Dieses Unterrichtsmaterial zur Klassik führt in die Epoche ein und grenzt Begriffe wie Klassizismus oder die Wiener Klassik ein. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten Architektur, Literatur und Musik dieser Zeit und lernen mit Goethe, Schiller, Haydn, Mozart oder Beethoven berühmte klassische Vertreter kennen. Welche Aspekte bei einer Einführung in die Epoche der Klassik unbedingt erarbeitet werden sollten, ist sicher sehr subjektiv. Die Schriftsteller Johann Wolfgang von Goethe, Friedrich Schiller oder die Komponisten Joseph Haydn, Wolfgang Amadeus Mozart oder Ludwig van Beethoven dürfen dabei allerdings auf keinen Fall fehlen und spielen wohl in jeder Annäherung an den Begriff Klassik eine wichtige Rolle – so auch in diesem Unterrichtsmaterial. Vor allem die Schülerinnen und Schüler setzen oftmals jegliche Art von orchestraler Musik mit klassischer Musik gleich und haben höchstens eine vage Vorstellung von der kulturellen Epoche. Diese Unterrichtseinheit soll daher dabei helfen, in einer Einführung und ersten Begegnung in den Fächern Musik oder Deutsch einen groben Überblick über die Merkmale der Klassik zu erhalten. Anhand der Musik, der Literatur und der Architektur erarbeiten die Lernenden damit besondere Aspekte der Zeit im späten 18. Jahrhundert und frühen 19. Jahrhundert im Anschluss an Sturm und Drang und die Aufklärung. Die Lernenden sollen mit diesem Unterrichtsmaterial einen Überblick über verschiedene Themenbereiche der Klassik erhalten, die Epoche zeitlich einordnen können und bekannte Vertreter und Bauwerke kennenlernen. Der Fokus liegt dabei aus Gründen der didaktischen Reduktion darauf, der Klasse eine Auswahl zu präsentieren und nicht auf einer tiefergehenden Auseinandersetzung mit einem Aspekt. Die Spannung der Stunde liegt darin, dass viele Schülerinnen und Schüler unbewusst schon einiges aus der Klassik kennen, nun aber die Hintergründe dazu erfahren. Neben dieser Form der Bewusstmachung hilft der Wechsel von Sozialformen und eingebauten Hörphasen bei der Schüleraktivierung. Alternativ beziehungsweise ergänzend kann das Material Einführung in die Klassik interaktive Übungen eingesetzt werden. Das Thema "Einführung in die Klassik" im Unterricht Die Einführung in die Merkmale der Epoche der Klassik zählt zum Grundwissen und kann in den Sekundarstufen I und II je nach Schwerpunktsetzung in unterschiedlichen Jahrgangsstufen eingesetzt werden. Es bietet sich an, besonders im Fach Musik den Themenbereich "Wiener Klassik" in weiteren Unterrichtseinheiten zu vertiefen. Einige Themen können auch fächerverbindend zum Beispiel mit den Fächern Deutsch und Kunst erarbeitet werden. Vorkenntnisse Grundsätzlich sind für die Einführung in die Klassik keine speziellen Vorkenntnisse notwendig. Die Schülerinnen und Schüler haben aber sicherlich schon mal ein klassisches Gebäude zumindest unbewusst kennengelernt sowie die ein oder andere Melodie der drei wichtigsten Vertreter der Wiener Klassik im Ohr, da sie sie vielleicht schon aus der Grundschule kennen. Diese Unterrichtseinheit bietet sich deshalb dazu an, alle Schülerinnen und Schüler auf den gleichen Wissensstand zu bringen. Didaktische Analyse Mit diesem Material kann erkannt werden, dass sich klassische Elemente auch in vielen Bereichen des Alltags wiederfinden, besonders in der Architektur. Ebenso erhalten die Schülerinnen und Schüler einen groben Einblick in die Wiener Klassik sowie die Weimarer Klassik und können die Begriffe "Klassik" und "Klassizismus" voneinander abgrenzen. Ziel dieser Einheit ist es, verschiedene Themenbereiche anzureißen oder auch die Klasse auf eine kommende, tiefergehende Auseinandersetzung mit der Epoche einzustimmen und zu sensibilisieren. Methodische Analyse Zu Beginn hört die Klasse drei bekannte Hörbeispiele der Klassik: das "Kaiserquartett" von Joseph Haydn, welches auch als deutsche Nationalhymne bekannt ist, "Eine Kleine Nachtmusik" von Mozart sowie Beethovens "Für Elise", welches die Lernenden vielleicht schon als Klingelton von ihrem Smartphone oder aus der Fernsehwerbung kennen. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Namen der Stücke den Namen der Komponisten sowie deren Portraits zuordnen und dabei auf das Thema eingestimmt werden. Im Anschluss tragen die Lernenden in einem Schaubild ihr Vorwissen über die Klassik zusammen, bevor sie einen Einblick in andere klassische Bereiche wie die Architektur und die Literatur erhalten. Sie sprechen über verschiedene bekannte Gebäude der Klassik wie die Akropolis in Athen, die Neue Wache in Berlin oder die Walhalla bei Regensburg und erarbeiten sich Hintergründe zu Themen wie "Klassik" und "Klassizismus", "Literatur und Wiener Klassik", "Komponisten in der Klassik", "Gattungen in der Klassik" sowie die Sonatenhauptsatzform oder das Streichquartett. Abschließend erhalten die Schülerinnen und Schüler ein Rätsel sowie weitere bekannte Hörbeispiele dieser Zeit. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler aktivieren ihr Vorwissen und lernen verschiedene Bereiche der Klassik kennen. definieren die Begriffe Klassik und Klassizismus. gewinnen Einblicke in die Musik, die Literatur sowie die Architektur der Epoche. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben den Umgang mit der Dokumentenkamera und dem PC. