In dieser Unterrichtseinheit zur Einführung der Eulerschen Zahl bestimmen und begründen die Schülerinnen und Schüler mithilfe eines Java-Applets und rechnerischer Umformungen die Ableitung der Exponentialfunktion analytisch und zugleich anschaulich.Die barometrische Höhenformel, das Bevölkerungswachstum und der Zerfall von Bierschaum: Als Einstieg in diese Unterrichtseinheit wurden Wachstums- und Zerfallsvorgänge durch die Behandlung von anwendungsorientierten und alltagsbezogenen Aufgaben aufgegriffen. Dies diente zum einen dazu, dass die Schülerinnen und Schüler lernten und übten, Funktionsterme für Exponentialfunktionen aufzustellen. Zum anderen sollten sie erkennen, welche Bedeutung der Wachstumsfaktor und der Streckfaktor für den Grafen einer Exponentialfunktion haben.Die Exponentialfunktion begegnet den Schülerinnen und Schülern in der Regel in der Sekundarstufe I, insbesondere in Klasse 10 im Zusammenhang mit der Behandlung von Wachstums- und Zerfallsvorgängen. In der Sekundarstufe II geht es nun darum, an dieses Vorwissen anzuknüpfen und im weiteren Verlauf des Unterrichts zur Analysis die Ableitung der Exponentialfunktion zu bestimmen. Die Schülerinnen und Schüler zeigten sich während dieser Unterrichtseinheit motiviert und engagiert, was unter anderem auf den anwendungsbezogenen Charakter der Aufgaben und den Einsatz des Java-Applets zurückzuführen ist. Das Applet machte anschaulich deutlich, was beim Bestimmen der Ableitung eigentlich genau rechnerisch bestimmt wird und was dem grafisch entspricht - eine echte Bereicherung der von den Lernenden als unverständlich empfundenen "üblichen rein theoretischen Rechnerei". "Geh weg oder ich differenzier dich!" Der Mathematikerwitz diente als stummer Impuls, zu dem die Schülerinnen und Schüler Vermutungen sammelten und hinterfragten. Das anspruchsvolle Java-Applet unterstützte das experimentelle Finden der Zahl "e". Die Schülerinnen und Schüler können für Exponentialfunktionen der Form f(x) = ca x anhand der gegebenen Informationen Funktionsterme bestimmen. können den Unterschied zwischen a > 1 und a < 1 anhand des Grafen und der gegebenen Informationen erläutern. können analytisch und geometrisch begründen, warum die Tangente an eine Exponentialfunktion an der Stelle x = 0 eine Steigung von 1 haben muss. können eine geeignete Basis a bestimmen, bei der die Ausgangsfunktion mit ihrer Ableitung übereinstimmt. kennen die Eigenschaften der Eulerschen e-Funktion und die Ableitungsregeln für die e-Funktion. Exponentialfunktionen sind in der Sekundarstufe II ein von den Schülerinnen und Schülern dankbar aufgenommenes Thema. Kommt man doch dabei nach der Behandlung der gebrochen-rationalen "Kurvendiskutiererei" endlich wieder zu Funktionen, die die Lehrkraft mit anschaulichen Anwendungsinhalten füllen kann. Man sollte dabei jedoch die Balance zwischen reinen Anwendungen und analytischen Begründungen bewahren. So ist es wichtig, die Bedeutung der einzelnen "Faktoren" einer Exponentialfunktion immer wieder mit grafischen Inhalten zu füllen. Zu diesem Zweck haben die Lernenden zunächst Exponentialfunktionen zu verschiedenen Inhalten aufstellen und lösen müssen (barometrische Höhenformel, Bevölkerungswachstum, Zerfall von Bierschaum - entnommen aus diversen Lehrbüchern). Als Einstieg in die Ableitung der Exponentialfunktion haben die Schülerinnen und Schüler eine Folie mit dem wohl ältesten Mathematikerwitz, "Geh weg oder ich differenzier dich!", zu sehen bekommen und sollten sich zu dieser Aussage äußern. Dabei wurden zum Beispiel folgende Vermutungen genannt: "Die Exponentialfunktion muss wohl eine besondere Funktion sein." "Die Funktion kann man nicht differenzieren." "Man kann die Funktion unendlich oft differenzieren." Die Schülerinnen und Schüler sollten zunächst der Vermutung nachgehen, dass man die Exponentialfunktion nicht ableiten könne. Mithilfe des