden haben zum Ziel die serverseitigen Komponenten der Webanwendung (MySQL-Datenbank und PHP-Skripte) zu implementieren. Die Basis dafür ist die Demoanwendung, die im Hinblick auf dieses Ziel zu analysieren ist. Die Lerngruppe erarbeitet das Datenmodel (Datenbanktabellen und Tabellenfelder) sowie die Anwendungs- und Kommunikationsfälle (Use Cases), mit denen die Anwendungslogik realisiert werden kann. Verwendung von Skripten Die Implementierung der PHP-Skripte soll von den Lernenden selbstständig mithilfe der zur Verfügung gestellten Informationsquellen durchgeführt werden. Um Zeit zu sparen, bietet es sich hier an, arbeitsteilig vorzugehen: Die zu implementierenden Skripte werden auf Gruppen aufgeteilt. Das ist ohne Lernverlust möglich, weil die Skripte weitgehend gleichartig strukturiert sind. Die Lehrperson kann situationsabhängig entscheiden, ob Teile der Demoanwendung vorgegeben werden. Didaktische Reduktion PHP ist eine mächtige und objektorientierte Programmiersprache, von der im Rahmen dieses Projekts nur ein vergleichsweise kleiner Teil benötigt und behandelt wird. Eine Hilfsklasse namens MySQL_class in der die PHP-Funktionen des MySQL Application Interface (API) gekapselt sind, wird vorgegeben. Diese Klasse erleichtert die Implementierung der erforderlichen Datenbankoperationen. Als konkretes Beispiel für die Anwendung dieser Klasse dient das Skript register.php, mit dem neue Benutzer in der Datenbank registriert werden. Ablauf der Unterrichtseinheit Das Datenmodel der Anwendung Die Schülerinnen und Schüler erstellen eine MySQL-Datenbank, indem sie die serverseitig erforderlichen Daten erarbeiten und entsprechend umsetzen. Serverseitige Kommunikationskomponenten Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedene Komponenten eines PHP-Scripts kennen und versuchen, eine Server-Client-Kommunikation aufzubauen. Implementierung der Kommunikationskomponenten Die Schülerinnen und Schüler programmieren in der PHP-Programmiersprache und beginnen die Funktionsweise des Scripts zu verstehen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen die Funktionalität der Anwendung analysieren und ausgehend von den Ergebnissen eine MySQL-Datenbank entwickeln und implementieren. PHP-Skripte implementieren, die mit der Datenbank und den Clients kommunizieren. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Informationen in deutsch- und englischsprachigen Internetforen und -tutorien beschaffen, auswerten und für die Entwicklungsarbeit benutzen. eine zur Verfügung gestellte PHP-Klasse für die Interaktion mit der Datenbank integrieren und benutzen. Thema AJAX II: Implementierung der serverseitigen Komponenten Autor Dr. Ralf Seliger Fach Web-Programmierung, Informationstechnik, Informatik Zielgruppe Informationstechnische Assistentinnen und Assistenten (Oberstufe) Zeitraum etwa 12 Unterrichtsstunden Medien Computer, Internet Technische Voraussetzungen Rechnerraum mit Internetzugang und Beamer Fachliche Lernvoraussetzungen Die Lernenden sollen über praktische Kenntnisse in der prozeduralen Programmierung verfügen. Planung Verlaufsplan AJAX II Die Entwicklung des Datenmodells für die Webanwendung Tic Tac Toe bis zur Implementierung der Datenbank gliedert sich in vier Schritte: Analyse der Anwendungsfälle (Use Cases) der Anwendung (Registrierung, Anmeldung, Angebotsabgabe, Angebotsannahme, Spiel, Reset) Erarbeitung der für die Organisation der Anwendungsfälle serverseitig erforderlichen Daten Realisierung in Form einer relationalen MySQL-Datenbank Implementierung der Datenbank Einrichtung Die entwickelte Datenbank wird mithilfe der Webanwendung phpMyAdmin auf dem Server implementiert. Gleichzeitig wird ein Datenbankbenutzer mit den erforderlichen globalen Rechten SELECT, INSERT, UPDATE und DELETE eingerichtet. Falls erforderlich, sind die Lernenden darauf hinzuweisen, dass mit geeigneten Maßnahmen dafür zu sorgen ist, dass sich niemand doppelt anmelden kann. Komponentenerstellung Um die serverseitigen Funktionalitäten der Webanwendung in möglichst übersichtliche, klar voneinander abgegrenzte Pakete beziehungsweise Module zu unterteilen, sollte für jeden Anwendungsfall eine eigene so genannte Kommunikationskomponente erstellt und in Form eines PHP-Skripts implementiert werden. So wird zudem verhindert, dass zu stark divergierende Ergebnisse entstehen. Komponententabelle Aus den erarbeiteten Anwendungsfällen ergeben sich unmittelbar die folgenden Komponenten: Komponente Zweck register.php Registrierung eines neuen Benutzers login.php Anmeldung eines registrierten Benutzers offer.php Veröffentlichung eines Spielangebots accept.php Annahme eines veröffentlichten Angebots move.php Verarbeitung eines ankommenden Spielzugs resetGame.php Zurücksetzen des Zustands der Anwendung poller.php Beantwortung der periodischen Client Requests Polling-Komponente Die Polling-Komponente poller.php ist dafür zuständig, serverseitig diese regelmäßig eintreffenden Requests entgegen zu nehmen, zu verarbeiten und zu beantworten. Darüber hinaus soll sie die Datensätze von Benutzern entfernen, die längere Zeit keine Requests mehr gesendet haben und somit offline sind (Demoanwendung: drei Sekunden bei einem Polling-Intervall von einer Sekunde). Insgesamt ist die Polling-Komponente deutlich aufwändiger und komplexer als die übrigen Komponenten. Für die Client-Server-Kommunikation wird das Hypertext Transfer Protocol (HTTP) verwendet: Die Clients senden Requests zum Server; die Requests werden vom Server beantwortet. Der Server hat keine Möglichkeit, die Clients aktiv anzusprechen und ihnen Daten zu übertragen; er beantwortet ausschließlich Requests. Es ist daher erforderlich, dass die Clients den Server in regelmäßigen Intervallen ansprechen (Polling), um über den aktuellen Zustand der Anwendung informiert zu werden (aktuell angemeldete Benutzer, aktuell vorliegende Spielangebote, Angebotsannahmen, ein neuer Zug des aktuellen Gegners) Nachdem die zu programmierenden Komponenten im Unterricht anhand der Anwendungsfälle identifiziert wurden, sollen die Lernenden mithilfe des folgenden Aufgabenblatts die Input- und Outputdaten sowie die Algorithmen entwickeln, die in den Komponenten zu implementieren sind. Die Datei util.php, welche die Klasse MySQL_class enthält, ist den Lernenden zur Verfügung zu stellen. Assoziative Arrays Ein wichtiger Aspekt der Programmiersprache PHP sind die "Assoziativen Arrays". Im Gegensatz zu nummerisch indizierten Arrays kann man auf die Elemente (Werte beziehungsweise Values) assoziativer Arrays mithilfe von Strings (Schlüssel beziehungsweise Keys) zugreifen. Dies sollte für die Verarbeitung der Datenbankabfragen ausgenutzt werden, weil es die Lesbarkeit des Codes stark verbessert. Testcode für die PHP-Scripte Die korrekte Funktionsweise der Skripte kann während der Entwicklung zum Beispiel mithilfe eines einfachen XHTML-Formulars getestet werden. Das folgende Listing zeigt den XHTML-Code des Testformulars für das Anmeldeskript login.php: Nach Absendung des Formulars zeigt ein Blick in die Datenbank mit phpMyAdmin sowie auf das zurück gelieferte XML-Dokument, ob das Skript login.php wie gewünscht funktioniert. Für die anderen Skripte ist das Formular entsprechend zu modifizieren. Informationsblätter Als konkretes Beispiel für die Implementierung kann das ausführlich kommentierte Skript register.php herangezogen werden, das auf dem folgenden Infoblatt exemplarisch abgedruckt ist und auf dem auch die Hilfsklasse MySQL_class dokumentiert wird. Programmierung Als Konsequenz der Tatsache, dass die Client-Server-Kommunikation mithilfe von AJAX (Asynchronous JavaScript and XML) realisiert wird, müssen die serverseitigen Komponenten XML-Dokumente produzieren und zurückliefern. Als Root-Element des XML-Dokuments wird in der Demoanwendung in allen Skripten verwendet. Grundsätzlich ist die Namenswahl natürlich beliebig. Es ist jedoch auf Konsistenz zwischen Client und Server zu achten. Hinweis Wenn ein anderer Name für den Root-Tag gewählt werden sollte, muss dies auch in der Datei util.php geändert werden. Innerhalb der XML-Elemente sind etwa unterschiedliche Benutzernamen durch definierte Zeichen wie zum Beispiel senkrechte Striche ( | ) voneinander zu trennen, damit sie clientseitig wieder voneinander getrennt werden können.