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler halten sich an Gesprächsregeln im Unterrichtsgespräch folgen konzentriert und diszipliniert den exemplarischen Stücken der Klassik. arbeiten zielorientiert und respektvoll zusammen.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Französisch der Klassen 5–13 vermittelt Schülerinnen und Schülern die Mechanismen der französischen Orthografie und Feminin-Bildung anhand des humorvollen Kinderbuches "L'ivre de français" von PEF. Durch Wortspiele und Visualisierungen analysieren und reflektieren Schüler das stumme "e", den Accord Feminin und unterschiedliche Lautschreibungen – spielerisch, motivierend und mit echtem Sprachbewusstsein. Geeignet für Anfangsunterricht bis Oberstufe mit Differenzierungsmöglichkeiten. Diese Unterrichtseinheit für den Französischunterricht der Sekundarstufe I und II behandelt zentrale Phänomene der französischen Orthografie und Grammatik anhand des humorvollen Kinderbuches "L'ivre de français" von PEF, insbesondere das Kapitel über les "e" (les œufs) . Zentrale Inhalte: Das stumme "e" und seine Funktionen im Französischen Feminin-Bildung im Singular und Plural (Accord Feminin) Unterschiedliche Orthografie gleicher Laute im Französischen Wortspiele und linguistische Spielereien als Reflexionsinstrument Kompetenzen Schülerinnen und Schüler analysieren die Mechanismen der französischen Sprache, reflektieren über Orthografie-Regeln und begründen Feminin-Bildungen anhand authentischer, humorvoller Textbeispiele. Sie trainieren Sprachbewusstsein und Regelableitungskompetenz durch spielerische, motivierende Materialien. Methoden & Sozialformen Visualisierungen und Wortspiele fördern motivierendes Lernen. Die Unterrichtseinheit kombiniert Einzelarbeit, Partnerarbeit und Gruppenarbeit mit Sprachreflexion und Diskussion über Sprach-Phänomene. Besonders geeignet für spielerisches, entdeckendes Lernen und als Differenzierungsmaterial für verschiedene Leistungsniveaus. Das Kinderbuch "L'ivre de français" von PEF bietet eine Fülle von Wortspielmaterial und linguistischen Spielereien , die deutsche Schülerinnen und Schüler bei der Bewältigung typischer Orthografie-Schwierigkeiten unterstützen. Warum dieses Material? Motivierend & humorvoll : Der Prince de Motordu und die Princesse Dézécolle vermitteln Grammatik-Inhalte spielerisch und unterhaltsam Authentische Sprachreflexion : Wortspiele bieten einen Anlass für tiefer gehende Reflexion über Sprach-Mechanismen Praktischer Mehrwert : Schüler verstehen, warum es im Französischen stumme "e"s gibt und wie Feminin-Bildung funktioniert Differenzierbar : Visualisierungen ermöglichen Einsatz bereits im Anfangsunterricht; subtiler Humor spricht auch Oberstufenlernende an Einsatzszenario Anfangsunterricht (Klasse 5-6, Französisch als erste Fremdsprache) Wegen der visuellen und spielerischen Elemente sowie der relativ einfachen grammatischen Phänomene (Feminin-Bildung) sind die Materialien bereits für jüngere Schülerinnen und Schüler geeignet. Lehrkräfte können das genaue Verständnis jedes einzelnen Wortspiels reduzieren und sich auf die Kerngrammatik konzentrieren . Einsatzszenario Oberstufe (Klasse 10-13, Vertiefung & Sprachreflexion) Oberstufenlernende entwickeln Freude an den kindlichen Elementen, verstehen den subtilen Humor des Prince de Motordu und nutzen die Materialien als Anlass für tiefer gehende linguistische Reflexion über die Mechanismen von Sprache. Besonders wertvoll für Sprachbewusstsein und Regelkompetenz . Material-Anforderungen: Kopien des Kapitels "les œufs" aus "L'ivre de français" oder digitale Zugriffe Optional: Beamer/Smartboard für Visualisierungen Arbeitsblätter für Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit Vorkenntnisse: Grundlegende Kenntnisse der Feminin-Bildung im Französischen (oder parallel Einführung) Vertrautheit mit Grundbegriffen der Grammatik (Genus, Numerus) Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Funktionen des stummen "e" im Französischen und erklären deren Rolle bei der Feminin-Bildung im Singular und Plural. begründen Orthografie-Regeln der französischen Sprache anhand von Wortbeispielen und unterscheiden zwischen verschiedenen Lautschreibungen gleicher Laute. reflektieren über die Mechanismen der französischen Grammatik und transferieren ihre Erkenntnisse auf neue Wortspiele und Sprachbeispiele. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren systematisch nach Wortspiel-Mustern und dokumentieren ihre Erkenntnisse in strukturierten Arbeitsblättern. präsentieren ihre Regelableitungen und Wortspiel-Analysen vor der Klasse und begründen ihre Ergebnisse mit Textbelegen. erstellen eigenständig neue Wortspiele nach dem Muster des Prince de Motordu und evaluieren ihre Kreationen nach linguistischen Kriterien. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler diskutieren in Gruppen über unterschiedliche Interpretationen von Wortbeispielen und respektieren alternative Lösungsansätze ihrer Mitschüler. kooperieren in Partnerarbeit, unterstützen sich gegenseitig bei der Regelableitung und geben konstruktives Feedback zu eigenen Wortspiel-Kreationen. kommunizieren ihre Erkenntnisse verständlich in der Gruppe, hören aktiv ihren Mitschülern zu und bauen auf deren Beiträgen auf.

