In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Kriegsende 1945 recherchieren die Lernenden in einem umfangreichen Dossier der Deutschen Welle, welches auf die Beduetung des Kriegsendes weltweit eingeht. Historiker, Zeitzeugen und Experten aus elf Ländern kommen darin zu Wort.Der Zweite Weltkrieg forderte weltweit mehr als 55 Millionen Tote, darunter schätzungsweise 20 Millionen Zivilisten. 6 Millionen Juden wurden im größten Völkermord der Geschichte systematisch umgebracht. Von Neuseeland bis Kanada, von Brasilien bis Japan waren die Auswirkungen des Krieges auf allen Kontinenten zu spüren. Das Kriegsende allein aus deutscher Perspektive zu beleuchten, wäre daher verkürzt. Wer auf das Jahr 1945 in Berlin oder Dresden schaut, darf London, Paris, Warschau, Wolgograd oder Hiroshima nicht ausblenden. Gedenkkultur in der Diskussion Für die Schülerinnen und Schüler sollten die Texte der Wissenschaftler und Journalisten Auslöser sein, um sich mit der weltweiten Gegenwart der Kriegsspuren und der besonderen historischen Verantwortung der Deutschen auseinander zu setzen. Gleichzeitig ist die Art, wie Erinnerung und Gedenken an den Zweiten Weltkrieg in verschiedenen Nationen gepflegt wird, ein idealer Ausgangspunkt für eine multiperspektivische Diskussion der Gedenkkultur in Deutschland, bei unseren europäischen Nachbarn und in der Welt (zum Beispiel in Russland). Der 8. Mai 1945 aus internationalen Blickwinkeln Anregungen zur Erarbeitung im Unterricht. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten internationale Positionen zur Bedeutung des 8. Mai 1945 (in Zweierteams oder Kleingruppen) und präsentieren ihre Ergebnisse. vergleichen die nationalen Perspektiven ausgewählter Länder. reflektieren und diskutieren die Wirkung und Instrumentalisierung von historischen Gedenkfeiern kritisch. recherchieren Informationen im Internet. Ein Datum - viele Erinnerungen Bei den offiziellen russischen Gedenkfeiern zum Sieg im "Großen Vaterländischen Krieg" wird der Hitler-Stalin-Pakt elegant übergangen. Die Franzosen betonen den Kampf der Résistance, um die Schmach der Kollaboration besser verwinden zu können. Und Bundeskanzler Schröder nutzt den 60. Jahrestag des Kriegsendes unter anderem, um die Bedeutung der EU-Erweiterung für eine friedliche europäische Zukunft zu betonen. Der Blick über den nationalen Tellerrand zeigt: Historisches Gedenken mischt sich leicht mit nationalen Perspektiven und der aktuellen politischen Agenda. Die Feierlichkeiten zum 60. Jahrestag des Kriegsendes bieten daher einen idealen Anlass, um diese Einflussfaktoren auf die nationale Erinnerung und Gedenkkultur zu verdeutlichen. Geschichte und Geschichtsschreibung sind kein "Zustand", sondern ein lebendiger, multiperspektivischer Prozess. Das Kriegsende aus nationalen Blickwinkeln Zeitzeugen, Historiker und Experten aus Europa, Amerika und Asien schildern in dem Dossier in der Rubrik "Welt", welche Bedeutung der 8. Mai 1945 für ihr Land hat. Frankreich und Russland gedenken des Kriegsendes zum Beispiel bis heute mit einem nationalen Feiertag. Für Polen bedeutet das Datum allerdings keine uneingeschränkte Befreiung, denn die deutsche Besatzung wurde lediglich durch die sowjetische Fremdherrschaft abgelöst. Die Texte der Rubrik eignen sich gut, um die Bedeutung des Kriegsendes und die Spuren, die der Zweite Weltkrieg bis in die Gegenwart in den europäischen Nachbarländern, in Japan oder in den USA hinterlässt, im Unterricht zu analysieren und zu vergleichen. Folgende Fragestellungen (siehe Arbeitsblatt im Download) bieten sich für fast alle Quellen an: Welche Bedeutung hat der 8. (9.) Mai in dem jeweiligen Land heute? Wie wird er gefeiert? Wie wirkte sich der Zweite Weltkrieg auf das jeweilige Land aus? Wie reagierten die Bevölkerung und die Politiker auf die Kapitulation der Deutschen? Welche langfristigen Folgen hatte der Zweite Weltkrieg für die nationale Geschichte? Welche Bedeutung hat das Datum im nationalen Gedenken heute? Wodurch wird diese Gedenkkultur geprägt? Interviews, Bildquellen und eine Chronik Während Ian Kershaw, der britische Historiker und Hitler-Biograph, die Bedeutung des 8. Mai 1945 für Deutschland analysiert, äußert sich der Berliner Historiker Wolfgang Wippermann zum aktuellen Interesse an der Geschichte des Zweiten Weltkriegs. Beide Interviews bieten sich zur Vertiefung an, insbesondere in der Sekundarstufe II. DW-World.de: Interview mit Wolfgang Wippermann Der Berliner Historiker Wolfgang Wippermann weist im Interview mit DW-WORLD auf ein zunehmendes Interesse der jüngeren Generationen am Zweiten Weltkrieg hin. DW-World.de: Interview mit Michael W. Blumenthal "Auschwitz ist in der deutschen und jüdischen Geschichte Symbol des Nazimordens geworden", sagt W. Michael Blumenthal, Direktor des Jüdischen Museums in Berlin. DW-World.de: Interview mit Ian Kershaw In Deutschland ist man sich oft uneinig gewesen, wie man sich an den Zweiten Weltkrieg erinnern sollte. Ian Kershaw erläutert die Bedeutung des 8. Mai 1945. Videos und Bildquellen Die Gedenkfeiern können gleichzeitig Anlass sein, zentrale Ereignisse des Zweiten Weltkriegs zu focussieren oder zu wiederholen. Hilfreich sind dabei die übersichtliche Chronik, die über die wichtigsten Ereignisse und Etappen des Krieges informiert, oder die Fotostrecken und Kurzvideos zu zentralen Ereignissen wie dem D-Day, der Auschwitz-Befreiung oder der Blockade Leningrads. Politik und Geschichte In der Sekundarstufe II kann der Focus zusätzlich auf offizielle Reden nationaler Politiker zum 60. Jahrestag des Kriegsendes gelegt werden. Sie belegen oder widersprechen gegebenenfalls den Punkten, die im Dossier der Deutschen Welle angesprochen wurden. Ein Vergleich lohnt sich und zeigt, dass die Geschichte keinesfalls passé ist. Weitere internationale Perspektiven aus Europa, Asien oder Südamerika finden Sie im oben genannten Dossier in der Rubrik "Welt".

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Globale Erwärmung" erarbeiten die Schülerinnen und Schüler in verschiedenen Sozialformen anhand eines Videos und selbstständiger Recherchearbeit Ursachen und Folgen der globalen Erwärmung. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten mit diesem Unterrichstmaterial Ursachen und Folgen der globalen Erwärmung. Dazu setzten sie sich anhand eines Videos mit dem Treibhauseffekt auseinander und benennen negativen Langzeitfolgen. Durch eine anschließende Recherchearbeit beziehen die Lernenden Stellung bezüglich verschiedener in der Gesellschaft diskutierter Fragen wie etwa zum Verhältnis von anthropogenen und natürlichen Ursachen oder zum Pariser Abkommen. 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 "Globale Erwärmung" im Unterricht Das Thema "Globale Erwärmung" ist ein aktuelles und weltweit vielseitig diskutiertes Thema. Nicht nur die Relevanz dieses Themas für unsere Weltgemeinschaft, sondern auch die Brisanz der Klimapolitik wird wohl kaum einem Lernenden entgangen sein. Eine Beschäftigung mit dem Thema beispielsweise im Rahmen einer Unterrichtseinheit zum Thema Ökologie im Fach Biologie oder im Zusammenhang mit Kohlenstoffdioxid im Fach Chemie ist daher legitim und weckt das Interesse der Lernenden. Vorkenntnisse Die Unterrichtssequenz ist so aufgebaut, dass die Schülerinnen und Schüler damit eine gemeinsame fachliche Grundlage erlangen. Es werden daher keine Fachkenntnisse beispielsweise zum Treibhauseffekt oder zu Klima-Abkommen vorausgesetzt. Die Kenntnis über Reflexion, Absorption und Emission von Wellenlängen ist jedoch hilfreich für eine sprachlich korrekte Darstellung des Treibhauseffektes in der Sekundarstufe II. Didaktische Analyse Das Arbeitsmaterial soll die Schülerinnen und Schüler dazu befähigen, einen eigenen Standpunkt zu immer wieder diskutierten klimapolitischen Themen zu finden. Dazu wird zunächst eine gemeinsame fachliche Grundlage erarbeitet (Treibhauseffekt und negative Folgen der globalen Erwärmung), um anschließend drei in der Öffentlichkeit diskutierte Fragestellungen zu thematisieren. Hierbei können die Lernenden nach individuellen Interessen wählen, zu welcher Fragestellung sie entsprechend ihrer Vorkenntnisse recherchieren möchten. In einer anschließenden Diskussion in Gruppen wird geübt, den eigenen Standpunkt in Worte fassen zu können. Methodische Analyse Durch die methodische Aufbereitung der Unterrichtssequenz wird eine hohe Schüleraktivität erreicht. Verschiedene Sozialformen regen die Schülerinnen und Schüler zum Austausch und zur Diskussionen an. Der möglichst aktuelle Einstieg, beispielsweise über eine aktuelle Schlagzeile, wie auch das Video als Medium sollen das Interesse und die Diskussionsbereitschaft schon zu Beginn der Sequenz wecken. Schwierige Arbeitsaufträge werden durch Partnerarbeiten aufgefangen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stellen den Treibhauseffekt schlüssig und unter Gebrauch der Fachsprache dar. benennen negative Folgen der globalen Erwärmung. beziehen fachlich begründet Stellung zu aktuellen Diskussionsfragen bezüglich des Themas und können diese kommunizieren. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können das in einem Video dargestelltes Wissen nach Relevanz filtern und strukturiert wiedergeben. üben sich darin, aus komplexen und informationsreichen Internetquellen wesentliche Sachverhalte herauszuschreiben. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konstruktiv und kooperativ in Partner- oder Gruppenarbeit. stärken ihr Selbstkonzept durch die geschützte Atmosphäre in den Partnerarbeitsphasen. Hier können Sie sich das Video zur Unterrichtseinheit anschauen.

