In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Pränatale Diagnostik" diskutieren die Schülerinnen und Schüler dieses kontroverse Thema. Über eine Internetrecherche und eine Podiumsdiskussion mit Rollenspiel wird das gesellschaftliche und ethische Konfliktpotential der Pränatalen Diagnostik vermittelt.Die Pränatale Diagnostik (PND) ermöglicht bereits während der Schwangerschaft die Diagnose von Schädigungen, Erkrankungen und sogar genetischen Defekten bei ungeborenen Kindern. Die Errungenschaften der modernen Biowissenschaften und der Medizin stellen werdende Eltern bei "positiven" Befunden vor die schwierige (Gewissens-)Entscheidung: Schwangerschaftsabbruch oder nicht?Die für die Unterrichtseinheit veranschlagten zwei Unterrichtsstunden sollten als Einzelstunden abgehalten werden. Die Schülerinnen und Schüler sollten das Thema Sexualkunde bereits durchgenommen haben. Zu Beginn der ersten Stunde wird das bereits vorhandene Wissen der Schülerinnen und Schüler zur Pränatalen Diagnostik zusammengetragen. Danach teilt die Lehrkraft die Arbeitsgruppen ein und ordnet die Arbeitsaufträge zu. Falls genug Zeit vorhanden ist, kann man auch versuchen, die Gruppen ihre Themen selbst wählen zu lassen. Während der Gruppenarbeit sollen die Schülerinnen und Schüler ihre Arbeitsaufträge mithilfe von Internetrecherchen über vorgegebene Links erfüllen. Da diese Aufgabe recht zeitaufwändig ist, sollte die Recherche idealerweise als Hausaufgabe fortgeführt werden können. 1. Stunde: Einführung des Themas und Internetrecherche Hinweise zum Brainstorming, zur Internetrecherche und zu der Bearbeitung der Aufgabenstellungen in Gruppenarbeit. 2. Stunde, Teil I: Präsentation und Podiumsdiskussion Die Diskussion soll auf emotionaler, rationaler und ethischer Ebene fachübergreifend geführt werden (Religion, Politik, Geschichte). 2. Stunde, Teil II: Ergebnissicherung Abstimmung und Fixierung der Ergebnisse auf einer CD-ROM oder einer eigenen Website. Übersicht über die Arbeitsgruppen und Zusammenstellung der Leitfragen für die Recherche. Die Arbeitsblätter können Sie hier einzeln betrachten und herunterladen. Die Schülerinnen und Schüler recherchieren ausgehend von einem Fallbeispiel im Internet in arbeitsteiliger Gruppenarbeit die Standpunkte verschiedener Berufs- und Gesellschaftsgruppen zur Pränatalen Diagnostik mithilfe vorgegebener Links. ihre Ergebnisse im Rahmen einer Podiumsdiskussion mit Rollenspiel präsentieren. entwickeln für eine abschließende Abstimmung einen klaren eigenen Standpunkt zur Pränatalen Diagnostik-Problematik. transformieren die Ergebnisse der Unterrichtseinheit in eine CD-ROM oder eine Website. Die Unterrichtsstunde beginnt mit einem Brainstorming zur Pränatalen Diagnostik. Ausgangspunkt können zum Beispiel folgende Fragenbilden bilden: Was könnt ihr euch unter dem Begriff Pränatale Diagnostik vorstellen? Warum werden solche Untersuchungen durchgeführt? Die Ergebnisse sollen in einem Tafelbild fixiert werden. Die Einführung, für die etwa zehn Minuten zu veranschlagen ist, dient neben der Sammlung von Informationen auch dazu, einen Bezug der Schülerinnen und Schüler zum Thema aufzubauen. Die Schülerinnen und Schüler werden in sechs Gruppen (A bis F) eingeteilt, die die Standpunkte verschiedener gesellschaftlicher und beruflicher Gruppen zur PND recherchieren und diese Gruppen repräsentieren sollen. Die Standpunkte sollen die Schülerinnen und Schüler in der Podiumsdiskussion der zweiten Stunde vertreten. Die verschiedenen Blickrichtungen verschaffen einen Überblick über die Vielschichtigkeit der Thematik und regen eine kontroverse und lebhafte Diskussion an. Die Recherche erfolgt über ausgewählte Links der Gruppenarbeitsblätter. Als Orientierungshilfe für die Recherche enthalten die Arbeitsblätter neben den jeweiligen Links auch Leitfragen. Am Ende der Recherche muss die Arbeitsgruppe eine klare Meinung "ihrer" gesellschaftlichen Gruppe zum Thema PND vertreten und in der Lage sein, "Hanna und Martin" zu beraten. Allgemeine Sachinformationen zur Pränatalen Diagnostik Um allen Schülerinnen und Schüler zu Beginn der Diskussion einen umfassenden fachlichen Einblick in das Thema zu ermöglichen, bearbeitet Gruppe A nicht eine bestimmte gesellschaftliche Rolle oder Gruppe, sondern stellt eine Präsentation zu den Indikationen für die PND und die verschiedenen medizinischen Verfahren zusammen. Die Dokumentation kann in Form von Plakaten, Overhead-Folien oder - wenn ein Beamer zur Verfügung steht - auch als PowerPoint-Präsentation umgesetzt werden. Der Fall "Hanna und Martin" Die Gruppen B bis F erhalten ein Arbeitsblatt mit dem fiktiven Fallbeispiel von Hanna und Martin. Das Paar erwartet ein Kind. Im Rahmen der ersten Routineuntersuchung beim Gynäkologen wurde das im Ultraschallbild transparente Gewebe zwischen der oberen Rückenmuskulatur und der Haut des Fötus (der Nackenfaltenbereich) ausgemessen. Im Allgemeinen ist dieser durchscheinende Bereich zwischen null und zwei Millimeter dick. Die Nackenfalte des ungeborenen Kindes von Hanna und Martin hat jedoch den Grenzwert von drei Millimetern überschritten. Der Gynäkologe erklärt, dass dies auf eine Chromosomenstörung hinweisen könnte und bietet dem Paar eine weiterführende Diagnostik an. Nun überlegen Hanna und Martin, ob weitere vorgeburtliche Untersuchungen durchgeführt werden sollen. Jede Gruppe erarbeitet nun die Hintergründe des Fallbeispiels aus der Perspektive eines Mediziners, von Eltern eines behinderten Kindes, eines Kirchenvertreters, eines Juristen und von Hanna und Martin. Um die Qualität der Diskussionsphase (2. Unterrichtsstunde) zu optimieren und den anderen Gruppen das Nachlesen von Informationen in den Originalquellen zu ermöglichen, werden die Schülerinnen und Schüler aufgefordert, den recherchierten Aussagen und Zahlen genaue Quellenangaben anzufügen. Der sorgfältige Umgang mit Quellenangaben wird für weitere wissenschaftliche Arbeiten und Projekte immer wieder benötigt und soll geübt und gefestigt werden. Indem die Quellen dokumentiert werden, können insbesondere extreme Aussagen in einen gesellschaftlichen Kontext gebracht und so besser nachvollzogen und bewertet werden. In der Podiumsdiskussion begibt sich aus den Gruppen A bis E je eine Schülerin oder ein Schüler auf das Podium. Aus Gruppe F tun dies zwei Schülerinnen und Schüler, die in der Diskussion die Rollen von Hanna und Martin übernehmen. Diese stoßen die Diskussion mit Fragen an die Expertinnen oder Experten beziehungsweise Freundinnen oder Freunde an und agieren so als Moderierende. Falls nötig, bringen sie durch weitere Fragen neue Impulse in das Geschehen ein. Die restlichen Schülerinnen und Schüler bilden das Publikum. Sie folgen der Diskussion ihrer Mitschülerinnen und Mitschüler, sind aber auch angehalten, sich aktiv daran zu beteiligen, wobei jedoch keine Rollen vertreten werden müssen. Die Lehrkraft sollte so wenig wie möglich in die Diskussion eingreifen. Erst wenn diese abschweift oder sich zu sehr von der zu klärenden Frage entfernt, sollte eingegriffen werden. Dies kann die Lehrperson unterstützen, indem sie "Hanna und Martin" vor der Diskussion Karten mit Leitfragen aushändigt. So können die Moderatoren selbst die Diskussion wieder in die richtige Bahn leiten. Emotionale Diskussion Die emotionale Diskussion verläuft aus der Betroffenheitsperspektive. Bei dieser Diskussionsform wird ein starker Bezug auf sich selbst genommen und aus der eigenen Betroffenheit heraus argumentiert. Besonders aus den Erkenntnissen des emotionalen Lernens ist diese Diskussionsform geeignet, ein aktives und "hitziges" Gespräch in Gang zu bringen. Rationale Perspektive Die rationale