In dieser Einheit erhalten Ihre Schülerinnen und Schüler einen Einblick in die molekularbiologischen Prozesse, die bei der Entstehung von Krebs eine Rolle spielen und lernen mögliche Ansatzpunkte einer gezielten Krebstherapie kennen. Jährlich sterben immer noch mehr als 200.000 Menschen an verschiedenen Krebserkrankungen. Lange Zeit kamen bei der Behandlung neben Operationen nur Bestrahlung und Chemotherapie in Frage. Letztere hatten den Nachteil, dass sie nicht nur nicht bösartigen Tumorzellen zerstören, sondern auch die gesunden Körperzellen angreifen. Schwere Nebenwirkungen waren die Folge. Seit Anfang der 2000er Jahre entwickeln Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen neuartige Medikamente, die zielgenauer angreifen und so zu geringeren Nebenwirkungen führen. In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Thema Krebs auseinander. Dabei werden zunächst die Entstehung von Krebs sowie verschiedene Einflussfaktoren, Onkogene und Tumorsuppressorgene behandelt. Des Weiteren wird die Rolle der Signalkette bei der Entstehung von Krebs thematisiert, sodass die Prozesse auf molekularer Ebene dargestellt werden. Im Folgenden wird auf die zielgerichtete Krebstherapie im Detail eingegangen, wobei Begriffe wie Proliferation und Apoptose definiert werden. Abschließend und ergänzend dazu kann das Tumorsuppressorgen p53 und seine Funktion angesprochen werden. Die Unterrichteinheit kann für die Sekundarstufe II im Fach Biologie im Leistungskurs oder aber als vertiefender Exkurs im Grundkurs eingesetzt werden. Sie kann als Material für die Inhaltsfelder "Krebs: Krebszellen, Onkogene und Anti-Onkogene, persönliche Medizin" genutzt werden und orientiert sich dabei vor allem an dem Kerncurriculum des Hessischen Kultusministeriums sowie an den Rahmenlehrplänen der Länder Berlin, Brandenburg und NRW. Die Einheit liefert einen Überblick über die Entstehung von Krebs auf molekularbiologischer Ebene und bietet damit nicht nur einen klaren Lebensweltbezug, sondern auch höchste Aktualität. Die Bekämpfung von Krebs beschäftigt noch immer viele Forschungsteams und wird auch zukünftig ein Thema sein, dem alle Menschen in ihrem Leben direkt oder indirekt begegnen. Neben verschiedenen Lernmethoden und Sozialformen stellt die Unterrichtseinheit auch vertiefende Zusatzaufgaben zur Verfügung. Die Infotexte erlauben eine selbständige Bearbeitung der Aufgabenstellungen. Auch der kritische Umgang mit Quellen sowie die eigene Recherchefähigkeit werden bei der Bearbeitung der Arbeitsblätter entwickelt. Das erste Arbeitsblatt erlaubt eine allgemeine Einführung in das Thema Krebserkrankungen und legt dabei den Schwerpunkt auf die Entstehung sowie begünstigende Faktoren. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit der Entstehung von Krebs auf molekularer Ebene auseinander und erhalten den Impuls die eigene Lebensweise in Bezug auf gewisse Risikofaktoren zu betrachten. Weiterhin kann anhand des zweiten Arbeitsblattes auf verschiedene Behandlungsmethoden mit Fokus auf die gezielte Krebstherapie eingegangen werden. Die vertiefende Aufgabenstellung 2 ist insbesondere im Leistungskurs sinnvoll. Sie kann als Grundlage für die selbstständige Recherche und Ausarbeitung von Referaten oder Postern verwendet werden. Abschließend behandelt das dritte Arbeitsblatt das Tumorsuppressorgen p53 sowie seine Wirkweise und Bedeutung bei der Kontrolle des Zellzyklus. Damit vertieft es optional das Wissen über die Entstehung von Krebs auf molekularer Ebene. Grundlegende biologische Kenntnisse sollten bekannt sein. Hierzu gehört ein Basiswissen in Bezug auf Genetik und Physiologie wie beispielsweise die Transkription, Genregulation, der Zellzyklus oder der Stofftransport auf zellulärer Ebene. Weiteres Vorwissen wird nicht benötigt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Krebsentstehung und -entwicklung kennen. erhalten Einblick in verschiedene Regulationsmechanismen auf molekularer Ebene. erarbeiten sich Wissen über neuartige Krebsmedikamente. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen verschiedene Medienangebote für ihre Recherche. wählen digitale Inhalte und Informationen kritisch und reflektiert aus. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren sachlich und bearbeiten Aufgaben in Zusammenarbeit mit anderen Schülerinnen und Schülern. wenden ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen an. Willen, Christine. Antikörper-Wirkstoff-Konjugate der 3. Generation: Breite Wirkung im Tumor . Deutsches Ärzteblatt. Jg. 119. Heft 31–32. https://api.aerzteblatt.de/pdf/119/31/a1356.pdf Schmidt, Stefan. Gastl, Günther. Zielgerichtete Therapie: Tyrosinkinaseinhibitoren in der klinischen Onkologie . Onkologie heute. https://cme.mgo-fachverlage.de/uploads/exam/exam_23.pdf Zielgerichtete Krebstherapien: Wie funktionieren sie?: https://www.krebsinformationsdienst.de/fileadmin/pdf-dateien/informationsblaetter/iblatt-zielgerichtete-krebstherapien.pdf dkfz. Krebsinformationsdienst: https://www.krebsinformationsdienst.de/zielgerichtete-krebstherapie Bundesminesterium für Forschung, Technologie und Raumfahrt: Krebsforschung: https://www.gesundheitsforschung-bmbf.de/de/krebsforschung-8541.php p53-Autoantikörper ein hochspezifischer Tumormarker: https://www.mlhb.de/fileadmin/user_upload/Startseite/Service/Laborinformationen/p53-Autoantikoerper_110619.pdf Letzter Abruf der Internetadressen: 11.06.2025

Diese Lernumgebung bietet eine interaktive Einführung in das Perzeptron und einfache neuronale Feed-Forward-Netzwerke. Sie erzählt eine Geschichte über einen Anwendungsfall für Klassifikation, in die mehrere Aufgaben eingebettet sind. Künstliche Intelligenz ist an vielen Stellen völlig alltäglich geworden. Meistens sind diese Systeme aber nur Black-Boxen in unserem Alltag und es fällt schwer, mehr über die Funktionsweise herauszufinden. Gleichzeitig sind die Themen, wenn man sie unterrichtlich behandeln möchte, mathematisch zu anspruchsvoll für den Schulunterricht, sodass nur ein oberflächlicher Zugang zur eigentlichen Funktionsweise möglich ist. Genauso ist das Umsetzen von existierender Software in eigenen Programmen zwar im Unterricht möglich, aber nur für leistungsstarke Lerngruppen. Zur Lernumgebung gelangen Sie über den Link am Ende dieser Seite. Das "KI-Labor" bietet Möglichkeiten, mit dem eigenen digitalen Endgerät maschinelles Lernen erfahrbar zu machen. Es gibt verschiedene Themenbereiche und Lernumgebungen, in denen selbstständig mit den Möglichkeiten und Grenzen der jeweiligen Technologien experimentiert werden kann. Zur Ausführung der verschiedenen Umgebungen wird lediglich ein moderner Webbrowser benötigt. In dieser Unterrichtseinheit geht es um die Funktionsweise von einfachen neuronalen Netzen (sogenannte "Feed-Forward"-Netzwerke), beginnend mit dem einfachsten dieser Netze – dem Perzeptron. Als Anwendungsfall wird die Klassifikation von Obst anhand ausgewählter Features gewählt. Die Lernumgebung erzählt dazu eine interaktive Geschichte, in die verschiedene Aufgaben eingebettet sind. So muss zunächst das Perzeptron per Hand optimiert