Der erste Teil der dreiteiligen Unterrichtssequenz befasst sich mit der Erstellung der aktiven grafischen Benutzerschnittstelle mithilfe von XHTML, CSS und JavaScript. Bei der folgenden Unterrichtseinheit handelt es sich um den ersten von drei Teilen einer umfangreichen handlungsorientierten Unterrichtssequenz, deren Gegenstand die Entwicklung und Umsetzung einer AJAX-unterstützten Webanwendung nach dem Model-View-Controller Prinzip ist. Als Beispiel dient das ebenso bekannte wie einfache Spiel "Tic Tac Toe". Die Lernenden implementieren eine komplexe Webanwendung, indem sie moderne Internet-Technologien und Software-Werkzeuge zielorientiert miteinander kombinieren und anwenden. Schwerpunkte Der erste Teil der Unterrichtssequenz hat zwei Schwerpunkte: Zum einen geht es um die Beschaffung und Konfiguration der erforderlichen Entwicklungswerkzeuge, zum anderen soll die grafische Benutzerschnittstelle so vollständig wie möglich implementiert werden. Dazu gehört die statische Strukturierung und Formatierung der Seite mit XHTML und CSS sowie die dynamische Umschaltung zwischen verschiedenen Ansichten (Registrierungsdialog und Logindialog) mit JavaScript. Umsetzung Die Implementierung soll von den Schülerinnen und Schülern weitgehend selbstständig mithilfe der zur Verfügung stehenden Informationsquellen erfolgen. In Bezug auf die konkrete Gestaltung, zum Beispiel der Farben, Rahmen, Positionierung, werden keine zwingenden Vorgaben gemacht. Hier dürfen die Lernenden ihre Kreativität ausleben. Abhängig von der Leistungsfähigkeit der Lerngruppe kann die Lehrperson situationsabhängig entscheiden, ob Teile der Demoanwendung vorgegeben werden. Ablauf der Unterrichtseinheit Entwicklung der Webanwendung Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich mit der Struktur einer Webanwendung und lernen die vom Autor empfohlene Konfiguration kennen. Das User Interface Die Schülerinnen und Schüler schauen sich die Demoanwendung an, anhand derer sie selbstständig eine Benutzerschnittstelle erstellen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen die Benutzerschnittstelle mithilfe geeigneter XHTML-Elemente strukturieren. die Benutzerschnittstelle mit Cascading Style Sheets (CSS) formatieren. Benutzerinteraktionen mithilfe von Event Handlern und dem Document Object Model (DOM) implementieren. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Informationen in deutsch- und englischsprachigen Internetforen und -tutorien beschaffen, auswerten und für die Entwicklungsarbeit benutzen. die erforderlichen Entwicklungswerkzeuge beschaffen, konfigurieren und benutzen. Thema AJAX I: Realisierung der grafischen Benutzerschnittstelle Autor Dr. Ralf Seliger Fach Web-Programmierung, Informationstechnik, Informatik Zielgruppe Informationstechnische Assistentinnen und Assistenten (Oberstufe) Zeitraum etwa 12 Unterrichtsstunden Medien Computer, Internet Technische Voraussetzungen Rechnerraum mit Internetzugang und Beamer Fachliche Lernvoraussetzungen Die Lernenden sollen über praktische Kenntnisse in der prozeduralen Programmierung verfügen. Planung Verlaufsplan AJAX I Um sicherzustellen, dass die Lerngruppe die grundsätzliche Funktionsweise einer Webanwendung versteht und erläutern kann, dient die Aufgabe auf Arbeitsblatt 1. Komponenten Die Schülerinnen und Schüler sollen sich über die für das Projekt erforderliche Entwicklungs- und Support-Software Gedanken machen. Dabei stellen sie bereits die ersten Planungsüberlegungen für die spätere Realisierung an. Als Grundlage für die Überlegungen dient das Ergebnis der ersten Aufgabe und die folgende Aufgabenstellung. Empfohlene Konfiguration Natürlich gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, eine leistungsstarke Entwicklungsplattform zu konfigurieren. Die Demoversion der Anwendung wurde jedenfalls unter Windows XP mithilfe der folgenden lizenzfreien Komponenten erstellt: XAMPP Dieses Softwarepaket enthält neben einigen anderen Anwendungen einen Apache Webserver, einen PHP Interpreter, ein MySQL Datenbankmanagementsystem und die Webanwendung phpMyAdmin zur manuellen Datenbankadministration. FFW Firefox Webbrowser mit den Extensions IE Tab, Firebug und Web Developer: Der bei der Firefox-Installation optionale DOM Inspector muss aktiviert werden (benutzerdefinierte Installation wählen). HTML-Editor Phase5 optional Versionsverwaltungssystem Subversion optional TortoiseSVN Eine grafische Benutzeroberfläche für Subversion (optional) XAMPP-Paket Das XAMPP-Paket bietet den Vorteil, dass der Webserver, das Datenbankmanagementsystem, der PHP-Interpreter und phpMyAdmin fertig konfiguriert und aufeinander abgestimmt installiert werden. Firefox Browser Der Internet Explorer ist für Entwicklungszwecke nur eingeschränkt zu gebrauchen. Stattdessen sollte der Firefox Browser benutzt werden, der die Installation von Extensions erlaubt, die unverzichtbar für die Entwicklung von Webanwendungen sind. Insbesondere handelt es sich dabei um den Debugger Firebug und die Web Developer Toolbox. Sehr wichtig ist auch der DOM-Inspector, mir dem man sich das Document Object Model einer XHTML-Seite anschauen kann. Mit der Extension IE-Tab kann bei Bedarf das Erscheinungsbild der Seite im Internet Explorer überprüft werden. HTML-Editor Phase5 Der optionale HTML-Editor Phase5 erleichtert die Arbeit unter anderem deshalb, weil er für HTML, JavaScript und PHP Syntax Highlighting Funktionen bereitstellt. Grundsätzlich würde aber ein normaler Texteditor wie zum Beispiel Notepad ausreichen. Subversion Schließlich sei das Versionsverwaltungssystem Subversion erwähnt, das als ausdrücklich empfohlene Option anzusehen ist. Insbesondere bei Anwendungen, die aus vielen unterschiedlichen Dateien bestehen, ist eine Versionskontrolle wichtig, um jederzeit in der Lage zu sein, alte Entwicklungsstadien wieder herzustellen. Demoversion Da der Quellcode der Anwendung in lesbarer Form vorliegt, sollte die Demoanwendung nicht auf den Rechnern der Lernenden installiert werden. Es ist somit erforderlich, dass die Lehrperson die Demoanwendung vorführt und die Funktionalität bis zur Durchführung der Anmeldung mit Hilfe eines Beamers demonstriert. Programmiersprachen Der XHTML-, CSS- und JavaScript-Sprachumfang ist außerordentlich groß. Aus diesem Grund ist es ratsam, den Unterricht auf die für die Anwendung erforderlichen Elemente, Styles und Funktionen zu beschränken. Das vorrangige Ziel der gesamten Unterrichtssequenz ist die Entwicklung der Webanwendung nach dem Model-View-Controller Konzept und weniger die Schaffung eines vollständigen Überblicks über die verwendeten Technologien. Analyse der Ansicht Im ersten Abschnitt sollen die Schülerinnen und Schüler aufgrund der Demoanwendung diejenigen Elemente identifizieren, aus denen die Ansicht besteht, und recherchieren, mit welchen Mitteln sie realisiert und gestaltet werden können. Implementierung der statischen Ansicht Jetzt geht es um die Implementierung und CSS-Formatierung der identifizierten XHTML-Elemente. Als Ergebnis sollen die Schülerinnen und Schüler individuelle XHTML-Dateien und Stylesheets produzieren. Der während dieser Phase produzierte Code ist keinesfalls als endgültig aufzufassen. Es wird im Laufe der weiteren Entwicklung oftmals erforderlich sein, ihn zu modifizieren, zu erweitern oder neu zu strukturieren. Dieses so genannte Refactoring ist gängige Praxis in der Softwareentwicklung. Umschalten zwischen Registrierungs- und Logindialog Die Ansicht existiert nun in statischer Form. Damit können jetzt die ersten dynamischen Funktionalitäten eingebaut werden, wobei die Schülerinnen und Schüler zum ersten Mal mit dem Document Object Model, JavaScript, Events und Event Handlern konfrontiert werden. Die Anwendung besitzt drei unterschiedliche Teilansichten, nämlich den Registrierungsdialog, den Logindialog und das Spielfeld nach erfolgreicher Anmeldung. Zwischen diesen Ansichten ist zustands- beziehungsweise benutzerabhängig umzuschalten. Die von den Schülerinnen und Schülern zu diesem Zweck zu entwickelnden JavaScript-Funktionen werden in eine Datei util.js ausgelagert.