Diskussion konzentriert sich auf Zahlen und Fakten. Im Vordergrund der Gesprächsführung steht die distanzierte Vorstellung der jeweiligen Sichtweisen. Die rationale Perspektive eignet sich insbesondere zur Diskussion von konkreten Fragestellungen wie beispielsweise der Aussagekraft der Nackenfaltenuntersuchung. Aus der rationalen Perspektive kann die Distanz zu dem strittigen Thema gewahrt bleiben. Ethische Ebene Die ethische Diskussion setzt sich mit Fragestellungen auseinander, die eine starke Selbstreflexion und sozialkritisches Denken erfordern. Bei der Podiumsdiskussion sollte auf der ethischen Ebene der Nutzen der PND geklärt werden: Wer profitiert von der Untersuchung? Das Kind oder die Mutter? Eine PND ist sinnvoll und aus medizinischer Perspektive geboten, wenn dadurch die Erkrankung oder die Behinderung des Kindes intrauterin behandelt oder rechtzeitig für eine postnatale Therapie vorgesorgt werden kann. Häufig zeichnen sich aber keine Therapiemöglichkeiten für das Kind ab. In diesen Fällen wird das ungeborene Kind dem Risiko eines diagnostischen Eingriffs ausgesetzt, wobei die einzige Konsequenz aus dem Befund eine Entscheidung über die Fortsetzung oder den Abbruch der Schwangerschaft ist. Für die werdenden Eltern ist das Ergebnis der PND ein Informationsgewinn, der Sorgen und Befürchtungen ausräumen kann. Ist das Untersuchungsergebnis aber "positiv", muss sich das Paar für oder gegen die Fortsetzung der Schwangerschaft entscheiden. Die ethische Diskussion kann ausgeweitet und in einen anderen Kontext gestellt werden. Beispielsweise könnte die Diskussion unter folgenden Fragestellungen laufen: Was ist Norm und wer legt die Norm fest? Wie gehen wir mit Menschen um, die nicht der Norm entsprechen? Wie werden Behinderte in unserer heutigen Leistungsgesellschaft wahrgenommen? Auf der ethischen Ebene sollte fachübergreifendes Arbeiten stattfinden. Hier bietet sich eine Kooperation der Biologie mit den Fächern Religion / Ethik, Philosophie und Geschichte (NS-Zeit: Euthanasie) an. Auch ein Bezug zu sozialwissenschaftlichen Themen wie Minderheiten (Ausländer) und Minderheitenschutz kann hergestellt werden. Eine Diskussion auf der ethischen Ebene ist in erster Linie für die Projektarbeit in der Sekundarstufe II geeignet. Unabhängig von der Diskussionsebene sollte immer eine kritische Auseinandersetzung mit den verwendeten Quellen erfolgen. Insbesondere einseitige Darstellungsweisen und radikale Aussagen sollten genauer analysiert und immer in ihrem Kontext behandelt werden. Insbesondere bei der gesellschaftlichen Gruppe der Kirchenvertreter fällt die grundsätzliche Ablehnung der Abtreibung auf. Eine einseitige Berichterstattung ist auch bei den Standpunkten der Eltern von Kindern mit Down-Syndrom auffällig. Negative Gefühle und Schwierigkeiten werden nicht genannt oder nur marginal behandelt. Die Podiumsdiskussion sollte auf ein klares Ergebnis hinauslaufen, was zur Festigung der Ergebnisse beiträgt. Dazu dient auch die abschließende Abstimmung, in der sich die Schülerinnen und Schüler entscheiden müssen ob sie als Hanna und Martin eine Fruchtwasseruntersuchung oder vergleichbare Untersuchungen durchführen lassen würden oder nicht. ob sie sich für oder gegen ihr Kind entscheiden würden, wenn bei diesem das Down-Syndrom oder eine ähnlich schwerwiegende Behinderung diagnostiziert werden würde. Dabei kann die Abstimmung zur ersten Frage noch per Handzeichen erfolgen. Die zweite Abstimmung, ob das Kind ausgetragen werden soll oder ob sich die Eltern gegen das Kind entscheiden sollten, muss unbedingt anonym über Fragezettel erfolgen. Ziel der Abstimmung ist es, die Schülerinnen und Schüler zu einer persönlichen Stellungsnahme zu bewegen und die aktive Auseinandersetzung mit dem Thema zu fördern. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, sich als Lehrerin oder Lehrer einen eigenen klaren Standpunkt zu bilden. Die persönliche Einstellung darf den Schülerinnen und Schülern jedoch keinesfalls aufdrängt werden. Diese werden jedoch interessiert sein, welche Ansicht die Lehrkraft vertritt. Der persönlichen Meinungsäußerung sollte immer der Hinweis vorausgehen, dass jeder seine individuelle Meinung zum Thema PND finden und vertreten muss. Im Rahmen einer Projektwoche in der Sekundarstufe II können die Ergebnisse der Unterrichtseinheit weiter verwendet und die Inhalte vertieft werden. Eine mögliche Aufgabenstellung wäre die Zusammenstellung eines Kompendiums aus den recherchierten Artikeln. Diese Zusammenfassungen können von den Arbeitsgruppen zusammengestellt und mit einem kurzen persönlichen Kommentar versehen werden. Die Ergebnisse sollten auf CD-ROM gebrannt und so für die gesamte Klasse fixiert werden. Die Hauptaspekte der Podiumsdiskussion werden dabei wiederholt und das Gelernte verfestigt sich. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Erstellung einer gemeinsamen Website, auf der jede Gruppe ihre Ergebnisse veröffentlicht und so einer breiteren Öffentlichkeit, insbesondere anderen Klassen, zur Verfügung stellt. Die Diskussion kann hier in einem Forum fortgeführt werden. Der Ausgangspunkt aller Arbeitsgruppen ist eine E-Mail von Hanna und Martin an einen medizinischen Beratungsservice im Internet. Hallo, wir sind schwanger (natürlich meine Frau) und zwar in der 14. Woche, und sollten uns langsam entscheiden, ob wir eine Fruchtwasseruntersuchung machen sollen oder nicht. Die Nackenfaltenuntersuchung hat ein Risiko von 1 zu 1.557 ergeben, was laut Arzt nicht sehr hoch ist. Die Schwangerschaft verläuft bisher ohne Probleme und die Entwicklung des Kindes ist absolut normal. Nur bleibt immer noch die Frage: Was ist, wenn unser Baby behindert ist? Lohnt sich die Fruchtwasseruntersuchung überhaupt oder ist das Risiko im Verhältnis zu hoch? Was sollen wir tun? Wann werden in der Schwangerschaft vorgeburtliche Untersuchungen durchgeführt? Wie sehen die Kinder zu diesem Zeitpunkt aus? Unter welchen besonderen Umständen werden solche Untersuchungen empfohlen und durchgeführt? Welche Verfahren gibt es? Welche Methoden der PND sind mit welchen Risiken verbunden? Unter welchen Umständen ist das Risiko vertretbar? Würdest du Hanna und Martin zu einer Fruchtwasseruntersuchung raten? Welche rechtlichen Aspekte musst du bei deiner Arbeit mit vorgeburtlichen Untersuchungen einbeziehen? Du hast dich früher bereits einmal für das Leben deines behinderten Kindes entschieden. Würdest du es heute genauso machen? Welche positiven und negativen Erfahrungen hast du mit der Behinderung deines Kindes gemacht? Welche Hilfe ist dir von wem (staatliche Hilfe, Vereine, Freunde) entgegengebracht worden? Welche persönlichen Einschränkungen bringt das Leben mit einem behinderten Kind mit sich? Wozu würdest du Hanna und Martin als Freund oder Freundin raten, wenn durch die PND eine Behinderung festgestellt würde? Was sagt die Kirche zur PND und zur Abtreibung? Welche Argumente bringt die Kirche gegen die Abtreibung? Welche gegen die PND? Welche Hilfe können Betroffene von der Kirche erwarten? Welche rechtlichen Bestimmungen muss man bei vorgeburtlichen Untersuchungen beachten? Welche bekannten juristischen Fälle gibt es? Wie sind die rechtlichen Bestimmungen für Abtreibungen von behinderten Föten nach PND? Welche Bedeutung hat die Nackenfaltenuntersuchung? Was wird bei dieser Untersuchung gemacht? Welche Erfahrungen haben andere Leute in eurer Situation schon gemacht? Welche Fragen bleiben für euch offen, die ihr in der Diskussion stellen könntet? Die folgende Liste enthält die nach Arbeitsgruppen sortierten und auf den Arbeitsblättern vorgegebenen Links, mit denen die SchülerInnen in der Recherchephase arbeiten.