TI-83-Taschenrechners leiteten sie verschiedene Exponentialfunktionen ab und erkannten, dass diese Vermutung nicht zutreffen kann (Arbeitsblatt, siehe Download auf der Startseite des Artikels). Dann sollte die Sekantensteigung für eine Exponentialfunktion der Form f(x) = a x aufgestellt werden, wobei die Sekante durch die Punkte P (x / a x ) und Q (x+h / a x+h ) verläuft. Nach einigen analytischen Umformungen, die wegen der Nichtpräsenz der Potenzgesetze immer wieder schwer fielen, stießen die Lernenden auf den Streckfaktor, der bei den bisher mit dem Taschenrechner bestimmten Ableitungen festlegt, welchen Schnittpunkt der Graf der jeweils abgeleiteten Exponentialfunktion mit der y-Achse hat und der dafür sorgt, dass manche Grafen abgeleiteter Exponentialfunktion oberhalb beziehungsweise unterhalb der Ausgangsfunktionen liegen. Den Lernenden war dann aber relativ schnell klar, dass hinter der Aussage "Geh weg oder ich differenzier dich!" noch mehr stecken muss. Schließlich konnte man die Ableitung einer Exponentialfunktion bestimmen. So ging man der Frage nach, ob es nicht vielleicht eine Funktion gäbe, die mit ihrer Ausgangsfunktion übereinstimmt. Wenn es eine solche Ableitung geben sollte, dann müsse der Streckfaktor gleich 1 sein beziehungsweise die Tangente an der Stelle x = 0 die Steigung 1 haben. Die Schülerinnen und Schüler sollten dann mit dem Taschenrechner experimentell eine geeignete Basis a finden, für die der Graf der Ableitungsfunktion mit dem Graf der Ausgangsfunktion übereinstimmt. Relativ schnell wurde dann die Zahl a = 2,71 entdeckt. Das Java-Applet hat das experimentelle Finden der Zahl e in jeder Hinsicht positiv unterstützt. Es muss aber ganz deutlich gesagt werden, dass das Applet von Franz Embacher und Petra Oberhuemer ein durchaus anspruchsvolles Tool ist! So wird von der Tangente f(x) = 1 + x (für die die Steigung an der Stelle x = 0 gleich 1 ist) ausgegangen. Die Veränderung der Sekanten bei veränderten Basen a wird dynamisch dargestellt. Dieser Sachverhalt ist manchen Schülerinnen und Schülern zunächst nicht klar gewesen. Eine gute und in jeder Hinsicht auch mathematisch eindeutige Vorbereitung ist hier erforderlich.

Das Thema Ablenkung und Multitasking im Straßenverkehr ist aufgrund des hohen Unfallrisikos junger Menschen von großer Bedeutung in der Sekundarstufe II. Es kann als zeitlich begrenztes Projekt angeboten werden, dessen Erarbeitung im Wesentlichen durch Beobachtung und Recherche in Kleingruppen erfolgt. Ablenkung im Straßenverkehr betrifft alle Verkehrsteilnehmenden – Fahrende von Pkws, Lkws, Motorrädern, Mofas und Fahrrädern genauso wie die Fußgängerinnen und Fußgänger. Nicht immer richten sie ihre Aufmerksamkeit uneingeschränkt auf das Verkehrsgeschehen. Umso wichtiger ist es, dafür zu sensibilisieren, dass der Straßenverkehr ein hohes Maß an Aufmerksamkeit und Konzentration erfordert und so das Unfallrisiko gesenkt werden kann.Die vorliegenden Unterrichtsmaterialien zum Multitasking im Straßenverkehr wurden als zeitlich begrenztes Projekt konzipiert, deren Erarbeitung im Wesentlichen durch Beobachtung und Recherche in Kleingruppen erfolgt. Schülerinnen und Schüler, die auch Freizeit zusammen verbringen, kennen in der Regel sehr genau die Stärken und Schwächen ihrer Freundinnen und Freunde – dies gilt meist auch für typische Verhaltensweisen und Auffälligkeiten bei der Verkehrsteilnahme. Hintergrundinformationen für die Lehrkraft Ungeteilte Aufmerksamkeit Multitasking Ablenkung als Unfallursache Selektive Wahrnehmung Faktor Geschwindigkeit Daydreaming Ablenkung vermeiden Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkunden und recherchieren selbstständig. tauschen ihre Arbeitsergebnisse in der Kleingruppe aus. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nehmen Perspektivwechsel vor. tauschen sich gegenseitig über Ablenkungen aus. treffen Vereinbarungen.

