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Gravitationswellen: erster direkter Nachweis mit Interferometern

Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtseinheit thematisiert den ersten erfolgreichen Nachweis von Gravitationswellen, der 2015 mithilfe zweier riesiger Laser-Interferometer in den USA gelang. Quelle des Ereignisses war die Verschmelzung zweier eng umeinanderkreisender Schwarzer Löcher in einer Entfernung von 1,3 Milliarden Lichtjahren. Die Arbeitsblätter zum ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen bauen auf einem Erklärvideo aus der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen auf. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden. In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten die Schülerinnen und Schüler einige wichtige physikalische Zusammenhänge des als sensationell eingestuften Beobachtungsergebnisses, das den ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen darstellte. Thematisiert werden: die Umlauffrequenz, der Abstand und die Bahngeschwindigkeit der beiden Schwarzen Löcher, die Frequenz und die Amplitude der Gravitationswelle am Ort der Beobachtung sowie die Lokalisierung der Quelle am Himmel. Die Materialien sind so angelegt, dass die Schülerinnen und Schüler ihre Rechenergebnisse stets mit den Daten aus den Originalveröffentlichungen zu dem Gravitationswellenereignis GW150914 vergleichen können. Sie erfahren dabei auch, dass die klassische Gravitationsphysik nach Newton bei der Beschreibung des vorliegenden Phänomens an ihre Grenzen stößt und die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein durch den direkten Nachweis von Gravitationswellen eine weitere wichtige Bestätigung findet. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier "Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht" . Das Thema Gravitationswellen im Unterricht Das Thema Gravitationswellen berührt verschiedene Inhalte der Oberstufenphysik. Insbesondere sind Themen wie Gravitation, Kreisbewegungen und das Michelson-Interferometer von besonderer Relevanz – aber auch Grundkenntnisse der Physik Schwarzer Löcher und Neutronensterne spielen für das Verständnis des Phänomens Gravitationswellen eine wichtige Rolle. In den Lehrplänen sind die Allgemeine Relativitätstheorie und ihre Folgerungen gar nicht oder nur ansatzweise enthalten. Dennoch lassen viele schulinterne Curricula durchaus Luft für besondere Themen, wie zum Beispiel für dieses brandaktuelle Forschungsgebiet der Gravitationswellenastronomie. Gut lässt sich die Thematik in Astronomie-Kurse der Oberstufe, Projektkurse oder Arbeitsgemeinschaften einbauen. Vorkenntnisse Die Lernenden sollten mit dem Gravitationsgesetz Newtons und der Physik der Kreisbewegungen vertraut sein. Auch Begriffe aus der Wellenlehre wie Frequenz, Wellenlänge und Amplitude sollten bekannt sein. Astronomisches Grundwissen, auch zum Thema Schwarze Löcher (auch Schwarzschildradius), ist durchaus hilfreich; es kann aber durch Recherche oder Lehrerhilfe auch während der Bearbeitung der Unterrichtseinheit zum Nachweis von Gravitationswellen vermittelt werden. Dies gilt in ähnlicher Weise ebenso für den Aufbau und die Funktionsweise eines Michelson-Interferometers. Didaktische Analyse Die Berechnungen zu Gravitationswellen beruhen auf der Allgemeinen Relativitätstheorie. Da diese in der Regel schulisch nicht thematisiert wird, ist die Frage berechtigt, ob ein Thema wie Gravitationswellen im normalen Schulalltag überhaupt so umgesetzt werden kann, dass der Unterricht über eine rein qualitative Betrachtung hinausgeht. Die Materialien dieser Unterrichtseinheiten zeigen, dass dies möglich ist, denn viele Rechnungen lassen sich zunächst rein klassisch, also mit der Gravitationsphysik Newtons, durchführen. Dass sich an einigen Stellen, wie beispielsweise bei der Berechnung der Umlaufgeschwindigkeit der Schwarzen Löcher, dann eine deutliche Diskrepanz zu den Vorhersagen der Einstein‘schen Physik zeigt, ist didaktisch positiv zu werten. Es ist aber auch didaktisch vertretbar, fertige Formeln aus der Relativitätstheorie vorzugeben und die Schülerinnen und Schüler nur die entsprechenden Rechnungen durchführen zu lassen. Dies ist zum Beispiel bei der Berechnung der Gravitationswellen-Amplitude der Fall. So lernen die Schülerinnen und Schüler zum einen, dass die Relativitätstheorie das geeignete Handwerkzeug zur Beschreibung extremer physikalischer Verhältnisse zur Verfügung stellt. Zum anderen erfahren sie aber auch, dass ihre Kenntnisse der Mathematik und Physik aus der Oberstufe ausreichen, um sich den Vorhersagen der Theorie und den veröffentlichten Messdaten zu nähern. Methodische Analyse Ein Ziel dieser Unterrichtseinheit zum direkten Nachweis von Gravitationswellen besteht darin, dass die Lernenden erfahren, dass sie mithilfe oberstufenüblicher Inhalte aus Mathematik und Physik in der Lage sind, Erkenntnisse zum Gravitationswellenereignis GW150914 eigenständig herzuleiten und zu berechnen. So werden mithilfe der Newtonschen Physik Formeln für den Abstand und die Umlaufgeschwindigkeit zweier gleich schwerer, sich gegenseitig umkreisender Massen hergeleitet. Mithilfe der Gravitationswellenfrequenzen aus den Aufzeichnungen der LIGO-Interferometer können die Lernenden dann Ergebnisse für den Abstand und die Bahngeschwindigkeit der Schwarzen Löcher berechnen, mit den Angaben aus den Originalveröffentlichungen vergleichen und so die Möglichkeiten und Grenzen der klassischen Physik erkunden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler leiten mithilfe von Gravitationsgesetz und Gesetzen der Kreisbewegung Formeln zum Abstand und zur Bahngeschwindigkeit her. berechnen physikalische Größen mit komplexen Formeln. werten Messwerte aus. interpretieren und bewerten Versuchsergebnisse. erklären physikalische Phänomene und Versuchsanordnungen im Sachzusammenhang. stellen die wissenschaftliche Bedeutung von physikalischen Erkenntnissen heraus. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die im Video dargestellten physikalischen Inhalte nach Relevanz filtern und strukturiert wiedergeben sowie Informationen gezielt herausstellen. können Texte in gedruckter und digitaler Form nach bestimmten Fragestellungen hin untersuchen und die relevanten Informationen herausarbeiten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konstruktiv und kooperativ in Paar- oder Gruppenarbeit. diskutieren in Paar- oder Gruppenarbeit und äußern dabei ihre Meinung unter Nutzung ihrer fachlichen Kenntnisse. stellen Ergebnisse der Paar- und Gruppenarbeit angemessen und verständlich im Plenum dar. Hier können Sie sich das Video zur Unterrichtseinheit "Gravitationswellen: erster direkter Nachweis mit Interferometern" anschauen.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe II