Die Unterrichtseinheit zum Thema "SI-Einheiten" beschäftigt sich mit den seit vielen Jahren zunehmenden Problemen bei der genauen Vermessung der Welt. Am 16. November 2018 kamen in Versailles die Ländervertreter für nahezu 100 Staaten zur Generalkonferenz für Maß und Gewicht zusammen und trafen einstimmig eine historische Entscheidung: Das internationale Einheitensystem (Système international d‘unités, kurz SI-System genannt) soll von Grund auf renoviert werden. In dieser Unterrichtseinheit werden die Lernenden zunächst mit den Unzulänglichkeiten des seit Jahrzehnten geltenden "alten SI-Einheitensystems" vertraut gemacht. Dazu werden anhand des in vielen physikalischen Größen benötigten Kilogramms sowie exemplarisch bei der Definition der Stromstärke gezeigt, welche weitreichenden Fehler und Ungenauigkeiten sich bei diesen "willkürlich" gewählten Einheiten in der Vergangenheit ergaben. Mit der Einführung des neuen SI-Systems im Mai 2019 gelang es, die bisher verwendeten Einheiten mithilfe von – nach heutigem Wissen – unveränderlichen Naturkonstanten zu definieren und durch Verknüpfungen der einzelnen Naturkonstanten miteinander zu kombinieren. Die Genauigkeit der sieben sogenannten Basiseinheiten Sekunde, Meter, Kilogramm, Ampere, Kelvin, Mol und Candela und der sie definierenden Naturkonstanten werden durch Präzisionsmessungen beschrieben. Durch Ableitungen und Umformungen erkennen die Lernenden die Zusammenhänge. Den Unterricht begleitend und ergänzend können den Lernenden vier kurze Videos angeboten werden, die von im Rahmen der sogenannten "Mini Lectures" (ML) zur Verfügung gestellt werden. 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 "Neue SI-Einheiten – ihre Vereinheitlichung" im Unterricht Dieses alle Fachrichtungen der Physik umfassende Thema zeigt über die Neudefinition der veralteten SI-Einheiten, wie die sieben neuen Basiseinheiten der Physik über allgemein gültige und nach jetzigem Wissensstand unveränderliche Naturkonstanten miteinander verknüpft werden können. Dabei werden die Schwachstellen des alten SI-Systems, die vor allem mit den problematischen Definitionen des Kilogramms und daraus resultierend mit Ampere und Kelvin zusammenhängen, beseitigt. Vorkenntnisse Die für die Neugestaltung des SI-Systems wichtigen Naturkonstanten wie Lichtgeschwindigkeit, Avogadro-Konstante und Boltzmann-Konstante sollten im Rahmen des Unterrichtes der Sekundarstufen I und II bereits besprochen worden sein. Besondere Bedeutung kommt darüber hinaus dem Planck´schen Wirkungsquantum zu, dessen Kenntnis voraussetzt, dass die Grundlagen der Quantenphysik ebenfalls bereits erarbeitet wurden. Didaktische und methodische Analyse Klaus von Klitzing, der den Nobelpreis in Physik für die Entdeckung des sogenannten quantisierten Hall-Effekts im Grenobler Hochfeld-Magnetlabor erhielt, bezeichnete bei der Generalkonferenz für Maße und Gewichte im Jahr 2018 die Neuordnung des SI-Einheitensystems als "die größte Umwälzung im Einheitensystem seit der Französischen Revolution". Schul- und Lehrbücher müssen umgeschrieben werden; Naturkonstanten sind keine Messgrößen mehr, sondern besitzen exakte Werte. Physiklehrkräfte und in der Folge ihre Lernenden müssen umlernen, denn nun sind unverrückbare Naturkonstanten vorhanden: Die Werte der sieben neuen Basiseinheiten stellen keine willkürlich gewählten Ausgangsgrößen mehr dar, sondern sind umgekehrt durch Konstanten definiert und festgelegt. Allerdings ist das neue internationale Einheitensystem wesentlich abstrakter und für die Lernenden anspruchsvoller als das bisherige System. Deshalb ist es für jeden Schüler und jede Schülerin besonders wichtig, die generelle Bedeutung der Naturkonstanten in ihren Grundzügen zu verstehen und das dahinterstehende Konzept zu hinterfragen. Fragestellungen wie etwa, was Naturkonstanten überhaupt sind, warum sie so sind wie sie sind oder woher sie letztlich kommen, müssen beantwortet werden. Danach geht es erst um das Verstehen der einzelnen Naturkonstanten, was bei der Lichtgeschwindigkeit sicher noch gut nachvollziehbar ist, aber bei einer Konstante wie dem Planck´schen Wirkungsquantum mit der eigenartig anmutenden Dimension einer "Wirkung" schon deutlich komplexer wird. Schwierig wird es für die Lernenden auch dadurch, dass die ausgewählten Naturkonstanten nicht identisch die Basiseinheiten abbilden – dies würde nur "funktionieren", wenn jede Einheit ihre eigene "Konstante" bekommen hätte. Allerdings wäre es dann auch notwendig, dass diese "Konstante" dann auch die Dimension dieser Einheit hätte. Eine solche einfache Zuordnung war die frühere Definition des Meters über eine bestimmte Lichtwellenlänge als Basiseinheit. So einfach macht es das neue SI-Einheitensystem den Lernenden nicht: Vielmehr werden alle mechanischen Größen, die sich aus den Einheiten für Zeit, Länge und Masse zusammensetzen, über die drei Naturkonstanten für eine Frequenz Δv( 133 Cs), die Lichtgeschwindigkeit c und das Planck'sche Wirkungsquantum h dargestellt. Dies erfordert ein hohes Maß an Transferleistung und stellt eine durchaus große Herausforderung für die Lernenden dar - aber auch für Lehrerinnen und Lehrer, die neue didaktische und methodische Konzepte finden müssen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die Herleitung der für das neue SI-System nötigen Naturkonstanten nachvollziehen. wissen, dass die neuen Basiseinheiten keine willkürlichen Artefakte sind, sondern auf unveränderlichen Naturkonstanten beruhen. kennen die Zusammenhänge der einzelnen Basiseinheiten über die Naturkonstanten und können die Beziehungen herleiten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler informieren sich in Lehrbüchern und im Internet über physikalische Fakten und können entsprechende Kommentare vergleichend bewerten. können Animationen und Videos auf ihre Inhalte und sachliche Richtigkeit überprüfen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen in Partner- und Gruppenarbeit, wie man als Team optimal zusammenarbeitet. erwerben ausreichendes Fachwissen, um sich mit anderen Lernenden, aber auch Freunden und Eltern, wertfrei austauschen zu können. nehmen Erkenntnisse und Ergebnisse von Mitschülern und Mitschülerinnen auf und lernen so, die eigenen Ergebnisse richtig einzuordnen.