In dieser Unterrichtseinheit für das Fach Englisch der Klasse 11-13 setzen sich die Schülerinnen und Schüler multiperspektivisch mit Umweltschutz auseinander: Sie betrachten ihr eigenes Alltagshandeln, nehmen die Schule als Lern- und Lebensort in den Blick und beschäftigen sich mit internationaler Klimapolitik. Den Abschluss bildet ein simulierter Umweltgipfel, bei dem sie unterschiedliche Perspektiven einnehmen und eigene Lösungsansätze diskutieren. Die Unterrichtseinheit "Environmental Protection – Three Perspectives" richtet sich an Lerngruppen der Berufsschule und der Sekundarstufe II. Sie verbindet die sprachliche Kompetenzentwicklung im Fach Englisch mit politischer und ökologischer Bildung. Den Einstieg bildet das interaktive H5P-Quiz "How green are you?", das individuelle Verhaltensweisen im Hinblick auf Nachhaltigkeit aufgreift und eine erste alltagsnahe Diskussion anregt. Daran schließt ein H5P-Vokabeltest zur „conference language“ sowie zum Wortfeld "environment" an, der den thematischen Wortschatz sichert und erweitert. Dieser wird im weiteren Verlauf für Argumentationen und das Rollenspiel benötigt. Im nächsten Schritt entwickeln die Lernenden auf Task sheet 1 ihre "green dream school". In einem kooperativen Brainstorming-Setting sammeln sie kreative Ideen für eine ökologisch perfekte Schule, priorisieren diese und präsentieren ihre überzeugendsten Vorschläge in kurzen Präsentationen, zum Beispiel als Plakat oder mithilfe digitaler Tools wie Padlet oder TaskCards. Task sheet 2 führt anschließend von der Vision zur konkreten Umsetzung: Die Gruppen wählen eine realistische Idee aus und erarbeiten dazu einen priorisierten Fragenkatalog, der Aspekte wie Kosten, Zuständigkeiten, Ressourcen und Zeitplan berücksichtigt. Auf diese Weise werden planerisches Denken und Problemlösekompetenz gefördert. Den Höhepunkt der Einheit bildet Task sheet 3 mit einem simulierten "environmental summit". In unterschiedlichen Rollen – etwa UN, EU, USA oder Newly Industrialising Countries – formulieren die Lernenden Eröffnungsreden, sammeln Argumente und verhandeln eine gemeinsame Abschlusserklärung zur Reduktion von Kohlenstoffdioxid-Emissionen. Eine abschließende Reflexionsphase sichert zentrale Einsichten zu Interessenkonflikten, Kompromissen und Handlungsoptionen im globalen Umweltschutz. Die Einheit vollzieht einen Perspektivwechsel vom individuellen Handeln über die Institution Schule bis hin zur internationalen Ebene der Umweltpolitik. Durch diese Dreistufigkeit wird Umweltschutz nicht nur als moralische Frage, sondern auch als strukturelle und politische Herausforderung sichtbar. Gleichzeitig erwerben und vertiefen die Lernenden zentrale Kompetenzen der englischen Sprache – darunter Lese-, Sprech- und Schreibkompetenz, Wortschatzarbeit sowie argumentatives Diskutieren – und verknüpfen diese mit Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE). Methodisch setzt die Einheit auf einen Wechsel aus individualisierten digitalen Lernphasen, etwa dem H5P-Quiz und dem Vokabeltest , kooperativen Gruppenarbeitsphasen wie Brainstorming und der Entwicklung eines Fragenkatalogs sowie einem komplexen Rollenspiel im Plenum. Die Lehrkraft kann die sprachlichen Anforderungen flexibel steuern, indem sie Hilfekarten mit useful phrases, linking words und sentence starters bereitstellt. Das Rollenspiel "environmental summit" eignet sich besonders dazu, typische Zielkonflikte der internationalen Klimapolitik erfahrbar zu machen: wirtschaftliche Entwicklung versus Klimaschutz sowie historische Verantwortung versus aktuelle Handlungsfähigkeit. Die Lernenden erleben Aushandlungsprozesse und Kompromissbildung und reflektieren anschließend die Überzeugungskraft von Argumenten sowie die Fairness der Ergebnisse. Die Einheit ist so konzipiert, dass sie sowohl in der Berufsschule als auch in der Sekundarstufe II eingesetzt werden kann. Umfang und Komplexität der Vorbereitung des Gipfels, beispielsweise durch die Einbindung aktueller Daten oder kurzer Input-Texte, lassen sich an das Niveau der Lerngruppe und die verfügbare Unterrichtszeit anpassen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihren englischen Wortschatz zu "environmental protection" und "conference language" und wenden ihn in Diskussionen und Präsentationen an. formulieren begründete Positionen zu Umweltschutzmaßnahmen auf individueller, schulischer und globaler Ebene in mündlicher und schriftlicher Form. erkennen unterschiedliche Interessenlagen in der internationalen Klimapolitik und können diese in eigenen Worten darstellen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen interaktive digitale Materialien (zum Beispiel H5P, Padlet, TaskCards) zur Selbstüberprüfung und zur Präsentation von Arbeitsergebnissen. setzen digitale Tools zielgerichtet zur Unterstützung von Kommunikation und Kollaboration ein. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten kooperativ in Gruppen, treffen Absprachen und übernehmen Rollen und Verantwortung (zum Beispiel Sprecherin/Sprecher, Moderatorin/Moderator). diskutieren in der Umweltschutz-Simulation respektvoll und konstruktiv, hören anderen Positionen zu und suchen nach tragfähigen Kompromissen. geben sich gegenseitig adressatengerechtes, wertschätzendes Feedback zu Ideen, Präsentationen und Argumenten.