Im Rahmen einer dreiteiligen Unterrichtssequenz soll eine komplexe AJAX-unterstützte Web-2.0-Anwendung handlungsorientiert entwickelt werden.Als Beispiel dient das Spiel Tic Tac Toe, das nach erfolgreicher Implementierung der Anwendung von jeweils zwei Spielenden an beliebigen Computern über das Internet gespielt werden kann. Zielgruppe der Unterrichtssequenz ist die Oberstufe eines Bildungsganges für Informationstechnische Assistentinnen und Assistenten. Bei dem Lerngegenstand handelt es sich um eine typische Web-2.0-Anwendung. Sie ist für die Schülerinnen und Schüler der Zielgruppe praktisch relevant, weil die Bedeutung von AJAX-unterstützten Webanwendungen in der Informationstechnik in Zukunft weiter zunehmen wird.Die Schülerinnen und Schüler sind bereit und in der Lage, eine komplexe Webanwendung zu implementieren, indem sie moderne Internet-Technologien und Software-Werkzeuge zielorientiert miteinander kombinieren und anwenden. Sie orientieren sich bei der Entwicklung an dem Model-View-Controller-Prinzip, um das Datenmodell der Anwendung von der Benutzerschnittstelle zu trennen. Dreiteilung der Unterrichtseinheit Die Schülerinnen und Schüler sollen die Demoanwendung weitgehend selbstständig reproduzieren. Der gesamte Entwicklungsprozess wird in drei Hauptabschnitte gegliedert, die sich im Wesentlichen an der MVC-Architektur orientieren (Teil 1 behandelt die Ansicht, Teil 2 das Modell und Teil 3 die Steuerung). Auf diesem Wege werden sich die Schülerinnen und Schüler das Wesen und die Merkmale der Model-View-Controller-Architektur sukzessive selbstständig erschließen. AJAX I: Realisierung der grafischen Benutzerschnittstelle Der erste Teil der dreiteiligen Unterrichtssequenz befasst sich mit der Erstellung der aktiven grafischen Benutzerschnittstelle mithilfe von XHTML, CSS und JavaScript. AJAX II: Implementierung der serverseitigen Komponenten Der zweite Teil der AJAX-Unterrichtssequenz hat die serverseitigen Elemente der Anwendung zum Thema. AJAX III: Clientseitige Funktionen Der dritte und letzte Teil der Unterrichtsreihe beschäftigt sich mit den clientseitigen Funktionen der Webanwendung. Häusliche Entwicklungsarbeit Um das Projekt zu einem erfolgreichen Ergebnis zu führen, ist es unabdingbar, dass sich die Schülerinnen und Schüler auch zu Hause mit dem Projekt befassen. In der Praxis bedeutet das, dass im wöchentlichen Unterricht lediglich die Grundlage für die häusliche Entwicklungsarbeit der jeweils folgenden Woche gelegt wird. Nützlich ist dabei, wenn die Lerngruppe auch während dieser Zeit Gelegenheit hat, Fragen zu stellen und Probleme zu diskutieren (etwa via E-Mail oder mithilfe einer Lernplattform wie Moodle . Es ist unerlässlich, dass für die Unterrichtsgespräche ein gemeinsames Vokabular zur Verfügung steht, das sowohl Lehrkraft als auch Schülerinnen und Schüler sicher beherrschen. Insbesondere handelt es sich dabei um die folgenden Begriffe: Klassen, Objekte, Attribute und Methoden Der Punktoperator zum programmatischen Zugriff auf Attribute und Methoden eines Objekts Ereignisse (Events) und Ereignis-Behandlungsroutinen (Event Handler) Darüber hinaus ist es erforderlich, dass die Schülerinnen und Schüler über praktische Kenntnisse in der prozeduralen Programmierung (vorzugsweise mit C) verfügen. Elemente und Begriffe wie die folgenden dürfen keine Fremdwörter sein, sondern sollten von den Schülerinnen und Schülern aktiv für die Implementierung von Algorithmen angewendet werden können. Datentypen, globale oder lokale Variablen, Wertzuweisungen Arrays Funktionen for-, while- und do-, while-Schleifen if-, else if-, else- und switch-/case-Kontrollstrukturen Diese Kenntnisse stellen eine notwendige Grundlage für die erfolgreiche Arbeit mit JavaScript und PHP im Rahmen der gesamten Unterrichtssequenz dar. Demoversion Eine Demoversion liegt vor und muss vor Beginn der Unterrichtssequenz auf dem Lehrerarbeitsplatz funktionsfähig installiert sein. Dazu gehört auch die weiter unten beschriebene Entwicklungssoftware. Zeitplanung Insgesamt orientiert sich der Unterricht am Modell der vollständigen Handlung . Besonders für die verschiedenen Planungsphasen (Beschaffung und Konfiguration der Entwicklungswerkzeuge, Analyse der Funktionalitäten der Demoanwendung) sollte hinreichend viel Zeit eingeplant werden. Entwicklung und Implementierung der Webanwendung Die folgenden Ausführungen, Informations- und Arbeitsblätter sind der Versuch, die Entwicklung und Implementierung der Webanwendung sowohl fachlich als auch didaktisch in möglichst folgerichtige Schritte aufzuteilen, so dass die Anwendung von den Lernenden innerhalb von etwa 40 Unterrichtsstunden programmiert werden kann. In Hinblick auf die Zweckmäßigkeit der gewählten Aufteilung kann es durchaus unterschiedliche Meinungen geben. Da der gesamte, weitgehend kommentierte Quellcode der getesteten und funktionsfähigen Demoanwendung vorliegt, kann jederzeit von dem vorgeschlagenen Weg abgewichen werden. Lehrkraft als Berater Unabdingbar ist allerdings, dass die Lehrperson den Code und die Funktionsweise der Demoanwendung sehr gut kennt, um den Lernenden nötigenfalls Hinweise und Hilfestellungen geben zu können. Freier Aufbau der Implementierungen möglich Es ist dagegen nicht notwendig, dass die Schülerinnen und Schüler den Code der Demoanwendung 1:1 reproduzieren. Sowohl serverseitig als auch clientseitig sind, bedingt durch den Sprachumfang von JavaScript und PHP, viele unterschiedliche Implementierungen denkbar.

Das Computeralgebrasystem MuPAD dient im Rahmen einer fächerübergreifenden Projektarbeit als Werkzeug zur Gewinnung von Einsichten in die mathematischen Grundlagen der Zentralperspektive. Zudem stehen auch ideengeschichtliche Aspekte im Vordergrund. Querverbindungen zwischen Wissenschaft und Kunst aufzuzeigen, ist in Lehrplänen ein oft genanntes Bildungsziel, das jedoch selten konkretisiert wird. Doch so befruchtend in der Geschichte der Disziplinen Kunst und Mathematik Berührungen und Begegnungen waren, so anregend können sie für den Unterricht sein. Sagt man von der Philosophie, sie sei "ihre Zeit in Gedanken gefasst" (Georg Wilhelm Friedrich Hegel), so kann man von der Kunst sagen, sie sei ihre Zeit in Bildern ausgedrückt. Die Beschäftigung mit der Zentralperspektive, insbesondere mit einer Betrachtung im kunsthistorischen Längsschnitt, gibt Zugriff auf Querverbindungen zwischen Mathematik, Kunst und Philosophie und legt offen, dass epochale Veränderungen nie Sache einer Wissenschaft oder der Gesellschaft allein waren, sondern als Strömung stattfanden, die alle Bereiche von Kultur und Zivilisation umfasste. Von Leonardo da Vincis Äußerung "Die erste Absicht des Malers ist, zu machen, dass eine ebene Fläche sich als ein erhabener [ ... ] Körper darstelle" bis zu Magrittes "Ich benutze die Malerei um das Denken sichtbar zu machen" erfolgt ein Paradigmenwechsel von der Nutzung der Möglichkeiten der Zentralperspektive zum Aufbau einer Illusion der Realität bis zur Nutzung ihrer Defizite zur Zerstörung dieser Illusion und des Aufbaus eines anderen Verständnisses von Realität. Der Unterricht sollte beim Thema Zentralperspektive die Gelegenheit nutzen, ideengeschichtliche Querverbindungen aufzuzeigen. Dieses Anliegen steht in den Materialien dieser Unterrichtseinheit im Vordergrund. Die Unterrichtseinheit ist zwar für den Einsatz in der Jahrgangstufe 11 konzipiert, die MuPAD-Animationen können jedoch durchaus schon unterstützend in den Klassen 7 oder 8 verwendet werden (Beamerpräsentation), in denen ein erster Zugang zum zentralperspektivischen Zeichnen vermittelt wird. Historische Entwicklung und Wandlung Von der Definition der handwerklichen Grundlagen in der Renaissance bis zur Benutzung der Zentralperspektive zur Offenlegung des Illusionären im 20. Jahrhundert Hinweise zum unterrichtlichen Einsatz Welche Einsichten können mithilfe des Computeralgebrasystems bei der experimentellen Annäherung an die Zentralperspektive gewonnen werden? Arbeitsmaterialien Alle Materialien der Unterrichtseinheit im Überblick Die Schülerinnen und Schüler sollen Abbildungseigenschaften der Zentralprojektion als Regeln der zentralperspektivischen Darstellung erkennen (Mathematik). Einblick in die Entwicklung der zentralperspektivischen Darstellung bei Künstlern von der Renaissance bis zur Moderne gewinnen (Bildende Kunst). Thema Nutzung von Eigenschaften der Zentralprojektion als Zeichenregeln zur Darstellung des Raumes in der Ebene Autor Rolf Monnerjahn Fächer Mathematik, Bildende Kunst Zielgruppe Jahrgangsstufe 11 Zeitraum etwa 8-11 Stunden Technische Voraussetzungen Verfügbarkeit von MuPAD/MathWorks Renaissance - Definition handwerklicher Grundlagen Die Anfänge der zentralperspektivischen Darstellung liegen in der Renaissance. Sie sind verbunden mit einer Hinwendung zum Diesseits nach der Jenseitsorientierung des Mittelalters. Anfänglich werden zentralperspektivische Elemente naiv und unkritisch verwendet: Kanten von Gebäuden, Fugen von Kacheln und ähnliches laufen in die angenommene Tiefe hinein schräg aufeinander zu, ohne sich an einem definierten Fluchtpunkt zu orientieren. In Italien stellen Künstler wie Leon Battista Alberti (1404-1472) und Filippo Brunelleschi (1377-1446), in Deutschland Albrecht Dürer (1471-1528), die zentralperspektivische Darstellung teilweise mithilfe der Mathematik auf eine gesicherte, aber eher noch als handwerklich zu bezeichnende Grundlage. Das Hilfsliniengerüst aus Fluchtlinien und Parallelen zum Bildrahmen genügt aus heutiger Sicht nur einfachen Objektanordnungen. 17. Jahrhundert - das solide mathematische Fundament Im 17. Jahrhundert gibt der französische Architekt und Mathematiker Gérard Desargues (1591-1661) der Zentralperspektive ein ausgereiftes mathematisches Fundament (in dem er übrigens die Euklidische Geometrie überschreitet). Künstler wagen sich jetzt auch an Darstellungen heran, die zwei Fluchtpunkte enthalten. 