werden, das heißt die verschiedenen Modellparameter (Gewichte) passend gesetzt werden. Im Sinne des productive failure wird die Aufgabenstellung dann so erweitert, dass eine sinnvolle Klassifikation mit dem Perzeptron nicht länger möglich ist, dennoch sollen auch hier wieder Parameterwerte gefunden werden. Im nächsten Schritt wird das Perzeptron dann zu einem neuronalen Netz mit einer Zwischenschicht erweitert. Hier gestaltet sich die Parameteroptimierung sehr mühsam, sodass abschließend das Verfahren des automatischen Trainings durch den Backpropagation-Algorithmus als sinnvolle Ergänzung thematisiert wird. Die Einheit eignet sich im Fach Informatik als Einführung in eine Unterrichtseinheit zu maschinellem Lernen (speziell zu neuronalen Netzen) oder auch als fachlicher Anknüpfungspunkt für eine Einheit in einem anderen Fach, wenn es beispielsweise um ethische oder wirtschaftliche Fragen der KI geht. Wird die Einheit im Fach Informatik eingesetzt, so liegen sinnvolle Schwerpunkte auf der grundsätzlichen Funktionsweise von Klassifikatoren als EVA-System (Features als Eingabe, Klassen gegebenenfalls mit Sicherheit als Ausgabe), dem Aufbau von Perzeptren und Feed-Forward-Netzwerken sowie dem Training eines Netzwerks. Hier ist es denkbar, diese auch nochmal außerhalb der Lernumgebung selbst zu programmieren. Die interaktive Geschichte führt über einen konkreten Anwendungsfall in die Funktionsweise von neuronalen Netzen als Klassifikatoren ein. Durch die schrittweise Hinführung und einfach gestaltete Aufgaben, die letztlich durch Experimentieren gelöst werden können, bietet die Geschichte einen Rahmen für eine Unterrichtseinheit. Die behandelten Themen können und sollen im begleitenden Unterricht von der Geschichte abstrahiert und tiefergehend beleuchtet werden. Es ist dabei möglich, einen mathematischen Ansatz zu wählen und die Berechnungen des Perzeptrons in den Vordergrund zu stellen. Genauso ist es möglich, einen informatischen Ansatz zu verfolgen und ein Perzeptron nochmals als Programmieraufgabe umzusetzen. Das ist zum Beispiel auch als Einschub zwischen den beiden oben dargestellten Stunden möglich. Die Erweiterung des Perzeptrons zu vollständigen Feed-Forward-Netzwerken erfolgt aus den Beschränkungen des Perzeptrons direkt im Kontext des Anwendungsfalls der Geschichte. Es wird dabei auch erlebbar, dass die händische Einstellung bereits eines sehr einfachen solchen Netzes nicht sinnvoll gelingt und es automatisierte Lösungen dafür gibt. Diese können im geeigneten Kontext (zum Beispiel Informatik im vertiefenden Bereich der Sekundarstufe II) im Anschluss auch thematisiert und gegebenenfalls programmiert werden. Andernfalls bleibt ein phänomenologischer Ausblick, der etwa durch die Lernumgebung zur Handschrifterkennung des KI-Labors ergänzt werden kann, um die Möglichkeiten größerer Netzwerke zu behandeln. Digitale Kompetenzen, die Lehrende zur Umsetzung der Unterrichtseinheit benötigen (nach dem DigCompEdu Modell) Die Lehrenden sollten in der Lage sein, die Lernumgebung selbst verwenden können. Dafür bietet es sich an, dass sie sich im Vorfeld genau mit den Möglichkeiten auf Aufgaben der Geschichte beschäftigen, um auch für Rückfragen zur Verfügung zu stehen (2.1 Auswahl digitaler Ressourcen). Zudem müssen sie sicherstellen, dass die Lernumgebung – im Sinne der digitalen Teilhabe und gegebenenfalls unter Verwendung assistiver Technologien – von allen Lernenden genutzt werden kann (5.1 Digitale Teilhabe). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erklären, wie ein Perzeptron eine Ausgabe berechnet. analysieren den Einfluss von Parametern in einem Feed-Forward-Netzwerk. erklären wie Features für die Klassifikation eingesetzt werden. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen und verstehen Funktionsweisen und grundlegende Prinzipien der digitalen Welt. erkennen und formulieren algorithmische Strukturen in genutzten digitalen Tools. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren in der Gruppe über informatische Themen. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler reflektieren die gewonnen Ergebnisse und Erkenntnisse kritisch. erschließen Probleme und komplexe Themengebiete mithilfe von Gestaltungskompetenzen eigenständig.

In dieser aktualisierten Unterrichtseinheit befassen sich die Lernenden mit dem Thema erneuerbare Energien. Im Mittelpunkt stehen dabei Photovoltaik und Windkraft. Die Auseinandersetzung mit Ideen und Trends des energieeffizienten Bauens unter Berücksichtigung erneuerbarer Energien rundet die Unterrichtseinheit ab. Neu sind die Materialien zu den Arten und der Funktionsweise von Batteriespeichern sowie Wärmepumpen. Ausgehend von der aktuellen und zukünftigen Bedeutung erneuerbarer Energien für die Stromversorgung sowie den Chancen und Herausforderungen der Energiewende befassen sich die Schülerinnen und Schüler näher mit den Energieformen Batteriespeicher und Wärmepumpen, Windenergie und Photovoltaik. Dabei lernen sie unter anderem die Verbreitung und Funktionsweise der Anlagen kennen. Abschließend befassen sie sich mit den Möglichkeiten, energiesparend zu wohnen. Dabei steht auch das Konzept des vernetzten, smarten Wohnens und Arbeitens im Quartier im Mittelpunkt. Fossile Brenn-, Kraft- und Heizstoffe wie Kohle und Öl sind nicht unbegrenzt vorhanden. Viele davon müssen teuer importiert werden. Zudem belasten sie Umwelt, Klima und Gesundheit. Aus diesem Grund werden erneuerbare Energien immer wichtiger. So ist in der Novelle des Erneuerbaren-Energien-Gesetz von 2017 festgelegt, dass bis zum Jahr 2025 der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch auf 40 bis 45 Prozent steigen und sich bis zum Jahr 2035 auf 55 bis 60 Prozent erhöhen soll. Im Jahr 2050 soll der dann mindestens 80 Prozent betragen. Wissen über die Merkmale erneuerbarer Energieträger, die mit ihrer Nutzung verbundenen Vorteile und Herausforderungen sowie neue Trends für das vernetzte Zusammenleben von Menschen ist deshalb elementar. Umsetzung der Unterrichtseinheit Die aktualisierte Unterrichtseinheit ermöglicht Schülerinnen und Schülern einen fächerübergreifenden Zugang zum Thema erneuerbare Energien. Dazu erschließen sie in einem ersten Schritt die verschiedenen erneuerbaren Energieträger mit ihren Merkmalen und Funktionsweisen. Dabei reflektieren sie auch die mit der Energiewende verbundenen Chancen und Herausforderungen. Darauf aufbauend lernen sie den Aufbau und die Funktionsweise einer Windkraftanlage und einer Photovoltaikanlage näher kennen. Gleichzeitig lernen sie aktuelle Entwicklungen wie den Solarstromspeicher kennen. Abschließend setzen sie sich mit Möglichkeiten energiesparenden Wohnens und Arbeitens unter der Nutzung erneuerbarer Energien auseinander. Dabei geht es neben der Funktionsweise um neue Konzepte wie das des vernetzten, smarten Wohnens und Arbeitens im Quartier. Anhand zwei neuer Arbeitsmaterialien befassen sie sich mit den Arten und der Funktionsweise sowie den Vor- und Nachteilen von Batteriespeichern sowie Wärmepumpen. Ein interaktives Multiple-Choice-Quiz dient der Wiederholung