In dieser Unterrichtseinheit sollen die Lernenden mit den Möglichkeiten der Energieversorgung mittels Hochspannungsleitungen vertraut gemacht werden. Im Vordergrund steht die Bedeutung des Hochtransformierens der Ausgangsspannung am Elektrizitätswerk auf hohe bis sehr hohe Spannungen, die gleichzeitig ein Absenken der durch die Leitung fließenden Stromstärken ermöglicht – Grundvoraussetzungen für einen Stromtransport mit möglichst geringen Leitungsverlusten.Ausgehend von Grundkenntnissen zur Funktionsweise von Transformatoren und den physikalischen Gesetzmäßigkeiten beim Stromtransport (Ohm'scher Widerstand, spezifischer Widerstand des jeweiligen Leiters) wird den Schülerinnen und Schülern gezeigt, dass nur ein Stromtransport mithilfe von Hochspannungsleitungen effektiv und wirtschaftlich ist. Anhand eines Beispiels zur direkten Übertragung des Stromes vom Elektrizitätswerk zum Verbraucher über eine größere Distanz erkennen die Lernenden, dass auf diese Weise beim Verbraucher so gut wie keine brauchbare Energie mehr ankommt. Versorgt man den Verbraucher über dieselbe Distanz jedoch über eine Hochspannungsleitung, ergeben sich nur minimale Verluste, so dass fast die ganze Ausgangsleistung des Elektrizitätswerkes beim Verbraucher zur Verfügung steht. Energietransport mit Hochspannungsleitungen im Unterricht Hochspannungsleitungen sind im Alltag an vielen Stellen ebenso zu sehen wie auch Umspannstationen mit entsprechenden Transformatoren. Die Schülerinnen und Schüler sollen dafür interessiert und sensibilisiert werden, warum es für manche Leitungen bis zu 60 m hohe Masten braucht, während im Ortsbereich oder in der näheren Umgebung auch sehr niedrige Masten für den Stromtransport ausreichen – in Deutschland allerdings nur noch eingeschränkt vorhanden, weil die Nahversorgung häufig bereits über Erdkabel erfolgt. Vorkenntnisse Grobe Vorkenntnisse der Lernenden können dahingehend vorausgesetzt werden, dass die Hochspannungsmasten nicht zu übersehen sind und jeder weiß, dass sie der Stromversorgung dienen. Die wenigsten werden allerdings wissen, warum die Masten mit drei oder sechs Leitungen bestückt sind. Ebenso wird kaum bekannt sein, dass die Hochspannungsleitungen üblicherweise mit Dreiphasenwechselstrom betrieben werden. Didaktische Analyse Bei der Behandlung des Themas sollte man darauf achten, dass die Stromversorgung ein hochkomplexes Gebilde ist, das man – vor allem in der Sekundarstufe I – nur modellmäßig erfassen kann. Dies ist allerdings für ein erstes Verstehen der grundlegenden Prinzipien völlig ausreichend und kann gegebenenfalls in der Sekundarstufe II in entsprechenden Kursen vertieft werden. Methodische Analyse Bei der modellmäßigen Beschreibung des Energietransportes und den in den Übungsaufgaben zu berechnenden Fakten kommt es darauf an, dass die Lernenden erkennen, dass Energietransport an spezielle Gegebenheiten und physikalische Gesetzmäßigkeiten gebunden ist, die nur mithilfe der Hochspannungstechnik möglich sind. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen um die Bedeutung und Funktion von Hochspannungsleitungen. kennen die unterschiedlichen und differenzierten Möglichkeiten der Energieübertragung mit Hochspannungsleitungen. können durch Rechnung zeigen, dass ein wirtschaftlicher Energietransport nur mithilfe der Hochspannung funktionieren kann. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet. können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschülern auseinander und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern oder Freunden wertfrei diskutieren zu können.

Dieses Unterrichtsmaterial regt die Lernenden zum Bau einer Rakete aus zwei Plastikflaschen, Natron und Essig an. An diesem Experiment wird neben der Problematik um den Plastikmüll zum Umweltschutz in der Schule der Antrieb einer Rakete durch das Rückstoßprinzip sowie die chemische Reaktion von Säure und Natriumhydrogencarbonat erläutert.Mit diesem Unterrichtsmaterial lernen die Schülerinnen und Schüler am Beispiel einer Rakete das Rückstoßprinzip als praktische Anwendung des 3. Newtonschen Axioms sowie die chemische Reaktion von Backpulver und Essig kennen. Sie bauen angeleitet durch ein Video selbstständig eine Rakete, erkennen ihren Antrieb und vertiefen die Phänomene der Chemie und Physik durch begleitende Arbeitsblätter. Gleichzeitig soll das Experiment auf den seit Jahren steigenden Verbrauch von Plastikflaschen aufmerksam machen, die nur zum Teil recycelt werden, während der Rest in Müllverbrennungsanlagen oder in der Umwelt landet. Das Material eignet sich je nach Lehrplan für den fächerverbindenden Unterricht in Chemie und Physik der Sekundarstufen I und II. Das Thema "Eine Rakete aus Plastikflaschen bauen: Upcycling in Chemie und Physik" im Unterricht Am Beispiel einer Rakete erarbeiten die Lernenden mit diesem Unterrichtsmaterial weitgehend selbstständig und praxisorientiert den Antrieb in einem Experiment. Diese Form der experimentellen Erarbeitung des Rückstoßprinzips im Unterricht eignet sich in besonderer Weise, um den Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufen nachhaltig aufzuzeigen, warum Raketen eigentlich fliegen. Vorkenntnisse Zu den wesentlichen Voraussetzungen zur Durchführung dieser Unterrichtseinheit zählt, dass die Lernenden mit Lehrvideos arbeiten sowie ein chemisches beziehungsweise physikalisches Experiment aufbauen, durchführen und auswerten können. Didaktische Analyse In diesem Unterrichtsmaterial erarbeiten die Lernenden mit dem Rückstoßprinzip und einer chemischen Reaktion Phänomene der Fächer Physik und Chemie: Während das Rückstoßprinzip in Natur und Technik als praktische Anwendung des 3. Newtonschen Axioms ein physikalisches Phänomen ist, das in der Natur und Technik zur Fortbewegung dient, gilt die Verbindung von Backpulver mit Essig (Säure mit Natron) als ein Beispiel für eine Reaktion der Chemie. Darüber hinaus setzen sich die Schülerinnen und Schüler zum Umweltschutz mit ökologischen Problemen, die beim Recycling von Plastikflaschen entstehen, auseinander und lernen ein Experiment selbstständig vorzubereiten, durchzuführen und auszuwerten. Methodische Analyse Die Auswertung der Filme geschieht sowohl im Plenum als auch in Partnerarbeit. Die Vorbereitung, Durchführung und Auswertung des Experiments erfolgt in Partner- oder Gruppenarbeit, sodass die Lernenden möglichst eigenverantwortlich und selbstständig arbeiten können. Die Lehrkraft steht in diesen Phasen beratend zur Verfügung und sollte nur unterstützend eingreifen, wenn Fragen auftauchen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bereiten ein Experiment im Chemie- oder Physikunterricht selbstständig vor und führen es nach Anleitung durch. lernen das Rückstoßprinzip sowie die chemische Reaktion von Natron und Essig kennen. unterscheiden ökologisch sinnvolles Recycling von Plastikflaschen von unsinniger Müllverwertung. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen einem Video im Unterricht die wesentlichen Informationen für den Bau einer Rakete. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konzentriert und zielführend kooperativ im Team zusammen.