19. und 20. Jahrhundert - Technik, Offenlegung des Illusionären Ab dem 19. Jahrhundert wird die zentralperspektivische Darstellung eher für die technische Zeichnung bedeutsam als für die Kunst. Gleichwohl erlebt die Zentralperspektive eine Wiedererweckung im Surrealismus des 20. Jahrhunderts. Mit der Perfektion der künstlerischen zentralperspektivischen Darstellung ist aber ihre Überwindung hinsichtlich ihrer ideellen Ursprünge verbunden - sie wird nicht mehr zum Aufbau der Illusion von Wirklichkeit genutzt, sondern geradezu zur Offenlegung des Illusionären, beziehungsweise einer Realität hinter dem Augenscheinlichen. Etliche Künstler machen dabei vor allem Gebrauch von Effekten, die auf dem Verlust der Tiefeninformation bei der Zentralprojektion beruhen. Bruno Ernst, "Der Zauberspiegel des M.C. Escher", Köln 1994 Keine MuPAD-Grundkenntnisse erforderlich Für den Umgang mit dem in der Unterrichtseinheit MuPAD-Notebook (zentralperspektive.mn) müssen keine Grundkenntnisse im Umgang mit MuPAD vorhanden sein, da nur fertige MuPAD-Prozeduren genutzt werden. Eine elementare Einführung in die Handhabung des Computeralgebrasystems MuPAD bietet das vom Autor dieser Unterrichtseinheit verfasste Buch "MuPAD im Mathematikunterricht" (Cornelsen, ISBN: 978-3-06-000089-0). Fächerverbindend - Bildende Kunst und Mathematik Die hier vorgestellte Unterrichtseinheit ist eine von zweien zu dieser Thematik. Sie widmet sich dem Thema eher aus der Sicht der Bildenden Kunst, während die andere mehr auf der Seite des Fachs Mathematik steht (siehe Unterrichtseinheit Abbildung des Raums in die Ebene - Zentralprojektion im Fachportal Mathematik). Die Fähigkeiten zur Interpretation einer zentralperspektivischen Darstellung fallen individuell gleichermaßen unterschiedlich aus wie die Fähigkeiten zur Herstellung einer zentralperspektivischen Zeichnung. Darauf muss der Unterricht sich einrichten. Es sollten einige Grundbegriffe vermittelt werden, damit sprachliche Äußerungen über zentralperspektivische Darstellungen eine Grundlage haben. Darüber hinaus sind aber vor allem die MuPAD-Darstellungen mit ihren manipulativen Möglichkeiten (MuPAD-Notebook "zentralperspektive.mn") dazu gedacht, sich dem Thema eher experimentell zu nähern. Wie weit dann Einsichten gewonnen werden - wie sie im folgenden Text zusammenfassend aufgezählt werden - ist dann Sache der einzelnen Schülerinnen und Schüler. Die Normale zur Projektionsebene durch den Augpunkt heißt Hauptsehstrahl. Der Schnittpunkt des Hauptsehstrahls mit der Projektionsebene heißt Hauptpunkt. Parallelenscharen von Geraden, die parallel zur Projektionsebene verlaufen, werden als Parallelenscharen abgebildet (die Parallelität bleibt erhalten; nicht erhalten bleibt allerdings der Abstand der Parallelen). Alle zur Projektionsebene nicht parallelen Parallelenscharen werden als Geradenbüschel abgebildet. Alle Schnittpunkte solcher Geradenbüschel heißen Fluchtpunkte. Der Schnittpunkt eines Geradenbüschels, das Bild einer zur Projektionsebene normalen Parallelenschar ist, ist der Hauptpunkt. Ist der Hauptpunkt Ursprung eines orthogonalen, dreiachsigen Koordinatensystems und ist die Projektionsebene die xz-Ebene, so heißt die xy-Ebene Horizontalebene. Alle Fluchtpunkte der Bilder von Parallelenscharen, die in zur Horizontalebene parallelen oder orthogonalen Ebenen liegen, liegen auf der Schnittgeraden von Horizontalebene und Projektionsebene (der x-Achse). Diese heißt Horizont. Je kleiner der Betrag des Winkels einer Geraden aus einer solchen Parallelenschar gegen die Projektionsebene ist, um so größer ist der Abstand des zugehörigen Fluchtpunkts vom Hauptpunkt (Grenzfall Parallelität zur Projektionsebene: der Abstand ist unendlich). Bei der Zentralprojektion bleibt die Größe einer Strecke nicht erhalten (es sei denn, sie liegt in der Projektionsebene selbst). Je größer der Abstand einer Strecke zur Projektionsebene (und zum Augpunkt) ist, desto kleiner wird ihre Bildstrecke. Bei Strecken, die parallel zur Projektionsebene liegen, bleiben Teilstreckenverhältnisse erhalten (in Abb. 1 durch die Farbgebung gelb-violett angedeutet). Die MuPAD-Prozedur "ZPszene(Augpunkt,Winkel)" erlaubt uns noch einen Schritt weiter zu gehen: Unter "Winkel" können (durch Komma getrennt) bis zu drei Winkel in Grad angegeben werden. Der zweite aufgezählte Winkel lässt die Szene um die x-Achse rotieren, so dass beobachtet werden kann, was geschieht, wenn man eine Fotokamera schräg nach oben auf Gebäude richtet: Vertikale, in der Wirklichkeit parallele Linien, laufen im Bild nach oben zusammen - die Parallelen im Gegenstandsbereich entfernen sich nach oben von der Projektionsebene, der wiedergegebene Abstand muss also immer kleiner werden. Es entstehen Fluchtpunkte außerhalb der Horizontgerade. Es gibt Ebenen, deren zentralperspektivisches Bild eine Gerade ist (alle Ebenen durch den Augpunkt; das Bild der Horizontalebene ist der Horizont). Es gibt Geraden, deren zentralperspektivisches Bild ein Punkt ist (alle Geraden durch den Augpunkt; das Bild des Sehstrahls ist der Hauptpunkt). Diese Feststellungen sind die Voraussetzung für die Darstellung so genannter "unmöglicher" Objekte (Abb. 2), aber auch für ungewollte Fehler in perspektivischen Darstellungen.

In diesem Unterrichtsprojekt haben Grundschulkinder einen Audioguide zu ihrer Schulumgebung erstellt. Die Schülerinnen und Schüler der Galilei-Grundschule in Berlin-Kreuzberg lernten dabei nicht nur ihre Heimat besser kennen, sondern verbesserten auch ihre Sprachkenntnisse. In der näheren Umgebung der Galilei-Grundschule finden sich viele Orte, über die etwas erzählt werden kann. Die Schule liegt in der berühmten Friedrichstraße, die durch die Stadtteile Kreuzberg und Mitte verläuft. Die Straße mündet in den Mehringplatz, der im 18. Jahrhundert als repräsentativer Stadtplatz an einem Stadttor, dem Halleschen Tor, angelegt wurde. Denkmale aus dem 19. Jahrhundert erinnern an die napoleonischen Befreiungskriege. Auch die Denkmalkultur des 20. Jahrhunderts hat hier Objekte hinterlassen. Fußläufig nur wenige Minuten entfernt befinden sich der berühmte Checkpoint Charlie und das Jüdische Museum. Das Projekt "Audioguide zum Mehringplatz in Berlin-Kreuzberg" wurde im fächerübergreifenden Unterricht mit fünften Klassen an der Galilei-Grundschule in Berlin-Kreuzberg realisiert. An der Schule lernen sehr viele Kinder mit Einwanderungshintergrund. Ein Audioguide-Projekt, wie hier beschrieben, bietet zahlreiche Anlässe zur Sprachförderung, zum Üben der Texterstellung und zur Beschäftigung mit der Umgebung der Schule sowie dem Wohnort. Die Schulumgebung Direkt unter den Füßen die Friedrichstraße, fünf Minuten nach rechts der Checkpoint Charlie, drei Minuten nach links der Mehringplatz, die Friedenssäule und das Hallesche Tor und der Pfad der Visionäre; einmal über die Straße geschaut: Sockel ohne Denkmäler, einmal um die Ecke und ein wenig geradeaus das Jüdische Museum. Das sind einige der "Besonderheiten", wenn man aus der Galilei-Grundschule in Berlin-Kreuzberg auf die südliche Friedrichstraße tritt. Stationen des Projekts zum Mehringplatz Viktoria von der Friedenssäule Den Mittelpunkt des Mehringplatzes bildet eine 19 Meter hohe Marmorsäule, die "normalerweise" von einer bronzenen Statue, der Viktoria, gekrönt ist. Durch Kriegsschäden, Umweltbelastungen und zunehmende Erschütterung durch die darunter verlaufende U-Bahntrasse musste die Figur im Jahr 2007 abgebaut werden. Im Projekt wurde der Figur, deren Rückkehr wegen des notwendigen finanziellen Aufwandes in Frage steht, viel Aufmerksamkeit gewidmet. Weitere Stationen des Guides Friedrichstraße Mehringplatz Denkmale in der Schulumgebung Checkpoint Charlie Geschichte der U-Bahnlinie 6 und ihrer Geisterbahnhöfe zur Zeit des geteilten Berlins Pfad der Visionäre (Bodeninstallation im öffentlichen Raum) Stolpersteine (Objekte der Erinnerungskultur an die NS-Zeit) Kaufhaus Lafayette ein Schokoladenladen in der Nähe des Gendarmenmarkt in Berlin-Mitte Exemplarisches Beispiel: "Der Pfad der Visionäre" Das Objekt aufsuchen und Eindrücke beschreiben In einem ersten Termin suchen drei bis fünf Schülerinnen und Schüler gemeinsam mit der Lehrkraft den Pfad der Visionäre auf und sehen ihn sich genau an. Die Installation besteht aus 25 in den Boden eingelassene Platten, auf denen aus jedem Land der Europäischen Union ein Zitat einer bedeutenden Persönlichkeit zu lesen ist. Die Kinder betrachten die einzelnen Platten und reden über die Zitate. Interview mit einem Akteur Anschließend suchen die Kinder gemeinsam mit der Lehrkraft das Projektbüro des Künstlers auf und vereinbaren einen Termin für ein Interview. Nach der Aufarbeitung des Besuchs im gemeinsamen Gespräch werden die Kinder gebeten, jeweils fünf Fragen zum Pfad für das Interview zu entwickeln. Was sind Visionäre? Warum habt ihr den Pfad gemacht? Wann habt ihr den Pfad gemacht? Muss der Pfad oft repariert werden? Warum gibt es nicht die Türkei auf dem Pfad der Visionäre? Zum nächsten Projekttermin sucht die Arbeitsgruppe für das Interview das Büro des Künstlers Voges auf. Ausgerüstet sind sie mit den ausgearbeiteten Fragen und einem digitalen Aufzeichnungsgerät. Infos aufarbeiten und Text verfassen Mit Informationen ausgestattet verfassen die Mädchen und Jungen Texte, die in einem ruhigen Zimmer der Schule eingesprochen werden. Aus den Original-Schülertexten und Ausschnitten aus dem Interviewmaterial erstellt die Lehrkraft den Hörbeitrag und stellt ihn den Kindern vor. Je nach Objekt, Gruppenzusammensetzung, Eignung des Materials und zur Verfügung stehender Zeit variiert die Vorgehensweise bei den einzelnen Beiträgen. Praktische Erfahrungen Exkursionen mit Extras Den einzelnen Hörbeiträgen des Audioguides liegen Exkursionen zugrunde, an denen die