und Festigung des in dieser Unterrichtseinheit erlangten Wissens. Jedes Arbeitsblatt umfasst neben Infotexten, Grafiken und Schaubildern auch Aufgaben zur Bearbeitung. Neu ist, dass die angegebenen Links zu Videoclips, Webseiten oder weiterführenden Materialien über QR-Codes erreichbar sind und so direkt per Smartphone abgerufen werden können. Einsatzmöglichkeiten Die aktualisierte Unterrichtseinheit kann aufgrund ihres Bezuges zu den Lehr- und Bildungsplänen in allen deutschen Bundesländern in der Sekundarstufe II eingesetzt werden. Dabei bilden die Fächer Physik, Geografie, Technik und Sozialkunde den fachlichen Bezugspunkt. Aber auch im fachübergreifenden und fächerverbindenden Unterricht kann das Material eingesetzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen, wie sich der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromversorgung entwickelt. kennen die wichtigsten nachwachsenden beziehungsweise erneuerbaren Energieträger. kennen den Aufbau und die Funktionsweise einer Windkraftanlage und einer Photovoltaikanlage und können diese mit eigenen Worten beschreiben. wissen, wie ein Solarstromspeicher funktioniert. kennen den Unterschied zwischen On- und Offshore-Windkraft. kennen Konzepte und Möglichkeiten energiesparenden Wohnens und Arbeitens unter der Nutzung erneuerbarer Energien. kennen die Arten und Funktionsweise von Batteriespeichern und Wärmepumpen und können sie mit eigenen Worten verständlich beschreiben. wissen um die Bedeutung eines durchdachten Energiemanagements für eine effektive Verteilung der zur Verfügung stehenden Energie in den eigenen vier Wänden. diskutieren die mit der Energiewende verbundenen Chancen und Herausforderungen. analysieren die Stromrechnung des eigenen Haushalts und erfahren so, aus welchen Quellen der von ihnen genutzte Strom stammt. diskutieren die Auswirkungen der verstärkten Hinwendung zu erneuerbaren Energien für die Bereiche Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt. überlegen und diskutieren, inwieweit neue smarte, vernetzte, intelligente Wohn- und Arbeitskonzepte auch in ihrer eigenen Zukunft infrage kommen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren das selbstständige Erschließen von Themen und Inhalten sowie das Recherchieren im Internet. üben sich im eigenständigen Analysieren und Interpretieren von Grafiken, Schaubildern und Zahlenmaterial. nutzen aktiv verschiedene Medien und erkennen deren Vor- und Nachteile im Rahmen der Informationsaufbereitung. bereiten eigene Ideen und Visionen schriftlich und gestalterisch auf. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren im Rahmen von Partner- oder Gruppenarbeit ihre Zusammenarbeit mit anderen Personen. lernen, Diskussionen argumentativ und rational zu führen. schulen im Rahmen von Diskussionen und Präsentationen die eigene Ausdrucksfähigkeit und aktives Zuhören. trainieren das kreative Entwickeln und Ausformulieren eigener Ideen.

Mit diesem Unterrichtsmaterial zur digitalen Bildbearbeitung gehen Schülerinnen und Schüler der Frage auf den Grund, wie digitale Bilder aufgebaut sind und welche Informationen sie enthalten. Dabei verstehen sie die Anordnung von Pixeln und erfahren, wie deren Informationen auf dem Computer abgespeichert werden. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar. Zentrales Element dieser Unterrichtseinheit ist der Entstehungsprozess und der Bildaufbau eines digitalen Bildes. Mithilfe einer interaktiven Lernumgebung wird ausgehend vom binären Zahlensystem hergeleitet, wie der Computer Informationen in Bits und Bytes abspeichert und diese für das menschliche Auge sichtbar macht. Im Zentrum der Einheit steht ein digitales Luftbild, dessen Mängel von den Schülerinnen und Schülern erkannt und korrigiert werden sollen. Diese 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. Inhalte und Einsatz der Lernumgebung im Unterricht Hier finden Sie Hinweise zum Aufbau der Lernumgebung. Die einzelnen Inhalte werden beschrieben und Einsatzmöglichkeiten werden vorgestellt. Die Schülerinnen und Schüler erklären den Aufbau eines digitalen Bildes. wenden das binäre Zahlensystem an und rechnen binäre Zahlen in Dezimalzahlen um. nennen den Wertbereich von 8 Bit. manipulieren die Grauwerte eines digitalen Bildes (durch Ändern der Grauwerte einzelner Pixel und durch Histogrammstreckung). erklären ein Histogramm. Computereinsatz und technische Voraussetzungen Die Unterrichtseinheit "Bildaufbau digitaler Fotografien" 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 "1-0-Spalte-Reihe-Bild.exe" gestartet. Unter anderen Betriebssystemen wird die Datei "1-0-Spalte-Reihe-Bild.html" in einem Webbrowser geöffnet. Hierfür wird der Adobe Flash Player benötigt. Der jeweils aktivierte Bereich wird auf der linken Leiste der Lernumgebung eingeblendet. Während der erste Teil einen Einblick in die Thematik "Bildaufbau digitaler Fotografien" 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. 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. Einleitung Der erste Bereich des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. Zu Beginn ist die Außensicht auf die Welt zu sehen, auf der der Entstehungsprozess eines Satellitenbildes dargestellt wird (siehe Abbildung 1). Erst nachdem die Schülerinnen und Schüler die drei Stationen der Grafik gelesen haben, können sie in das nächste Kapitel springen. Der zweite Teil beschäftigt sich mit dem Aufbau digitaler Fotografien. Im "Info"-Bereich erhalten die Schülerinnen und Schüler erste Hintergrundinformationen über die Entstehung, Bedeutung und den Aufbau von Pixeln. Dieses Wissen sollen sie anschließend auf das dargestellte Satellitenbild anwenden und verstehen, warum das dargestellte Bild "verrauscht" ist (Abbildung 2). Ein Quiz schließt die Bearbeitung des Moduls ab und leitet zum nächsten Teil über. Der dritte Teil des Moduls zeigt den Ausschnitt des Satellitenbildes nun klarer: Es handelt sich um die Freiheitsstatue in New York. Mithilfe unterschiedlicher Werkzeuge können die Schülerinnen und Schüler einzelne Pixel verändern und somit Einfluss auf das Gesamtbild nehmen. Im "Info-Bereich" stehen den Lernenden gleichzeitig weitergehende Informationen über den Zusammenhang zwischen binären Zahlen und Dezimalzahlen zur Verfügung, die ihnen genauere Einblicke in die Arbeitsweise von Computern erlauben sowie tieferes Verständnis des Bildaufbaus liefern (Abbildung 3). Ein Quiz schließt die Bearbeitung des Moduls ab und leitet zum letzten Teil der Lernumgebung über. Aufbauend darauf steht den Schülerinnen und Schülern im letzten Teil des Moduls die zusätzliche Funktion des Histogramms zur Verfügung. Mithilfe dieses interaktiven Werkzeugs wird den Lernenden ermöglicht, die Verteilung der Graustufen in dem Bild zu beobachten und zu verändern (Abbildung 4). Dieses sogenannte "Stretching" wird auch bei Bildbearbeitungsprogrammen genutzt, um den Kontrast eines Bildes zu verändern. Auch hierfür stehen den Schülerinnen und Schülern Hintergrundinformationen im "Info"-Bereich zur Verfügung. Ein Quiz schließt das vierte Kapitel und damit die Arbeit mit dem Modul ab.