Neutrinos – die Geister des Herrn Pauli

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Neutrinos erarbeiten die Schülerinnen und Schüler grundlegende physikalische Eigenschaften des Betazerfalls, erfahren, welche Rolle das Neutrino dabei spielt und welche Eigenschaften dieses Elementarteilchen besitzt. Die Arbeitsblätter nehmen dabei Bezug auf ein Erklärvideo zum Thema Neutrinos. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden. Die Schülerinnen und Schüler lernen anhand dieses Materials, dass die experimentell bestimmte Energie der Betateilchen nicht mit der theoretisch zu erwartenden Energie übereinstimmt. Diese sollte nämlich monoenergetischen Charakter haben, während das Experiment eine kontinuierliche Energieverteilung liefert. Sie erfahren, wie der Physiker Wolfgang Pauli das Rätsel durch die Postulierung eines "Geisterteilchens", dem Neutrino, lösen konnte und welche Eigenschaften dieses exotische Teilchen aufweist. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier "Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht" . Einordung in den Unterricht und didaktische Analyse Der Betazerfall gehört zu den Standardthemen des Physikunterrichts in der Oberstufe – im Grund- wie auch im Leistungskurs. Die wissenschaftshistorischen Aspekte bei der Postulierung und dem Nachweis der Neutrinos sowie eine Erarbeitung ihrer Eigenschaften werden im Physikunterricht allerdings oft nur am Rande thematisiert. Das Video "Neutrinos (2016)" eignet sich daher besonders, diese Lücke zu schließen, da die wesentlichen Gesichtspunkte des Themas übersichtlich und zusammengefasst dargestellt werden. Die Arbeitsblätter, die sich in Teilen auf das Video beziehen, wurden so konzipiert, dass sie im Grund- wie auch im Leistungskurs eingesetzt werden können. Tipp-Karten sollen vor allem im Grundkursbereich bei der Umsetzung eines differenzierenden Unterrichts helfen. Als konkretes Beispiel für die Berechnung und die experimentelle Bestimmung der Energien beim Betazerfall wurde das Isotop Tritium gewählt, weil die Energien der Elektronen hier noch gerade in einem Bereich liegen, in dem klassisch gerechnet werden darf. Dies ist bei anderen Betazerfällen nicht mehr der Fall. Die Verwendung der relativistischen Formeln würde aber eine nicht unerhebliche Hürde darstellen, die das eigentliche Thema, nämlich die Notwendigkeit der Neutrinos zur Rettung des Energiesatzes, ungünstig überdecken würde. Die Tatsache, dass es sich beim Betaminus-Zerfall um Antineutrinos handelt, wird in den Arbeitsblättern nicht thematisiert, da dies für das Thema zunächst nicht relevant ist und die physikalischen Hintergründe der Elementarteilchenphysik den Lernenden nicht bekannt sind. Methodische Analyse Ein zentrales Ziel der Unterrichtseinheit besteht darin, dass die Lernenden nachvollziehen können, warum die Physiker vor 1930 größte Probleme bei der physikalischen Erklärung des Betazerfalls hatten und warum die Postulierung eines weiteren Teilchens zur Rettung des Energiesatzes führte. Daher sind die Arbeitsblätter so aufgebaut, dass die Diskrepanz zwischen theoretischem Ansatz (Potentialtopfmodell) und den experimentellen Ergebnissen herausgearbeitet wird und die Leistung Wolfgang Paulis mithilfe des Erklärvideos deutlich und nachvollziehbar wird. Die Tatsache, dass es gut 26 Jahre gedauert hat, bis man das geforderte Teilchen tatsächlich nachweisen konnte, zeigt, welch hervorragenden Spürsinn und Mut für unkonventionelle Lösungen Pauli besaß. Auch dies wird im Video deutlich, wie auch die erheblichen Anstrengungen, bestimmte Eigenschaften des Neutrinos experimentell zu ermitteln. Vorkenntnisse Für die Bearbeitung des ersten Arbeitsblattes zu Neutrinos ist es günstig, wenn das Thema "Massendefekt" beziehungsweise "Bindungsenergie" bereits behandelt wurde. Es reicht aber unter Umständen auch der Hinweis auf die entsprechende Tipp-Karte (Arbeitsblatt 4). Die Energie, die der Tritiumkern abgibt, erscheint nämlich als kinetische Energie des ausgesendeten Teilchens, also des Elektrons. Diese Energieabgabe führt aus Gründen der Energieerhaltung (Massenerhaltung) zu einem Masseverlust des Gesamtsystems, wobei Masse und Energie über E = mc² miteinander verknüpft sind. Für das zweite Arbeitsblatt sind Grundkenntnisse der Bewegung von geladenen Teilchen in Magnetfeldern erforderlich. Diese sollte in der Regel in den Halbjahren zuvor behandelt worden sein. Im dritten Arbeitsblatt geht es vor allem um die Eigenschaften, den Nachweis und die wissenschaftliche Bedeutung der Neutrinos. Obwohl im Video wie auch im Text (Brief von Wolfgang Pauli) Begriffe und Inhalte auftauchen, die im Unterricht noch nicht behandelt wurden oder gar nicht zum Schulstoff gehören, sollten sich die Aufgaben problemlos bewältigen lassen. An der einen oder anderen Stelle kann die Lehrkraft erklärend Hilfestellung geben, aber grundsätzlich ist es nicht schlimm, wenn bestimmte Aspekte des Themas nicht erschöpfend behandelt werden können. Sollte das Interesse bei den Lernenden für bestimmte Inhalte besonders groß sein, kann dies aber durchaus in Form von Referaten oder besonderen Lernleistungen in den Unterricht integriert werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler berechnen an einem konkreten Beispiel die Energie von Betateilchen mithilfe einer Massenbilanz. erklären ein Experiment zur Bestimmung der Elektronengeschwindigkeit. wenden Fachwissen aus der Elektrodynamik an, um eine Formel für die Elektronenenergie herzuleiten. werten Messwerte aus. interpretieren und bewerten Versuchsergebnisse. erklären physikalische Phänomene und Versuchsanordnungen im Sachzusammenhang. stellen die wissenschaftliche Bedeutung von physikalischen Erkenntnissen heraus. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die im Video dargestellten physikalischen Inhalte nach Relevanz filtern und strukturiert wiedergeben sowie Informationen gezielt herausstellen. können Texte in gedruckter und digitaler Form nach bestimmten Fragestellungen hin untersuchen und die relevanten Informationen herausarbeiten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konstruktiv und kooperativ in Paar- oder Gruppenarbeit. diskutieren in Paar- oder Gruppenarbeit und äußern dabei ihre Meinung unter Nutzung ihrer fachlichen Kenntnisse. stellen Ergebnisse der Paar- und Gruppenarbeit angemessen und verständlich im Plenum dar. Hier können Sie sich das Video zur Unterrichtseinheit anschauen.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe II

Ein Nobelpreis für das Klima

Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtseinheit zum Thema "Ein Nobelpreis für das Klima" greift die Forschungsergebnisse der im Jahr 2021 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichneten Wissenschaftler Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann und Giorgio Parisi auf und thematisiert komplexe Klimamodelle, die eine Prognose der zukünftigen Entwicklung des Erdklimas ermöglichen. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.Es gibt inzwischen kaum noch jemanden, der die sich immer stärker beschleunigende Klimaerwärmung und die wesentliche Verantwortung des Menschen daran leugnet. Gelingt es nicht, den weiteren Temperaturanstieg abzubremsen, wird dies zu unabsehbaren ökologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Folgen führen, die letztlich das Überleben der menschlichen Rasse auf dem Planeten Erde infrage stellen werden. Eine Bekämpfung des Klimawandels aber setzt ein Verständnis von Klima voraus. Wodurch wird der Temperaturanstieg verursacht? Wie wirken sich CO2 und sonstige Emissionen in der Atmosphäre aus? Welche Auswirkungen haben die weltweiten Meeresströmungen, Winde, Vulkanausstöße, Niederschläge, abschmelzende Gletscher und Eismassen? Wie funktioniert das äußerst komplexe Weltklima und wodurch wird es beeinflusst? Welche menschlichen Tätigkeiten wirken sich wie aus? Welche Emissionen sind am schädlichsten? Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich in vier Abschnitten und zahlreichen inhaltlich und methodisch variierenden Lernrunden einen Einblick in die Modellierung komplexer Wirkungszusammenhänge wie des Weltklimas und entwickeln daraus eigene Schlussfolgerungen und Vorschläge zur Bewältigung der aktuellen Klimakrise. Basis hierfür sind vier Arbeitsblätter sowie das digitale Plakat "Physik für das Klima und andere komplexe Systeme" und das Video zur Lindauer Online-Matinee 2022. Das Lernkonzept kann wahlweise im Präsenz- oder Fernunterricht verwendet werden. Die Schüler arbeiten überwiegend kollaborativ und digital. Die Unterrichtsmaterialien beinhalten zwar einen aufeinander aufbauenden Gesamtkontext, sie sind aber auch in Teilen gut verwendbar. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht . Das Thema "Ein Nobelpreis für das Klima" im Unterricht Was sind die Elemente und Kennzeichen komplexer Systeme wie des Erdklimas, des Straßenverkehrs oder der Wirtschaft? Wie kann man sie strukturieren und modellhaft abbilden? Die heutige Realität einer vernetzten globalen Welt wird immer undurchschaubarer und erscheint immer unbeherrschbarer. Nur wenn es gelingt, komplexe Prozesse zu analysieren, zu beschreiben, nachzubauen und zu simulieren, ist eine Beherrschung, Steuerung und Beeinflussung dieser Prozesse durch den Menschen möglich. Die Unterrichtseinheit konfrontiert die Schülerinnen und Schüler mit dieser notwendig abstrakten Durchdringung und Abbildung der Realität in zahlreichen lebensnahen Beispielen, vor allem aber im Hinblick auf das allgegenwärtige Thema Klima und Nachhaltigkeit. Die Herausforderungen für die Schülerinnen und Schüler reichen von einfachen Erklärungen von klimatischen Wirkungszusammenhängen über das Begreifen und argumentative Verteidigen wissenschaftlicher Erkenntnisse der Klimaforschung bis hin zur Entwicklung eigener Nachhaltigkeitskonzepte. Die Unterrichtseinheit ermöglicht damit nicht nur einen Einblick in die wissenschaftliche Klimaforschung, sondern auch eine Meinungsbildung zum Klimawandel und zu seiner Bekämpfung. Vorkenntnisse Digitale Grundkenntnisse von Schülerinnen und Schülern und Lehrkräften wären hilfreich, sind aber nicht zwingend erforderlich. Auch naturwissenschaftliche Vorkenntnisse sind nicht erforderlich. Didaktische Analyse Je vernetzter und undurchsichtiger unsere globale Welt wird, umso wichtiger ist ein Verständnis für komplexe Wirkungszusammenhänge und Interdependenzen. Dies gilt inzwischen für nahezu alle Lebensbereiche. Corona, Kriege und immer schnellere Klimaveränderungen haben dies schonungslos offen gelegt. Schon geringste Störungen der industriellen Lieferketten schaffen Versorgungsprobleme rund um die Welt. Klimaveränderungen werden global verursacht und können nur global bekämpft werden. Der immer schnellere Raubbau an der Natur entzieht der Menschheit in zahlreichen Dimensionen zunehmend die Lebensgrundlage (Nahrung, Trinkwasser, und so weiter). Die Hybris des Menschen setzt auf Geld und weitere technologische Innovationen, führt aber dazu, dass man in der Regel erst handelt, wenn es fast schon zu spät ist. Die aktuellen Klimamaßnahmen sind ein gutes Beispiel hierfür. Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass die sich anbahnende Klimakatastrophe zu großen Teilen vom Menschen selbst verursacht wird. Dies erfolgt jedoch über ein äußerst komplexes wirtschaftliches, soziales und politisches Wirkungsgefüge, das kaum zu überblicken und noch schwerer zu verändern und zu steuern ist. Nur mit einem kybernetischen Verständnis von komplexen Wirkungszusammenhängen wird man dieser Herausforderung begegnen können. Die drei Nobelpreisträger haben mit ihren Forschungen zu dieser Einsicht einen erheblichen Beitrag geleistet. Methodische Analyse Die Unterrichtseinheit kombiniert in einem hybriden Lernarrangement Präsenz- und Onlineelemente. Dabei steht die Selbstaktivität der Schülerinnen und Schüler und die Handlungsorientierung im Vordergrund. Alle Lernschritte müssen von den Schülerinnen und Schülern allein, in Partner- oder Gruppenarbeit bewältigt werden. Die erarbeiteten Lösungen werden dann der Klassengemeinschaft präsentiert. Einige Aufgabenstellungen erfordern auch eine digitale Zusammenarbeit der Schülerinnen und Schüler, zum Beispiel wenn sie gemeinsam eine digitale Pinwand vervollständigen. Eine solche digitale Kollaboration und Problemlösung ist motivierender, aber auch anspruchsvoller als eine reine Internetrecherche. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen das Wesen komplexer Systeme und können es beispielhaft erklären. verstehen und erklären Klimamodelle und klimatische Wirkungszusammenhänge. können den menschlichen Einfluss auf die Klimaerwärmung belegen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren und analysieren Informationen im Internet. kooperieren online auf digitalen Pinnwänden. erstellen Präsentationsfolien und Videopräsentationen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren, entscheiden und präsentieren im Team. verständigen sich auf eine gemeinsame Modellbildungen zur Erklärung von komplexen Wirkungszusammenhängen. entwickeln Nachhaltigkeitskonzepte zur Bekämpfung der Klimakatastrophe.