jeweilige Arbeitsgruppe teilgenommen hat. Dazu gibt es mit einer Klasse eine Exkursion in die Restaurationswerkstatt, in der die zentrale Figur des Mehringsplatzes, die Viktoria von der Friedenssäule, momentan zwischengelagert wird. Dort haben die Schülerinnen und Schüler auch die Möglichkeit, selbst unter Anleitung handwerklich tätig zu werden und sogar zu schmieden. Individuelle Wahrnehmungen akzeptieren Eine Herausforderung des Projektes ist der Respekt vor den Wahrnehmungen der Kinder. Der Schülerblick auf die Umgebung und das Ziel - Darstellung des Umfeldes für Hörer des Audioguides - müssen sensibel miteinander verbunden werden. "Kleine Lokalpatrioten" - Integration leben Neben den sprachfördernden Effekten, dem Zugewinn von Orientierung im Lebensumfeld sowie der Einführung in die verwendete Technik leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur vielfach geführten Integrationsdiskussion. In unserem Fall haben zahlreiche Schülerinnen und Schüler mit Migrationshintergrund einen Expertenstatus in Heimatkunde erlangt. Ein Redakteur, der die Klasse 5c (mit einem hundertprozentigen Einwanderungshintergrund) besucht hat, nannte die Schulkinder anschließend in einem Artikel wohlwollend "kleine Lokalpatrioten". Thema Einwanderungsgeschichte Anhand der Einwanderungsgeschichte nach Berlin-Kreuzberg wird die Einwanderung der Familien der Schülerinnen und Schüler nach Berlin in den letzten 40 Jahren thematisiert. Mehrwert für den Spracherwerb Zahlreiche Motivationseffekte Die Einbindung eines Audioprojekts in den Unterricht zeigt zahlreiche Effekte der Sprachförderung und der Motivation. Die meisten Schülerinnen und Schüler begeben sich fröhlich und in lockerer Pose vor den Rechner, setzen das Headset (Kopfhörer plus Mikro) auf und legen los. Ein erster Schreck und das Gefühl der Überforderung lassen nicht lange auf sich warten. Doch diese wirken sich offenkundig bald leistungsmotivierend aus. Die Leistung wird zwar mithilfe der Aufnahmetechnik dokumentiert, aber die Benutzer und der Sounddesigner entscheiden am Ende, was wirklich davon preisgegeben wird - natürlich nur das Beste, ein flüssig gelesener, guter Text! Erfolgserlebnisse für alle Kinder Das Material kann nachbearbeitet werden, und ein großer Fortschritt wird sichtbar. Im Lesen oder Sprechen schwächere Kinder können durch digitale Bearbeitung auf diese Weise zu großen Erfolgserlebnissen gelangen. Doch schon bevor es zu einer Nachbereitung kommt, zeigen sich Effekte: Ein Mikrofon vor der Nase zu haben und die Ausschläge der Anzeige auf dem Bildschirm zu sehen, steigert die Motivation. Auch die Möglichkeit, nur einzelne Wörter, Wortgruppen oder Satzteile lesen zu müssen und dann die Pausentaste betätigen zu können, entspannt und spornt zugleich an. Transfermöglichkeit Die Lage der Galilei-Grundschule in Berlin-Kreuzberg, nahe der Grenze zum Stadtteil Berlin-Mitte mit Sehenswürdigkeiten und Orten des Gedenkens, eignete sich für einen Audioguide. Wir denken, dass der Projektansatz, den Blick für die Umwelt und deren Geschichte(n) zu schärfen, sich auch für andere Orten eignet. Zielgruppe für unser Produkt, das in einer Auflage von 280 CDs produziert wird, sind unter anderem die Familien der Schülerinnen und Schüler. Wir hoffen auf Interesse und Gesprächsanlässe in den Familien. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen ihr Wohnumfeld kennen. berichten über die Besonderheiten "ihres Kiez". verfassen Texte zum Hören, verfolgen das Prinzip "Sehen mit den Ohren". lernen zielgruppenorientiertes Verfassen von Texten. erhalten zusätzliche Angebote in den Bereichen Schreib- und Leseförderung. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen den Audio-Editor Audacity kennen. lernen frei benutzbare Soundbibliotheken kennen. setzen sich mit dem Aufbau und der Wirkung eines Audioguides auseinander. lernen die Methoden der Medienerstellung kennen. reflektieren Informationsverarbeitung via Hörmedien.

GEO-Reporter porträtierten im Jahre 1998 drei Kinder: eines aus Kenia, eines aus Vietnam und eines aus Deutschland. Wie sieht die Zukunft dieser Kinder aus – in einem armen Entwicklungsland, in einem Schwellenland, in einer reichen Industrienation? Es sind drei Kinder, wie sie unterschiedlicher nicht sein könnten: Francis Mutia David in Kenia, das neunte Kind einer armen Bäuerin. Ha Le Nguyen in Vietnam, der zweite Sohn einer Handwerkerfamilie. Und schließlich Paulina Hoffmann in Deutschland, das erste Kind eines jungen Ehepaares. Diese drei authentischen Kinderschicksale stellen die Ausgangssituationen dar, die die Lernenden veranlasst, sich mit den Lebensbedingungen Gleichaltriger auseinanderzusetzen und die eigenen zu reflektieren. Die besondere Motivation für die Lernenden besteht darin, dass es sich um authentische Kinderschicksale aus unterschiedlichen Ländern oder "Lebenswelten" handelt. Die Schülerinnen und Schüler sind in der Lage, die recherchierten Lebensbedingungen mit der eigenen Kindheit zu vergleichen. Durch die Auseinandersetzung mit "ihrem" Kind können viele Lernende eine emotionale Bindung zum Unterrichtsinhalt entwickeln. Der WebQuest bietet die ideale Basis, um selbstgesteuert anhand ausgewählter Materialien und Links Informationen zu sammeln, zu ordnen und zu präsentieren. Außerdem bietet er alle Informationen von der Aufgabenstellung bis zur Bewertung der Ergebnisse und macht so den Lernprozess transparent. Unterrichtsablauf Mithilfe der Internetrecherche informieren sich die Schülerinnen und Schüler in ihrer Gruppe über die Lebensbedingungen von Kindern in drei unterschiedlichen Ländern. Die Schülerinnen und Schüler sollen sich über die Lebensbedingungen von Kindern in einem der drei Länder informieren. Informationen zu ausgewählten Aspekten (Ernährungslage, Bildungssystem, Lebensstandard, Hygienebedingungen, Rolle von Männern und Frauen) des betreffenden Landes recherchieren. den wahrscheinlichen Verlauf der Kindheit von der Geburt bis zur frühen Jugend in Form eines Lebensbaumes darstellen. besondere Ereignisse im Leben des Kindes (beispielsweise eine Geburtstagsfeier oder Krankheiten) wahlweise in Form eines fiktiven (Online-)Tagebuchs oder eines Rollenspiels präsentieren. Unterschiede von Industrie-, Schwellen- und Entwicklungsländern in den Lebensbedingungen der Menschen kennen lernen. Wieland, Johanna; Frommann, Ronald; Künzig, Andrea u. a. (2000): Menschenkinder. Drei Lebensläufe, drei Welten. Geschichten von unserer Zukunft auf dem Planeten Erde. Hamburg: Gruner & Jahr Deutsche Stiftung Weltbevölkerung (2000): Willkommen Nr. 6.000.000.000. Kenia - Vietnam - Deutschland im Vergleich. Braunschweig: Westermann (Video) Zu Beginn sollte das Video "Willkommen Nr. 6.000.000.000." (20 Minuten) gezeigt werden. Alternativ ist der Einstieg mit Bildern und einem Kurzbericht aus dem Buch "Menschenkinder" (Gruner & Jahr 2000) möglich. Beide Medien zeigen Bilder der ersten sechs Monate aus dem Leben von Francis Mutia in Kenia, von Ha Le in Vietnam und von Paulina in Deutschland. Die Unterschiede in Lebensweise und Umfeld, in Besitz, medizinischer Versorgung und zukünftiger Ausbildung werden anschaulich dargestellt und provozieren unmittelbar Fragen nach der weiteren Zukunft der Kinder. Ebenso können die im WebQuest enthaltenen Schilderungen der Geburt der drei Kinder als Einstieg dienen. Der Lebensbaum Aufgabenstellung und Arbeitsprozess werden gemeinsam besprochen, aufkommende Fragen geklärt. In einem Lebensbaum (auf Plakatkarton) soll dargestellt werden, wie sich die Schülerinnen und Schüler das Leben "ihrer" Kinder in der Zukunft vorstellen. Im Stamm wird das eigentliche Thema des Baumes benannt, also zum Beispiel "Das Leben von Francis Mutia". Von dem Baum sollen dann vier Äste abzweigen. Jeder Ast beschäftigt sich mit einem anderen Aspekt: ein Ast für die Bildung, einer für die Ernährungslage, einer für Lebens- und Hygienestandards, einer für die Rolle der Frau oder des Mannes. Je nach Ausstattung und Vorkenntnissen der Lernenden bietet es sich an, den Lebensbaum mit einem Mindmapping-Programm zu erstellen. Szenisches Spiel oder Tagebuch (Website) Die Lernenden sollen besondere Ereignisse im Leben des Kindes (Geburtstagsfeier, Krankheit) wahlweise in Form eines fiktiven (Online-)Tagebuchs oder eines Rollenspiels präsentieren. Die Ergebnisse sollen dem Publikum etwas über den bisherigen Lebenslauf und die Lebensbedingungen in dem betreffenden Land vermitteln. Für die Erstellung einer Website sollte ein Zugang für die Schülerinnen und Schüler bei lo-net² eingerichtet werden. Die Arbeit mit dem Websitegenerator ist ebenfalls im WebQuest erklärt. Gruppenarbeit Es werden Gruppen gebildet, die sich arbeitsteilig mit den Lebensbedingungen eines der vorgestellten Kinder auseinandersetzen. Die Gruppeneinteilung erfolgt entweder durch die Lehrkraft oder die Lernenden selbst. Eine Gruppenstärke von sechs Schülerinnen und Schülern sollte nicht überschritten werden. Material und Links Der WebQuest enthält sowohl konkrete Informationsblätter zu den geforderten Aspekten als auch aktuelle Links zu ausgewählten Inhalten im Internet. Damit ist selbst bei kurzfristiger Änderung der Internetquellen der Erfolg der Reihe nicht gefährdet, und verlässliche Basisinformationen sind gewährleistet. Ergebnisse und Bewertung In dieser Phase werden die Lebensbäume präsentiert und miteinander verglichen. Wesentliche Unterschiede in den Lebensbedingungen sollten benannt und falls erforderlich schriftlich in einer Gegenüberstellung festgehalten werden. Die Bilder der Zukunftsbäume sollten auf der bearbeiteten Website veröffentlicht werden. Anschließend erfolgt die Vorführung der Rollenspiele beziehungsweise die Präsentation der Tagebücher mittels Beamer. Eine gemeinsame Bewertung der Ergebnisse anhand der im WebQuest veröffentlichten Kriterien schließt die Unterrichtsreihe ab.