In dieser Unterrichtseinheit zum Themenkomplex Temperatur und Energie unterscheiden die Lernenden mithilfe von Thermalbildern Oberflächen unterschiedlicher Temperatur voneinander. Dabei lernen sie den Zusammenhang zwischen Oberflächentemperatur, spezifischer Wärmekapazität und weiteren thermalen Objekteigenschaften kennen.Klimatisch unterscheiden sich Städte stark von ihrem Umland. Am Beispiel von Berlin sollen Lernende die Temperaturunterschiede in der Großstadt am Tag und in der Nacht erklären und bewerten. Eingebettet in diesen Kontext erkennen sie den Zusammenhang von Sonnenstrahlung und Wärmeenergie. Die von der Erde abgestrahlte Wärmeenergie wird von Satellitensensoren aufgenommen und in Thermalbildern visualisiert. Diese dienen den Schülerinnen und Schülern als Grundlage für ihre Untersuchungen. Darüber hinaus erhalten sie erste Einblicke in die Methodik der Fernerkundung (Kartenerstellung, Klassifikation). 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.Diese Unterrichtseinheit zum Themenfeld Temperatur und Energie soll die klimatischen Besonderheiten einer Großstadt verdeutlichen. Als wissenschaftliche Grundlage dient eine Einführung in die Methodik der Fernerkundung, mit deren Hilfe die Schülerinnen und Schüler in der Lernumgebung Temperaturunterschiede bestimmen und erste Einblicke in die Erstellung von Karten gewinnen. Inhalte und Einsatz im Unterricht Hinweise zum Aufbau der Lernumgebung "Summer in the City". Screenshots veranschaulichen die Funktionen und die interaktiven Übungen zum Themenfeld Temperatur und Energie. Die Schülerinnen und Schüler können die Begriffe Spezifische Wärmekapazität, Reflexion und Absorption mit eigenen Worten erklären. können verschiedene Stoffe und Oberflächen anhand ihrer spezifischen Wärmekapazität einordnen. können die Erwärmung verschiedener Oberflächen im Tagesgang bewerten. können die Temperaturunterschiede verschiedener Oberflächen in Thermalbildern von Tag- und Nachtaufnahmen erkennen und benennen. können Thermalbilder auswerten, interpretieren und bewerten. Computereinsatz und technische Voraussetzungen Die Unterrichtseinheit bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um den Themenkomplex Temperatur und Energie 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 "Summer in the City" ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Auf Windows-Rechnern wird das Modul durch Ausführen der Datei "SummerInTheCity.exe", unter anderen Betriebssystemen durch Klick auf die Datei "SummerInTheCity.swf" gestartet. Dafür ist der Adobe Flash Player ( kostenloser Download ) notwendig. Der jeweils aktivierte Bereich wird auf der linken Leiste der Lernumgebung eingeblendet (Abbildung 1, Platzhalter bitte anklicken). Während der erste Teil einen Einblick in die Thematik Temperatur und Energie liefert und eine übergeordnete Aufgabestellung benennt, gliedert sich der Hauptteil in zwei thematische Sequenzen, die neue Aufgaben sowie Info-Boxen mit 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 die Nutzung der Lernumgebung veranschaulichen. Arbeit in Zweierteams Der Ablauf der Unterrichtsstunden wird durch die Struktur des Computermoduls vorgegeben. In Zweierteams erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler die drei Teilbereiche der Lernumgebung. Der Unterricht beginnt jeweils mit einer Erläuterung des Moduls und gegebenenfalls der Aufgabenstellung. Dann folgt die selbstständige Erarbeitung und Überprüfung der Kenntnisse im Quiz (Partnerarbeit). Abschließend können die Ergebnisse jeder Stunde noch einmal im Plenum gebündelt werden. 1. Einstieg Der erste Bereich des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. Zu Beginn ist ein Professor zu sehen, der sich mit einem Getränk erfrischt, während er im Radio eine Hitzemeldung hört (siehe Abbildung 1). Mithilfe der Infobox (Abbildung 2) erhalten Schülerinnen und Schüler Hintergrundinformationen zum Thema "Spezifische Wärmekapazität". Ein kurzes Quiz schließt den einführenden Teil ab. Erst nach der Beantwortung der Fragen wird der folgende Bereich der Lernumgebung zugänglich. Der zweite Teil beginnt mit einem Tutorial, das die Lernenden in die Nutzung der Lernumgebung einweist. Inhaltlich beschäftigen sie sich mit der Darstellungsform von Thermalbildern und vergleichen die Temperaturunterschiede verschiedener Landoberflächen bei Tag. Ein Thermalbild sowie eine Landnutzungskarte können in das Hauptfeld gezogen und untersucht werden. Die Info-Box gibt Auskunft über die Besonderheit von Thermalbildern (Abbildung 3) und macht die Vorteile dieser Technologie deutlich. Ein Quiz schließt die Bearbeitung des Moduls ab und leitet zum letzten Teil der Lernumgebung über. Hier stehen den Lernenden neben den am Tag aufgenommenen Bildern auch Thermalbilder zur Verfügung, die dieselben Orte während der Nacht zeigen (Abbildung 4). Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bilder vergleichen, mithilfe des Pipetten-Werkzeugs Flächen markieren und auf diese Weise unterschiedlich temperierte Flächen kartografisch herausarbeiten. Abschließend soll die übergeordnete Frage beantwortet werden, welcher Ort im Sommer als Aufenthaltsort am angenehmsten ist. Nach dem Absolvieren des Quiz haben die Lernenden das Modul erfolgreich beendet.