Ziel dieser Unterrichtseinheit zur Innertropischen Konvergenzzone ist es, Schülerinnen und Schüler mit einfachen Analysewerkzeugen auszustatten, mit denen sie selbstständig Daten erheben und mithilfe einfacher Funktionen auswerten können.Als Datenquelle stehen den Lernenden drei Zeitschnitte von thematisch aufbereiteten Satellitenbildern zur Verfügung, aus denen sie Bildwerte auslesen können. Sie helfen den Schülerinnen und Schülern dabei, aus Wasserdampf und Vegetation die Lage der innertropischen Konvergenzzone abzulesen. 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. Vegetationszonen und innertropische Konvergenzzone Die Vermittlung des komplexen Wirkungsgefüges der atmosphärischen Zirkulation und insbesondere der tropischen Zirkulation ist in den Lehrplänen deutscher Schulen fest verankert. Am Beispiel des Zusammenhangs zwischen der Vegetationsverlagerung im Laufe eines Jahres und dem Wasserdampf in der Atmosphäre lernen die Schülerinnen und Schüler im Lernmodul "Innertropische Konvergenzzone" die Hadley-Zelle und die innertropische Konvergenzzone kennen und bringen sie mit Druck- und Temperaturänderungen in Zusammenhang. Somit befindet sich das Lernmodul "Innertropische Konvergenzzone" an der Schnittstelle zwischen Physik und Erdkunde in der Sekundarstufe I (Klassen 7 bis 9). Ablauf Einsatz der Lernumgebung "Innertropische Konvergenzzone" Hier finden Sie Hinweise zu Aufbau und Einsatz der Lernumgebung "Innertropische Konvergenzzone". Die Abbildungen veranschaulichen die Funktionen und die interaktiven Übungen zu den Themenfeldern "Vegetationszonen" und "Innertropische Konvergenzzone". Die Schülerinnen und Schüler können die innertropische Konvergenzzone erklären. können die Verlagerung der Vegetationszonen im Jahresverlauf erkennen. können den Zusammenhang zwischen Vegetationsverlagerung, atmosphärischem Wasserdampf und innertropischer Konvergenzzone beschreiben. 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 "ITC.exe" heruntergeladen. Unter anderen Betriebssystemen wird die Datei "ITC.html" in einem Webbrowser geöffnet. Hierfür wird der Adobe Flash Player benötigt. Wichtig ist in beiden Fällen, dass die heruntergeladene Ordnerstruktur erhalten bleibt. Der jeweils aktivierte Bereich wird auf der unteren Leiste der Lernumgebung eingeblendet (Abbildung 1). Während der erste Teil einen Einblick in die Thematik liefert und eine übergeordnete Aufgabenstellung benennt, gliedert sich der Rest des Moduls in zwei Sequenzen: Der erste Teil bietet Hintergrundinformationen zum Thema. Im zweiten Teil werden die Schülerinnen und Schüler aktiv und wenden eigenständig Bildbearbeitungsmethoden zur Lösung von entsprechenden Aufgaben an. Den Abschluss eines jeden Bereichs bildet ein Quiz. Erst nach dem Bestehen dieser kleinen Übung wird der folgende Teil der Lernumgebung zugänglich und erscheint in der Seitenleiste. Danach ist auch ein Springen zwischen den Teilbereichen möglich. 1. Modulteil: Hintergrundwissen Einleitung Nach dem Start des Lernmoduls sehen die Schülerinnen und Schüler den Einführungstext, der sie über den Inhalt und den Aufbau informiert. Im rechten Bereich des Fensters ist ein Satellitenfilm des Satelliten Envisat zu sehen. Der Film zeigt die Vegetation auf der gesamten Erde im Laufe eines Jahres. Deutlich zu erkennen ist die Verlagerung der Vegetationszonen, die im Laufe des Lernmoduls weiter erforscht werden wird. Durch das Schließen des Fensters gelangen die Lernenden in den ersten Teil des Lernmoduls. Sollten Unklarheiten bezüglich der Bedienung auftauchen, lässt sich durch einen Klick auf das Fragezeichen-Symbol am oberen rechten Rand des Lernmoduls jederzeit eine Bedienungshilfe aufrufen. Zwei Rubriken Der erste Teil des Lernmoduls legt als Hintergrundwissen die Grundlagen für die spätere Arbeit mit den Satellitenbildern im zweiten Modulteil. Dieser Teil besteht aus zwei Rubriken. In der ersten werden die Begriffe "Innertropische Konvergenzzone" und "Hadleyzelle" erklärt und physikalisches Hintergrundwissen über die Zusammenhänge zwischen Sonneneinstrahlung, Druck, Temperatur und Regenfälle geliefert. Mit einem Klick auf den rechten grünen Balken mit der Kennzeichnung "2" öffnet sich die zweite Rubrik, in der mithilfe einer interaktiven Animation das Wirkungsgefüge der Hadley-Zelle und die Verlagerung der innertropischen Konvergenzzone verdeutlicht wird. Es kann jederzeit zwischen Rubrik 1 und 2 hin- und hergeschaltet werden. Nachdem sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Hintergrundwissen beschäftigt haben, gelangen sie über einen Klick auf das Feld Quiz in der Navigationsleiste in einen Bereich, in dem das erlernte Wissen kontrolliert werden kann. Kartierung der innertropischen Konvergenzzone Im zweiten Modulteil erhalten die Schülerinnen und Schüler die Bilddaten und verschiedene Werkzeuge, um Zeitreihen interpretieren und vergleichen zu können (siehe Abbildung 2). Zunächst öffnet sich ein Fenster mit Aufgaben, an denen sich die Lernenden während ihrer Arbeit orientieren können. Sie erhalten jeweils drei Envisat-Bilder des gleichen Bildausschnitts, die die Vegetation beziehungsweise den Wasserdampf in der Atmosphäre zeigen. Die Aufnahmen zeigen den 01.01., 01.04. und 01.07.2011. Per drag & drop können die Bilder in das Hauptfenster gezogen werden. Im rechten Bereich des Anwendungsbereichs befinden sich die Werkzeuge, mit denen die Schülerinnen und Schüler die Bilddaten vergleichen können. Unter "Linie anlegen" können sie pro Bild eine Linie legen, zum Beispiel durch die dichteste Vegetation, den Rand der Wüste oder den dichtesten Wasserdampf. Nach einem Klick auf die Schaltfläche "Pixelwerte auslesen" werden am Mouse-Zeiger die Pixel-Werte im Bild angezeigt. Bei einem Klick auf "Bilder vergleichen" können die beiden zuletzt geöffneten Bilder miteinander verglichen werden. Die angelegten Linien bleiben in jedem Fall erhalten. So können die verschiedenen Zeitschnitte untereinander, aber auch die verschiedenen Bildarten miteinander verglichen werden. Abschluss Haben die Schülerinnen und Schüler die Bildkorrekturen durchgeführt und die gestellten Aufgaben beantwortet, können sie durch Beantworten der Fragen im zweiten Quiz die Bearbeitung des Moduls abschließen.