Mit diesem Unterrichtsmaterial zum Thema Redemittel in Deutsch als Fremd- oder Zweitsprache üben die Lernenden zur Kommunikation spielerisch typische feste Ausdrücke der deutschen Sprache für alltägliche Situationen ein. Sie lernen höfliche Fragen, Empfehlungen und Ratschläge für Diskussionen in der Fremdsprache zu formulieren.Dieses Material für den Unterricht in Deutsch als Zweit- oder Fremdsprache trainiert feste Strukturen der deutschen Sprache, um höfliche Fragen, Empfehlungen und Ratschläge in authentischen Kommunikationssituationen auszudrücken. Die Schülerinnen und Schüler üben in Spielen Redemittel ein, die ihnen Sicherheit geben, in der Zielsprache zu kommunizieren. Als Redemittel werden feste Satzteile bezeichnet, die unverändert oder nahezu unverändert in bestimmten kommunikativen Situationen verwendet werden. Während Wortschatz und Grammatik zu den klassischen Inhalten des Fremdsprachenunterrichts gehören, werden typische Redemittel der deutschen Sprache in DaF oder DaZ häufig vernachlässigt, obwohl sie für die idiomatische Sprachverwendung unabdingbar sind. Die Förderung der Sprechfertigkeit sowie der kommunikativen Handlungsfähigkeit sind damit die wesentlichen Lernziele dieser Einheit. Im Unterrichtsmaterial werden typische Situationen der Kommunikation aus der Lebenswelt von Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufen I und II aufgegriffen, zu denen entsprechende Ausdrücke vorgestellt und eingeübt werden. Das Thema Redemittel der deutschen Sprache im Unterricht Vor der Einführung von Redemitteln in DaF oder DaZ sollte die Lehrkraft zur Vorentlastung einerseits die Funktion der Redemittel sowie andererseits ihre Einbindung in den Satz im Blick haben. Dazu ist es hilfreich, wenn bestimmte Phänomene der deutschen Grammatik wie indirekte Fragen, dass-Sätze, Konjunktiv II oder grammatische Zeiten bereits bekannt sind. Vorkenntnisse Die Lernenden benötigen Deutschkenntnisse auf dem Niveau A2 und sollten mit indirekten Fragen, Konjunktiv II Präsens und dass-Sätzen vertraut sein. Didaktische Analyse Während die Schülerinnen und Schüler häufig versuchen, auf der Wortebene zu lernen, und Lehrkräfte oft bemüht sind, ihnen Strukturen der deutschen Grammatik zu vermitteln, werden Redemittel im Unterricht oft vernachlässigt. Dabei schließen sie eine wichtige Lücke im Spracherwerb und sind eine Voraussetzung für den idiomatischen Sprachgebrauch. Das Arbeitsblatt zum Thema "Höfliche Fragen" lässt sich beispielsweise einbetten in eine Einheit zur Orientierung in der Stadt . Grammatikalisch ist es für die Übung wichtig, dass die Schülerinnen und Schüler indirekte Fragen kennen. Gleichzeitig kann das Grammatik-Thema indirekte Fragen mit dem vorliegenden Arbeitsmaterial vertieft und gefestigt werden. Materialien zu indirekten Fragen finden Sie in Lehrbüchern der Stufe A2. Methodische Analyse Durch die spielerischen Situationen in diesem Unterrichtsmaterial, die möglichst nah an der Lebensrealität der Jugendlichen gestaltet sind, erschließt sich den Schülerinnen und Schülern unmittelbar, wie sie die erlernten Redemittel im Alltag einsetzen können. Es ist dabei wichtig, zu vermitteln, dass die Jugendlichen diese Satzteile auswendig lernen müssen und am besten nicht verändern sollten. Sie können die Übungen darüber hinaus als Beispiele verwenden, um selbstständig neue Materialien zu anderen kommunikativen Situationen zu erstellen, wenn Sie beobachten, dass den Jugendlichen in diesem Bereich wichtige Redemittel fehlen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen das Prinzip Redemittel als feste, unveränderliche Satzteile der deutschen Sprache kennen. üben zur Förderung der Sprachkompetenz Redemittel zu bestimmten, im Alltag relevanten Situationen zur Kommunikation. festigen Vorwissen zu bestimmten grammatikalischen Strukturen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler gehen in Rollenspielen kreativ mit gelernten Inhalten um. hören aktiv zu und gehen auf das ein, was Gruppenmitglieder oder Partnerinnen und Partner sagen. ordnen sprachlichen Äußerungen bestimmte Funktionen zu und machen damit die Kommunikationsabsicht klar.