In diesem Unterrichtsprojekt für die Fächer Deutsch und Religion in der Sekundarstufe II interpretieren Schülerinnen und Schüler den Film "Metropolis" auf verschiedenen Ebenen. Wäre in der Weimarer Republik jemand auf die Idee gekommen, sich mit der Klasse den Film "Metropolis" anzuschauen, wäre es sicher zu Erklärungsproblemen gekommen, wenn diese Handlung gegenüber Vorgesetzten hätte begründet werden sollen. Schließlich galt der Film als künstlerischer Misserfolg, der auch in der zeitgenössischen Presse meist verrissen wurde. Heute, knapp 80 Jahre nach der Premiere, stellt sich die Situation anders dar: Metropolis wurde 2001 neben der Symphonie Nummer 9 von Beethoven und dem literarischen Nachlass Goethes ins Weltdokumentenerbe der UNESCO aufgenommen. Der Film feierte 1984 (neu vertont von Giorgio Moroder) in Cannes eine Wiedergeburt als Kultfilm der Popkultur und wurde zur Stil-Vorlage weiterer Filme, unter ihnen "Star Wars" von George Lukas und James Camerons "Titanic". Filmarbeit bereitet auf Literaturarbeit vor Die Arbeit mit Filmen gehört schon seit vielen Jahren zum Unterrichtsalltag. Meist wird die Filmschau jedoch nicht dazu genutzt, einzelne Filmszenen genauer zu analysieren oder Szenen zu vergleichen. Dabei stellt die Filmanalyse eine für die Schülerinnen und Schüler spannende Art und Weise dar, sie mit Interpretationsverfahren vertraut zu machen, die sich auch in der Literaturwissenschaft finden lassen. Filme und literarische Texte können - wie hier deutlich wird - unter verschiedenen Aspekten interpretiert werden. Ablauf der Unterrichtseinheit Einstieg: Filmschau und Gruppenarbeit In dieser Unterrichtstunde schauen sich die Schülerinnen und Schüler den Film an und diskutieren in Gruppen. 1. Deutschstunde: Interpretationsverfahren Die Klasse setzt sich mit dem historisch-kritischen Interpretationsverfahren auseinander. 2. Deutschstunde: Die Epoche des Expressionismus Die Schülerinnen und Schüler erstellen eine MindMap zum Thema "Expressionismus" und stellen die stilistischen Besonderheiten des Expresionismus vor. 3. Deutschstunde: Einführung in die Filminterpretation Die Schülerinnen und Schüler besprechen verschiedene Interpretationsverfahren und versuchen selbst die Filmsymbolik zu interpretieren. 1. Religionsstunde: Biblische Motive in Metropolis Die Lernenden suchen nach religiösen Symbolen im Film. Anhand eines Arbeitsblatts diskutieren sie Über deren Verwendung. 2. Religionsstunde: Zivilisationskritik In der letzten Stunde lernen die Jugendlichen die Geschichte vom Turmbau zu Babel kennen und vergleichen sie mit dem Film. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen anhand des Films "Metropolis" einen Einblick in die Epoche des Expressionismus bekommen. anhand einer PowerPoint-Präsentation wichtige Stationen der Rezeptionsgeschichte des Films kennen lernen. erkennen, wie wichtig die Berücksichtigung des historischen Kontextes für die Interpretation eines Kunstwerkes ist. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen am Beispiel von "Metropolis" einen Einblick in die Methoden der Filmanalyse erhalten. erkennen, dass selbst scheinbar triviale Filme bei näherer Betrachtung eine "zweite Bedeutungsebene" offenbaren. grundlegende Interpretationsverfahren der Filmwissenschaft kennen lernen und erkennen, dass sie sich im Grunde kaum von denen der Literaturwissenschaft unterscheiden. Einführung in den Film Nach einer kurzen Einführung in den Film mithilfe des ersten Arbeitsblattes schauen sich die Schülerinnen und Schüler den Film "Metropolis" an. Am Ende des Auftakts kann eine fünfzehnminütige Pause eingelegt werden. Anhand einer PowerPoint-Präsentation erhält die Klasse anschließend einen Einblick in wichtige Stationen der Rezeptionsgeschichte des Films. Filmschau Die Filmschau sollte an einem Nachmittag stattfinden, um den Film in Ruhe und in seiner ganzen Länge sehen zu können und die anschließende Gruppenarbeit zu den Musikvideos von Queen und Madonna durchzuführen. Gruppenarbeit Die Schülerinnen und Schüler werden auf zwei Räume aufgeteilt, die jeweils mit einem Computer und Beamer sowie einer DVD mit dem jeweils zu bearbeitenden Musikvideo ausgestattet sind. Gruppe 1 bearbeitet das Video "Express yourself" von Madonna; Gruppe 2 befasst sich mit dem Musikvideo "Radio Ga Ga" von Queen. Die Schülerinnen und Schüler tragen der Klasse die Ergebnisse der Gruppenarbeit vor. Anschließend werden die Ergebnisse in einem Unterrichtsgespräch diskutiert. DVD "Metropolis" Musikvideo "Express Yourself" von Madonna (erhältlich auf der DVD "Madonna - The Immaculate Edition") Musikvideo "Radio Ga Ga" von Queen (erhältlich auf der DVD "Queen - Greatest Video Hits 2") Zeitgeschichtliche Bezüge Die Schülerinnen und Schüler sollen in einem einleitenden Unterrichtsgespräch überlegen, welchen zeitgeschichtlichen Bezug aktuelle Filme aufweisen. Als Beispiel kann "Krieg der Welten" von Steven Spielberg angeführt werden, der viele Anspielungen auf die Anschläge des 11. September 2001 enthält. Geschichtliche Hintergründe Anschließend liest ein Schüler oder eine Schülerin das ausgeteilte Arbeitsblatt "Metropolis - der geschichtliche Hintergrund" vor. Die Schülerinnen und Schüler diskutieren daraufhin in Partnerarbeit über die Frage, wie der Film "Metropolis" den technischen Fortschritt der 1920er Jahre bewertet. Die Ergebnisse werden anschließend der Klasse vorgestellt und diskutiert. Gedichtinterpretation Ein Schüler oder eine Schülerin liest das Gedicht "Städter" von Alfred Wolfenstein vor. Anschließend wird besprochen, wie in diesem lyrischen Werk, das exemplarisch für viele andere expressionistische Werke steht, das Leben in der Großstadt geschildert wird. Alfred Wolfenstein: Städter Ein Sonett über das Leben in der Großstadt Basistext lesen Zwei Schülerinnen oder Schüler lesen jeweils eine Hälfte des Textes "Expressionismus" von Margarete Susman vor. MindMap erstellen Die Klasse setzt sich um ein in der Mitte der Klasse befindliches Plakat, in dessen Zentrum das Wort "Expressionismus" steht. Ausgehend von diesem Begriff sollen sie Stichworte, die diese Epoche charakterisieren, in Form einer MindMap auf dem Plakat notieren. Anschließend werden wesentliche Stilmerkmale des expressionistischen Films anhand einer ausgeteilten Übersicht vorgestellt. Filminterpretation Zu Beginn der Stunde wird den Schülerinnen und Schülern am Beispiel des Films "Alien" aufgezeigt, wie eine detaillierte Filminterpretation die Wahrnehmung eines Films grundlegend verändern kann. Die Lernenden sollen anschließend einzelne Elemente des Films "Metropolis" aus verschiedenen Blickwinkeln heraus interpretieren und dann ihre Ergebnisse vor der Klasse präsentieren. Trailer "Alien" Den Trailer des Films können sich die Lernenden online ansehen. Arbeitsblätter Dann wird ein Übersichtsblatt ausgeteilt, das verschiedene Interpretationen der Maria und der Maschine in Metropolis zeigt. Das Arbeitsblatt wird durch die Antworten der Lernenden ergänzt. Symbole und ihre Bedeutungen Im Anschluss an die Sammlung der sicherlich divergierenden Deutungen der Symbolik im Film werden unterschiedliche Interpretationsverfahren von Film und Literatur anhand eines Übersichtsblattes besprochen. Es wird darauf hingewiesen, dass die genannten Interpretationsverfahren der Filmwissenschaft sich kaum von denen der Literaturwissenschaft unterscheiden und also auch auf epische Texte, Lyrik und Dramen angewendet werden können. "Matrix" und Bibel Die Schülerinnen und Schüler werden zu Beginn der Stunde gefragt, ob sie den Film "Matrix" kennen und ob sie in dem Film religiöse Anspielungen entdeckt haben. Anschließend werden anhand eines Übersichtsblattes Parallelen zwischen "Matrix" und biblischen Geschichten präsentiert. Religiöse Zusammenhänge Die Schülerinnen und Schüler sollen anschließend in einer Gruppenarbeitsphase nach biblischen Anspielungen in "Metropolis" suchen und diese anschließend vorstellen. Danach werden drei der wichtigsten Parallelen auf einem Übersichtsblatt ausgeteilt und besprochen. Am Ende der Stunde sollen die Schülerinnen und Schüler darüber diskutieren, warum Filme christliche Symbole einbinden. Einstieg über ein Bild Zu Beginn der Stunde kann mithilfe einer bildlichen Darstellung des Turmbaus zu Babel das Vorwissen der Schülerinnen und Schüler abgefragt werden. wikipedia.org: Der Turmbau zu Babel Das Bild von Pieter Bruegel ist hier im Netz zu finden. Textarbeit Anschließend trägt ein Schüler oder eine Schülerin die Geschichte vom Turmbau zu Babel vor. Die Lernenden sollen dann in Stillarbeit diesen Text mit der Darstellung im Film "Metropolis" vergleichen und Unterschiede herausarbeiten. Deutsche Bibelgesellschaft Im ersten Buch Mose, Vers 11.6 ist die Geschichte des Turmbaus zu Babel zu finden. Tafelbild Die gefundenen Unterschiede zwischen biblischer Geschichte und filmischer Umsetzung werden anschließend an der Tafel festgehalten: In "Metropolis" In der Bibel Der Turm wird zerstört. Der Turm bleibt unvollendet. Die Arbeiter zerstören den Turm. Gott verwirrt die Sprache der Menschen. Der Plan zum Turmbau wird von den Herrschern erstellt. Der Turmbau war der Wunsch aller Menschen. Es gibt zwei Klassen von Menschen. Alle Menschen bauen gemeinsam. Im Anschluss an die Stillarbeit soll die Frage geklärt werden, was der Film "Metropolis", die Epoche des Expressionismus und die biblische Geschichte gemeinsam haben. Diese Gemeinsamkeit wird mit dem Schlagwort der "Zivilisationskritik" umschrieben. Ausgehend von zwei Bildern sollen die Schülerinnen und Schüler Gründe dafür nennen, warum man optimistisch beziehungsweise pessimistisch in die Zukunft blicken sollte.