  • Physik / Astronomie / Geographie / Jahreszeiten / Wirtschaft / Politik / WiSo / SoWi / Fächerübergreifend
  • Sekundarstufe II, Sekundarstufe I

Naturgefahr Hochwasser

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Hochwasser setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit der Gefährdung von Lebensräumen auseinander und werden dabei in ihrer Raumwahrnehmung und -bewertung geschult. Mit dem Verorten und Einordnen von Naturgefahren im Raum sind sie in der Lage, Raumnutzungskonflikte auszumachen und Standortentscheidungen zu fällen. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar. Zentrales Element dieser Unterrichtseinheit ist eine Standortanalyse, die ein Unternehmen durchführen muss. Wesentlichen Einfluss auf die Standortwahl hat neben ökonomischen Faktoren auch die Umwelt. Am Beispiel der Gefährdung durch Hochwasser überprüfen die Schülerinnen und Schüler ihre Standortentscheidung und setzen sich mit dieser Naturgefahr auseinander. Durch den Einsatz eines computergestützten und interaktiven Lernmoduls schulen die Schülerinnen und Schüler gleichzeitig ihre Medienkompetenz. Die Unterrichtseinheit entstand im Rahmen des Projekts Fernerkundung in Schulen (FIS) am Geographischen Institut der Universität Bonn. FIS beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Schulung der Raumwahrnehmung und -bewertung Die Unterrichtseinheit "Hochwasser - Umgang mit einer Naturgefahr" gehört in das Themenfeld "Naturbedingte und anthropogen bedingte Gefährdung von Lebensräumen" und hat zum Ziel, die Lernenden in Bezug auf Raumwahrnehmung und -bewertung zu schulen, sodass sie Naturgefahren und deren Auswirkungen einordnen können. Darauf aufbauend sollen Raumnutzungskonflikte erkannt und Standortentscheidungen getroffen werden, bei denen sich folgende wesentliche Fragen stellen: Welche Standorte sind besonders gefährdet? Wie beeinflusst menschliches Handeln das Hochwasserrisiko? Welche Schutzmaßnahmen können ergriffen werden? Fernerkundungsdaten und Geoinformationssysteme (GIS) können bei der Beantwortung solcher Fragen einen wichtigen Beitrag leisten und werden hier bewusst eingesetzt. Ablauf Die Lernumgebung "Naturgefahr Hochwasser" im Unterricht Hier finden Sie Hinweise zum Aufbau der Lernumgebung "Naturgefahr Hochwasser". Die Abbildungen veranschaulichen die Funktionen und die interaktiven Übungen zum Themenfeld. Die Schülerinnen und Schüler erkennen und beschreiben natürliche und anthropogene Ursachen von Hochwasser. stellen Möglichkeiten und Notwendigkeiten von Schutzmaßnahmen dar und begründen diese. nutzen digitale Geländemodelle als Hilfsmittel für Standortentscheidung. können das Layer-Prinzip eines Geoinformationssystems verstehen und anwenden. Computereinsatz und technische Voraussetzungen Die Unterrichtseinheit bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik durch Animation und Interaktion zu vermitteln. Den Lernenden wird der Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern als nützliches Werkzeug nähergebracht. Die interaktive Lernumgebung ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Auf Windows-Rechnern wird das Modul durch Ausführen der Datei "Hochwasser.exe" geöffnet. Unter anderen Betriebssystemen wird die Datei "Hochwasser.html" in einem Webbrowser geöffnet. Hierfür wird der Adobe Flash Player benötigt. Eigenschaften und Nutzerführung Der jeweils aktivierte Bereich wird auf der linken Leiste der Lernumgebung eingeblendet. Während der erste Teil einen Einblick in die Thematik liefert und eine übergeordnete Aufgabenstellung benennt, gliedert sich der Rest des Moduls in thematische Sequenzen, die neue Aufgaben sowie Hintergrundinformationen enthalten. Den Abschluss eines jeden Bereichs bildet ein Quiz. Erst nach dem Bestehen dieser kleinen Übung wird der jeweils folgende Teil der Lernumgebung zugänglich und erscheint in der Seitenleiste. Danach ist auch ein Springen zwischen den Teilbereichen möglich. Ergänzt wird das Modul durch Tutorials, die in die Nutzung der Lernumgebung einführen. Arbeit in Zweierteams Der Ablauf der Unterrichtsstunden wird durch die Struktur des Computermoduls vorgegeben. In Zweierteams erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler die vier Teilbereiche der Lernumgebung. Der Unterricht beginnt jeweils mit einer Erläuterung des Moduls und gegebenenfalls der Aufgabenstellung. Dann folgen die selbstständige Erarbeitung und schließlich die Überprüfung der Erkenntnisse in einem Quiz (Partnerarbeit). Abschließend können die Ergebnisse jeder Stunde noch einmal im Klassenverband gebündelt werden. Inhalte im Überblick Einleitung Der erste Bereich des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. Zu Beginn ist ein Schreibtisch zu sehen, auf dem unter anderem ein Brief mit Hintergrundinformationen für die Schülerinnen und Schüler liegt (siehe Abbildung 1). Erst nachdem die Lernenden den Brief geöffnet haben, können sie mit einem Klick auf die Computermaus auf dem Schreibtisch ins nächste Kapitel springen. Standortwahl Der zweite Teil beginnt mit einem Tutorial, das die Lernenden in die Nutzung der Lernumgebung einweist. Inhaltlich beschäftigen sie sich mit der Suche nach der optimalen Standortwahl für die Produktionsstätte einer Fruchtgummi-Firma. Hierfür können ein Satellitenbild sowie eine Landnutzungskarte in das Hauptfeld gezogen und untersucht werden (Abbildung 2). Ein Quiz schließt die Bearbeitung des Moduls ab und leitet zum nächsten Teil über. Geländemodell Der dritte Teil beginnt ebenfalls mit einem Tutorial, das die Lernenden in die weitergehende Nutzung des Lernmoduls einweist und Hilfestellungen gibt. Hier sollen die Schülerinnen und Schüler die zuvor getroffene Standortwahl überprüfen und sich darüber hinaus vor allem mit der Höhe des Standorts beschäftigen. Hierzu dient neben einer Siedlungskarte ein Digitales Höhenmodell dazu, sich einführend mit dem Digitalen Geländemodell vertraut zu machen (Abbildung 3). Im "Info"-Bereich erfahren die Schülerinnen und Schüler Näheres über die Hintergründe der Entstehung eines digitalen Geländemodells. Ein Quiz schließt die Bearbeitung des Moduls ab und leitet zum letzten Teil der Lernumgebung über. Hochwasser Auch der letzte Teil des Moduls wird durch ein Tutorial eingeleitet. Hier sollen die Schülerinnen und Schüler das zuvor Gelernte auf ihre Standortwahl anwenden und in Bezug zur Hochwasserproblematik setzen. Hierfür stehen den Lernenden eine abgewandelte Form des bereits bekannten Geländemodells sowie eine Landnutzungskarte zur Verfügung (Abbildung 4). Die Schülerinnen und Schüler sollen diese Bilder vergleichen und mithilfe des Pipetten-Werkzeugs und der Veränderbarkeit des Pegelstandes des Flusses verschiedene Hochwasserszenarien kreieren und bewerten. Im "Info"-Bereich finden sich nützliche Informationen zur Beeinflussung der Hochwassergefahr an Fließgewässern. Nach dem Absolvieren des letzten Quiz haben die Lernenden das Modul erfolgreich beendet.