In dieser Unterrichtseinheit zur Kartographie lernen die Schülerinnen und Schüler, wie aus digitalen Satellitenbildern eine thematische Karte erstellt wird. Ausgangspunkt ist ein Satellitenbild, das zunächst rein visuell interpretiert und dann mit einem technischen Hilfsmittel weiterführend klassifiziert werden soll. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.Als Grundlage der räumlichen Orientierung spielen Karten eine wesentliche Rolle im täglichen Leben und im Geographieunterricht. Während sie meist als gebrauchsfertiges Arbeitsmittel vorgegeben sind, steht in dieser Unterrichtseinheit die Entstehung einer Karte im Mittelpunkt: Aus einem Satellitenbild entwickeln die Schülerinnen und Schüler eine thematische Karte. Dabei werden Flächen am Rechner mithilfe von Reglern entsprechend ihrer Farb-Eigenschaft klassifiziert. Die Unterrichtseinheit ist im Rahmen des Projekts "Fernerkundung in Schulen" (FIS) am Geographischen Institut der Universität Bonn entstanden. FIS beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II.Die Unterrichtseinheit soll Lernende in die Lage versetzen, mit einfachen Analysewerkzeugen aus einem digitalen Satellitenbild eine thematische Karte abzuleiten und Aussagen in Bezug auf die Landschaftszusammensetzung formulieren zu können. Inhalte und Einsatz der Lernumgebung im Unterricht Hier erhalten Sie Hinweise zum Aufbau der Lernumgebung "Vom Satellitenbild zur Karte". Screenshots veranschaulichen die Funktionen und die interaktiven Übungen zum Themenfeld Satellitenbilder und Karten. Die Schülerinnen und Schüler können die Draufsicht auf Objekte deuten. können Satellitenbilder lesen und interpretieren. können sich mithilfe von Satellitenbildern und Karten räumlich orientieren. können einen Klassifikationsschlüssel erstellen. können aus Satellitenbildern thematische Karten ableiten. Computereinsatz und technische Voraussetzungen Die Unterrichtseinheit bedient sich der spezifischen Möglichkeiten des Computers, um die Kartographie durch Animation und Interaktion zu vermitteln. Den Lernenden wird der Computer nicht als reines Informations- oder Unterhaltungsgerät, sondern als nützliches Werkzeug nähergebracht. Die interaktive Lernumgebung ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Auf Windows-Rechnern wird das Modul durch Ausführen der Datei "SatKarte.exe", unter anderen Betriebssystemen durch Klick auf die Datei "SatKarte.swf" gestartet. Dafür ist der Adobe Flash Player ( kostenloser Download ) notwendig. Eigenschaften und Nutzerführung Die Lernumgebung "Vom Satellitenbild zur Karte" gliedert sich in drei inhaltlich aufeinander aufbauende Bereiche: die Einführung in das Thema "Satellitenbild", den Bereich "Klasse & Farben" sowie den "Bildvergleich". Der jeweils aktivierte Bereich wird auf der linken Leiste eingeblendet. Während der erste Teil einen Einblick in die Thematik liefert und die übergeordnete Aufgabestellung benennt, zielt der zweite Teil auf die Kartenerstellung ab. Der letzte Teil dient dem Vergleich und der Evaluierung der gewonnenen Ergebnisse. Jeder Teil beinhaltet einen Aufgabeteil, eine Info-Box mit Hintergrundinformationen sowie ein abschließendes 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 die Nutzung der Lernumgebung veranschaulichen. Arbeit in Zweierteams Der Ablauf der Unterrichtsstunden wird durch die Struktur des Computermoduls vorgegeben. In Zweierteams erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler die Inhalte der Lernumgebung. Der Unterricht beginnt jeweils mit einer Erläuterung des Moduls und gegebenenfalls der Aufgabenstellung. Dann folgt die selbstständige Erarbeitung und Überprüfung der Kenntnisse im Quiz (Partnerarbeit). Abschließend können die Ergebnisse jeder Stunde noch einmal im Plenum gebündelt werden. 1. Einführung In der ersten Stunde führt das Computermodul mit einem Satellitenbild in die Thematik ein. Die Lernenden erhalten über eine Info-Box Hintergrundwissen zu den Themen Satellitenfernerkundung und Analyse von Satellitenbildern. Ihre Aufgabe besteht darin, sich auf dem Satellitenbild zu orientieren und Informationen über die Landoberflächen zu gewinnen (Abbildung 1, Platzhalter bitte anklicken). Zur Überprüfung und Festigung des Gelernten dient ein Quiz, das man über den Button (siehe Abbildung 1, unten rechts) erreicht. Erst nachdem sie es erfolgreich absolviert haben, gelangen die Schülerinnen und Schüler in den nächsten Bereich der Lernumgebung. 2. Klassen und Farben Der zweite Teil widmet sich der Einführung in die Erstellung von Karten. Zunächst sollen sich die Lernenden auf einem Satellitenbild orientieren. Danach veranschaulicht ein Video-Tutorial (Abbildung 2) den Umgang mit den interaktiven Reglern zur Markierung von Flächen (Abbildung 3). Das Video zeigt auch, wie vorgenommene Klassifizierungen der Landoberflächen als eigene thematische Karte gespeichert werden. Bei der Erstellung ihrer Karten können die Lernenden immer wieder auf das Tutorial zurückgreifen. Weitergehende Informationen erhalten sie auch hier durch eine Info-Box. Ein Quiz beendet auch diesen Abschnitt der Lernumgebung. 3. Bildvergleich Hier können die Schülerinnen und Schüler ihre eigene Karte mit einer von Fachleuten erstellten Karte vergleichen. Mit dem sogenannten "Swipe"-Werkzeug (Abbildung 4) können die Karten übereinandergelegt und interaktiv miteinander verglichen werden. Die Lernenden erkennen so mögliche Zuordnungsfehler und können die eigene Karte vom Rechner optimieren lassen. Eine Info-Box gibt grundlegende Informationen zum Verständnis des technischen Verfahrens. Abschließend werden die selbst erstellten Karten im Plenum vorgestellt, verglichen und diskutiert.