Die Schülerinnen und Schüler gelangen zu einer kritischen Bewertung der Zuverlässigkeit von Internetinformationen anhand eines Vergleichs Kardinal von Galens mit ihren eigenen Vorstellungen von einem Heiligen.Als "Löwe von Münster" ging Clemens August von Galen in die Geschichte ein. Er stellte sich öffentlich gegen das Euthanasie-Programm der Nazis. Wegen des Widerstands gegen das NS-Regime wurde er nun selig gesprochen. Das Verhalten von Galens während der Nazizeit ist aber durchaus umstritten und soll von den Schülerinnen und Schülern kritisch beleuchtet werden. Zudem wird die Frage erörtert, was einen "Heiligen" charakterisiert und ob von Galen diesen Ansprüchen entspricht.Die Unterrichtseinheit wurde an einem Berufskolleg in der Praxis erprobt, wird hier aber auch für die Sekundarstufen angeboten. Der Lehrplan des Faches Evangelische Religionslehre für die Fachklassen des dualen Systems der Berufsausbildung, beinhaltet eine nicht vollständige Liste mit Hinweisen zu Themen des Religionsunterrichtes. Das Thema der Unterrichtsreihe "Die Kirchen und der Nationalsozialismus" wird nicht explizit genannt. Es ist jedoch über das zur Dimension "Zeit" gehörende Thema "Religions- und Kirchengeschichte" und das unter der Dimension "Leben" genannte Thema "Zivilcourage" legitimiert. Unterrichtsablauf Der Ablauf der Unterrichtsstunde wird hier detailliert mit Einbindung der Arbeitsmaterialien erläutert. Didaktische Überlegungen Hier werden einige didaktische Überlegungen zu Themenauswahl und Einbindung in den Unterricht erläutert. Fachbezogene Ziele Die Schülerinnen und Schüler sollen ihre Ansprüche an einen Heiligen aus der Zeit des Nationalsozialismus beschreiben. prüfen, ob Kardinal von Galen diesen Vorstellungen entspricht. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Informationen zu von Galen aus dem Internet auswerten. die Zuverlässigkeit von Informationen aus dem Internet kritisch bewerten. Soziales Lernen Die Schülerinnen und Schüler sollen sich an der Partner- und Gruppenarbeit zu von Galen aktiv beteiligen. Informationen zu Kardinal von Galen in der Gruppe austauschen. für ihre Einschätzung von Galens sachlich argumentieren. ein differenziertes Urteil zu von Galen bilden. Thema Kardinal von Galen - ein (fast) schon Heiliger? Autor Andreas Otte Fach Religion, Ethik Zielgruppe Sekundarstufe II, Berufsschule Zeitraum 1 Unterrichtsstunde Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss In der Motivationsphase wird eine PowerPoint-Folie mit der Schlagzeile einer Internetzeitung und zwei Fotos (von Galen, Seligsprechung von Galens) verwendet. Dies soll die Aufmerksamkeit der Schülerinnen und Schüler fokussieren und ihr Vorwissen zu von Galen aktivieren. Anhand der Schlagzeilen können die Schülerinnen und Schüler dann in der Spontanphase Vorwissen zu von Galen nennen. Es muss davon ausgegangen werden, dass von Galen nicht allen Lernenden bekannt ist. In einem zweiten Schritt wird den Schülerinnen und Schülern Gelegenheit gegeben, ihre Anforderungen an einen Heiligen aus der Zeit des Nationalsozialismus zu beschreiben. In der folgenden Phase der Arbeitsplanung formulieren die Schülerinnen und Schüler konkrete Fragen, anhand derer sie von Galens Biografie auf ihre "Heiligkeit" untersuchen wollen. Zudem informiert die Lehrkraft kurz über den geplanten weiteren Verlauf der Unterrichtsstunde. In der Informationsphase arbeiten die Schülerinnen und Schüler in selbst gebildeten Paaren an je einem Computer. Die Lernenden werden mittels farbiger Karteikarten in zwei Großgruppen eingeteilt. Eine Gruppe wertet ausschließlich kritische und die andere ausschließlich positive Internetquellen aus. Die Schülerinnen und Schüler beider Gruppen gelangen somit zu gegensätzlichen Bildern von Galens. Eine freie Internetrecherche zu von Galen würde einige Schüler inhaltlich noch überfordern. Daher erhalten sie ein Arbeitsblatt als Word-Dokument, auf welchem die benötigten Internet-Links vermerkt sind. Ihre Ergebnisse halten die Schüler in Stichworten auf Karteikarten fest. Abschließend signalisieren sie im Plenum ihre Einschätzung von Galens mittels farbiger Karten. In der Diskussionsphase finden sich die Schüler mittels der Karteikarten zu neuen Vierergruppen zusammen. Jede Gruppe besteht aus je zwei Mitgliedern verschiedener Paare der beiden Großgruppen aus der Informationsphase. So soll in der Kleingruppe eine höhere Aktivität aller Schülerinnen und Schüler erreicht werden. Durch die kontroverse und damit intensivere Kommunikation wird die Integration der neuen Lernenden gefördert. In der Gruppe versuchen sie, zu einer gemeinsamen Einschätzung von Galens zu gelangen. In der Reflexionsphase signalisieren die Schülerinnen und Schüler ihr Gruppenergebnis und das vorausgehende Ergebnis der Partnerarbeit in einem Meinungsbild mittels farbiger Karten. Davon ausgehend bewerten sie die Arbeit mit Internetquellen kritisch. Zum Abschluß erhalten die Schülerinnen und Schüler ein Aufgabenblatt als Hausaufgabe. Offene Fragen sollen beantwortet und Entscheidungen begründet werden. Das Medium Internet hat für die Schülerinnen und Schüler eine unmittelbare und starke Gegenwartsrelevanz. Es ist ihre bevorzugte Informationsquelle. Das Thema der Unterrichtsreihe hat als historisches Thema keinen unmittelbaren Gegenwartsbezug für die Lernenden. Allerdings ist die Seligsprechung von Galens in den Medien gewürdigt worden. Ein kritisches Bewusstsein für die im Internet dargebotenen Informationen ist für die berufliche und private Zukunft der Schülerinnen und Schüler unverzichtbar. Dem Thema der Unterrichtsstunde kommt zukünftige Relevanz zu, da sie in Beruf und Privatleben Situationen erleben werden, die Zivilcourage erfordern. Von Galen kann hier als ein Beispiel gelten. Anhand ausgewählter Internetquellen erfahren die Schülerinnen und Schüler, dass auch die in diesem Medium gebotenen Informationen kritisch hinterfragt werden müssen. Die Auseinandersetzung mit von Galen steht stellvertretend für das Verhalten weniger katholischer Bischöfe, die sich dem NS-Regime gegenüber partiell widersetzlich verhielten. Zudem wird an von Galen exemplarisch das Schülerverständnis zu den "Heiligen" konkretisiert. Das Internet ist für die Schülerinnen und Schüler als Thema unmittelbar zugänglich. Die Themen der Unterrichtsreihe sind aufgrund ihrer politischen Komplexität und der historischen Distanz für die Schülerinnen und Schüler schwer zugänglich. Daher soll anhand konkreter Personen der Zugang erleichtert werden. Die Biografie von Galens wird ausschließlich mit Fokus auf seiner Haltung zum Nationalsozialismus betrachtet. Die Frage der "Heiligkeit" wird in der Stunde auf das Schülerverständnis reduziert. Zwischen "Seligen" und "Heiligen" wird nicht differenziert. Eine theologische Auseinandersetzung findet anhand der konfessionsspezifischen Hausaufgabe in der Folgestunde statt. Dann wird auch der Unterschied zwischen Seligkeit und Heiligkeit thematisiert werden. Das Interesse für das Medium Internet ist bei den Schülerinnen und Schülern so hoch, dass sie häufig nur mittels der Klassenraumsoftware von der Nutzung des Internets während anderer Arbeitsphasen abzuhalten sind. Da das Thema der Unterrichtsreihe aus einem Vorschlag der Lerngruppe resultiert, kann mit einem Grundinteresse der Schülermehrheit gerechnet werden. Einige Schülerinnen und Schüler zeigten ein weniger starkes Interesse an dem historischen Thema. Durch eine kommunikationsförderliche Methode soll die Motivation gefördert werden. Härle, Wilfried: Dogmatik, Berlin, New York, 2/2000. Lutherisches Kirchenamt (Hrsg.): Unser Glaube. Bekenntnisschriften der evangelisch-lutherischen Kirche, Gütersloh 4/2000. Ministerium für Schule, Jugend und Kinder des Landes Nordrhein-Westfalen (Hrsg.): Lehrplan für das Berufskolleg in Nordrhein-Westfalen. Evangelische Religionslehre. Fachklassen des dualen Systems der Berufsausbildung, Frechen 2004.