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe I

In America - der Film im Unterricht

Unterrichtseinheit

"In America" ist der wohl persönlichste Film des Drehbuchautors und Regisseurs Jim Sheridan. Er erzählt die Geschichte einer illegalen Immigration nach New York: Die junge irische Familie Sullivan – Vater Johnny, Mutter Sarah und die Töchter Ariel und Christy – will mit diesem Neuanfang über den Tod des Sohnes Frankie hinwegkommen.In der filmischen Erzählung sind etliche Motive wahrzunehmen, die sich häufig in der Form von Gegensätzen offenbaren. Diese Motivik, die reizvoll poetische Gestaltung des Films sowie die Verknüpfung mit für den Englischunterricht relevanten Themen (Immigration, American Dream) empfehlen den Film nachdrücklich für einen Einsatz im Englischunterricht der Oberstufe.Die irische Familie Sullivan will mit dem Neuanfang in New York über den Tod des Sohnes Frankie hinwegkommen. Frankies Tod bleibt jedoch bei allen Beteiligten präsent - keiner kann wirklich vergessen. In America - Der Inhalt des Films Lesen Sie mehr über den Inhalt des Films. Da "In America" ein in hohem Grade persönlicher, fast intimer autobiografischer Film mit intensiver emotionaler Wirkung ist, würde ich in jedem Falle dazu raten, ihn zunächst im Ganzen, am besten im Kino, zu sehen und wirken zu lassen. Eine wie auch immer geartete Behandlung des Films sollte dann nachgeordnet sein und vom Film ausgehen. Kontraproduktiv und dem Film nicht angemessen scheint ein Einsatz des Films als nachträgliche "Illustration" eines behandelten Sachthemas wie etwa Immigration. Denkbar ist aber sicher, nach einer Auseinandersetzung mit dem Film und seiner künstlerischen Dimension Sachthemen aufzugreifen. In America - Anregungen für den Einsatz im Unterricht Hier finden Sie Anregungen dazu, wie Sie den Film thematisch und methodisch in Ihren Unterricht einbinden können. Hinter der heiteren Familienatmosphäre werden versteckte Schuldzuweisungen sichtbar. Die Personen leiden unter Selbstvorwürfen, erleben Wut, Angst und Ohnmacht, und jeder von ihnen trägt schwer an der buchstäblichen Sprachlosigkeit, die dieses tragische Ereignis mit in die Familie brachte. Die Familie erlebt New York recht unterschiedlich: Johnny - von Beruf Schauspieler - jobbt als Taxifahrer und hangelt sich von einem Vorsprechen zum nächsten, um endlich eine Rolle zu bekommen, was ihm nicht gelingt. Sarah kann keine Arbeit als Lehrerin finden und hilft in einem kleinen Restaurant gegenüber aus. Die finanziellen Probleme der Familie sind nicht zu übersehen und wirken sich auch auf die Kinder aus. Für die beiden Töchter jedoch ist New York zunächst ein großes Abenteuer: Ihr ziemlich heruntergekommenes Mietshaus mit einer bunten Mischung seltsamer Charaktere, Junkies und Transvestiten ist ihr "haunted house", sie erleben den ersten feuchtheißen New Yorker Sommer, aber auch Ausgrenzung in der Schule. An Halloween gibt es den ersten Kontakt mit einem mysteriösen Hausbewohner, dem verschlossenen schwarzen Maler Mateo (Djimon Hounsou), der schwer krank ist. Es stellt sich eine sehr anrührende Beziehung zunächst zu Ariel, Christy und Sarah her, später auch zu Johnny. Sarah, die von Mateo schwanger ist und das Kind gegen den Rat ihres Arztes austragen will, muss in die Klinik. Es beginnt ein Kampf um das Leben des Kindes, die Klinikkosten drohen die Familie endgültig zu ruinieren, Mateos Krankheit erweist sich als tödlich. Das Ende des Films führt zu einer märchenhaften Auflösung dieser Situation - und zum ersehnten Neuanfang für die Familie. Der Film basiert auf Sheridans Lebensgeschichte: 1982 ging Sheridan mit seiner Familie von Dublin nach New York. Viele der Episoden des Films beruhen, wenn auch gelegentlich künstlerisch überhöht, auf Erlebnissen dieser Zeit. In der Filmerzählung wird Sheridans tiefe Verwurzelung in irischen Erzähltraditionen deutlich, auf die er selbst wiederholt verweist. Interessant ist die Entstehungsgeschichte des Films: Sheridan und seine zwei Töchter schrieben jeweils getrennte Drehbuchentwürfe. Die offensichtlich sehr unterschiedlichen Sichtweisen gingen dann in die Endfassung ein. Dieser Prozess erklärt auch die eigentümliche Erzählperspektive: Über weite Teile wird aus der Sicht der älteren Tochter Christy (teilweise mit deren Camcorder) erzählt. So vermischt sich Tragisches mit Komischem, Reales mit Phantastischem. Rezeption des Films Zur auf das Medium Spielfilm bezogenen Unterrichtsarbeit bieten sich unter anderem die folgenden Ansätze an: Erarbeiten einer Figurenkonstellation Untersuchung der märchenhaften Elemente Interpretatorische Auseinandersetzung mit Einsatz von Musik Untersuchung filmsprachlicher Mittel an ausgewählten Einzelszenen Analytische Auseinandersetzung mit der Erzählperspektive, Verbindung zum spezifischen Gebrauch der subjektiven Kamera Untersuchung der Entstehung des Films und seiner autobiografischen Elemente - Auseinandersetzung mit dem Verhältnis von Realität und künstlerischer Fiktion Vergleich unterschiedlicher Kritiken - Textart Review Elemente "irischen" Erzählens - mit Verweis auf Literatur Kreative Arbeit Eher kreativere Formen der Auseinandersetzung mit dem Film könnten beispielsweise sein: Schreiben einer Kritik (für eine Zeitung, für amazon.com) Analyse des offiziellen Trailers und Schreiben eines Drehbuchs für einen eigenen Trailer, der die Rezeption der Schülerinnen und Schüler widerspiegelt Entwurf eines eigenen DVD-Covers mit Begleitheft Veränderung der Erzählperspektive (beispielsweise nicht Christy und Camcorder, sondern Ariel und E.T.) Unterlegen einer selbstgewählten Szene mit "passendem" (symbolhaltigem) Song Anbindung an Sachthemen Für eine Anbindung an Sachthemen bieten sich zunächst die Motivpaare an: Leben - Tod Krankheit - Heilung Sehen - Nicht-Sehen Kindheit - Erwachsensein Spiel und Fiktion - Realität Sich-Öffnen - Sich-Verschließen Festhalten - Loslassen Mann - Frau Hier lassen sich leicht Querverbindungen zu gängigen Unterrichtsstoffen und gegebenenfalls literarischen Texten herstellen: American Dream Immigration Irish immigration into US Stereotypes on Irish Americans Assimilation vs cultural heritage Auch hier bieten sich Querverbindungen zu anderen literarischen Werken oder Filmen an: zum Beispiel "Angela's Ashes" oder "Land of Plenty".

  • Englisch
  • Sekundarstufe II

The Gates, Central Park, New York

Unterrichtseinheit
14,99 €

Zeitreise: Der Künstler Christo und seine Frau Jeanne-Claude haben im Jahr 2005 in New York ein Kunstwerk geschaffen – "The Gates". 7.500 Tore, mit Tüchern geschmückt, zogen sich über 37 Kilometer Länge für 16 Tage durch den Central Park. Dieser Unterrichtsvorschlag entführt Sie und Ihre Schülerinnen und Schüler für eine Doppelstunde dorthin.Wenn Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern schnell mal in das New York des Jahres 2005 reisen und die Tore anschauen möchten, ist das Internet genau der richtige Reiseveranstalter. Sogar Hintergründe zum Kunstwerk sind hier zu finden. Und kommen Sie dann mit Ihrer Klasse von diesem Kurztrip in die Vergangenheit zurück, haben die Lernenden eine Mini-Präsentation im Gepäck. Textrezeption, Webrecherche und Mini-Referate Auf der Basis des Textes und der Internetressourcen können Ihre Schülerinnen und Schüler sich das Kunstwerk und seine Idee selbst erarbeiten. Es bietet sich an, dass der Text zunächst gemeinsam gelesen wird. Dabei stellen sich sicher schon einige Leitfragen für die weitere Arbeit heraus. Im Anschluss daran können die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen zu zentralen Fragestellungen recherchieren. Einige Webseiten dafür finden Sie weiter unten unter "Externe Links". Präsentation in der nächsten Stunde Je nachdem, wieviel Zeit ist, können die recherchierten Fakten noch während des Unterrichts oder aber als Hausaufgabe in Form einer kleinen PowerPoint-Präsentationen aufbereitet werden. Die mündlichen Präsentationen (pro Kleingruppe nicht mehr als fünf Minuten) können in jedem Fall in der nächsten Stunde erfolgen. Vorschlag für anschließende Unterrichtsstunde Es bietet sich an, die Lernenden im Anschluss an diese Unterrichtseinheit eine Analyse des Kunstprojekts "The Gates" schreiben zu lassen. Auf diese Weise ließe sich ein fließender Übergang zu einem neuen Thema schaffen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren und erarbeiten sich Informationen über "The Gates" in der Zielsprache. verarbeiten Informationen sachgerecht und bereiten diese entsprechend auf. erschließen sich neue Vokabeln aus dem Kontext. präsentieren die Informationen in einem Kurzreferat in der Zielsprache. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen und nutzen das Internet als Medium zur Beschaffung von Informationen in einer Fremdsprache (Englisch). lernen arbeitsökonomische Suchstrategien kennen und wenden diese an. nutzen PowerPoint zum Erstellen einer Kurzpräsentation. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten kooperativ in Kleingruppen. recherchieren selbstständig. The Gates

  • Englisch
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Say I love you - Liebesgedichte im Englischunterricht