In dieser Unterrichtseinheit wird anschaulich gezeigt, dass die Struktur aller Schwingungen in den meisten Fällen sehr gut mit der von mechanischen Schwingungen verglichen werden kann. Egal, ob es sich um Feder- oder Pendelschwingungen, Wasserwellen oder elektromagnetische Schwingungen handelt – sie folgen alle den gleichen Abläufen. Ausgehend von Grundkenntnissen zu den Gesetzmäßigkeiten, mit denen der Kondensator und die Spule im elektrischen Stromkreis beschrieben werden, soll ein einfacher elektromagnetischer Schwingkreis mit einem harmonischen mechanischen Federpendel verglichen werden. Die entsprechenden Zusammenhänge werden mithilfe von Zeichnungen grafisch dargestellt und anschließend mathematisch anhand der zugehörigen Gleichungen ausgewertet. So kann sehr anschaulich gezeigt werden, dass beide Schwingungsarten strukturell identischen Gesetzmäßigkeiten folgen. Mit dieser Unterrichtseinheit werden den Lernenden die Gesetze und Zusammenhänge zwischen den einzelnen physikalischen Teilbereichen – wie etwa zwischen Mechanik und elektrischem Stromkreis – vorgestellt. Eine tiefergreifende Auseinandersetzung mit dieser Thematik bleibt auf jeden Fall der Kursphase der Sekundarstufe II vorbehalten. Die Aufgaben werden in Einzel- und Gruppenarbeit erledigt, um auch die Teamarbeit zu fördern. Die Darstellung der Vorgänge wird grafisch auf einem Arbeitsblatt dargestellt, außerdem werden zur Veranschaulichung praktische Versuche im Unterricht durchgeführt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen um die vielfältigen Zusammenhänge von mechanischen und elektromagnetischen Schwingungen. können die für die Beschreibung beider Schwingungen notwendigen Gleichungen herleiten. kennen die Gemeinsamkeiten beider Schwingungsarten und können die unterschiedlichen Größen der jeweiligen Schwingungen miteinander vergleichen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten und Hintergründe im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Paar- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. müssen sich mit den Ergebnissen anderer Gruppen auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben eine gewisse Fachkompetenz, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden diskutieren zu können.

In diesem Unterrichtsprojekt zum Thema "Fair Play im Sport" vertiefen die Schülerinnen und Schüler in einer Rallye online ihr Wissen über fairen Umgang im Sport.Schon junge Schülerinnen und Schüler kopieren in ihrem Spielverhalten oft die unfairen Aktionen des großen (Profi-)Sports. Tätlichkeiten und Schummeleien werden übernommen, berechnende Kosten-Nutzen-Relation tritt an die Stelle sportlicher Kooperation. Verantwortung für gelingendes Spiel und für die Mit- und Gegenspieler wird oft nicht übernommen. Hier setzt das Projekt an. Das Nachdenken über den fairen Sport soll in diesem Projekt zentraler Unterrichtsgegenstand werden. Eigene Sportpraxis wird eingebettet in die Reflexion sportlicher Werte. Fair-Play-Rallye Eine "Fair-Play-Rallye" auf den Projektseiten oder im Internet erlaubt einen spielerischen Einstieg in die Thematik. Dabei werden drei verschiedene Unterrichtsprojekte zum Thema Fair Play vorgestellt: Klasse 5 und 6 (Sportunterricht, fächerübergreifend) Klasse 7 bis 10 (Projektwoche) Theorie-Unterricht in der Sekundarstufe II Lernziele Übergreifendes Ziel ist die Auseinandersetzung mit dem Fair-Play-Gedanken in Theorie und Praxis, die Gestaltung einer kooperativen Sportpraxis und das positive Erlebnis eines fairen Sports/Sportunterrichts. Sportliche Praxis ist der Ausgangs- und Endpunkt der Auseinandersetzung mit dem Thema. Fächerübergreifendes Arbeiten eröffnet dabei Lernmöglichkeiten, die über die zeitlich begrenzte Arbeit im Sportunterricht hinausgeht. Das Projekt liegt im Schnittpunkt von Sport, Ethik und Sozialkunde. Produktorientiertes Arbeiten strebt die Erstellung von Handlungsprodukten an, bei deren Herstellung eine Auseinandersetzung mit den oben genannten Fragen notwendig ist. Die Veröffentlichung von Ergebnissen (auch im Internet) ist von vornherein ein wichtiges Ziel. Selbstständiges Arbeiten auf dem Hintergrund von Material- und Themenvorgaben ist ein wesentliches Unterrichtsprinzip. Anhand von Aufgabenstellungen kann auch eigenständig am Computer (Internet) gearbeitet werden.