Das Computeralgebrasystem MuPAD dient im Rahmen einer fächerübergreifenden Projektarbeit als Werkzeug zur Veranschaulichung der Entstehung von Marsschleifen. Kenntnisse über den Aufbau des Sonnensystems gehören zum Allgemeinwissen. Jedoch: "Das Bekannte überhaupt ist darum, weil es be kannt ist, nicht er kannt" (G.W.F. Hegel). Mit dem Wissen über den Aufbau des Sonnensystems sollte auch ein Einblick in die Geschichte der Erkenntnis seines Aufbaus verbunden sein und der Weg zu dieser Erkenntnis nachvollzogen werden. Die hier angebotenen Unterrichtsmaterialien sind als mögliche Zusammenfassung der Ergebnisse eines entsprechenden fächerverbindenden Projekts (Mathematik, Astronomie, Geschichte) zu betrachten. Vorbemerkungen zum Thema In der Entdeckungsgeschichte des Aufbaus unseres Sonnensystems mussten die Fakten der Beobachtung astronomischer Abläufe verbunden werden mit der Beurteilung der Bedingtheiten der Beobachtung. Das heißt, mit der Beobachtung selbst musste der Beobachter in den Blick genommen werden. In den Worten des Nikolaus Kopernikus: "Alles, was am Fixsternhimmel an Bewegung erscheint, geht nicht von diesem selber, sondern von der Erde aus". Die Beobachtungsdaten der Planeten sind verwirrend: Mal bewegen sie sich auf Kreisbögen, mal wird ihre Bewegung langsamer oder schneller, mal kommen sie für kurze Zeit scheinbar ganz zum Stillstand, mal erscheinen sie weniger lichtstark, mal mehr - was auf starke Unterschiede in der Entfernung von der Erde hindeutet. Vor allem beim Mars, dem Nachbarplaneten der Erde, beschreiben die beobachteten Positionen einen deutlichen "Looping" (Marsschleife) am Firmament. Fächerübergreifende Aspekte Die Thematik verknüpft Bereiche aus den Fächern Mathematik, Physik und Geschichte. Sie hat darüber hinaus auch philosophische Bezüge und bietet sich daher für ein fächerübergreifendes projektorientiertes Vorgehen an. Allein aus den unterschiedlichen mit der Entwicklung des astronomischen Weltbilds verbundenen Biografien und modellhaften Vorstellungen ergibt sich eine Vielzahl von Referats- oder Facharbeitsthemen. Die Möglichkeiten eines vertieften Eindringens in die Thematik sind enorm - deswegen sind auch die Angaben zum Zeitbedarf der Unterrichtseinheit lediglich als vage Vorgabe zu verstehen. Voraussetzungen und Hinweise zum Einsatz der Materialien Informationen zu den Materialien zum Thema Planetenschleifen Die Schülerinnen und Schüler sollen Epizykloiden als Verkettung zweier Drehungen beschreiben und zur Simulation des Planetenmodells von Tycho Brahe einsetzen können (Mathematik). die Peilung des Mars von der Erde aus betrachtet mathematisch als Gleichung einer Gerade im Raum beschreiben können (Mathematik). die Kräfte erkennen, die die Bewegung der Planeten beeinflussen und die Auswirkung des Fehlens dieser Erkenntnis auf die astronomischen Vorstellungen vor Kepler und Newton beurteilen können (Physik). wesentliche Entwicklungen in der Ausformung unseres astronomischen Weltbilds kennen und zusammenfassend beschreiben können (Geschichte). Thema Marsschleifen - die Entdeckung der Himmelsmechanik Autor Rolf Monnerjahn Fächer Mathematik, Astronomie, Geschichte Zielgruppe je nach mathematischem "Tiefgang" Klasse 10 oder Jahrgangsstufe 11/12 Zeitraum etwa 6 Stunden, fächerübergreifende Projektarbeit Technische Voraussetzung Verfügbarkeit von MuPAD/MathWorks Zur vertiefenden Beschäftigung mit der Thematik sei vor allem verwiesen auf: David L. Goodstein, Judith R. Goodstein, "Feynmans verschollene Vorlesung, Die Bewegung der Planeten um die Sonne", München 1998 Jürgen Teichmann, "Wandel des Weltbildes", München 1983 Für die Durchführung der hier angeregten Projektarbeit müssen für den mathematischen Teil Grundkenntnisse im Umgang mit MuPAD vorhanden sein (Prozeduren, Vektoren, Sequenzgenerator beziehungsweise Zählschleife). Tipps und Anregungen zum Einsatz des CAS bietet das vom Autor dieser Unterrichtseinheit verfasste Buch "MuPAD im Mathematikunterricht" (Cornelsen, ISBN: 978-3-06-000089-0). Die drei in dem MuPAD-Notebook "marsschleifen.mn" aufgelisteten Programme/Befehlsabschnitte stellen für die wichtigsten Modelle der Astronomiegeschichte Simulationen zur Verfügung, die je nach unterrichtlichem Einsatz passiv aufgenommen oder (zum Beispiel in einem Mathematik-Leistungskurs im Rahmen der Analytischen Geometrie) von den Schülerinnen und Schülern selbst gestaltet werden können. Bei einer Durchführung der Unterrichtseinheit in Klasse 10 kann nicht auf den mathematischen Hintergrund der zweiten Simulation eingegangen werden, da für diese Methoden aus der Analytischen Geometrie benötigt werden. In jedem Fall leisten die Visualisierungen einen erheblichen Beitrag zur Steigerung des Vorstellungsvermögens. Sie zeigen, wie sich die Aufbereitung von Daten zur Grafik schrittweise aufbaut. wie astronomische Beobachtungen in der räumlichen Situation zu interpretieren sind. wie die Ableitung mathematisch unterschiedlicher Modelle aus Beobachtungsdaten in der grafischen Darstellung auf kleinem Maßstab zu kaum wahrnehmbaren Unterschieden führt, im astronomischen Maßstab aber überaus relevante Konsequenzen hat. Der in dem MuPAD-Notebook "marsschleifen.mn" dargestellte sachlogische und historische Abriss ist auf die elementaren Fakten reduziert - zum Beispiel wurde auf die Erwähnung des dritten Keplerschen Gesetzes völlig verzichtet. Damit wird der Priorität der Erkenntnis vor dem bloßen Kennen, der Priorität prozeduralen Wissens vor dem Faktenwissen Rechnung getragen. Die mathematischen Grundlagen und die Umsetzung mathematischer Beschreibungen in MuPAD-Kommandostrukturen werden in dem separaten Dokument "marsschleifen_mupad_befehle.pdf" dargestellt. Die Animation "animation_marszykloide.avi" veranschaulicht die Entstehung von Zykloiden des Mars nach dem Planetenmodell Tycho-Brahes. Für das Verständnis der Simulation sei verwiesen auf die Lehrer-Online-Unterrichtseinheit Bewegte Drehungen ? Zykloiden . Mehr als zwei Jahrtausende lang wurde versucht, die gelegentliche Schleifenform der Marsbahn durch ein Modell zu deuten, das auch in der Aufsicht - also nicht nur in der Bahnebene - die Schleife als Bewegungsspur direkt erklärt: als Zykloide, also als Spur der Verkettung zweier Rotationen (siehe Unterrichtseinheit Bewegte Drehungen ? Zykloiden ). Erst die Verwendung hochexakt vermessener Bahndaten und die Frage nach den die Planeten bewegenden Kräfte brachten den Durchbruch zu heutigen Modell unseres Sonnensystems.