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit tauschen sich die Lernenden über das Thema Liebe aus, sie recherchieren nach Liebesgedichten im Internet und schreiben schließlich ein eigenes Liebesgedicht.Im Rahmen dieser Unterrichtseinheit soll neben der Recherche nach wirkungsvollen und eingängigen Liebesgedichten eine Reihe von Sprachübungen stehen, die den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit geben, sich einmal ausgiebig über das Thema "Liebe" im Unterricht auszutauschen. Die für den Englischunterricht dargestellte Aktivität basiert auf Online-Recherchen und lässt sich sowohl auf den Französisch- als auch auf den Deutschunterricht übertragen. Exemplarische Aufgabenstellungen Mindmap "Liebe" Erstellt eine Mindmap zum Thema Liebe! Farben für die Liebe finden Welche Farben assoziiert ihr mit der Liebe? Sucht auf einer Farbpalette die für euch passenden Farben heraus und malt die Begriffe aus der Mindmap (1. Aufgabe) entsprechend an. Wenn ihr die Vokabel einer Farbe nicht kennt (zum Beispiel Zinnoberrot), sucht sie in einem Wörterbuch heraus und notiert sie euch ebenfalls in der Mindmap. Vielleicht könnt ihr die Farben in euren Gedichten einbauen. Liebesgedichte im Internet Findet im Internet weitere Liebesgedichte von bekannten Autoren. Welches Gedicht gefällt euch besonders gut? Stellt es der Klasse vor! Reimwörter finden Sammelt zunächst Wörter, zu denen ihr Reimwörter sucht, zum Beispiel "heart" rhymes with art, dart, part, smart, start , ... Liebesgedichte schreiben Schreibt ein Liebesgedicht und nutzt dazu die zuvor gefundenen Reimwörter! Das Reim-Schema kann zum Beispiel AA BB, AB AB, oder ABBA sein. Ein Liebesgedicht veröffentlichen Das Gedicht soll anschließend noch illustriert werden. Dabei könnt ihr wählen, ob ihr die Bilder selbst erstellt und dann einscannt, am PC mit einem Mal-Programm erstellt oder sogar Fotos verwendet. Achtet darauf, dass ihr das Bild/die Bilder in mittlerer Größe in einem jpg- oder gif- Format abspeichert. Gemeinsam könnt ihr nun überlegen, wo ihr eure Gedichte veröffentlicht: auf der Schulhomepage, in euren persönlichen Social Media Kanälen, in der nächsten Ausgabe der Schulzeitung oder ... Die Schülerinnen und Schüler beschaffen sich Informationen zum Thema "love" im Internet. erstellen eine Mindmap zum Thema "love". verfassen Gedichte zum Thema. illustrieren die Gedichte mit eigenen Bildern.

  • Englisch
  • Sekundarstufe I

Neue Bürowelten - ein Lernfeldprojekt

Unterrichtseinheit

In der modernen und globalisierten Arbeits- und Bürowelt nimmt die Bedeutung der Kommunikation und der Teamarbeit immer mehr zu. Diese Entwicklungen greifen die Büromöbelhersteller und –anbieter auf und präsentieren innovative Büromöbel und -ausstattung in regelmäßigen Abständen auf Messen, zum Beispiel auf der Büromesse Orgatec in Köln. Das handlungsorientierte und methodisch vielfältige Projekt setzt die intensive und kreative Zusammenarbeit des Klassenteams und unter den Lehrkräften voraus und kann variabel - je nach Anzahl der beteiligten Fächer und der Interessen aller Beteiligten - auf aktuelle Gegebenheiten und die Lerngruppe abgestimmt werden. Die Autorin hat das Bildungsgangprojekt für Büro- und Automobilkaufleute geleitet und anlässlich der Büromesse Orgatec durchgeführt. Die Schülerinnen und Schüler sollten über Kenntnisse in Textverarbeitung, Kalkulations- und Präsentationsprogrammen sowie über Rechnungswesen und Marketinggrundlagen verfügen. Zudem müssen sie Präsentationen und Vorträge aufbereiten können. Die innovativen Marktentwicklungen im Bürobereich wollen die Geschäftsführerinnen des Modellunternehmens Primus GmbH, eines Großhandels für Büromöbel und -ausstattung mit deutlich rückläufiger Umsatztendenz, aufgreifen und sich durch eine innovative Produktlinie "Neue Bürowelten" wieder besser am Markt platzieren. Bei einer Besprechung erläutern die Geschäftsführer den Marketingmitarbeitern (den Schülerteams) die wirtschaftliche Lage des Unternehmens und die Impulse von der Büromesse Orgatec. Sie beauftragen die Marketingmitarbeiterinnen ausführliche Recherchen durchzuführen, innovative Vorschläge für die neue Produktlinie zu erarbeiten und bei einer Abschlussbesprechung zu präsentieren. Die Primus GmbH bietet ihren Marketingmitarbeitern begleitend mehrere themenbezogene Workshops/Stationen an, zum Beispiel Kommunikation allgemein oder im Team, Rückenschule, aktuelle gesellschaftliche Veränderungen oder Englisch/internationale Aspekte. So entstehen Vorschläge aus mehreren Themenbereichen für eine innovative neue Produktlinine. Didaktische Überlegungen Hier werden didaktische Entscheidungen erläutert, sowohl in Bezug auf die Lerngruppe, als auch bei der thematischen Ausrichtung des Projekts. Projektablauf Die Planung des Projekts, der Projektablauf und die Bewertung werden hier beschrieben. Zudem gibt es einige Hinweise zur Variation des Projekts. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen innovative Entwicklungen am Markt für Büromöbel und -ausstattung kennen lernen. Lösungsstrategien mit Bezug auf das Modellunternehmen im Team entwickeln (neue Produktlinie). die persönliche und betriebliche Perspektive einnehmen und kritisch reflektieren (zum Beispiel Besprechung, Teamarbeit, Kommunikation im Büro, Gesundheit). internationale Aspekte und veränderte gesellschaftliche Bedingungen (zum Beispiel Teilzeitarbeit, Arbeit von Frauen) einbeziehen und bewerten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen das Internet zielgerichtet und kritisch zur Informationsrecherche nutzen. die Arbeit am Computer auch im Team durchführen und abstimmen. mit Medien sachgerecht umgehen und Textverarbeitungs-, Tabellenkalkulations- und Präsentationsprogramme situationsgerecht einsetzen. das Selbstbewusstsein stärken - auch im Bezug auf den Medieneinsatz - durch selbstständiges, kreatives und zielorientiertes Arbeiten und Präsentieren. Thema Neue Bürowelten - ein Lernfeldprojekt Autorin Cosima Becker Fächer Betriebswirtschaftslehre, Rechnungswesen, Wirtschaftsinformatik/Organisationslehre, Bürowirtschaft, Informationswirtschaft, Textverarbeitung, Deutsch, Englisch, Sport, Politik/Geschichte Zielgruppe kaufmännische Berufsschule (Bürokaufleute, Kaufleute für Bürokommunikation, Kaufleute Groß- und Außenhandel, Industriekaufleute) und kaufmännisch orientiere Vollzeitbildungsgänge (Höhere Handelsschule/FOS und gymnasiale Oberstufe/Wirtschaftsgymnasium). Modellunternehmen Primus GmbH (Großhandel) oder Bürodesign GmbH (Großhandel, Industrieunternehmen), beide Bildungsverlag EINS, oder ein anderes Modellunternehmen mit ähnlichem Sortiment. Das Projekt ist auch ohne Modellunternehmen durchführbar. Technische Voraussetzungen Präsentationsraum mit Computer und Beamer, mindestens 2 Computer und 1 Internetanschluss pro Lerngruppe, Drucker, zusätzliche kleinere Räume für die Workshops/Stationen Zeitumfang 2 bis 3 Projekttage, je nach Anzahl der beteiligten Fächer und Ausgestaltung der Stationen/Workshops auch mehr (Projektwoche). Mehrere Unterrichtsstunden für die Vor- und Nachbereitung in den einzelnen Fächern. Das Projekt fordert durch die Gestaltung der einzelnen Arbeitsaufträge die Teamfähigkeit, Präsentationsfähigkeit, Eigeninitiative und das Organisationstalent der Schülerinnen und Schüler. Diese