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II den Tunneleffekt kennen. Dieser ist ein Phänomen der Quantenphysik, bei dem ein Quantenobjekt – wie etwa ein Elektron oder ein Alphateilchen – eine Potentialbarriere mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit durchqueren (durchtunneln) kann, die es nach den physikalischen Gesetzen der klassischen Physik nicht überwinden könnte. Dieser sogenannte Tunneleffekt spielt zum Beispiel eine entscheidende Rolle beim Alphazerfall, einem typischen Phänomen der Kernphysik. Ausgehend von bereits erworbenen Kenntnissen zum wellenhaften Verhalten von Quantenobjekten werden Schülerinnen und Schüler durch einfache Versuche mit Wasserwellen an das Phänomen "Tunneleffekt" herangeführt. Übertragen auf Elektronen oder Alphateilchen beschreibt deren Wellenfunktion die Wahrscheinlichkeit, wo sie sich befinden. Diese Wellenfunktion erstreckt sich nicht nur auf den Bereich der Potentialbarriere, sondern auf beiden Seiten auch darüber hinaus. Dies bedeutet, dass es eine gewisse berechenbare Wahrscheinlichkeit gibt, die Quantenobjekte außerhalb der Potentialbarriere zu finden – ohne eine theoretisch benötigte klassische Energie haben zu müssen. Für die entsprechende Wahrscheinlichkeit gilt, dass sie von der Breite und Höhe der Potentialbarriere abhängt: Eine dünnere oder niedrigere Barriere erhöht die Wahrscheinlichkeit des Tunnelns deutlich! Betrachtet man die Verhältnisse im Atomkern, so wird dieser durch die Kernkraft stabil gehalten. Ein α-Teilchen im Inneren des Kerns müsste demzufolge durch die Coulombbarriere vom Austritt aus dem Kern abgehalten werden beziehungsweise es müsste eine sehr hohe Energie haben, um die Barriere zu überwinden – diese hat sie aber nicht! Nach klassischer Sicht wäre das Alphateilchen also für immer im Kern gefangen. Für den Unterricht sollten Lehrkräfte gut vorbereitet sein, um dieses klassisch nicht erklärbare Phänomen mithilfe der Besonderheiten der Quantenphysik verständlich zu machen. Vorkenntnisse Physikalische Vorkenntnisse von Lernenden können vorausgesetzt werden, wenn im Rahmen der Kursphase in der Sek II vorher das Verhalten von Wahrscheinlichkeitswellen bis hin zur Schrödingergleichung einschließlich entsprechender Berechnungen unterrichtet wurde. Didaktische Analyse Die Behandlung des schwierigen Stoffes zur quantenphysikalischen Erklärung des mit der klassischen Physik nicht beschreibbaren Verhaltens von Quantenobjekten führt die Schülerinnen und Schüler in eine Welt des Allerkleinsten ein, die sich dem logischen Verständnis des menschlichen Vorstellungsvermögens weitgehend entzieht – aber sehr hilfreich ist in Hinblick auf das Verständnis für die Komplexität unserer Natur! Methodische Analyse Das Thema Tunneleffekt dürfte bei den interessierten Lernenden durchaus auf hohes Interesse stoßen; durch ein großes Angebot an Medien mit entsprechendem anschaulichen Material ist es vorstellbar, bei entsprechender Freude an nicht immer einfachen mathematischen Herleitungen sich in das Thema zu vertiefen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die Grundgedanken, die zum Tunneleffekt führen, beschreiben und erläutern. wissen um die Bedeutung des Tunneleffektes als besonderes Phänomen der Quantenphysik. können Berechnungen anstellen und die Ergebnisse erläutern. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten und Hintergründe im Internet. können die Sachinhalte von Videos, Clips und Applets auf ihre Richtigkeit überprüfen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Paar- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. müssen sich mit den Ergebnissen anderer Gruppen auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben eine gewisse Fachkompetenz, um mit anderen Lernenden, Eltern, im Freundeskreis diskutieren zu können.

In dieser Materialsammlungen sind Unterrichtsanregungen und Arbeitsmaterialien zu den christlichen Hochfesten wie Ostern, Christi Himmelfahrt, Pfingsten oder Weihnachten für den katholischen und evangelischen Religionsunterricht in der Grundschule sowie in der Sekundarstufe I und II gebündelt. Außerdem finden sich Materialien zu weiteren Festen und Feiertagen, die den Jahreskreis begleiten, und somit terminpassend eingesetzt werden können. Das Kirchenjahr zählt eine Reihe von evangelischen, katholischen und orthodoxen Feiertagen, die sich allesamt im sogenannten Jahreskreis wiederfinden. Die jährlich wiederkehrenden Fest- und Feiertage halten die christlichen Kirchen zusammen und geben ihnen Struktur. Mit dem Beginn des Kirchenjahres zum ersten Adventssonntag folgt mit Weihnachten , der Geburt Jesu Christi, das erste große Hochfest für Christen weltweit. Nach einer Pause von einigen Wochen folgt der Osterfestkreis, der von Aschermittwoch bis Pfingsten reicht. Neben den beiden Hochfesten Ostern und Weihnachten sollten die Schülerinnen und Schüler auch den Advent, die Taufe des Herrn, Aschermittwoch, die Fastenzeit, den Palmsonntag, den Gründonnerstag, Karfreitag, Christi Himmelfahrt, Pfingsten, Fronleichnam, das Reformationsfest und den letzten Feiertag im Kirchenjahr – den Christkönigssonntag;– als zentrale Hochfeste kennen. Sie zeugen von der Bedeutung des Evangeliums von Jesus Christus im Leben der Gläubigen. Jedes Fest hat bestimmte liturgische Besonderheiten, eine eigene Symbolik und eigene Bräuche, die den Schülerinnen und Schülern aufgezeigt und erfahrbar gemacht werden sollten. Unsere Unterrichtseinheiten, -anregungen, Videos und Arbeitsmaterialien laden zur Auseinandersetzung mit religiöser Praxis im Rahmen des christlichen Religionsunterrichts ein. Lassen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler Merkmale, Besonderheiten und Ausdrucksformen von gelebter Religion beschreiben, geben Sie Hilfestellung zur Deutung der Feste und kommen Sie über Sinn und Gestaltung der Feiertage ins Gespräch. Wann immer es möglich ist, lassen Sie die Kinder und Jugendlichen die verschiedenen Feste mitgestalten und mitfeiern!