Eine so genannte Schleife in VBA zu programmieren, wird mithilfe dieser Materialien auch den Schülerinnen und Schülern gelingen, die im Informatikunterricht die Anschaulichkeit vermissen.Der fachliche Schwerpunkt der Unterrichtsstunde liegt auf dem strukturellen Aufbau und der Anwendung der zählergesteuerten Schleife als eine mögliche Wiederholungsstruktur in VBA (Visual Basic for Applications). Die Schleife wird anhand eines Beispielunternehmens, des Frisörsalons von Claude Ch., erarbeitet. Im Fallbeispiel möchte Claude zum Firmenjubiläum Prämien-Gutscheine an seine Kunden abgeben, deren Betrag für jedes ?Treuejahr? der Kunden um die Anzahl der ?Treuejahre? erhöht wird.Wiederholungsstrukturen zählen zu den elementaren Bestandteilen der Programmierung. Die Schülerinnen und Schüler bilden zum einen Fähigkeiten der Programmierung aus, die für ein späteres Berufsleben (nicht nur direkt im IT-Bereich, sondern auch als "normaler" Anwender) einen Vorteil darstellen. Zum anderen erleichtert das Verständnis von Wiederholungsstrukturen den Schülerinnen und Schülern die Durchdringung komplexer Prozesse, wie zum Beispiel schwieriger Algorithmen und schult ihr Abstraktionsvermögen. So sind Wiederholungsstrukturen besonders exemplarisch für Anwendungsbereiche, in denen Iteration eine Rolle spielt, wie beispielsweise die Berechnung von Zinseszinsen oder Reihenentwicklung im Zeitverlauf. Daran wird insbesondere die Beziehung der Thematik zur Mathematik und Wirtschaftswissenschaft deutlich. Ablauf des Unterrichts und Einsatz der Materialien Die Struktur der Schleife wird anhand eines Struktogramms erarbeitet, dies erleichtert die Ableitung und das Verständnis des entsprechenden Codes. Außerdem ist es geeignet um das Prinzip der Wiederholung von Anweisungen zu veranschaulichen. Die Schülerinnen und Schüler erkennen die Systematik der Treueprämienberechnung des Ausgangsfalles. erläutern das Variablenkonzept und wenden es an. erarbeiten das Prinzip der Wiederholungsstruktur einer zählergesteuerten Schleife indem sie ein Struktogramm im Hinblick auf das Fallbeispiel zusammen fügen. erlernen den Code der zählergesteuerten Schleife, indem sie diesen auf Basis des Struktogramms ermitteln. üben die Umsetzung des Codes einer zählergesteuerten Schleife, indem sie diesen in ein bereits bekanntes Beispiel integrieren. verbessern ihre Fähigkeiten der Problemlösung, indem sie die Systematik der Treueprämienberechnung analysieren und in der Programmierung umsetzen. Thema Wiederholungsstrukturen in VBA: Die zählergesteuerte Schleife, erarbeitet am Beispiel eines Treueprämienmodells für einen Frisörsalon Autor Andreas Jakobs Fach Informatik Zielgruppe Grundkurs der Sekundarstufe II, hier: Höhere Berufsfachschule mit gymnasialer Oberstufe Lernfeld Wiederholungen im Programm steuern Technische Voraussetzungen Ein Computer mit MS Excel pro Person Planung Zählergesteuerte Schleife Einstieg Zu Beginn der Stunde erhalten die Schülerinnen und Schüler per Beamer einen Flyer als PowerPoint-Folie vorgeführt: Erarbeitung I Zur Veranschaulichung der Prämienvergabe wird für jedes "Treuejahr" die entsprechende Anzahl Euro auf einem Plakat angebracht. Dieses ist mit einer visualisierten Pappbox (Aufschrift "Prämie") versehen. Erarbeitung II Die Schülerinnen und Schüler entwickeln das Struktogramm, indem sie per Drag & Drop die Bausteine des Struktogramms auf einer PPT-Folie zusammensetzen; das Informationsblatt unterstützt sie dabei. Die Sicherung der individuellen Arbeitsergebnisse erfolgt durch Speicherung der Dateien auf den persönlichen Schülerlaufwerken, diese können in der nachfolgenden Stunde ausgedruckt werden. Außerdem kopieren die Schülerinnen und Schüler sich regelmäßig ihre Dateien. Erarbeitung III Nun leiten die Schülerinnen und Schüler den Code auf Basis des entwickelten Programms ab. Didaktische Reserve Eine Zusatzaufgabe als didaktische Reserve dient dazu, dass leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler, wenn sie mit der Bearbeitung frühzeitig fertig sind, sich nicht unterfordert fühlen. Diese Aufgabe ist für die gesamte Lerngruppe Hausaufgabe und wird in der nächsten Sitzung besprochen. Anwendung Die Schülerinnen und Schüler ändern schließlich die bisherige Prozedur "Frisör_Prämie" entsprechend des neu entwickelten Codes für die zählergesteuerte Schleife. Präsentation Schließlich präsentieren die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse.

Mithilfe dieser Unterrichtseinheit zur Erde-Mond-Gravitation erkennen die Schülerinnen und Schüler die Auswirkungen differentieller Gravitation und die Wechselwirkungen im Kräftesystem Erde-Mond. In dieser Unterrichtseinheit befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit den folgenden Fragen: Wie beeinflusst der Mond die Erde – und wie die Erde den Mond? Was wäre, wenn sich der Mond viel näher um die Erde drehen würde – oder viel weiter weg? Und wieso trifft der Mondschatten die Erde so selten? Die Unterrichtsmaterialien sind im Rahmen des Projektes "Columbus Eye – Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" entstanden. Das übergeordnete Projektziel besteht in der Erarbeitung eines umfassenden Angebots an digitalen Lernmaterialien für den Einsatz im Schulunterricht. Dieses Angebot umfasst interaktive Lerntools und Arbeitsblätter, die über ein Lernportal zur Verfügung gestellt werden. Das Projekt Columbus Eye wird von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V. mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen 50 JR 1703 gefördert. Anhand der Unterrichtsmaterialien "Gravitation im Erde-Mond-System" mit dazugehöriger App beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler experimentell mit der Veränderung des Erde-Mond-Abstandes. Mit dem Smartphone nehmen sie die Position des Mondes ein und können aus dem Weltraum heraus experimentieren. So finden sie heraus, was passiert, wenn sie der Erde immer näher kommen – sowohl auf der Erde, als auch auf dem Mond. Mit der Mondschatten-Simulation und dem Video einer Mondfinsternis aus dem All ermitteln sie nicht nur, warum Mond- und Sonnenfinsternisse so selten sind, sondern erhalten auch ein Verständnis für die Größenverhältnisse im Weltraum. Die Unterrichtsmaterialien eigenen sich für den Einsatz im Physik- und Astronomie-Unterricht der Sekundarstufe II. Ausführliche Informationen für Lehrkräfte, inklusive thematischer Hintergrund-Informationen, eines Stundenverlaufsplans und Musterlösungen zu den Arbeitsblättern finden sich bei den Downloads. Die Schüler und Schülerinnen erkennen die Auswirkungen differentieller Gravitation erkennen. erkennen Wechselwirkungen im Kräftesystem Erde-Mond. wählen physikalische Größen begründet aus und verarbeiten sie deduktiv in einer Hypothese führen ein Gedankenexperiment durch.

Diese Unterrichtseinheit thematisiert die politische Haltung zum Bau der Berliner Mauer in Ost und West sowie den Mauerbau in Fotoquellen. Letzteres wird unter Verwendung der Whiteboard-Software in kreativer Fotoarbeit gestaltet.Der Bau der Berliner Mauer im August 1961 ist den Schülerinnen und Schüler als Ereignis und Monument in der Regel bekannt. In vielen deutschen Städten stehen heute noch einzelne Mauerstücke als Erinnerungsorte an die Teilung. Diese Unterrichtseinheit versucht, die historischen und politischen Hintergründe sowie die unterschiedlichen Reaktionen auf den Mauerbau und deren Einbettung in die politische Situation der Zeit zu beleuchten. Sachanalyse: Mauertote Vom Tag des Mauerbaus am 13. August 1961 bis zum Fall der Berliner Mauer am 9. November 1989 kamen an der Berliner Mauer bei dem Versuch, die Grenzanlagen zu überwinden, mindestens 98 Personen ums Leben. Acht Grenzsoldaten der DDR wurden während des Dienstes entweder von ihren Kameraden oder von Flüchtenden beziehungsweise Fluchthelfern erschossen. Weiterhin kamen 30 Personen ohne Fluchtabsicht ums Leben. An der innerdeutschen Grenze und an der Seegrenze (Ostsee) wurden nach dem 13. August 1961 mindestens 50 Personen gewaltsam durch Schusswaffen oder andere Gewaltakte der Grenztruppen getötet, 33 Personen kamen durch Erd- oder Splitterminen ums Leben. Eines der ersten Opfer der Berliner Mauer war Ida Siekmann, die aus einem Fenster in der Bernauer am 22. August 1961 sprang und ihren Verletzungen erlag. Wenige Tage später wurde am 24. August 1961 der erste Flüchtling, Günter Liftin, erschossen. Dreifacher Blick auf den Mauerbau Die Unterrichtseinheit unternimmt einen dreifachen Blick auf den Bau der Berliner Mauer: Neben der offiziellen Darstellung des Mauerbaus in der DDR stehen die ausbleibende Reaktion des Westens sowie die Wahrnehmung der Bevölkerung in Ost und West im Mittelpunkt der Sequenz. Ablauf der Unterrichtseinheit "Mauerbau: Drei Perspektiven" Die Lernenden erarbeiten die offizielle DDR- oder die Westperspektive zum Mauerbau und erstellen Fotocollagen, die die unterschiedlichen Haltungen widerspiegeln. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten aus einem Film und Statistiken die Ursachen für die zunehmende Flucht aus der DDR und den anschließenden Mauerbau. diskutieren die Angemessenheit verschiedener Diagrammdarstellungen. diskutieren die offizielle Begründung für den Mauerbau und die Reaktion des Westens und vergleichen deren Ursachen und Auswirkungen auf die Bevölkerung. setzen verschiedene Perspektiven auf den Mauerbau in Form einer Collage um und üben dabei Formen der digitalen Fotobearbeitung (Sekundarstufe I). vertiefen ihre Fertigkeiten in der Quellenkritik von historischen Fotos sowie analysieren und reflektieren die Wirkung und Bedeutung von Bild-"Ikonen" (Sekundarstufe II). arbeiten mit wechselnden Mitschülerinnen und -schülern in Partner- und Gruppenarbeit und fassen Arbeitsergebnisse in Kurzvorträgen zusammen. Einstieg 1961 flüchteten mehr DDR-Bürgerinnen und Bürger nach West-Berlin als jemals zuvor seit Gründung der DDR. Die Schülerinnen und Schüler erörtern diese Fluchtbewegung anhand eines Beitrags der Berliner Abendschau von 1961 . Erarbeitung und Sicherung Die Lernenden wählen aussagekräftige Daten der Statistik zur Fluchtbewegung aus der DDR und dem Ostsektor von Berlin (1949 bis 1961 und Juni bis August 1961) aus und übertragen diese mit einem geeigneten Office-Programm in ein Diagramm. Anschließend überlegen sie, welche Diagrammform sich zur Visualisierung der Statistik am besten eignet, und präsentieren ihre Ergebnisse am Interaktiven Whiteboard der Klasse. chronik-der-mauer.de Die Statistik zeigt Fluchtbewegungen aus der DDR und dem Ostsektor von Berlin zwischen 1949 und 1961. chronik-der-mauer.de Fluchtbewegungen aus der DDR und dem Ostsektor von Berlin von Juni bis August 1961 sind in dieser Statistik aufgeführt. Vertiefung Die Schülerinnen und Schüler vergleichen verschiedene Diagrammformen und diskutieren über die Angemessenheit der Umsetzung. Wiederholung Als Erinnerungsaufhänger und zum Wiedereinstieg zeigt die Lehrkraft den Schülerinnen und Schülern ein bis zwei prägnante Bilder aus der Zeit des Mauerbaus auf dem Whiteboard. Eine Galerie mit passenden Bildern finden Sie bei jugendopposition.de . Erarbeitung Die Klasse wird in zwei Hälften aufgeteilt. Jede Hälfte bearbeitet je nach Leistungsvermögen allein, zu zweit oder in Kleingruppen die offizielle DDR- oder die Westperspektive zum Mauerbau auf den Arbeitsblättern 6 beziehungsweise 7: chronik-der-mauer.de Hier finden Sie die Arbeitsblätter 6 (Die Begründung des Mauerbaus in der DDR-Propaganda) und 7 (Westliche Reaktionen auf den Mauerbau) für die Sekundarstufen I und II. Sicherung Jeweils zwei Schülerinnen oder Schüler, die unterschiedliche Sichtweisen bearbeitet haben, kommen zusammen, stellen einander ihre Arbeitsergebnisse vor, vergleichen diese und stellen ihre Ergebnisse kurz mündlich im Plenum vor. Vertiefung Abschließend diskutieren die Schülerinnen und Schüler unterschiedliche Handlungsoptionen. Ausgangspunkt können zum Beispiel folgende Fragestellungen sein: Hat Kennedy, hat der Westen "Berlin verkauft" oder einen Dritten Weltkrieg verhindert? Unter den Berlinern war damals das Gefühl weit verbreitet, der Westen habe sie, also die Berliner, verkauft. Warum? Was bedeutet dies für die Bevölkerung (in Ost und West) und welche Möglichkeiten hat sie, darauf zu reagieren? Einstieg Zu Beginn der dritten Unterrichtsstunde werden die Inhalte der vorangehenden Stunde kurz wiederholt. Dazu werden die beiden Titelbilder zu den Kapiteln "Mauerbau" und "Nach dem Mauerbau" auf der Website jugendopposition.de (Links siehe unten) gegenübergestellt und der Bildaufbau analysiert. Erarbeitung Die Schülerinnen und Schüler wählen einige aussagekräftige Fotos aus den beiden Bildergalerien zum Mauerbau und Nach dem Mauerbau von Website jugendopposition.de aus. Sie versehen die Bilder mithilfe der Whiteboard-Software mit Denk- oder Sprechblasen und erstellen so Fotocollagen, die die unterschiedlichen Perspektiven auf den Mauerbau widerspiegeln. Sicherung Mehrere selbsterstellte Collagen werden auf dem Interaktiven Whiteboard präsentiert, und es wird diskutiert, ob die verschiedenen Haltungen zum Bau der Berliner Mauer in Ost und West richtig wiedergegeben sind. Alternativ kann der Schwerpunkt, insbesondere für die gymnasiale Oberstufe, auf die Fotoanalyse und Quellenkritik sowie die Problematisierung von Bild-"Ikonen" gelegt werden. Siehe dazu die Anregungen von Dietmar von Reeken (2009), Seite 84 bis 86, und die Beiträge von Reinhard Kappenberg (2006) in Geschichte lernen 111. Als Hausaufgabe erstellen die Schülerinnen und Schüler mit der Video-Funktion des Handys eine Kurz-Reportage zum Thema "Wie war es heute vor 60 Jahren?". Alternativ können die Jugendlichen ein Interview mit ihren Großeltern oder älternen Nachbarn durchführen. Dazu formulieren sie drei Fragen rund um das Thema Mauerbau vor 60 Jahren (zum Beispiel: "Wie hast du den Bau der Berliner Mauer erlebt?") und halten die Ergebnisse schriftlich fest. Ein Foto kann das Interview ergänzen. Hamann, Christoph Fluchtversuch und seine Folgen. Ikonografischer Zugang zu einem deutsch-deutschen Ereignis, in: Geschichte lernen 111 (2006), Seite 43 bis 49. Kappenberg, Reinhard Ein Sprung in die Freiheit? Unterrichtstipp zu einer deutschen Fotoikone, in: Geschichte lernen 111 (2006), Seite 40 bis 42. Reeken, Dietmar von Deutschland nach 1945. Geteilt und doch verflochten?, Berlin 2009. Wolfrum, Birte "Frontlinie Potsdamer Platz". Deutsch-deutsche Berichterstattung im Vergleich, in: Geschichte lernen 124 (2008), Seite 43 bis 51.

In dieser Unterrichtseinheit werden elektromagnetische Schwingkreise thematisiert, die aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken sind: Sie werden in Smartphones, Musikanlagen, Fernsehern, Steuerungsanlagen und vielen weiteren Anwendungen benötigt und bilden die Grundlage für die Abstrahlung elektromagnetischer Wellen, wie sie etwa für das Generieren von Telefonaten oder Fernsehbildern unabdingbar sind. Ausgehend von Grundkenntnissen zu mechanischen Schwingungen und den Analogien zu einfachen elektrischen – theoretisch ungedämpften – Schwingkreisen wird den Schülerinnen und Schülern das Thema nähergebracht. Nach Einbeziehung des immer vorhandenen elektrischen Widerstandes erkennen die Lernenden sehr schnell, dass eine sich selbst überlassene elektromagnetische Schwingung nicht ungedämpft sein kann, sondern in Abhängigkeit von der Zeit abnehmen und gegen Null gehen wird. Der gedämpfte elektromagnetische Schwingkreis Die anspruchsvolle Unterrichtseinheit zum gedämpften Schwingkreis setzt gute bis sehr gute mathematische Kenntnisse voraus. Dies bedeutet, dass dieses Thema zum gedämpften elektromagnetischen Schwingkreis nur im Rahmen der Kursphase der Sekundarstufe II behandelt werden kann. Vorkenntnisse Voraussetzungen für eine Beschäftigung mit dem gedämpften elektromagnetischen Schwingkreis sind – neben Grundkenntnissen zu mechanischen Schwingungen – Kenntnisse über Auflade- und Entladevorgänge bei Kondensatoren, über die elektromagnetische Induktion und die Lenz'sche Regel. Didaktische Analyse Die Behandlung des schwierigen Themas im Unterricht kann durchaus dazu führen, dass sich die Lernenden verstärkt mit dem Thema beschäftigen wollen, um technischen Geräte ihrer alltäglichen Lebenswelt etwas besser verstehen zu lernen. Das Thema ist auch sehr gut dazu geeignet, die Bedeutung von Differentialgleichungen zur Erklärung und Berechnung von physikalischen Zusammenhängen besser zu durchschauen und zu verstehen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die Ursachen von gedämpften elektromagnetischen Schwingungen beschreiben und erläutern. kennen die verschiedenen Arten von gedämpften elektromagnetischen Schwingungen. können die zugehörige Differentialgleichung herleiten und anwenden. 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 gewissen Fachkompetenz, um mit anderen Lernenden, Eltern, Freunden diskutieren zu können.

In dieser Unterrichtseinheit erfahren die Lernenden, dass es neben der Stromerzeugung mittels einer bewegten Leiterschleife in einem Magnetfeld auch möglich ist, allein durch die Änderung eines vorhandenen Magnetfeldes in einer Spule eine Spannung und damit Stromfluss zu induzieren.Dieses vom englischen Physiker Michael Faraday bereits im Jahr 1831 entdeckte physikalische Phänomen macht es möglich, anhand von Transformatoren Spannungen und Ströme auf entsprechende Beträge hinauf- oder hinunter zu transformieren, was heute vor allem in der Starkstromtechnik und der Energieübertragung, aber auch für das Laden von Kleinstgeräten an der heimischen Steckdose von essentieller Bedeutung ist. Ausgehend von einfachen Grundversuchen mit einem Permanentmagneten können Schülerinnen und Schüler leicht nachvollziehen, welche Wirkung eine Änderung der Stärke eines eine Spule durchsetzenden Magnetfeldes auf den entstehenden Stromfluss hat. Mit der Erweiterung auf einen Elektromagneten und der Möglichkeit, diesen an eine Wechselspannung anzuschließen, erhöhen die Lernenden ihr Wissen dahingehend, dass durch diese Wechselspannung in einer über einen gemeinsamen Weicheisenkern gekoppelte Induktionsspule zum einen ebenfalls eine Wechselspannung induziert werden kann und zum anderen diese Wechselspannung in Abhängigkeit von der Stärke des Magnetfeldes und der Windungszahl der Spulen auf unterschiedliche Werte transformiert werden kann. Elektromagnetische Induktion – Stromerzeugung im ruhenden Leiter Das Vorhandensein von Stromquellen in Form von Batterien, Akkus oder Steckdosen ist heutzutage für uns alle eine Selbstverständlichkeit. Für die großtechnische Stromproduktion ist dabei die Umwandlung von magnetischer Energie in elektrische Energie - und umgekehrt – in Form der elektromagnetischen Induktion von entscheidender Bedeutung. Nur auf diese Weise lassen sich die für den Stromfluss nötigen Elektronen in Leitern in nahezu beliebiger Menge in Bewegung setzen und auf unterschiedliche Stromstärken und Stromspannungen transformieren. Vorkenntnisse Vorkenntnisse von Lernenden können nur insofern vorausgesetzt werden, dass der Strombegriff natürlich bekannt ist – einschließlich aller seiner Anwendungsmöglichkeiten im täglichen Leben. Die Vorgänge bei Gleichstrom liefernden Batterien beziehungsweise Akkus und Wechselstrom liefernden Steckdosen unter Einbeziehung der unterschiedlichen Elektronenbewegung dürfte für meisten Lernenden eher neu sein. Didaktische Analyse Die Erzeugung von Strom durch Generatoren in riesigen Kraftwerken sowie deren Weitertransport zu den vielfältigsten Verbrauchern über komplexe Netzstrukturen ist nicht zuletzt wegen der komplizierten Physik von Wechselstrom bzw. Drehstrom im Rahmen des normalen Schulunterrichts nur eingeschränkt zu vermitteln. Die Lernenden können aber trotz dieser Tatsachen durchaus dafür sensibilisiert werden, wie die Stromversorgung prinzipiell funktioniert. Methodische Analyse Die in der Sekundarstufe I vermittelbaren Kenntnisse zur Stromerzeugung sind in erster Linie auf grundlegende Beschreibungen und Erklärungen beschränkt. Ergänzende Übungsaufgaben wie etwa zu den einfachen Gesetzmäßigkeiten beim Transformator sind zwar möglich, zeigen aber nur sehr idealisiert die realen Zusammenhänge. Letztere können nur in entsprechenden Kursen im Rahmen der Sekundarstufe II in einem trotzdem noch eingeschränkten Rahmen angeboten werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen die unterschiedlichen Möglichkeiten der Stromerzeugung. wissen um die technische Bedeutung der Induktion im ruhenden Leiter. können die die Vorgänge bei der Stromerzeugung im ruhenden Leiter beschreiben und anhand der Lenz'schen Regel näher erläutern. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet. können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinander und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern oder Freunden wertfrei diskutieren zu können.

Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II analysieren im Netz recherchierte Kompositionen im MIDI-Format, untersuchen deren Hintergründe und produzieren auf der Grundlage ihrer Ergebnisse ein Medley oder eine Collage mit einer eigener Grundidee.Nach der Einführung in ein Sequenzerprogramm suchen die SchülerInnen im Internet nach MIDI-Bearbeitungen von Kompositionen, beispielsweise aus der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Zu diesen ausgewählten Werken recherchieren sie mithilfe verschiedener digitaler und analoger Informationsquellen Hintergründe und geistesgeschichtliche Zusammenhänge. Daneben analysieren sie die Werke bezüglich ihrer musikalischen Mittel, um diese gegebenenfalls in ihrer eigenen Bearbeitung hervorzuheben. Nach dieser Art der Werkbetrachtung sind die SchülerInnen in der Lage, sich produktiv mit ihren Stücken auseinanderzusetzen und sie zu einer neuen Komposition mit eigener Grundidee zusammenzustellen und zu bearbeiten. Am Ende der Unterrichtseinheit sollen dem Kurs sämtliche Ergebnisse der Recherche und die eigene Komposition als Präsentation vorgestellt werden.Diese Einheit führt an Musikstücke moderner Musik heran und motiviert, selbst kreativ mit den Musikstücken umzugehen. Die SchülerInnen lernen im Rahmen ihrer Neukompositionen, Musik kreativ zu gestalten. Daneben erwerben die KursteilnehmerInnen wichtige Kompetenzen im Umgang mit Computer und Internet. Die Grundmotivation einzelner SchülerInnen, die kein Instrument spielen, wird durch den Einsatz des Computers im Musikunterricht erhöht. Ablauf der Unterrichtseinheit Eine klare Gliederung mit zeitlich festgelegten Zielvorgaben ist für die Unterrichtseinheit "MIDI-Produktion" unerlässlich. Die Schülerinnen und Schüler sollen Möglichkeiten einer Musiksoftware zum Bearbeiten oder Produzieren eines Werkes kennen lernen und anwenden. MIDI-Files im Internet recherchieren. MIDI-Files aus dem Netz gezielt auswählen, vergleichen und laden. zu den geladenen Kompositionen mithilfe von digitalen und analogen Medien recherieren. die ausgewählten Musikstücke analysieren. verschiedene Musikstücke zu einer neuen Komposition mit eigener Grundidee erarbeiten. die Ergebnisse zu einer Präsentation aufbereiten. Thema MIDI-Produktionen Autor Joachim Kocsis Fach Musik Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum 24 Unterrichtsstunden Medien Internet, Multimediale und analoge Informationsquellen (CDs, CD-ROM, Lexika, Datenbanken Technik Internet-Zugang; Multimedia-PC; Sequenzersoftware, ggf. Keyboard, Präsentationssoftware Dieses Unterrichtseinheit entstand als Pilotprojekt im Rahmen der Sonderfördermaßnahme "InfoSCHUL-II" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Weitere Pilotprojekte des Autors sind unter www.weg-musik.de zu finden. Zielvorgaben Um die SchülerInnen aktiv in die Unterrichtsplanung einzubinden, lohnt es sich, die Zielvorgaben des Projektes kurz zu besprechen und Unklarheiten auszuräumen. Die grundsätzliche Aufgabenstellung sollte hier als Endziel gestellt und erläutert werden: "Bearbeiten Sie verschiedene thematisch zusammengehörige MIDI-Files aus dem Netz, indem Sie die grundsätzlichen musikalischen Mittel der Werke herausarbeiten und sie zu einem Medley oder zu einer Collage zusammenfügen. Die Bearbeitung muss als einheitliches Werk mit kompositorischer Grundidee zu erkennen sein." Diese Aufgabenstellung setzt voraus, dass sich alle Kursteilnehmer mit ihren jeweiligen Stücken auseinandergesetzt haben, damit sie ihre MIDI-Files zu einem organischen Ganzen, einer Komposition mit eigener Grundidee bearbeiten können. Zeitplan Ein verbindlicher Zeitplan sollte erstellt werden, der zur gemeinsamen Orientierung dient. Die Planung könnte wie folgt aussehen: Phase Inhalt Dauer 1 Planung und Konzeption des Projektes 1 Stunde 2 Einführung in ein Audio- und Sequenzerprogramm 2 Stunden 3 Recherche von MIDI-Files im Internet 4 Stunden 4 Vergleichen von MIDI-Files 2 Stunden 5 Recherche von Hintergründen zu Musikstücken und Komponisten 4 Stunden 6 Bearbeiten der Musikstücke zu einer neuen Komposition 6 Stunden 7 Aufarbeitung und Erläuterung sämtlicher Ergebnisse 4 Stunden 8 Präsentation der Rechercheergebnisse und Medleys oder Collagen 2 Stunden Eine transparente Unterrichtsplanung regt die SchülerInnen zur aktiven Gestaltung des Unterrichtsgeschehens an - wie im handlungspoorientierten Unterricht ja gewünscht. Investieren Sie also die erste Stunde ruhig in die gemeinsame Planung. Anhand einer konkreten Zielsetzung wird beispielsweise in die Software "Cakewalk Pro Audio 9" eingeführt. Dabei gilt es, einen MIDI-File aus dem Internet unter der folgenden Fragestellung systematisch zu bearbeiten: "Verändern Sie den Beginn des Musikstückes zu der Form A-B-A'-C-A''." Die Aufgabe verfolgt zunächst lediglich das Ziel, dass die SchülerInnen unter Anleitung mit der Software umgehen lernen und einzelne Abschnitte schneiden, verschieben und verändern. Sie probieren ihre Kenntnisse experimentell aus und werden mit dem Musikprogramm vertraut. Man sollte sich in dieser zweistündigen Phase des Projekts bewusst darauf beschränken, einen grundsätzlichen Überblick über die Software zu vermitteln und nur grundlegende Arbeitstechniken zu erläutern (Schneiden, Kopieren, Verschieben, Transponieren, Instrumentieren). Auf spezielle Feinheiten stoßen die SchülerInnen dann meist während ihrer eigentlichen Arbeit. Recherche Zunächst müssen die SchülerInnen über die gängigen Suchmaschinen oder vorgegebene Adressen recherchieren, welche MIDI-Angebote zur Musik des frühen 20. Jahrhunderts bestehen. Wenn deutlich ist, welche Vielfalt zur Verfügung steht, gilt es, sich in Gruppen für ein Thema zu entscheiden. Hierbei sollten verschiedene Themen vorgegeben werden, die entsprechend den Wünschen und Interessen der SchülerInnen modifiziert oder ergänzt werden können. Folgende Themen sind erprobt und denkbar: "Die romantischen Einflüsse Richard Wagners und Frédéric Chopins auf das impressionistische Schaffen Claude Debussys" "Das ungarische Volkslied bei Béla Bartók" "Traditionen in Kompositionen des 20. Jahrhunderts" "Musikalische Stilrichtungen in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts" Entsprechend werden MIDI-Files im Internet gesucht und heruntergeladen. Themenwahl In dieser Phase greifen die Recherche und die Themenwahl ineinander. Die SchülerInnen bekommen aufgrund ihrer Recherche Anregungen, andererseits müssen sie nach ihrer Themenwahl entsprechende weitere Musikstücke suchen, vergleichen und auswählen. Beispielsweise müssen sie bei den Werken Béla Bartóks differenzieren, in welchen seiner Kompositionen das ungarische Volkslied von zentraler Bedeutung ist. Planen Sie für diese Phase vier Stunden ein. Wegen der vielen Angebote verschiedener MIDI-Einspielungen eines Musikstückes, die im Netz zu finden sind, müssen die SchülerInnen mehrere Aufnahmen eines Werkes vergleichen und überprüfen, welches für ihren Zweck geeignet ist. Bei diesem zweistündigen Vergleich zeigt sich ein großer qualitativer Unterschied der MIDI-Anbieter und der einzelnen MIDI-Dateien. Beispielsweise sind bei guten Angeboten die verschiedenen Stimmen eines Musikstückes in entsprechende Spuren aufgeteilt, bei anderen wiederum befinden sich alle Stimmen eines Musikstückes in einer Spur (MIDI-0 Format). Auch die Einspielungsqualität ist oft sehr unterschiedlich. Die ausgewählten Files müssen nun musikalisch untersucht werden. Dadurch ergibt sich die Analyse der ausgewählten Werke anhand verschiedener Parameter wie Motivik, Harmonik, Melodik, Form. Die SchülerInnen informieren sich mithilfe digitaler und analoger Medien über ihre Stücke, deren Komponisten und den Zeitgeist. Bei der Auswahl weiterer Sekundärliteratur, Noten und Hörbeispiele sollte die Lehrperson Hilfestellungen geben. Zusammenfügen zu einer Collage Nachdem die KursteilnehmerInnen ihre Musikstücke erfasst und ihre wichtigsten Informationen in einem Word-Dokument oder einer html-Seite aufbereitet haben, können sie nun die ausgewählten Musikstücke zu ihrem gewählten Thema zu einem Medley oder zu einer Collage bearbeiten und zusammenfügen. Geben Sie den SchülerInnen sechs Unterrichtsstunden Zeit für die Arbeit. Ergebnisse zu den genannten Themen zur Orientierung sind auf der Seite www.weg-musik.de zu finden. Die SchülerInnen müssen in dieser Phase des Projekts ihr Hörbeispiel und Erläuterungen zu ihrer "Komposition" erstellen. Beim Format dieser Erklärungen kann den ProjektteilnehmerInnen weitgehend freie Hand gelassen werden. So ist es möglich, dass eine Gruppe im html-Format arbeitet, andere SchülerInnen die Form der Multimedialen Präsentation (mit PowerPoint) bevorzugen, wieder andere ihr Ergebnis einfach als Word-Dokument abgeben. Vier Unterrichtsstunden sind für diesen Abschnitt der Unterrichtseinheit knapp bemessen. Daher sollte auch den SchülerInnen klar sein, dass ihr zeitlicher Spielraum eng ist. Am Ende der Einheit muss jede Gruppe dem Kurs ihr Ergebnis vorstellen. Hier sollte von Anfang an Wert darauf gelegt werden, dass die Präsentation von der inhaltlichen Seite bestimmt wird. Oft mühen sich SchülerInnen mit Präsentationseffekten (wie man sie bei PowerPoint kennt) ab und vergessen, dass diese sehr schnell vom eigentlichen Thema ablenken.