Kompetenzen werden auch im Arbeitsleben immer wichtiger. Die moderne und globalisierte Informationsgesellschaft fordert insbesondere von den berufstätigen Menschen, dass sie sich schnell in neue Arbeitsbereiche einarbeiten und flexibel sind. Das Projekt fördert die Fähigkeit, sich schnell neue Informationen anzueignen und gleichzeitig die vielen für die Erreichung des Zieles nicht (mehr) brauchbaren Informationen auszusortieren (zum Beispiel im Rahmen der Internetrecherche). Das Thema "Neue Bürowelten" wird an konkreten Beispielen aus der Praxis (zum Beispiel Büromesse Orgatec-Themen, echten Marktinformationen aus Prospekten und dem Internet, Betriebsbesichtigungen) bearbeitet und ist ebenso wie die Konferenzsituation realitätsnah. Das Projekt trägt zu einer hohen Motivation der Lernenden bei, weil das Thema für Menschen, die bereits in die Arbeitswelt integriert sind (aber auch für Menschen, die erst in Zukunft in die Arbeitswelt eintreten werden), sehr interessant ist. Es geht um optisch ansprechende Arbeitsumgebungen und schön gestaltete Büromöbel. Die Neugierde der Schüler und Schülerinnen wird angesprochen. Eigene und fremde "Lebens- und Arbeitswelten" werden erforscht und verglichen. Motivierend wirkt, dass die Arbeitsaufträge nicht sehr leicht zu bewältigen sind und zuerst eine leichte Überforderung darstellen. Erst nach einer gründlichen Recherche der Zeitungsartikel, Prospekte und Internetausdrucke kommen die Schülerinnen und Schüler einer Lösung der Aufgaben näher. Die Eigentätigkeit und Eigenverantwortung ist Voraussetzung, dass die Lernenden bei den Arbeitaufträgen vorankommen. Die Arbeitsaufträge erfordern, dass die Schüler und Schülerinnen Termine einhalten (zum Beispiel Workshpos/Stationen Englisch, Körpersprache, Kommunikation) und mit dem Team abstimmen. Der Leistungs- und ein gewisser Wettbewerbsgedanke stehen im Vordergrund, wenn die Abschlusspräsentation der Arbeitsergebnisse aller Teams wirklich termingerecht fertig werden muss. Zentral ist die Frage, inwieweit sich ein Anbieter von Büromöbeln mit seinem Sortiment an die vielfältigen Veränderungen in der Arbeitswelt anpassen und Innovationen wie Kommunikationsecken in sein Sortiment aufnehmen soll. Bei der Suche nach den Argumenten und Vorschlägen haben sich im Gespräch (Station/Workshop) mit den Teams vielfach Anknüpfungspunkte ergeben, die eigene Teamsituation zu reflektieren ("Welche äußeren oder inneren Bedingungen/Büromöbel würden dazu führen, dass sich Ihr Teamergebnis verbessert?") Planung Das Projekt wird im Rahmen von mehreren Besprechungen durchgeführt. Das folgende Beispiel zeigt den Ablauf des Projektes: Die Marketingmitarbeiterinnen und -mitarbeiter (Lernenden) erhalten im Rahmen der Anfangsbesprechung, die von den Geschäftsführerinnen und Geschäftsführern (Lehrkräfte) eröffnet und zum Beispiel mit einem Präsentationsprogramm gestaltet wird, folgende Arbeitsaufträge: Lerngruppen und Schülerteams Als Variation können die Innovationsbereiche vom Lehrer-/Kolleginnenteam geändert werden und andere aktuelle Schwerpunkte gesetzt werden (zum Beispiel Non-territorial-Office, Hot Desk, Think Tank). Je nach Klassengröße und größerer Anzahl der Schülerteams können weitere Innovationsbereiche ergänzt werden oder Innovationsbereiche doppelt vergeben werden. Die Schülerinnen und Schüler entscheiden nun, in welchem Team sie mitarbeiten möchten. Dabei ist es sinnvoll, darauf zu achten, dass in jeder Gruppe einige Lernende sind, die sich gut mit den Programmen auskennen. Dann erhalten die Schülerteams Arbeitsblatt 2, 3 oder 4 mit den einzelnen Teamaufträgen. Die Teams sollten nicht größer als 5 bis 6 Lernende sein. Arbeitsaufträge Einige der sechs Arbeitsaufträge leiten das Projekt (Arbeitsauftrag 1, 2 und 5). Die anderen Arbeitsaufträge sind ergänzend. Der folgende Link zeigt die Fachintegration und die Fächer des am Berufskolleg Siegburg durchgeführten Projektes. Die Arbeitsaufträge können vom jeweiligen Lehrer-/Kollegenteam an das Modellunternehmen, Fach/Lehrplan und die Interessen aller Beteiligten variiert und angepasst werden. Hierzu einige Beispiele: Der Arbeitsauftrag 1 mit der Excelauswertung erfordert die Daten aus der Gewinn- und Verlust-Rechnung der letzten Jahre. Hier ist es wichtig, dass die Verkaufszahlen des Produkt- oder Sortimentsbereiches "Büromöbel" deutlich gesunken sind und im letzten Jahr gegebenenfalls sogar negativ sind. Arbeitsauftrag 4 kann zum Beispiel statt der Station "Körperhaltung" (Fach Sport) eine Station "Gesellschaftliche Veränderungen" (Fach Politik) enthalten. Die Station kann "Sprache beim Vortrag" oder "Präsentieren vor Gruppen" (Fach Deutsch) beinhalten. Die meisten Schülerteams haben sich bei der Bearbeitung der einzelnen Arbeitsaufträge arbeitsteilig organisiert, beispielsweise bearbeiten zwei Lernende die Excel-Auswertung, zwei andere führen die Internetrecherche durch. Die Stationen Körperhaltung und Kommunikation können nur vom Team gemeinsam besucht werden. Es ist sinnvoll, dass die Lehrkraft in größeren Zeitabständen mit den einzelnen Teams den Bearbeitungsstand bespricht und eventuell konkrete Hilfen anbietet. Die Abschlusspräsentation wird als Besprechung mit allen Lerngruppen gemeinsam organisiert und erfordert eine gute Abstimmung innerhalb des Teams und mit der Klasse. Dem handlungsorientierten Ansatz insbesondere der Fächer Bürowirtschaft, Betriebswirtschaftslehre und Rechnungswesen entspricht eine Bewertung nach den Fähigkeiten, der Arbeitsleistung und der Arbeitsbereitschaft im Zusammenhang mit der Arbeit in einem Modellunternehmen (vgl. Lehrplan Bürowirtschaft: 4. Lernerfolgsüberprüfung). Kriterien sind hier zum Beispiel neben Fachkenntnissen auch Kooperationsbereitschaft/Teamfähigkeit, Leistungsbereitschaft/Engagement, Planungs- und Organisationsgeschick sowie Kreativität und Belastbarkeit. Darüber hinaus sind wichtige Kriterien die Form der Handlungsprodukte und die richtige Anwendung der deutschen Sprache. Folgendes Bewertungsschema erhalten die einzelnen Teams schon zu Beginn der Bearbeitung. Die einzelnen Fachkolleginnenen und -kollegen geben pro Team für ihren Bereich eine Punktbewertung ab, der in die Gesamtbewertung des Projektes eingeht, haben aber auch die Möglichkeit, eine Einzelnote (1 bis 6) zu geben und diese nach pädagogischem Ermessen in die Note des einzelnen Faches einfließen zu lassen. Nach Beendigung der Projektarbeit wird der Bezug zur eigenen Arbeitswelt diskutiert und dann auch zum Beispiel lehrplan- und prüfungsrelevante Themen wie "Organisation einer Konferenz", "Medien bei einer Konferenz" und "Kommunikation im Betrieb/mögliche Probleme" ausführlich behandelt sowie die durch die Projektarbeit erarbeiteten Kompetenzen einbezogen und im Rahmen einer Klassenarbeit geprüft. Im Rahmen des Projektes oder zur Vorbereitung des Projektes bietet es sich an, regionale Möglichkeiten und Kontakte zu nutzen und Betriebsbesichtigungen (zum Beispiel einen Ausbildungsbetrieb, einen Büromöbelladen in der Innenstadt oder einen Großhandelsbetrieb der Büromöbelbranche) durchzuführen. Die Informationen zu den Themen des Projektes sind im Internet sehr gut zu recherchieren, so bietet der gezielte und gut vorbereitete Besuch einer Büromesse noch lebendigere Einblicke und insbesondere noch mehr Bezug zum Marketing.