Die Schülerinnen und Schüler erkunden die Entwicklung der Navigation von historischen Anfängen bis zu modernen Satellitensystemen. Ein Schwerpunkt liegt auf der Flugnavigation und dem Beruf der Fluglotsin beziehungsweise des Fluglotsen bei der Deutschen Flugsicherung. Das Unterrichtsmaterial steht als Versionen für den Vertretungs- und für den Fachunterricht zur Verfügung. Die Unterrichtseinheit 'Abenteuer Himmel – Die Welt der Navigation' führt Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II von den historischen Anfängen der Orientierung bis zu hochmodernen Navigationssystemen in Luft- und Raumfahrt. Ausgehend von alltagsnahen Fragestellungen "Wie finde ich mich ohne Smartphone zurecht?" erschließen sie sich zunächst klassische Orientierungsmethoden und verfolgen anschließend die Entwicklung zentraler Erfindungen wie Astrolabium, Kompass, Sextant, Chronometer, Funknavigation, Radar und GPS. So wird sichtbar, wie technische Innovationen Entdeckungsreisen, Globalisierung, Handel und Kolonialgeschichte geprägt haben. Im Zentrum steht die heutige Navigation auf Land, zu Wasser und in der Luft: Die Lernenden arbeiten mit Materialien zu Satellitennavigation, Funk und Radar, nutzen Webseiten, Videos und interaktive Aufgaben und setzen sich kritisch mit Chancen, Grenzen und Störanfälligkeit moderner Systeme auseinander. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Flugnavigation und der Arbeit der Deutschen Flugsicherung GmbH (DFS). Anhand von Videomaterial, wie 'Ein Tag als Fluglotse' und Webangeboten analysieren die Jugendlichen Aufgaben, Anforderungen und Berufsprofile von Fluglotsinnen und Fluglotsen sowie technischen und IT-Berufen bei der DFS und erhalten so fundierte Impulse für die Berufs- und Studienorientierung. Ein Arbeitsblattpaket wurde für Vertretungsstunden konzipiert und ein weiteres Arbeitsblattpaket dient als Einsatz für den Fachunterricht. Im Fachunterricht kann die Einheit um eine Projektphase zur 'Zukunft der Navigation' erweitert werden. Dabei recherchieren die Lernenden in arbeitsteiliger Gruppenarbeit Zukunftstechnologien wie KI-gestützte Flugsicherung, autonomes Fliegen, Flugtaxis, Drohnenmanagement oder Augmented Reality und diskutieren technische, gesellschaftliche und ethische Fragestellungen. Die Materialien sind sowohl für Vertretungsstunden (90 Minuten, sofort einsetzbar) als auch für vertiefenden Fachunterricht (bis zu 180 Minuten) konzipiert. Zusätzlich steht eine interaktive Lernumgebung zur Verfügung, die weiter unten heruntergeladen werden kann. Durch Öffnen des Ordners 'scormcontent' und Anklicken der Datei 'index' kann die Umgebung gestartet werden. Wichtig ist, dass keine Dateien aus den Ordnern gelöscht oder extrahiert werden. Alternativ kann die interaktive Lernumgebung auch über einen Link unter 'externe Links' geöffnet werden. Die Unterrichtseinheit 'Abenteuer Himmel – Die Welt der Navigation' knüpft an der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler an. Ausgangspunkt ist ihre alltägliche Erfahrung mit Navigations-Apps und GPS, die schrittweise auf historische, technische und berufspraktische Kontexte ausgeweitet wird. Durch den Einstieg über Bildimpulse, Brainstorming und einfache Orientierungssituationen ohne Smartphone wird Vorwissen aktiviert, Motivation aufgebaut und das Thema unmittelbar erfahrbar gemacht. Die Materialien ermöglichen zwei Zugänge: Im Vertretungsunterricht können Lehrkräfte ohne große Vorbereitung eine klar strukturierte 90‑Minuten-Sequenz durchführen. Arbeitsblätter mit geschlossenen und halboffenen Aufgaben, anschauliche Beispiele sowie Erwartungshorizonte sichern dabei eine hohe Unterrichtsqualität auch in fachfremd vertretenen Klassen. Im Fachunterricht bietet die Einheit vertiefende, fachübergreifende Lerngelegenheiten in Geographie, Technik/IT, Geschichte, Englisch sowie im Bereich Berufs- und Studienorientierung. Historische Meilensteine der Navigation werden über Timeline-Arbeit, Recherchephasen und Präsentationen erarbeitet und in größere gesellschaftliche Zusammenhänge (Entdeckungsreisen, Globalisierung, Kolonialgeschichte) eingebettet. Moderne Navigationssysteme (Satellitennavigation, Funk, Radar) werden mithilfe von Fachtexten, Videos, Webseiten und interaktiven Aufgaben erschlossen. Ein besonderer didaktischer Mehrwert liegt in der systematischen Berufsorientierung: Anhand authentischer Medien (YouTube-Video mit einem Tag als Fluglotse, DFS-Webangebote, Webgames) erhalten die Jugendlichen Einblicke in den Beruf der Fluglotsin beziehungsweise des Fluglotsen sowie technische und IT-nahe Berufsfelder der Deutschen Flugsicherung. Unterschiedliche Sozialformen (Einzel-, Paar- und Gruppenarbeit, Plenum), digitale Tools (TaskCards, Webangebote, Videos) und optionale Projekt- und Diskussionsphasen zur 'Zukunft der Navigation' fördern Methodenkompetenz, Medienkompetenz, kooperative Lernformen und die Reflexion über Chancen und Risiken neuer Technologien, einschließlich ethischer Fragestellungen rund um KI und autonome Systeme. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die historische Entwicklung zentraler Navigationsverfahren (zum Beispiel Astrolabium, Kompass, Sextant, GPS) und ordnen sie in geographische und historische Zusammenhänge ein. erklären die Funktionsweise moderner Navigationssysteme (Satellitennavigation, Funk, Radar) und unterscheiden deren Einsatzbereiche in Alltag, Luft- und Seefahrt. analysieren Aufgaben und Anforderungen in den Berufsfeldern der Deutschen Flugsicherung und beziehen diese auf eigene Interessen und Fähigkeiten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren Informationen zielgerichtet in digitalen Quellen (Webseiten, WBT, Online-Tools) und werten diese für ihre Arbeitsaufträge aus. nutzen Videos, interaktive Anwendungen und Online-Materialien zur Informationsentnahme und zur Vorbereitung eigener Präsentationen. reflektieren Chancen und Grenzen digitaler Navigations- und Assistenzsysteme kritisch, insbesondere im Kontext von KI und Automatisierung. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in Paar- und Gruppenarbeit kooperativ zusammen, treffen Absprachen und verteilen Aufgaben verantwortungsvoll. präsentieren ihre Arbeitsergebnisse adressatengerecht im Plenum und gehen konstruktiv auf Rückfragen und Rückmeldungen ein. setzen sich in Diskussionen respektvoll mit unterschiedlichen Positionen auseinander, insbesondere zu ethischen Fragen der Technik- und Berufsorientierung.