Auf dieser Seite haben wir Informationen und Anregungen für Ihren Physik-Unterricht zum Thema Atomphysik zusammengestellt. Ein Remotely Controlled Laboratory (RCL) ist ein über das Internet fernbedienbares Realexperiment. Dieser Artikel ist die Basis aller Lehrer Online-Unterrichtseinheiten zum Einsatz von RCLs. Hier finden Sie grundlegende Informationen zu folgenden Themen: Prinzip von RCLs, allgemeiner und spezifischer Mehrwert von RCLs, Konzeption des RCL-Portals, Überblick zu RCLs auf dem RCL-Portal und Einordnung von RCLs unter den Physikmedien. Wie macht man aus einem MCL ein RCL? Um aus einem von Hand durchgeführten Experiment - einem Manually Controlled Laboratory (MCL) - ein Remotely Controlled Laboratory (RCL) zu machen, müssen Experiment und Experimentator über Schnittstellen zum Internet miteinander verbunden werden (Abb. 1). Experimentseitig wird das MCL mit Sensoren und Aktoren ausgestattet. Aktoren sind meist Schrittmotoren, die das zu bewegende Element - wie beim RCL zum Fotoeffekt die Räder mit Grau- und Farbfiltern (Abb. 1) - sehr genau positionieren. Sensoren sind je nach RCL zum Beispiel Lichtsensoren, Geiger-Müller-Zählrohre, Schalter oder - wie beim Fotoeffekt - eine Fotozelle. Interface Das an einen Computer angeschlossene Interface mit Microcontroller und anpassbarer Sensor/Aktor-Elektronik übernimmt die Steuerung der Datenströme von und zu den Sensoren/Aktoren. Bereits jetzt kann ein Experimentator das RCL lokal vor Ort über ein Terminal-Programm mit dem programmierten Befehlssatz des Microcontrollers bedienen (Nahsteuerung). Ein auf dem Computer installierter Webserver mit Informationen zum RCL auf statischen Webseiten und mit der Bedienung des RCLs auf dynamischen Webseiten ermöglicht den Zugriff auf das RCL über das Internet (Fernsteuerung). Bildübertragung per Webcam Die Interaktivität zwischen dem RCL und dem Experimentator wird durch Videobilder von einer oder zwei Webcams (Beobachtung von Versuchseinstellungen und Versuchsergebnissen) und den dynamischen Webseiten (Auswahlfelder für Versuchseinstellungen, Ein- und Ausgabe von Versuchsdaten) hergestellt. Experimentatorseitig werden lediglich ein Internetzugang und ein Computer mit javafähigem Browser benötigt. Gestaltung von RCLs Die Entwicklung von RCLs ist zeitaufwändig und kostenintensiv. Die Investitionen müssen sich bei einer entsprechenden Gestaltung des RCLs und dem Einsatz der Internettechnologie in einem allgemeinen Mehrwert gegenüber MCLs auszahlen. Dazu werden folgende Aspekte beachtet: Authentizität zum MCL RCLs in der Raumfahrt müssen teilweise vollautomatisiert ablaufen. RCls zum Lernen von Physik müssen dagegen möglichst authentisch in der Durchführung zu einem MCL sein, um den Schülerinnen und Schülern Möglichkeiten und Anknüpfungspunkte für ihr eigenes Lernen zu geben. Dazu gehört, dass das RCL in ähnlicher Weise wie das MCL bedient (zum Beispiel Einschalten von Versuchsgeräten) und auf eine automatisierte Auswertung der Versuchsdaten verzichtet wird. Außer der schriftlichen Versuchsauswertung mit einem Taschenrechner können hierbei Tabellenkalkulationsprogramme und Computeralgebrasysteme genutzt werden (siehe Einordnung von RCLs unter den Physikmedien ). Barrierefreie Zugriffsmöglichkeit Der Zugriff auf die RCLs des RCL-Portals ist jederzeit, weltweit, kostenlos, ohne zusätzliche Software und ohne Anmeldung möglich. Ein Buchungssystem wird zukünftig auch die Reservierung von RCLs bieten (siehe Das RCL-Portal ). Intuitive Bedienbarkeit Die Bedienung der meisten RCLs erfolgt mit wenigen Bedienelementen bei maximaler Interaktivität des Nutzers mit dem RCL (siehe Das RCL-Portal ). Vollständigkeit Mit der Lernumgebung zum RCL kann der Nutzer ohne zeitaufwändige Suche von Informationen das RCL durchführen (siehe Das RCL-Portal ). Nachbaubarkeit Durch Dokumentation und durchgehenden Aufbau des RCLs mit Open-Source-Software ist ein Nachbau durch Schülerinnen und Schüler mit möglichst geringen Kosten möglich (siehe Zusatzinformationen ). Gestaltungsfreiheit Der Aufbau von RCLs bietet große Freiheiten in der Gestaltung der Experimentiermöglichkeiten mit dem RCL (siehe Spezifischer Mehrwert von RCLs ). Vorteile gegenüber MCLs und Kompensation von Nachteilen Ein zu flüchtiger Blick auf RCLs verleitet leicht zu der Aussage, dass eine Zwischenschaltung des Internets zwischen Experimentator und Experiment aufgrund der Distanz zu einem Verlust an Qualität gegenüber dem MCL führt. Das Dokument "vorteile_nachteile_RCL.pdf" informiert in Tabellenform über die Vorteile von RCLs gegenüber MCLs und zeigt, wie Nachteile von RCLs kompensiert beziehungsweise vorteilhaft genutzt werden können. Die Realisation eines RCLs nach dem mechanistischen Schema, die Versuchsdurchführung "irgendeines" Experiments fernbedienbar zu machen, ist wenig Erfolg versprechend, weil die Anforderungen an ein qualitativ hochwertiges RCL sehr komplex sind. Die nachfolgenden Leitfragen stellen die Entscheidung für oder gegen die Umsetzung eines in Planung befindlichen RCLs auf eine rationale Basis. Nur so lässt sich ein Mehrwert des realisierten RCLs gegenüber anderen Medien gewährleisten. Leitfragen zum Lehr-Lern-Kontext Ist das Thema des Experiments in der Physik, im Alltag und als Anwendung physikalischer Gesetze bedeutsam? Ist das Thema des Experiments auch Lehrplanthema? Ist das Experiment nicht an Schulen verfügbar (zu teuer)? Wird das Experiment im Unterricht nicht oder nur selten eingesetzt (zu zeitaufwändig, zu kompliziert, zu anspruchsvoll)? Haben Schülerinnen und Schüler Lern- oder Verständnisschwierigkeiten mit dem Thema des Experiments? Ist das Experiment nicht als Schülerversuch durchführbar (zu gefährlich: hohe Spannungen, gefährliche Strahlungen, giftige Substanzen)? Leitfragen zum Experiment Gibt es ausreichende und vielfältige Experimentiermöglichkeiten? Kann eine ausreichende Anzahl quantitativer Messungen durchgeführt werden? Sind über den Standardversuch hinausgehende Messungen möglich? Handelt es sich um ein völlig neues oder von Lehrgeräte-Herstellern nicht lieferbares Experiment? Kann das Experiment als Multi-Use-RCL mit vielen Experimentiermöglichkeiten im Rahmen eines Themengebiets realisiert werden? Leitfragen zur RCL-Realisation Ist der finanzielle und zeitliche Aufwand bei der Realisation durch den Mehrwert des RCLs gerechtfertigt? Ist die Verwendung von Standardkomponenten möglich? Sind alle Versuchsmaterialien beschaffbar oder herstellbar? Ist ein RCL wirklich das geeignete Medium (Simulationen und Messvideos als Alternativen)? Ist das Experiment bis jetzt noch nicht als RCL verfügbar? Können zeitabhängige Versuchsabläufe im Webcam-Bild dargestellt werden (Problem Datenübertragungsrate)? Folgende Punkte sind im Hinblick auf den Erwerb experimenteller Fertigkeiten und Fähigkeiten mit RCLs relevant: Die Anzahl der Experimente, die Schülerinnen und Schüler in Schulen selbst durchführen können, sind durch fehlendes Experimentiermaterial, zu große Klassen, zu hohen zeitlichen Aufwand oder dadurch, dass fast alle Oberstufenexperimente Lehrerdemonstrationsexperimente mit geringen Beteiligungsmöglichkeiten für die Lernende sind, stark begrenzt. Bei RCLs entfällt zwar der Aufbau und die haptische Durchführung des Experiments, was jedoch schneller höhere experimentelle Fähigkeiten in den Fokus rücken lässt. Bei der Nutzung von RCLs als Hausexperimente haben die Schülerinnen und Schüler genügend Zeit, um unbeeinflusst von anderen Lernenden und der Lehrkraft im eigenen Lerntempo experimentelle Fertigkeiten und Fähigkeiten zu üben. Das RCL-Portal zeichnet sich durch die folgenden Eigenschaften aus: Da auf RCLs im Internet weltweit zugegriffen werden kann, sind alle RCLs in englischer und deutscher Sprache, zwei zusätzlich in italienischer und französischer Sprache, verfügbar. Nutzer, die RCLs in ihre Landessprache übersetzen möchten, werden von der AG Didaktik der Physik an der TU Kaiserslautern unterstützt. Der Zugang zum RCL-Portal ist kostenlos und anmeldungsfrei (auch unter einem zukünftigen Buchungsystem). Die technischen Voraussetzungen sind: Ports 8080, 8081 (Windkanal), 8082 (Radioaktivität) und 8083 (Weltpendel Kaisersesch) müssen freigeschaltet sein. Zur Darstellung der Videobilder ist ein Browser mit installierter JRE (kostenloser Download) und mindestens DSL 1000 erforderlich. Zielgruppen des RCL-Portals sind technisch oder naturwissenschaftlich interessierte Laien, Schülerinnen und Schüler sowie Präsenz- oder Fernstudierende. Struktur der RCL-Webseiten Unter dem Hauptmenüpunkt "Labs" findet man die einzelnen RCLs. Nach der Auswahl eines RCLs gelangt man zu dem für alle Experimente einheitlich gestalteten Versuchs-Menü aus Einstieg (Einführung und Zielsetzung), Aufbau (Beschreibung und Daten), Theorie (theoretische Grundlagen und Hinweise zur Versuchsdurchführung), Aufgaben (experimentelle Fragestellungen), Labor (Versuchsdurchführung mit dem RCL), Diskussion (weiterführende Fragestellungen), Material (Versuchsmaterial, didaktisches Material und Literaturhinweise) und Betreuung (Inhaltliche Verantwortung und Versuchsentwickler). Abb. 2 (zum Vergrößern anklicken) zeigt einen Screenshot des RCLs "Windkanal". Struktur der Laborseiten Neben der linken Menüleiste (Abb. 2) werden die Videobilder (maximal zwei) der Webcams sowie die zur Durchführung und Auswertung des Versuchs unmittelbar benötigten Hinweise und Daten angezeigt. Im Bedienfeld rechts daneben kann der Experimentator über Buttons, Auswahllisten, Ein- und Ausgabefelder das RCL steuern. Mit dem Button "RCL RESET" lässt sich bei einer auftretenden Fehlfunktion der Webserver ferngesteuert neu starten. Verfügbarkeit der RCLs Da RCLs Liveexperimente sind, kann immer nur ein Experimentator die Kontrolle über das RCL haben. Ihm steht eine vom RCL abhängige, heruntergezählte Experimentierzeit zwischen zwei und fünf Minuten zur Verfügung (siehe Abb. 2, Bedienfeld oben). Innerhalb dieser Zeit setzt jede Aktion im Bedienfeld die noch verfügbare Experimentierzeit auf den Anfangswert zurück. Damit bleibt das Experiment auch für andere Nutzerinnen und Nutzer verfügbar, die die verbleibende Experimentierzeit angezeigt bekommen und die Aktionen des Experimentators im Videobild der Webcam(s) mitverfolgen können. Um in der Lehre das RCL mit Sicherheit verfügbar zu haben, wird zurzeit ein Buchungssystem entwickelt. Auf dem RCL-Portal sind derzeit die RCLs Elektronenbeugung, Lichtgeschwindigkeit, Fotoeffekt, Beugung und Interferenz, U-I-Kennlinen (zwei Varianten), Roboter im Labyrinth, Windkanal, Maut, Heißer Draht, Optische Pinzette, Optische Computertomographie, Radioaktivität, Rutherfordscher Streuversuch und Oszilloskop verfügbar. Eine verbesserte Variante von Beugung und Interferenz, Weltpendel, Optische Fouriertransformation/Ordnung und Unordnung werden bis Ende 2008 verfügbar sein. Der Datei "ueberblick_RCL_portal.pdf" können zu diesen fast 20 RCLs folgende Angaben entnommen werden: Fachgebiet, Zielgruppe und Lehrplanbezug Das RCL ist einem oder mehreren Fachgebieten zugeordnet. Es ist angegeben, ob das RCL in Sekundarstufe I, Sekundarstufe II oder der Universität und ob es im Rahmen der exemplarisch ausgewählten Lehrpläne von Rheinland-Pfalz eingesetzt werden kann. Single- oder Multi-Use-RCL Single-Use-RCLs sind solche, die in einem Themen- oder Fachgebiet der Physik nur einmalig eingesetzt werden. Häufig sind das Experimente zur Bestimmung von Konstanten. Dagegen decken Multi-Use-RCLs inhaltlich mit ihrer Vielfalt an Experimentiermöglichkeiten fast ganze Themengebiete der Physik ab. Motivation/Lernkontext Es ist angegeben, ob das RCL eher in einem anwendungsorientierten, einem alltagsorientierten oder einem innerphysikalisch Kontext eingesetzt werden kann. In den letzten zwei Jahrzehnten sind im Zuge der Entwicklung von Multimedia und Internet zahlreiche "Species" digitaler Medien entwickelt worden (Abb. 3, zum Vergrößern anklicken). Speziell der Vermittlung physikalischer Inhalte dienen Physikmedien wie Simulationen, Realexperimente sowie Informations- und Lehr-/Lernsysteme. Kognitive Werkzeuge entlasten die Lernenden von Routinearbeiten und regen sie gleichzeitig zu einer vertiefenden Informationsverarbeitung an. Unter den Realexperimenten sind RCLs und die digitale Messwerterfassung Live-Experimente, während bei der Videoanalyse, den interaktiven Bildschirmexperimenten (IBEs) und den Messvideos zunächst ein Video des Experiments aufgenommen und dann zeitversetzt das Experiment wiederholt und ausgewertet wird. Mit Live-Experimenten kann der gleiche Versuch beliebig oft wiederholt werden, was insbesondere bei der Gewinnung größerer Datenmengen und von statistischen Aussagen notwendig ist. Während Realexperimente und speziell RCLs der Untersuchung ausgewählter Realitätsbereiche dienen, werden diese mit Simulationen anhand bekannter physikalischer Gesetzmäßigkeiten vom Programmierer (Applets, Physlets und Simulationsprogramme) oder von den Lernenden selbst (Modellbildung) nachgebildet und untersucht. Die Ergänzung von RCLs durch Simulationen ermöglicht die physiktypische Wechselwirkung von Experiment und Theorie. Innerhalb des RCL-Konzepts, das Experiment durch den Verzicht auf eine automatisierte Auswertung möglichst authentisch zum MCL zu gestalten, spielen die kognitiven Werkzeuge Tabellenkalkulation und Computeralgebrasysteme zur Auswertung und Weiterverarbeitung von Versuchsdaten sowie zum Vergleich von experimentellen und theoretischen Daten eine große Rolle. Die Schülerinnen und Schüler sollen Atommodelle kennen. die alpha-, beta und gamma-Strahlung kennen. künstliche Kernumwandlungen kennen. das Aufstellen von Zerfallsgleichungen beherrschen. erkennen, dass der Unterschied zwischen gesteuerter und ungesteuerter Kettenreaktion für die Nutzung der Kernenergie immens wichtig ist. Thema Atomphysik - vom Atommodell zur Kernenergienutzung Autor Jens Tiburski Fach Physik Zielgruppe Klasse 9, Klasse 10 zur Prüfungsvorbereitung Zeitraum 1-3 Stunden, je nach didaktischem Ort Technische Voraussetzungen Computerarbeitsplätze in ausreichender Anzahl (Einzel- oder Partnerarbeit); VRML-Plugin (zum Beispiel BlaxxunContact ), Java , Video-Player (zum Beispiel DivX oder RealOne Player ) Einsatz im Unterricht Der Einsatz der Sammlung von interaktiven Übungen und 3D-Animationen zur Atomphysik sollte unterrichtsbegleitend erfolgen. Nach der Behandlung des jeweiligen Themas im Unterricht (Arbeitsblätter als Word-Dokumente im Download-Paket "atomphysik_materialien.zip") können Übungsphasen im Computerkabinett den Unterricht lebendiger gestalten und zur Binnendifferenzierung genutzt werden. Die Verwendung der 3D-Animationen soll dabei die Anschaulichkeit erhöhen und die Visualisierung der Aufgabenstellung gerade bei den "unsichtbaren" Sachverhalten im submikroskopischen Bereich vereinfachen. Hinweise zur Nutzung der interaktiven Arbeitsblätter In der Klassenstufe 9 hat sich der Einsatz des Beamers bewährt, wenn die Schülerinnen und Schüler die Arbeit mit interaktiven Arbeitsblättern noch nicht gewohnt waren. Für die Eingaben in die Formularfelder der interaktiven Übungen sollte ein Hinweis auf die Notwendigkeit einer korrekten Schreibweise erfolgen. Dies führt zu erhöhter Konzentration und weniger Frusterlebnissen, wenn Fragen inhaltlich richtig, aber infolge falscher Rechtschreibung als falsch beantwortet wurden. Auch Partnerarbeit von Lernenden mit guten Deutschkenntnissen zusammen mit Schülerinnen und Schülern, welchen die deutsche Sprache schwer fällt (Integrationskinder), ist hier gut möglich. Technische Hinweise Um die 3D-Modelle öffnen zu können, ist ein VRML-Plugin nötig. Alle animierten GIFs und interaktiven 3D-Animationen der verwendeten Übungen wurden vom Autor der Unterrichtseinheit mithilfe des 3D-CAD-Programmes FluxStudio erzeugt. Dieses Programm ist für die pädagogische Arbeit als Freeware verfügbar (~ ~http://www.sn.schule.de/~ms16l/virtuelle_schule/Projektwoche_2008/index_projekt.htm~~). Die Schülerinnen und Schüler sollen eine zeitgemäße Atomvorstellung kennen. die Entstehung von Licht beschreiben können. Kenntnisse über die geschichtliche Entwicklung von Modellen haben. physikalische Größen darstellen und interpretieren können. den Zusammenhang zwischen Linienspektren