Mit einfachen Mitteln bauen Schülerinnen und Schüler in nur 60 Minuten ein Gitterspektrometer. Spektren verschiedener Lichtquellen können fotografiert und mithilfe eines Kalibrierungsspektrums und eines Grafikprogramms auch quantitativ ausgewertet werden.Die Zerlegung des Lichtes in seine Bestandteile ist für viele Schülerinnen und Schüler ein geläufiges Phänomen. Meistens ist es aufgrund der Dispersion am Prisma bekannt. Allerdings haben die wenigsten Schülerinnen und Schüler ein Prisma zu Hause. Ebenfalls vertraut ist die Zerlegung des Lichtes mithilfe der Reflektion an einer CD. Allerdings bleibt es dabei nur bei einer qualitativen Betrachtung des Lichtes. Mit dem hier vorgestellten Selbstbau-Gitterspektrometer sind quantitative Messungen möglich, die eine Genauigkeit von einigen Nanometern aufweisen.Die Spektroskopie ist nicht nur eine der wichtigsten Untersuchungsmethoden in der instrumentellen Analytik, sondern zeichnet sich auch durch ihren hohen ästhetischen Reiz aus. Sie bietet zudem die Möglichkeit, im Rahmen des Physikunterrichts einen Bogen zur Astronomie zu schlagen, von der ebenfalls eine starke Faszination ausgeht. So kann zum Beispiel untersucht werden, was das Licht von Sternen oder galaktischen Gasnebeln über die Zusammensetzung astronomischer Objekte verrät (siehe Unterrichtseinheit Spektroskopie an galaktischen Gasnebeln ). Bau und Einsatz des Spektrometers im Unterricht Neben der Kopiervorlage mit Bauanleitung finden Sie hier wichtige Sicherheitshinweise und Tipps zu den Beobachtungsobjekten sowie zur Auswertung der Spektren. Die Schülerinnen und Schüler sollen mit einfachen Mitteln nach einer Bastelanleitung ein einfaches Spektrometer bauen. die Spektren verschiedener Lichtquellen qualitativ untersuchen. das Spektrometer kalibrieren, die Spektren künstlicher Lichtquellen fotografieren (Digitalkamera) und am Rechner quantitativ auswerten. Thema Versuche mit dem Eigenbau-Gitterspektrometer Autor Heinrich Kuypers Fach Physik Zielgruppe Mittelstufe, Sekundarstufe II Zeitraum etwa 1 Zeitstunde für den Bau des Spektrometers; die quantitative Auswertung eines Spektrums (Digitalfoto) am Rechner nimmt nach der Einarbeitung etwa 15-20 Minuten in Anspruch. Technische Voraussetzungen Durchlicht-Beugungsgitter (Gitterweite: 1.111 nm = 900 Linien pro mm; Träger: 0,05 mm Acetatfolie; Quelle: astromedia.de); für quantitative Auswertungen: Digitalkamera und Bildbearbeitungsprogramm (zum Beispiel MS Paint) Das Gitterspektrometer kann in der Mittelstufe der Sekundarstufe I sowie in der Oberstufe eingesetzt werden. Die Konstruktion nimmt etwas mehr als eine Einzelstunde in Anspruch. Man benötigt dafür folgende Materialien: Die Kopiervorlage (spektrometer_bastelvorlage.pdf) sollte auf möglichst schwerem Papier gedruckt werden (200 oder 250 Gramm Papier hat sich bewährt). Sie enthält zugleich die Bauanleitung für das Spektrometer. Das benötigte Gitter kann vom AstroMedia Verlag bezogen werden (siehe "Internetadressen") Außerdem benötigt man einen Holzspieß oder -stab (Mindestlänge 30 Zentimeter). Holzspieße erhält man im Baumarkt als "Pflanzspieße" in der Gartenabteilung oder als Schaschlikspieße in Supermärkten. Für die Fixierungen hat sich Klebefilm bewährt. Flüssigkleber hat den Nachteil, dass er bei unvorsichtiger Anwendung auf das Gitter gelangt und es unbrauchbar macht. Mit dem Spektrometer lassen sich im Unterricht sofort einige Stoffe anhand ihres Spektrums identifizieren. Verschiedene Gasentladungslampen können dazu an verschieden Plätzen im Unterrichtsraum aufbaut werden. Die Schülerinnen und Schüler können dann von Tisch zu Tisch wandern und mithilfe des Spektrometers und einer Spektraltafel, wie sie in vielen Physikbüchern auf den letzten Seiten zu finden ist, die Stoffe identifizieren. Weitere Bebachtungsziele können den Lernenden als Hausaufgabe vorgegeben werden: Glühlampen Die Glühlampe zeigt ein kontinuierliches Spektrum. Wichtig dabei ist der insgesamt bebachtbare Spektralbereich. Dioden Die Emissionslinien dieser in der Regel monochromatischen Lichtquellen sind nicht scharf, sondern besitzen eine breite Streuung. Energiesparlampen Bei der Beobachtung von Energiesparlampen lässt sich der Quecksilber-Gehalt nachweisen. Straßenbeleuchtung Häufig besitzen die Straßenlampen Natriumlinien. Mond Der Vollmond gibt (gefahrlos) das Sonnenspektrum wieder (Frauenhofersche Linien sind bei der in der Bastelvorlage vorgegebenen Spaltbreite nicht zu erkennen). Keine Sonne, keine Laser! Weisen Sie die Schülerinnen und Schüler nachdrücklich darauf hin, dass die Sonne nicht beobachtet werden darf (Zerstörung der Netzhaut). Ebenso scheidet die Untersuchung von Lasern, zum Beispiel Laserpointern, aus. Auge und Holzspieß Beim Betrachten der Spektren mit dem Auge können sonst harmlose und ungewollte kleine "Schubsereien" unter den Lernenden gefährlich werden, da sich ein Ende des Holzstabs sehr nah am Auge beobachtender Schülerinnen und Schüler befindet. Weisen Sie die Klasse oder den Kurs ausdrücklich darauf hin. Verletzungsmöglichkeiten lassen sich hier zum Beispiel durch das Aufsetzen von Weinkorken auf die Enden der Holzspieße wirksam ausschließen. Die Skala der Kopiervorlage kann nach Belieben noch genauer unterteilt werden, falls dazu die Notwendigkeit besteht. Allerdings liegt die Messunsicherheit der Konstruktion bei über fünf Nanometern. Die Lage der Markierungen ( d ) für eine genauere Unterteilung der Wellenlängen (lambda) lässt sich mit der Formel berechnen. Dabei ist g die Gitterkonstante (1,11 Nanometer) und a der Abstand zwischen Gitter und Spalt (27 Zentimeter). Möchte man diese Änderung unter MS Word durchführen, muss man die Zeichenraster von Word ausschalten oder beim Einzeichnen der Markierungslinie die Alt-Taste gedrückt halten. Die farbige Aufteilung des Lichtes wird immer durch Linien dargestellt, deshalb spricht man stets von Spektrallinien. Allerdings wird häufig vergessen, woher sie eigentlich stammen. Die Linien sind nur die Beugungsfigur des Spaltes. Dies wird sofort anschaulich klar, wenn man den Spalt durch eine andere geometrische Figur ersetzt. Dies lässt sich sehr leicht durch einen Motivstanzer verdeutlichen. Anstelle eines Spalts wird mit einem Motivstanzer (erhältlich in Bastelgeschäften) eine Figur, beispielsweise ein Weihnachtsbaum, aus der Pappvorlage gestanzt. Dies führt zum Beispiel bei einer Energiesparlampe - abhängig von den emittierten Wellenlängen - zu fünf bunten Tannenbäumen. Eine quantitative Auswertung von Digitalfotos erfordert "Laborbedingungen", da Kamera und Gitterspektrometer immer in gleicher Position zu einander gehalten werden müssen. Für die Eichung der Messanordnung wird die Digitalkamera unmittelbar hinter dem Gitter positioniert. Auf dem Suchermonitor erscheint das Spektrum der Kalibrierungslampe. Die Kamera wird dann vorsichtig so weit verschoben, bis die bekannten Spektrallinien des Referenzspektrums mit den richtigen Markierungslinien der Wellenlänge übereinstimmen. Damit ist das Spektrometer kalibriert. Anschließend kann jede weitere Lichtquelle vor dem Spalt platziert und deren Spektrum aufgenommen werden. Die Fotos werden dann mit einem Grafikprogramm, zum Beispiel MS Paint, geöffnet. Dort kann die Position der bekannten Wellenlänge vom Spalt aus gemessen und in Pixeln ausgedrückt werden. Anschließend wird ein Bild mit einem unbekannten Spektrum überlagert. Die Pixeldifferenz zu den bekannten Linien wird dann in Wellenlängen umgerechnet.