In dieser Unterrichtseinheit sollen sich die Schülerinnen und Schüler die zentralen Inhalte zum Thema Geschäftsprozesse selbstständig erarbeiten, um ihre Kenntnisse dann in einer konkreten Handlungssituation anzuwenden. Nachdem die betriebliche Organisationslehre lange von Betrachtungen der Aufbauorganisation geprägt war, hat sich mit dem Einzug von Wertkette und Prozesskostenrechnung der Fokus auf die Ablauforganisation verlagert. Betriebswirtschaftliche Zusammenhänge werden an Prozessen festgemacht und so ein vernetztes Verständnis betrieblicher Abläufe als Basis von Optimierungen gefördert. Nach Internet-Recherchen werden die Lernenden in dieser Einheit mit einer betrieblichen Handlungssituation aus dem Funktionsbereich Beschaffung und Lagerung konfrontiert. Sie sind aufgefordert, für einen Jeansproduzenten eine Ablaufstudie durchzuführen, um die Teilprozesse der Lagerhaltung zu erfassen und zu optimieren. Die Kenntnisse werden verfeinert, geübt und vertieft. Im Rahmen betrieblicher Problemstellungen verwenden die Lernenden ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK) zur Modellierung. So bietet es sich an, die Geschäftsprozesse EDV-basiert abzubilden. Die Bestimmung von Prozesskosten bietet Ansatzpunkte, um von der Ist-Beschreibung zum optimierten Soll-Prozess zu gelangen. Das didaktische Verlaufsmodell des Lernarrangements ist eine handlungsorientierte Lernschleife, in die eine Lernspirale eingebettet ist. Die Lernspirale gliedert das Thema in Arbeitsinseln, welche einzeln in mehrstufigen EVA-Aktivitäten bearbeitet werden. Die Verwendung der Lernspirale erlaubt die wiederholte Beschäftigung mit dem Lerngegenstand unter Nutzung verschiedener Sozialformen (Einzelarbeit, Partnerarbeit, Plenum) und Sinneskanäle. Das selbstständige Erarbeiten der Inhalte steigert die Akzeptanz und verbessert die Nachhaltigkeit des Lernens. Die Schülerinnen und Schüler sind im Rahmen des vorgegebenen Lernkorridors selbst für ihren Lernprozess verantwortlich und bestimmen in der Einzel- wie Teamarbeitsphase individuell ihr Lerntempo. Unterrichtsablauf und Einsatz der Materialien Hier erfahren Sie mehr über den Aufbau und den Ablauf der Unterrichtsstunden sowie den Einsatz der Arbeitsmaterialien. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen ihre kognitive Kompetenz erweitern, indem sie auf Basis von Sachinformationen erarbeiten, welche Merkmale einen Geschäftsprozess ausmachen. ihre Analysekompetenz schulen, indem sie eine Textanalyse durchführen, notwendige Informationen auswählen und zur Modellierung des Lagerhaltungsprozesses anwenden. ihre Abstraktionskompetenz fördern, indem sie eine komplexe betriebliche Realität im Modell abbilden. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen ihre Fähigkeit entwickeln, Informationen zu recherchieren, eine gezielte Auswahl von Quellen vorzunehmen und die wesentlichen Aspekte aufzubereiten. ihre Präsentations- und Visualisierungskompetenz erweitern, indem sie ein Plakat gestalten und dieses unter Zuhilfenahme von Moderationstechniken darlegen. ihre Selbsterschließungskompetenz schulen, indem sie im Rahmen des Lernarragements eine Problemlösung erarbeiten. Thema Der Geschäftsprozess der Warenlagerung in der Public Jeans GmbH Autor Dr. Christoph Dolzanski Fach Wirtschaftslehre, Lernbereiche: Marktorientierte Geschäftsprozesse, Lagerhaltung Zielgruppe Berufsschule (Industriekaufleute), Höhere Berufsfachschule Zeitrahmen 3 Unterrichtsstunden; plus weitere Lerneinheiten je nach Lerngruppe und Integration in die didaktische Planung Technische Voraussetzungen Computer, Internet, Plakate, Metaplankarten, Moderationswände Planung Verlaufsplan Geschäftsprozesse Der Themeneinstieg konfrontiert die Schülerinnen und Schüler mit aktuellen Problemen der Lagerorganisation. Die Beschreibung der Lageraufgaben in der Public Jeans GmbH lässt dabei erahnen, dass die Geschäftsleitung zu Recht Handlungsbedarf in der Organisation der Lagerwirtschaft sieht. Die Klasse erhält den Arbeitsauftrag, der drei Arbeitsphasen enthält, die sukzessive durchlaufen werden. Es empfiehlt sich, die Arbeitsphasen einzeln an die Lerngruppe zu geben. Lernspirale Stufe 1 Die Schülerinnen und Schüler arbeiten zunächst alleine und recherchieren im Internet zum Thema Geschäftsprozesse. Alternativ kann an dieser Stelle mit einem Lehrbuch gearbeitet werden. Die Lernenden sichten die Informationen und halten wichtige Details in Stichpunkten fest. Lernspirale Stufe 2 In dieser Phase wird in Tandems gearbeitet. Die Lernenden tauschen sich über ihre bisherigen Ergebnisse aus und klären Begriffe oder offene Fragen. Im Anschluss diskutieren sie über die gefundenen Merkmale und einigen sich auf jene, die sie im nächsten Schritt auf einem Plakat darstellen wollen. In jedem Team wird ein Plakat erstellt, das wesentliche Aspekte der Geschäftsprozesse beinhaltet. Die Plakate bieten den Vorteil, dass die Inhalte für die weiteren Arbeiten visualisiert und im Raum präsent sind. Zwischenergebnisse und erste Reflexionen Einzelne Plakate werden von ausgewählten Teams präsentiert. Die Lernenden können sich im Plenum nochmals mit den Merkmalen von Geschäftsprozessen befassen. In dieser Phase können die Ergebnisse miteinander verglichen und der Prozess bis zur Auswahl bestimmter Merkmale thematisiert werden. Die Schülerinnen und Schüler sind aufgefordert, die Ergebnisse zu kommentieren und eventuell zu ergänzen. Alle Plakate werden im Klassenraum aufgehängt, um für die weiteren Arbeitsphasen verfügbar zu sein. Methodische Aspekte der Präsentation und Visualisierung können bei Bedarf an dieser Stelle reflektiert werden. Lernspirale Stufe 3 Nun werden zwei Teams zu einer Arbeitsgruppe zusammengeführt und jede Gruppe überlegt, welche Tätigkeiten zu organisieren sind. In diesem Arbeitsschritt kann auch auf ein Lehrbuch zurückgegriffen oder an Auszügen von Lagerhaltungsprozessen systemanalytisch gearbeitet werden. Die Lernenden halten die Teilprozesse und Tätigkeiten schriftlich fest und erstellen Metaplankarten. Diese dienen im Anschluss dazu, den Geschäftsprozess der Lagerhaltung zu modellieren. Mithilfe einer Moderationswand wird der erarbeitete Geschäftsprozess visualisiert. Präsentieren und hinterfragen Im Anschluss stellen alle Gruppen ihr Geschäftsprozessmodell vor. Die Ergebnisse werden verglichen und die fachwissenschaftlichen Inhalte der Handlungsprodukte mittels Reflexionsfragen thematisiert. Die Schülerinnen und Schüler haben in diesem Prozess erneut die Möglichkeit, ihre Geschäftsprozesse zu ergänzen. Sie arbeiten an der logischen Abfolge der Teilprozesse und erstellen die Vernetzung der Prozessbestandteile, soweit dies noch nicht vorgenommen wurde. Reflektieren und überarbeiten Die Lernenden reflektieren ihre Handlungsprodukte und setzen sich mit der Frage auseinander, was der Einzelne im Hinblick auf die Modellierung von Geschäftsprozessen gelernt hat. In einer weiteren Arbeitsphase verfeinern und ergänzen die Schülerinnen und Schüler den modellierten Geschäftsprozess um weitere Aspekte wie Organisationseinheiten oder notwendige Daten. Abhängig vom Kompetenz- und Entwicklungsstand kann das Lernarrangement verändert werden. So besteht die Möglichkeit, mit der Modellierung des Geschäftsprozesses zu beginnen und danach die Fachbegriffe und Merkmale zu erarbeiten. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, den didaktischen Ansatz des systemanalytischen Vorgehens aus der Informatik aufzugreifen und die Lerngruppe mit einem modellierten Geschäftsprozess zu konfrontieren. Dieser wird von den Schülerinnen und Schülern analysiert und in seine Bestandteile zerlegt. Im Anschluss werden die Fachinhalte erarbeitet, um die Ergebnisse auf andere Kontexte anwenden zu können. Eine dritte Variante besteht darin, die Teilprozesse, Aktivitäten und Symbole des Prozesses vorgefertigt auszuteilen, um die Lernenden mit diesen Vorgaben den Geschäftsprozess modellieren zu lassen. In einem weiteren Schritt werden dann die fachinhaltlichen Aspekte erarbeitet. Blank, A., Hagel, H. (et. al): Ausbildung im Industriebetrieb, 1. Ausbildungsjahr, Troisdorf: Bildungsverlag EINS, 2007. Bayer, U., Feist, T. (et. al): Handeln im Industriebetrieb, Grundstufe, Haan-Gruiten: Europa-Lehrmittel, 2003. Mattes, W.: Methoden für den Unterricht, 75 kompakte Übersichten für Lehrende und Lernende, Schöningh: Braunschweig, Paderborn und Darmstadt, 2002.