  • Orga / Bürowirtschaft
  • Sekundarstufe II

Schnecken: interaktive Lerneinheit

Unterrichtseinheit

Die Unterrichtseinheit zum Thema Schnecken umfasst eine Vielzahl von Arbeitsblättern sowie eine interaktive Lernumgebung, die als digitale Plattform für die Internetrecherche und verschiedene Übungen am Computer dient.Die meisten Schnecken gibt es zwar ganzjährig, aber wenn im Herbst die Erde feucht wird und die Sonne ihr Erscheinen auf ein Mindestmaß reduziert, stößt man im Garten, an Wegen oder im Wald verstärkt auf ihre Spuren. Sie werden nicht unbedingt geliebt, faszinieren aber durch ihre kunstvollen Gehäuse und bei näherem Kennenlernen durch einige außerordentliche Fähigkeiten. Die Schülerinnen und Schüler sollen in dieser Unterrichtseinheit zum Thema Schnecken im Internet gezielt Arbeitsaufträge recherchieren, ein interaktives Quiz und Puzzle am Computer lösen, interaktive Übungen (Hot Potatoes) durchführen und herkömmliche Arbeitsblätter bearbeiten, für die das Internet als Informationsquelle dient.Wegen ihrer langsamen Bewegungen und ihrer unkomplizierten Haltung eignen sich Schnecken hervorragend für erste Beobachtungsaufgaben im Unterricht. Sie brauchen lediglich ein abgedecktes Gefäß (möglichst aus Glas) mit Luftlöchern, etwas feuchte Erde und Steine und genügend Pflanzen als Nahrung (Salat, Löwenzahn). Kurzbeschreibung der Lerneinheit "Schnecken" Eine Zusammenstellung themenspezifischer Inhalte zum Thema Schnecken leitet die Kinder gezielt ins Internet. Arbeitsmaterial und interaktive Lernumgebung "Schnecken" Die 15 Arbeitsblätter der Lerneinheit "Schnecken" können Sie hier einzeln im PDF-Format herunterladen, ebenso wie die interaktive Lerneinheit. Diese können Sie damit auch ohne Internetzugang nutzen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erreichen in den Fächern Deutsch, Mathematik, Sachunterricht, Kunst, Englisch und Musik Fächerspezifische Lernziele des Projekts "Schnecken" . Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler treffen Absprachen zur Benutzung der Computer-Arbeitsplätze. treffen Absprachen zur Auswahl der Experimente. helfen sich gegenseitig. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen arbeitsteilige Gruppenarbeit durch (Experimente). schreiben ein Versuchsprotokoll. präsentieren Arbeitsergebnisse (mit Versuchsprotokoll). Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kopieren ein Bild aus dem Internet und drucken es aus. bearbeiten die interaktive Lerneinheit am Computer und machen dabei Erfahrungen mit dem Prinzip der Verlinkung. lösen interaktive Puzzles (Drag & Drop), Lückentext und Quiz (Multiple Choice). schauen Video-Dateien im Internet an. Die Schülerinnen und Schüler ordnen Schnecken als Weichtiere ein. lernen den typischen Körperbau der Weichtiere kennen. unterscheiden Schnecken nach ihrem Aussehen (Nacktschnecken, Gehäuseschnecken) und ihrem Lebensraum (Meer, Land, Süßwasser). schauen verschiedene Schnecken an und malen eine Schnecke aus dem Internet ab. malen die wichtigsten Körperteile der Schnecke kennen. erfahren, wie Schnecken sich bewegen und führen ein Experiment dazu durch. erfahren, wozu das Gehäuse dient und woraus es besteht. finden "Schnecken" (Windungen) in der Umwelt. lernen Schnecken als Zwitter kennen. erfahren, wovon und wie Schnecken sich ernähren (Radula). lernen natürliche Feinde der Schnecken kennen. führen Versuche zu den Sinnesleistungen der Schnecke durch. Die Schülerinnen und Schüler lösen Worträtsel. vervollständigen Lückentexte. geben Antworten durch Multiple Choice. lesen eine kurze Schneckengeschichte. schreiben eine eigene Schneckengeschichte. üben Wörter mit "ck". üben Schnecken-Wörter (zusammengesetzte Nomen). entziffern Geheimschriften. Die Schülerinnen und Schüler durchstöbern eine englische Internetseite für Kinder. lernen einige englische Wörter zum Thema kennen. malen Schnecken oder kleben Schneckenbilder ein. lernen ein Singspiel zum Thema und führen es durch. führen gezielte Recherchen im Internet durch und nutzen das Internet als Informationsquelle. Schnecken und Ekelgefühle Von besonderem Interesse für diese Unterrichtseinheit sind Gehäuseschnecken. Sie haben den Vorteil, dass auch Kinder, die Ekelgefühle haben, am Schneckenhaus eine Stelle finden, die sie anfassen können. Pflege von Lebewesen Sehr wichtig ist der pflegliche Umgang mit den Tieren. Auch Schnecken sind Lebewesen und dürfen nicht gequält werden, weder direkt noch durch unsachgemäße Behandlung oder Haltung. Am Schluss der Beobachtungszeit sollen sie an ihren Fundort zurückgebracht werden. Vorkenntnisse Die Kinder sollten bereits an offene Unterrichtsformen gewöhnt sein. Kenntnisse im Umgang mit dem Internet sind nicht unbedingt nötig, da die Links direkt über die Lerneinheit angeklickt werden und keine Internetadressen eingegeben werden müssen. Der externe Link öffnet sich allerdings nicht in einem separaten Fenster, das bedeutet, man muss auf jeden Fall darauf aufmerksam machen, dass die Rückkehr zur heimischen Rechneroberfläche über den Rückwärtspfeil des Browsers erfolgt. Die Eingangsseite Die Startseite der Lernumgebung bietet den Kindern Informationen zum Einstieg ins Thema. Am linken Rand befinden sich die Links zu den Hauptseiten. Acht Hauptseiten Die acht Hauptseiten der interaktiven Lernumgebung zu Schnecken decken die folgenden Themenbereiche ab: Schnecken, Schnecken Schnecken-Sprache Schnecken-Aufgaben Schnecken-Kunst Snails Schnecken-Musik Schnecken-Experimente Spiel und Spaß Zudem enthält die interaktive Lernumgebung sieben intern verlinkte interaktive Hot-Potatoes-Übungen und 45 externe Links. Arbeitsanweisungen Die Arbeitsanweisungen auf den meisten Arbeitsblättern zur Unterrichtseinheit "Schnecken" beziehen sich auf direkt aufrufbare Internetseiten, was natürlich einen Internetzugang voraussetzt. Diese Arbeitsblätter sind besonders gekennzeichnet, auch auf dem Deckblatt. Die internen Links dagegen können offline bearbeitet werden. Die einzelnen Seiten sind frei wählbar, müssen also nicht in einer bestimmten Reihenfolge abgerufen werden - die Schülerinnen und Schüler entscheiden nach Neigung. Arbeits- und Sozialformen Organisation des Unterrichts und Zeitraum der Arbeit hängen unmittelbar von der Anzahl der vorhandenen Computer-Arbeitsplätze ab und davon, ob sie in einem Netzwerk gemeinsamen Zugang zum Internet haben. Sinnvoll hat sich auf jeden Fall Partnerarbeit erwiesen, da sich zum einen so die Zahl der auf einen Computer wartenden Kinder halbiert und zum anderen die zusammenarbeitenden Kinder sich gegenseitig unterstützen können. Eine Einteilung der Paare kann nach den folgenden Kriterien erfolgen: freie Wahl, Zufallsprinzip durch Ziehen von Kärtchen, Festlegung durch die Lehrkraft. Die Experimente wiederum sind sinnvollerweise im arbeitsteiligen Gruppenunterricht zu erarbeiten. Dazu sollten die einzelnen Experimente so verteilt werden, dass zum Schluss zu jedem ein Ergebnis im Plenum präsentiert werden kann. Die Kinder sollen dabei ihr Versuchsprotokoll (schnecken_ab15_protokoll.pdf) zu Hilfe nehmen oder Plakate mit den wichtigsten Informationen herstellen. Auch hier müssen Absprachen getroffen werden, da die Anzahl der Terrarien und Schnecken begrenzt sein sollten. Koordination der Computer-Nutzung Wichtig ist die Organisation des Unterrichtsablaufs: Absprachen bezüglich der Computer-Nutzung müssen getroffen werden, da nicht alle gleichzeitig am Rechner sitzen können. Vorschläge der Kinder sollten aufgegriffen werden, weil sie erfahrungsgemäß die Einhaltung eigener Vorschläge auch selbst überprüfen. Tägliches Feedback Wichtig sind außerdem eine gemeinsame Einführung und Erklärung der Handhabung der interaktiven Lerneinheit zu Schnecken sowie ein tägliches Feedback, bei dem exemplarisch einige Gruppensprecherinnen und -sprecher über ihre Arbeit und etwaige Probleme berichten, für die dann gemeinsam Lösungswege gesucht werden. Vertiefende Themen und weitere Übungen Als zusätzliches Angebot können im Bedarfsfall weitere Arbeitsblätter zu Schnecken zur Verfügung gestellt werden, die die in der Lerneinheit angesprochenen Themen vertiefen: Zum Beispiel Tierlexika, Sachbücher zum Thema anschauen, weitere Wortschatzübungen, Übungen zur Rechtschreibung, eine Diktat-Vorbereitung zum Thema, Rätsel zu Schnecken erfinden (beispielsweise: Wer hat ein Haus ohne Fenster und Türen? Wer geht aus und bleibt immer zuhause?), Sachaufgaben. Der fächerübergreifende Ansatz ermöglicht es, den normalen Stundenplan für die Projektdauer außer Kraft zu setzen. Sicherheitseinstellungen beachten Je nachdem welche Sicherheitseinstellungen die jeweiligen Rechner haben, ist es möglich, dass beim Aufruf des interaktiven Quiz eine Sicherheitswarnung erscheint. Dies geschieht beispielsweise, wenn das Öffnen von Popups blockiert ist. Über den Menüpunkt "Extras", "Popupblocker deaktivieren" können Sie Popups zulassen. Weitere Informationen zu Popups und welche Einstellungen die Kinder schrittweise vornehmen müssen, wenn die Sicherheitswarnung erscheint, finden Sie im folgenden Download. Zur Erfolgskontrolle heftet jedes Kind seine fertigen Arbeitsblätter und gelösten Aufgaben aus der Unterrichtseinheit zum Thema Schnecken in einem Hefter ab. Dieser wird nach Abschluss des Projekts eingesammelt und von der Lehrkraft überprüft. Anatomie und Bewegung Schnecken gehören zu den Weichtieren. Sie haben einen wenig gegliederten Körper, der aus Kopf und dreiteiligem Rumpf (Mantel, Eingeweidesack und Fuß mit Kriechsohle) besteht (Ausnahme: Nacktschnecken). Landschnecken besitzen zwei Fühlerpaare, von denen die oberen die Augen tragen, die unteren sind Tastfühler. Das Gehäuse dient zum Schutz vor Kälte, Trockenheit und Feinden. Es besteht aus Kalk und wächst durch Anlagerung von Kalkringen, zu erkennen an den Gehäuserillen. Die Schnecke bewegt sich durch wellenförmige Muskelbewegungen, die gut erkennbar sind. Dabei rutscht sie auf einer zähen Schleimschicht, die sie außerdem vor Verletzungen schützt und ihr Austrocknen verhindert, vorwärts. Der Schleim ermöglicht der Schnecke das Kriechen auf glatten und steilen Flächen. Nahrungserwerb Die meisten Schnecken ernähren sich von Pflanzenteilen. Die Teile werden vom Kiefer abgerissen und von der Radula (Zunge mit vielen Zähnchen) geraspelt. Durch die Riechzellen in den Fühlern und am Fuße kann die Schnecke Nahrung unterscheiden. Sexualität Die meisten Schnecken sind Zwitter, das heißt, sie begatten sich gegenseitig. Sie legen circa vier Wochen nach der Begattung 50 bis 70 Eier ab und vergraben sie in einer Erdmulde. Die jungen Schnecken schlüpfen nach weiteren vier Wochen. Gehäuseschnecken sind nach dem Schlüpfen schon mit einem weichen Gehäuse ausgestattet, das später hart wird. Die Willkommensseite gibt den Schülerinnen und Schülern eine Einweisung in den Umgang mit der Lerneinheit. Sie stellt die Navigation vor und gibt Verhaltenstipps.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Technik / Sache & Technik / Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe II, Berufliche Bildung