Diese Unterrichtseinheit bietet die Möglichkeit, die Parlamentswahlen in Frankreich 2017 im Unterricht mitzuverfolgen und sich über die aktuelle politische Situation in unserem Nachbarland zu informieren.Die Vorbereitung der Parlamentswahlen in Frankreich, die im Juni 2017 stattfinden, und die Regierungsbildung laufen auf Hochtouren. Diese Unterrichtseinheit, die nach und nach ergänzt wird und aktuelle politische Ereignisse aufgreift, gibt Ihnen und Ihren Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe II die Möglichkeit, die aktuelle politische Lage in Frankreich zu besprechen und aufzuarbeiten. Hörverstehen und Textarbeit Aus für Schülerinnen und Schüler geeigneten und mit einer gewissen Unterstützung durch die Lehrkraft nicht allzu schwer bearbeitbaren Internet-Quellen sollen mithilfe der Arbeitsblätter in dieser Unterrichtseinheit jeweils die zentralen Informationen entnommen, zusammengefasst und eventuell präsentiert werden, zum Beispiel: aus jeweils aktuellen Online-Ausgaben von französischen Tageszeitungen, beispielsweise Le Monde, Le Figaro, 20 minutes, et cetera. aus dem vom RFI ( Radio française internationale ) ausgestrahlten "Journal en français facile", das die Schülerinnen und Schüler online anhören oder auch als mp3 herunterladen können. aus der jeweils tagesaktuellen Ausgabe der Nachrichtensendung von euronews.com (Hier kann als Sprache unter anderen Französisch oder Deutsch gewählt werden, sodass sich die Seite gut für die Mediation eignet). sowie aus unterschiedlichen anderen Online-Quellen. Hinweise zum Arbeitsmaterial Zu den jeweils aktuellen politischen Ereignissen werden in dieser Unterrichtseinheit Arbeitsblätter mit verschiedenen Arbeitsaufträgen präsentiert. Die Arbeitsblätter werden sukzessive ergänzt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler vertiefen ihr Hör-Seh-Verstehen. vertiefen ihre Lese-Kompetenzen. erweitern ihre Präsentationskompetenz. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen Medien-Recherchen im Internet durch. arbeiten dabei mit modernen Informationsquellen im Netz. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler helfen und unterstützen sich gegenseitig bei der Bearbeitung der Arbeitsaufträge. präsentieren ihre Ergebnisse gemeinsam.

Die Unterrichtseinheit liefert einen Einblick in den Aufbau und die Funktion einer Farbstoffsolarzelle und ermöglicht es Schülerinnen und Schülern, mittels experimenteller Versuche die chemischen Abläufe innerhalb der Grätzelzelle zu verstehen. Optional kann ein Vergleich zur Photosynthese gezogen werden oder abschließend mittels einer methodischen Diskussion die Bedeutung der Farbstoffzelle als Alternative zu herkömmlichen Solarzellen diskutiert werden. Die Unterrichtseinheit kann für den Chemieunterricht in der in Sekundarstufe II eingesetzt werden und lässt sich in alle Rahmenlehrpläne der Bundesländer einbetten. Thematisch orientiert sie sich an einem Thema, das insbesondere in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erregt hat und aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken ist – der nachhaltigen Erzeugung von Strom . Zu Beginn können sich die Schülerinnen und Schüler mithilfe des Arbeitsblattes 1 den Bau sowie die Funktion einer Farbstoffsolarzelle erarbeiten. Dabei werden auch die chemischen Vorgänge in der Zelle thematisiert. In einer anschließenden praktischen Phase können sie eine Grätzelzelle selbstständig zusammenbauen und im weiteren Verlauf den Effekt der Variation der Farbstoffe auf die Leistung der Zelle untersuchen. Die verschiedenen Experimente können dabei entweder eigenständig geplant oder nach einer von der Lehrkraft vorgegebenen Vorgehensweise durchgeführt werden. Darüber hinaus liegt ein besonderer Fokus auf der Einschätzung möglicher Gefahrenquellen und der gezielten Übung des Verfassens eines Versuchsprotokolls. Abschließend werden die Ergebnisse gemeinsam besprochen und diskutiert. Zum Abschluss der Einheit kann in einer Vertiefungsstunde ein Vergleich der Farbstoffsolarzelle mit der Photosynthese erfolgen. Optional bietet sich die Möglichkeit, die Bedeutung organischer Farbstoffzellen als Alternative zu herkömmlichen Solarzellen zu behandeln. Dies im Rahmen einer methodischen Diskussion erfolgen, in die auch