In dieser Unterrichtseinheit zu den Themen Wetter und atmosphärische Zirkulation analysieren und interpretieren die Lernenden Bilder eines Wettersatelliten und verstehen den grundlegenden Aufbau von Hoch- und Tiefdruckgebieten sowie die Grundlagen der globalen atmosphärischen Zirkulation. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.Zentrales Element dieser Unterrichtseinheit ist ein Satellitenfilm, der die Wetterphänomene im Verlaufe eines Tages darstellt. Mithilfe des Films wird die atmosphärische Zirkulation in den globalen Zusammenhang eingebettet und besonders einprägsam veranschaulicht. Der Film regt die Schülerinnen und Schüler zur Auseinandersetzung mit der Entstehung und den Zusammenhängen von Wolken- und Windsystemen, Konvektions- und Advektionsprozessen sowie globalen Austauschprozessen an. Das Projekt FIS des Geographischen Institutes der Universität Bonn beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Dabei entstehen neben klassischen Materialien auch Anwendungen für den computergestützten Unterricht.Die Unterrichtseinheit "Atmoshpärische Zirkulation" hat zum Ziel, den Schülerinnen und Schülern die Themenkomplexe Wetter und atmosphärische Zirkulation in ihrem Gesamtzusammenhang näher zu bringen. Dadurch sind sie in der Lage, atmosphärische Prozesse als treibende Kraft für die Unterschiede im Naturpotential verschiedener Räume zu verstehen. Anhand eines Satellitenfilms, der das Wettergeschehen auf der Erde an einem Tag in voller Länge zeigt, werden die Jugendlichen besonders anschaulich in die globalen Zusammenhänge eingeführt. Dabei sollen die Lernenden zunächst eine Lesekompetenz in Bezug auf Wettersatellitenbilder aufbauen, um dann erste Wetterphänomene erkennen und erklären zu können. Darauf aufbauend können zunehmend komplexere Themenbereiche, wie Konvektions- und Advektionsprozesse sowie die Passatzirkulation und planetarische Frontalzone erarbeitet werden. Unterrichtsverlauf und Arbeitsmaterialien Ausgehend von einem Satellitenfilm erarbeiten sich die Lernenden schrittweise die globale Verteilung von Wolken- und Windsystemen. Die Schülerinnen und Schüler können Bilder von Wettersatelliten interpretieren und zur Analyse der atmosphärischen Zirkulation nutzen. können unterschiedliche Druck- und Wolkengebilde unterscheiden und sie Klimazonen zuordnen. können Grundlagen der atmosphärische Zirkulation beschreiben. Zum Abspielen der kurzen Filmsequenz zur atmosphärischen Zirkulation benötigen Sie entweder den Adobe Flash Player oder den Apple Quicktime Player (beide kostenlos erhältlich). 1. Stunde: Wettergeschehen im Satellitenbild Zu Beginn kann den Schülerinnen und Schülern der Satellitenfilm über einen Beamer gezeigt werden. Der Film besteht aus einer Abfolge von Bildern, die während eines Tages vom Meteosat-Satelliten aufgenommen wurden. Anhand des Meteosat-Filmes sollen die Schülerinnen und Schüler die wesentliche Gliederung der planetarischen Zirkulation erkennen können. Die Wolkenverteilung und -bewegungen sind anschaulich zu erkennen. Folie 1 (folie_1_wolkenarten.pdf) zeigt anschaulich typische Wolkenformen aus verschiedenen Regionen der Erde. Anschließend regt das Arbeitsblatt 1 (ab_1_wolkenarten.pdf) zur Auseinandersetzung mit den verschiedenen Wolkentypen an. Die Folien 2 (folie_2_nordhalbkugel.pdf) und 3 (folie_3_tropen.pdf) zeigen noch einmal im Ausschnitt die Wolkenverteilung der Außertropen und der Tropen. Ziel ist es, den grundlegenden Aufbau von Hoch- und Tiefdruckgebieten erklären zu können. Damit sollen die Lernenden in die Lage versetzt werden, Wolkenbilder gleichsam "lesen" zu können. Optional können mithilfe der Folien 2a und 2b die von den Lernenden gemachten Aussagen zur Außertropischen Zirkulation überprüft werden. Die beiden Abbildungen zeigen die Druckverteilung, Temperatur- und Bewölkungssituation am Tag der Satellitenbildaufnahme. Im letzten Teil dieser Unterrichtseinheit bringen die Schülerinnen und Schüler die Erkenntnisse der vergangenen Stunden in einen globalen Zusammenhang. Als wichtige Elemente sollen die Lernenden hierbei die Bedeutung der innertropischen Konvergrenzzone (ITC), der Hadley-Zelle sowie der Coriolis-Kraft kennen lernen. Im Arbeitsblatt 4 lokalisieren sie die relevanten Windsysteme und sollen den Wärme- und Energietransport in der Atmosphäre erklären können.

In der Unterrichtseinheit "Kommunikation mit verschiedenen Kundentypen" zum Thema "Verkaufsgespräche kundenorientiert führen" wenden die Lernenden in Rollenspielen Gesprächsstrategien im Umgang mit Kundinnen und Kunden an, die sich durch ihr Kommunikationsverhalten unterscheiden. Sie üben die Steuerung eines Gesprächs, lernen Hilfsangebote kennen und erarbeiten Möglichkeiten zur Relativierung von Aussagen. Diese Unterrichtseinheit für die Berufsschule sowie auch die Sekundarstufen II der allgemeinbildenden Schulen fördert anhand von praxisnahen, aktivierenden Materialien eine professionelle Kommunikation in der Rolle einer Verkäuferin beziehungsweise eines Verkäufers: Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten dabei die Merkmale der Kommunikation verschiedener Kundentypen. Dabei geht es zum Beispiel um mitteilsame, zurückhaltende, orientierungslose oder auch besserwisserische Kundinnen und Kunden. Diese Kategorisierung bildet die Grundlage für die reflektierte Anwendung gezielter Gesprächsstrategien im Sinne einer Kundenorientierung. Rollenspiele, in denen die Lernenden mit Kunden kommunizieren, dienen zur Einübung und Festigung. Gegebenenfalls hilft eine Aufzeichnung per Videokamera bei der Auswertung. Die Einheit lässt sich im Unterricht mit "Verkaufsgespräche führen: Grundlagen der Kommunikation im Einzelhandel" kombinieren und wird ergänzt durch "Rhetorische Strategien für den Einzelhandel an Stationen erarbeiten" , "Phasen im Verkaufsgespräch: Gesprächseröffnung, Angebotsphase, Preisnennung und Kaufentscheidung" und " Das Verkaufsgespräch: No-Gos und wie es geht ". Das Thema "Kommunikation mit verschiedenen Kundentypen" im Unterricht Im Rahmen ihres Unterrichts in der Berufsschule setzen sich Auszubildende im Einzelhandel mit vielen verschiedenen Aspekten eines umfangreichen Lernfelds auseinander, das den Titel Verkaufsgespräche kundenorientiert führen trägt. Dieses Ausbildungsmodul zielt auf die Entwicklung professioneller Kommunikationskompetenz ab und ist daher für die Berufspraxis von zentraler Bedeutung. Die vorliegende Unterrichtseinheit schafft die Grundlagen für eine gezielte Anwendung bestimmter Gesprächsstrategien, die sich am Kommunikationsverhalten von Kundinnen und Kunden orientieren. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler verfügen über grundlegende kommunikationstheoretische Kenntnisse. Beispielsweise sind ihnen die spezifischen Merkmale von verbaler, nonverbaler und paraverbaler Kommunikation bekannt. Im Idealfall können die Lernenden verschiedene Frageformen unterscheiden und anwenden; diese sind für eine aktive Gesprächsgestaltung von großer Bedeutung. Die genannten Aspekte werden in der Unterrichtseinheit über die Grundlagen eines Verkaufsgesprächs thematisiert. Es empfiehlt sich, mit jenen Materialien den Einstieg in das Lernfeld zu gestalten und das Thema Kommunikation mit verschiedenen Kundentypen im Anschluss zu behandeln. Didaktische Analyse In der Unterrichtseinheit werden Kundinnen und Kunden in verschiedenen Fallbeispielen aus dem Alltag im Einzelhandel aufgrund ihres Kommunikationsverhaltens kategorisiert. Das zentrale Lernziel ist die Befähigung der Lernenden zur reflektierten Anwendung gezielter Gesprächsstrategien im Umgang mit den jeweiligen Kundentypen. Deren Charakteristika werden zunächst in einer Gruppenarbeitsphase erarbeitet. Gemeinsam entwickeln die Schülerinnen und Schüler im Anschluss sinnvolle Strategien für Verkaufsgespräche mit mitteilsamen, zurückhaltenden, besserwisserischen und orientierungslosen Kundinnen und Kunden. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse setzen sie sich exemplarisch mit weiteren Kommunikationssituationen im Einzelhandel auseinander und erarbeiten eigenständig Rollenspiele, die einen professionellen Umgang mit bestimmten Kundentypen demonstrieren. Methodische Analyse Die Materialien fördern die Aktivität der Lernenden in unterschiedlichen Sozialformen. Dabei hängt die methodische Gestaltung von den jeweiligen inhaltlichen Schwerpunkten und der Materialbasis ab: Bei der Erarbeitung der Kommunikationsmerkmale von vier verschiedenen Kundentypen erweist sich eine arbeitsteilige Gruppenarbeit als besonders effizient. In den Gruppen können dann auf der Grundlage eines intensiven Austauschs sinnvolle Gesprächsstrategien für den Umgang mit den jeweiligen Kundentypen entwickelt werden. Zur Einübung und Festigung durch weitere vorgegebene Fallbeispiele und kreativ gestaltete Rollenspiele eignet sich die Kooperation in Zweier-Teams. Für den Lernzuwachs sind die Plenumsphasen am Ende der Stunden von zentraler Bedeutung: In diesen findet die Präsentation und Auswertung der Arbeitsergebnisse mit der gesamten Lerngruppe statt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kategorisieren verschiedene Kundentypen aufgrund ihres Kommunikationsverhaltens. wenden in Verkaufsgesprächen mit den jeweiligen Kundentypen sinnvolle Strategien an. üben die Steuerung eines Gesprächs mit mitteilsamen Kundinnen und Kunden durch Fragen. lernen konkrete Hilfsangebote an zurückhaltende Kundinnen und Kunden sowie Möglichkeiten zur Relativierung der Aussagen besserwisserischer Kundinnen und Kunden kennen, ohne direkt zu widersprechen. erarbeiten gezielte Entscheidungsvorschläge für orientierungslose Kundinnen und Kunden. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nehmen Rollenspiele gegebenenfalls per Videokamera auf. nutzen gegebenenfalls die Videoaufzeichnungen zur Auswertung der Rollenspiele. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler vertreten sachlich begründete Standpunkte, hören anderen zu und diskutieren fair. präsentieren Arbeitsergebnisse im Plenum, teils in Form eines Rollenspiels.

Ziel des Projekts ist die objektorientierte Programmierung eines einfachen Funktionsplotters in Java. Dieser soll Funktionsterme, die über ein Textfeld eingegeben werden, in einem Koordinatensystem mit skalierbaren Achsen darstellen können. Schülerinnen und Schüler sollen einen Plotter entwickeln, mit dem ganzrationale, gebrochenrationale und Potenzfunktionen dargestellt werden können. Die Aufgabenstellung schließt die Entwicklung eines Termparsers ein. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der engen Korrespondenz der Syntaxdiagramme mit der Implementierung der Klassen. Das hier vorgestellte Material richtet sich an erfahrende Informatiklehrerinnen und -lehrer. Es stellt die Sachanalyse dar und schlägt didaktische Reduktionen und einen Aufbau für die Unterrichtseinheit vor. Die enthaltenen Diagramme und Quelltexte sind auch für den Einsatz im Unterricht konzipiert. Realisierung überschaubarer Lösungen in Unterrichtsblöcken Die Entwicklung eines Interpreters oder Parsers, der auf einer kontextfreien Grammatik basiert, ist ein lohnendes, aber auch schwieriges Unterfangen. Dies gilt umso mehr, wenn man sich zum Ziel setzt, dass die Schülerinnen und Schüler wesentlich Teile selbst erarbeiten können. Der Aufbau soll einem genetischen Weg folgen. Ausgehend von einfachen Problemstellungen sollen kleine überschaubare Lösungen realisiert werden, die in einem Unterrichtsblock umgesetzt werden können. Diese Teillösungen können schrittweise zu immer komplexeren Lösungen erweitert werden. Vielfältige Differenzierungsmöglichkeiten Die Vorteile und der Nutzen von algorithmischen Lösungen und objektorientierter Programmierung werden unmittelbar erfahrbar. Durch vielfältige Differenzierungsmöglichkeiten wird auch den weniger leistungsstarken Schülerinnen und Schülern ein Zugang zur Materie ermöglicht. Leistungsstarke Lernende oder Teilgruppen können komplexere Aufgabenstellungen bearbeiten, deren Lösungen in das Projekt integriert werden. Von Vorteil ist hier zweifellos, dass der behandelte Gegenstand allen Schülerinnen und Schülern vertraut ist. Themenübersicht und Materialien Die Inhalte der Programmierungsziele werden kurz vorgestellt. Die jeweiligen Quelltexte und eine ausführliche Dokumentation können Sie hier einzeln herunterladen. Die Schülerinnen und Schüler sollen Syntaxregeln für den Aufbau von Termen finden und formulieren können. rekursiv aufgebaute Syntaxdiagramme lesen und erstellen können. eine kontextfreie Grammatik formulieren und nutzen lernen. die Rekursion als mächtiges Programmierkonzept kennen und nutzen lernen. die Struktur "Stapel" entwickeln, kennen und nutzen lernen. geeignete Klassenstrukturen entwickeln und die entsprechenden Klassen codieren. Thema Objektorientierte Programmierung eines Termparsers und Funktionsplotters in Java Autor Karl Georg Kristin Fach Informatik Zielgruppe Sekundarstufe II; vorauszusetzen sind Erfahrungen im objektorientierten Programmieren Zeitraum 5-10 Doppelstunden, je nach angestrebter Komplexität der Lösung Technische Voraussetzungen Computer-Arbeitsplätze in ausreichender Zahl (im Idealfall Partnerarbeit) Software Java Runtime Environment (kostenfreier Download), Entwicklungsumgebung BlueJ (Freeware) oder eine andere Entwicklungsumgebung für Java 1. Konstante Grenzen Das Programm stellt den Graphen einer Funktion auf einem Panel dar. Das Panel wird in einem Frame auf dem Monitor angezeigt. Der Ursprung des Koordinatensystems liegt in der linken unteren Ecke. Die Achsen haben feste Größen. 2. Flexible Grenzen Die Einteilung und Lage der Koordinatenachsen wird durch die Anfangs- und Endwerte der Achsen angegeben. Die Koordinatenachsen werden ebenfalls gezeichnet. 3. Achsenbeschriftung Die Beschriftung der Achsen erfolgt nach dem Grundsatz, dass zwei Markierungen höchstens 80 Pixel auseinander sein sollen und mindestens einen Abstand von 30 Pixeln haben dürfen. 1. Summen und Produkte Erlaubte Terme dürfen zu Beginn nur Ziffern, die Variable x, Plus- und Multiplikationszeichen enthalten. 2. Geklammerte Ausdrücke Sollen auch Terme verarbeitet werden können, die Klammerausdrücke enthalten, muss die Syntax erweitert werden. 3. Subtraktion und Division Die Subtraktion einer Zahl wird ersetzt durch die Addition des negativen Werts der Zahl. Ein Minuszeichen vor einem Summanden führt dazu, dass der Wert des Summanden ins Negative verkehrt wird. Eine Sonderstellung nehmen dabei Vorzeichen ein, die nicht einem Summanden folgen, sondern vor einem Term stehen. 4. Potenzrechnung Um Potenzen verarbeiten zu können wird die Syntax erneuet erweitert. Als Basen und Exponenten sind Variablen, Konstanten oder eingeklammerte Terme zugelassen. Am Ende der Unterrichtseinheit werden die Teile des Projekts zusammengeführt und der Funktionsplotter erhält noch eine interaktive Oberfläche. In dem Dokument (dokumentation_plotter.pdf) finden Sie weitere und ausführliche Informationen zu den oben kurz vorgestellten Programmierzielen, die in einem Unterrichtsblock umgesetzt werden sollen.