Lese-Mal-Blätter für den Englisch-Unterricht

Kopiervorlage

Mit dem Unterrichtsmaterial "Lese-Mal-Blätter für den Englisch-Unterricht" trainieren die Lernenden durch ein Logical auf die Schnelle Lesekompetenz und Sprachhandlungsfähigkeit, indem sie Ausmalbilder gemäß der englischen Beschreibung kolorieren und vervollständigen. Die Arbeitsblätter sind jederzeit spontan auch im (fachfremden) Vertretungsunterricht einsetzbar. Dass Lese-Mal-Blätter oder sogenannte Logicals nicht nur in der Schuleingangsphase dazu dienen, die Motivation der Lernenden zu steigern, zeigt dieses Arbeitsmaterial: Im Englisch-Unterricht der Klassen 3 bis 7 erweitern die Lernenden mithilfe von Bildern die Sprachkompetenz spielerisch. Unter jedem Bild beschreibt ein kurzer Text auf Englisch die Farben des Bildes in Worten. Die Schülerinnen und Schüler entnehmen der Beschreibung in der Fremdsprache die wesentlichen Informationen und kolorieren das Bild entsprechend. Auf diese Weise wird Lesekompetenz gezielt und motivierend gefördert. Die Zusatzaufgabe, darüber hinaus in jedes Bild gemäß dem Text auch ein bisher nicht vorhandenes Detail einzuzeichnen, fordert auch leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler heraus und bindet künstlerische Fertigkeiten ein. Für leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler werden einige Vokabeln übersetzt. Die Lese-Mal-Blätter laden zur Stillarbeit ein und können dazu dienen, den Unterrichtsalltag aufzulockern oder beispielsweise auch dazu, Vertretungsunterricht auf die Schnelle in Englisch (fachfremd) sinnvoll zu gestalten. Nach der Einzelarbeit können die Lernenden ihre Ergebnisse in Partnerarbeit vergleichen und gegebenenfalls selbstständig überarbeiten.

  • Englisch
  • Primarstufe, Sekundarstufe I

Unsichtbares Licht

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum "unsichtbaren Licht" erfahren die Lernenden, dass man Licht als elektromagnetische Welle verstehen kann und dass das Wellenlängenspektrum dieser Strahlung weit über den sichtbaren Bereich hinausgeht. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden. Ausgehend von dem Einstiegsvideo "Licht und Optik II: Was ist Licht? – Das elektromagnetische Spektrum (2019)" werden im ersten Arbeitsblatt schwerpunktmäßig die dem sichtbaren Bereich direkt benachbarten Wellenlängenabschnitte thematisiert, nämlich die Infrarotstrahlung und die UV-Strahlung. Die Lernenden erfahren, dass der Kamerachip ihres Smartphones in der Lage ist, bestimmte IR-Strahlung abzubilden, und lernen die vielfältigen Anwendungen von Infrarotbildern kennen. Bei der UV-Strahlung stehen die schädigenden Wirkungen auf die Haut sowie die Anwendungen der weichen UV-Strahlung (Schwarzlicht) im Vordergrund. Im zweiten Arbeitsblatt wird die Planck'sche Strahlungskurve thematisiert. Eine Computersimulation stellt diese Kurve in Abhängigkeit von der Temperatur des strahlenden Körpers dar und ermöglicht einen anschaulichen und schüleraktivierenden Zugang zum Thema. Die Lernenden erkennen, dass ein glühender, lichtaussendender Körper nur einen Teil seiner Strahlung als sichtbares Licht abgibt. Dieser Anteil hängt von der Temperatur des Strahlers ab. Im dritten Arbeitsblatt geht es dann um alle sieben Strahlungskategorien, die in dem Video erwähnt werden. Diese verschiedenen Wellenbereiche des elektromagnetischen Spektrums spielen in der Astronomie eine extrem wichtige Rolle, denn sie enthalten Informationen über die energetischen Prozesse, die in den Weiten des Universums diese Strahlung freigesetzt hat. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen, um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht. Das Thema "unsichtbares Licht" im Unterricht Die Unterrichtseinheit macht die Lernenden mit der Tatsache vertraut, dass der Wellenlängenumfang des elektromagnetischen Spektrums wesentlich größer ist als der des sichtbaren Lichts. Dabei unterscheiden sich die unsichtbaren Spektralbereiche in ihrer physikalischen Natur überhaupt nicht von den sichtbaren. Die Recherchen zur Entstehung und zu Anwendungen des unsichtbaren Lichts berühren viele Gebiete der Physik und Astronomie, was dem Thema eine kontextorientierte und stark motivierende Komponente verleiht. Vorkenntnisse Für die Durchführung dieser Unterrichtseinheit zum unsichtbaren Licht sollten die Grundlagen der Strahlenoptik bereits eingeführt worden sein. Außerdem sollte die spektrale Zerlegung von Licht durch Prismen bereits im Unterricht thematisiert worden sein. Didaktische und methodische Analyse Dass die Sonne außer dem sichtbaren Licht auch Wärmestrahlung und UV-Strahlung abgibt, sollte allgemein bekannt sein. Die Frage, welcher Natur diese Strahlungsarten sind und wie man sich dieser Fragestellung experimentell nähert, ist Gegenstand des ersten Arbeitsblattes. Der Nachweis der Infrarotstrahlung durch den sogenannten Herschel-Versuch beziehungsweise der Nachweis der UV-Strahlung mithilfe fluoreszierender Stoffe lässt sich im Unterricht experimentell durchaus durchführen. Sollten Sie in Ihrer Schule die Zeit und das entsprechende Experimentiermaterial haben, ist es ratsam, diese Möglichkeiten auf jeden Fall zu nutzen. Die Versuche wären dann eine gute Ergänzung zu den historischen Zugängen, die im Arbeitsblatt in Form von Recherche-Aufträgen zugänglich gemacht werden sollen. Ein wichtiges Teillernziel des Arbeitsblattes ist die Erkenntnis, dass die infrarote und die ultraviolette Strahlung von gleicher physikalischer Natur sind wie das sichtbare Licht und sich daher im Spektrum links und rechts vom sichtbaren Teil wiederfinden. Wie ausgeprägt (also wie intensiv) diese Strahlungsanteile bei glühenden Körpern sind, wird im zweiten Arbeitsblatt thematisiert. Die Computersimulation zur Planck-Kurve stellt eine gute Möglichkeit dar, einige wesentliche Aspekte dieser Thematik auf anschaulichem Niveau zu verstehen, ohne auf die Bezüge zur Quantenphysik und weiterführende Fragestellungen eingehen zu müssen. So lässt sich beispielsweise an der Strahlungskurve einer Glühlampe mit einem Blick erkennen, wie wenig der abgegebenen Strahlung in sichtbares Licht verwandelt wird und dass stattdessen der Löwenanteil der Energie in Form von Wärmestrahlung ausgesendet wird. Die seinerzeit auf europäischer Ebene getroffene Entscheidung, die Glühlampe nach und nach aus dem Verkehr zu ziehen, beruht auf einer eindeutigen physikalischen Erkenntnis – auch solche Aspekte sollten im Physik-Unterricht an passender Stelle thematisiert werden. Dass der Spektralbereich der elektromagnetischen Strahlung auf der Wellenlängenskala nach links und nach rechts noch wesentlich weiter ausdehnbar ist, wird im Einstiegsvideo angesprochen und im dritten Arbeitsblatt im Kontext astrophysikalischer Forschung thematisiert. Die Recherche zu den verschiedenen Spektralbereichen kann allerdings leicht ausufern, angesichts der großen Fülle an Informationen, die das Internet zur Verfügung stellt. Daher sollten Sie bereits im Vorfeld die Lernenden darauf hinweisen, nur einige wenige Aspekte, nämlich solche, die den Lernenden besonders wichtig und interessant erscheinen, aufzunehmen. Im Rahmen der anschließenden Sicherungsphase im Plenum sollten Sie dann die unterschiedlichen Ergebnisse sammeln und inhaltlich strukturieren. Es ist klar, dass bei dem gesamten Thema "unsichtbares Licht" Begriffe Verwendung finden, die eigentlich zur Wellenoptik gehören und in der Regel kaum oder gar nicht im Physik-Unterricht der Sekundarstufe I auftreten. Gemeint sind Begriffe wie Wellenlänge, Frequenz oder Energie von Licht und anderer Strahlung. Allerdings erscheinen diese Begriff hier eher in einem anschaulichen Kontext und dürften mit ein wenig Hilfestellung nicht zu Verständnisproblemen führen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wenden Kenntnisse aus dem Themenbereich Optik im Physik-Unterricht der Mittelstufe an. lernen das elektromagnetische Spektrum in seiner Gesamtheit kennen. lernen Anwendungsgebiete der unterschiedlichen Strahlungsarten kennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet und sammeln, sortieren und bewerten Informationen. binden Informationen eines Erklärvideos in ihre Lösungen ein. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten Aufgaben in Partnerarbeit. tauschen Informationen und Recherche-Ergebnisse untereinander aus. diskutieren und hinterfragen Lösungen untereinander und im Plenum .

  • Physik / Astronomie / Englisch
  • Sekundarstufe I
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