aktuelle Forschungsergebnisse und potenzielle zukünftige Einsatzmöglichkeiten einbezogen werden können. Dabei werden die Recherchefähigkeit sowie das selbständige Forschen und Experimentieren der Schülerinnen und Schüler gezielt gefördert. Zudem lernen sie, innerhalb einer Gruppe eigenverantwortlich zu arbeiten und Arbeitsprozesse zu organisieren. Das Forschungsgebiet der Solartechnik hat in den letzten Jahren im Zuge der intensiv geführten umweltpolitischen Debatten über Nachhaltigkeit und erneuerbare Energien enorm an Bedeutung gewonnen. Das vorliegende Material ist realitätsnah gestaltet und bietet an verschiedenen Stellen einen Lebensweltbezug, durch den die Lernenden zum kritischen Denken angeregt werden. Die Unterrichtseinheit eignet sich ideal für den Chemieunterricht der Sekundarstufe II. Thematisch stellt sie eine vertiefende Ergänzung zum Themenblock "Elektrochemie und Redoxgleichgewichte" dar, der in allen Lehrplänen enthalten ist. Da die Einheit biologische mit chemisch-physikalischen Themen verbindet, kann sie aber auch fächerübergreifend als Exkurs in den Fächern Biologie oder Physik genutzt werden. Das Themengebiet der Redoxchemie sollte bereits bekannt sein. Außerdem sollten die Schülerinnen und Schüler in der Lage sein, themenbezogen selbstständig in verschiedenen Quellen zu recherchieren und Informationen kritisch zu bewerten. Für die Versuchsdurchführung ist es erforderlich, vorab den sicheren Umgang mit Chemikalien sowie die Handhabung eines Multimeters zu besprechen. Die Versuchsvorschrift enthält alle wichtigen Informationen zur Durchführung. Mithilfe von Arbeitsblatt 1 können sich die Schülerinnen und Schüler die chemischen Grundlagen sowie den Aufbau und die Funktion einer Grätzelzelle selbst erarbeiten und damit optimal auf den Versuch vorbereiten. Das Experiment kann jedoch auch ohne die vorherige Bearbeitung des Arbeitsblattes durchgeführt werden. Das Thema lässt sich im Anschluss optional vertiefen, indem die Schülerinnen und Schüler den Elektrolyten oder den Farbstoff variieren und die verschiedenen Zellen miteinander vergleichen. Hierbei kann die Vorgehensweise je nach Zielsetzung variabel angepasst werden. Um die Titandioxidschicht optimal zu benetzen, sollten die Beeren zuvor mit einem Mörser zerkleinert werden. Durch die Zugabe kleiner Wassermengen lässt sich eine gleichmäßige Flüssigkeit erzeugen, durch die der Farbstoff gut verteilt werden kann. Je nach Gruppenstärke und Vorwissen kann dies durch selbstständiges Experimentieren oder durch Hilfestellung erarbeitet werden. Auch die Wahl der Herangehensweise kann im Anschluss gemeinsam reflektiert und diskutiert werden. Die Lehrkraft sollte vor der Durchführung der Versuchsreihe sicherstellen, dass alle benötigten Materialien und Chemikalien vorhanden sind. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen den Aufbau und die Funktionen einer Grätzelzelle kennen. beschreiben Reaktionen in der Grätzelzelle und vergleichen diese mit Reaktionen während der Photosynthese. bauen eine eigene Zelle und ermitteln experimentell den Einfluss verschiedener Materialien und Bedingungen auf die Leistung der Zelle. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erfassen Inhalte aus verschiedenen Informationsquellen. können Medieninhalte analysieren und kritisch bewerten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stärken während der Gruppenarbeit ihre Kommunikations- und Teamfähigkeit. können ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen anwenden. Ehrmann, A. and Błachowicz, T. (2020), Solarstrom aus Früchtetee . Phys. Unserer Zeit, 51: 196-200. https://doi.org/10.1002/piuz.202001578 Ungiftige, wiederverwendbare Farbstoffsolarzelle : https://www.hsbi.de/presse/pressemitteilungen/ungiftige-wiederverwendbare-farbstoffsolarzelle Strom aus Licht : https://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/cnat/kunststoffe/solarzelle_l.htm Strom aus Licht: Wir stellen eine organische Solarzelle her : https://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/cnat/kunststoffe/solarzelle_s1.htm Erweiterung für die Leistungsbestimmung : https://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/cnat/kunststoffe/solarzelle_s2.htm Letzter Abruf der Internetadressen: 14.02.2025