und atomaren Übergängen kennen. die Spektralanalyse anwenden und physikalisch erklären können. Thema der Unterrichtseinheit Das Elektronium-Modell Autor Patrick Bronner Fächer Physik, Chemie Zielgruppe Klasse 10 (Fortsetzung in Sek II möglich) Zeitraum 9 Stunden (mit Lernzirkel zum Thema "Analogie Licht-Schall": 14 Stunden) Technische Voraussetzungen Demonstrationsrechner mit Beamer, kostenlose Plugins Quicktime-Player und Java3D Methoden Lernzirkel, Gruppenarbeit, Kugellager, Gruppenpuzzle, Theaterspiel, Schülerreferat, Lehrervortrag Die Schülerinnen und Schüler sollen die Vorgänge bei der Fusionsreaktion von Deuterium und Tritium sowie das Ergebnis beschreiben können. das Funktionsprinzip des Magnetfeldkäfigs zum Einschließen des heißen Plasmas am Beispiel der beiden grundlegenden Reaktortypen Stellarator und Tokamak kennenlernen und erklären können. die Gefahren bei der Nutzung der Kernfusion erarbeiten und im Vergleich mit anderen Formen der Energieerzeugung bewerten. die Kernfusion als potenzielle, nahezu unerschöpfliche Energiequelle der Zukunft erkennen. Thema Wann "zündet" die Idee der Kernfusionstechnologie? Autorinnen und Autor Roland Wengenmayr, Dieter Lohmann, Sabina Griffith Fach Physik Zielgruppe Sekundarstufe II, nach didaktischer Reduktion auch Klasse 9 und 10 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Rechner mit Internetanschluss in ausreichender Anzahl (Arbeit in Kleingruppen), Flash-Player (kostenfreier Download) Planung Tabellarischer Verlaufsplan Die Materialien der Unterrichtseinheit sind ein Angebot der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e. V. Auf der Webseite max-wissen.de finden Sie weitere Materialien für den Unterricht und Hintergrundinformationen zu aktuellen Forschungsthemen aus Physik, Chemie, Biologie und Erdkunde. An allen max-wissen-Beiträgen sind Fachwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler der Max-Planck-Gesellschaft beteiligt: Aktualität und fachliche Richtigkeit sind somit gewährleistet. Ein weiteres Angebot der Gesellschaft ist das Fragen-Portal : Lernende und Lehrpersonen können hier Fragen an Forscherinnen und Forscher stellen. Unterrichtsverlauf und Materialien Fachliche Voraussetzungen, Einbettung des Themas in den Unterricht und der Verlauf der Doppelstunde werden hier skizziert. ITER ? der Weg zu neuer, sauberer Energie Für die Fortführung des Themas im Unterricht finden Sie hier weitere Informationen, Grafiken und Links zur internationalen Fusionsforschungsanlage. Ein Remotely Controlled Laboratoy (RCL) ist ein über das Internet fernbedienbares Realexperiment. Die hier vorgestellte Unterrichtsreihe in der Atomphysik nutzt die mediendidaktischen Eigenschaften des RCLs "Rutherfordscher Streuversuch". Lernende können das an Schulen nur selten vorhandene Demonstrationsexperiment als Hausexperiment durchführen, Messdaten in Gruppen zusammentragen und auswerten. Diese werden mit den Vorhersagen der Atommodelle von Dalton, Thomson und Rutherford verglichen. Die Schülerinnen und Schüler sollen Kenntnisse aus der Mechanik, Elektrostatik und Radioaktivität zur Erklärung der Streuung von Alpha-Teilchen anwenden. mit dem RCL "Rutherfordscher Streuversuch" die Streuung von Alpha-Teilchen experimentell untersuchen. die Vorhersagen zur Streuung der Alpha-Teilchen nach dem Daltonschen, Thomsonschen und Rutherfordschen Atommodell mit den Messergebnissen vergleichen. Arbeitsergebnisse sachgerecht präsentieren. Thema Entdeckung des Rutherfordschen Atommodells mit dem RCL "Rutherfordscher Streuversuch" Autor Sebastian Gröber Fächer Physik, Chemie Zielgruppe Sekundarstufe II, Grundstudium Physik und Chemie Zeitraum 10-15 Unterrichtsstunden, je nach Lerngruppe und Unterrichtszielen Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss in der Schule oder Zuhause, javafähiger Browser Software Zur Auswertung der Messergebnisse: Tabellenkalkulationsprogramm (zum Beispiel Excel) oder Computeralgebrasystem (zum Beispiel (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:646351) als kostenfreie 30-Tage-Testlizenz) Zur Simulation der Ablenkung von Alpha-Teilchen: Modellbildungsprogramm (zum Beispiel kostenlose Version von Powersim oder Coach 6 Studio MV. Der Rutherfordsche Streuversuch gehört zu den zentralen Versuchen der Physik. Historisch bildet das mit ihm abgeleitete Rutherfordsche Atommodell den Übergang von früheren Atomvorstellungen (antike Atommodelle und Thomsonsches Atommodell) zu unserer heutigen Atomvorstellung, nach der ein Atom aus einem positiv geladenen Kern und einer negativ geladenen Atomhülle besteht. Der Rutherfordsche Streuversuch liefert ebenso die physikalischen Grundlagen für die heutige Standardmethode der elementspezifischen Analyse von Festkörperproben mittels Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS). Damit ist dieser Versuch sowohl allgemeinbildend für Lernende in Schule und Hochschule als auch fachbildend für Studierende der Physik und Chemie. Vorteile und Lernpotentiale des RCL Welche Vorteile hat das RCL gegenüber dem traditionellen Experiment? Welches Lernpotenzial hat der Rutherfordsche Streuversuch? Steckbrief und Materialien zum RCL ?Rutherfordscher Streuversuch? Informationen zum Versuchsaufbau, zu den Experimentiermöglichkeiten und Link zum RCL; kommentierte Materialien der Unterrichtseinheit zum Herunterladen. Die Schülerinnen und Schüler sollen die reibungsbehaftete Bewegung der Öltröpfchen in Luft qualitativ erklären können. das Ziel "Ladungsbestimmung" des Millikan-Versuchs erkennen. möglichst eigenständig die Formel einer Messmethode zur Bestimmung der Öltröpfchenladung herleiten. einzeln oder in Gruppen mit dem RCL "Millikan-Versuch" Messdaten erheben, zusammentragen und in Diagrammen darstellen. die Ladungsquantelung als Hypothese formulieren und bestätigen sowie die Elementarladung bestimmen. Beschießt man ein Plättchen aus Graphit mit beschleunigten Elektronen, dann beobachtet man auf einem Fluoreszenzschirm ein Muster aus konzentrischen Ringen. Das Erstaunliche dabei ist, dass mit dem "Materieteilchen" Elektron von der Struktur her die gleichen Beugungsmuster erzeugt werden wie mit elektromagnetischen Wellen (Röntgenstrahlung). Mit dem RCL "Elektronenbeugung" können Schülerinnen und Schüler dieses Phänomen im Vergleich zum traditionellen Unterricht in einem ersten Schritt eigenständiger und ohne den lenkenden Einfluss der Lehrkraft entdecken und beginnen, es zu verstehen. Die Schülerinnen und Schüler sollen Kenntnisse zur Röntgenbeugung an polykristallinen Kristallen im Versuch zur Elektronenbeugung anwenden. erkennen, dass Elektronen Welleneigenschaften zugeordnet werden können. ihre Arbeitsergebnisse an der Tafel oder mit einer PowerPoint-Präsentation vorstellen. Thema Elektronenbeugung - das Elektron als Welle Autor Sebastian Gröber Fach Physik Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum 2-3 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss in der Schule oder Zuhause, javafähiger Browser Software Bei der Messung der Ringradien kommen ein Zeichenprogramm (zum Beispiel Paint) und ein Tabellenkalkulationsprogramm (zum Beispiel Excel) zum Einsatz. Die Schülerinnen und Schüler sollen qualitative Experimente zum Fotoeffekt deuten können. Hypothesen zum Zusammenhang zwischen Größen des eingestrahlten Lichts und Größen der ausgelösten Elektronen formulieren. den Zusammenhang zwischen der Energie der Elektronen und der Frequenz beziehungsweise der Intensität des Lichts mit dem RCL "Fotoeffekt" untersuchen. begründet angeben können, welche Versuchsergebnisse zum Fotoeffekt sich im Wellenmodell nicht erklären lassen und wie diese im Fotonenmodell erklärt werden. technisch-physikalische Anwendungen des äußeren und inneren Fotoeffekts kennen lernen. Thema Fotoeffekt und Fotonenmodell des Lichts Autor Sebastian Gröber Fach Physik Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum etwa 4 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss in der Schule oder zuhause, javafähiger Browser Software Tabellenkalkulationsprogramm (zum Beispiel Excel), Computeralgebrasystem ( Maple ) oder spezielles Datenanalyseprogramm (zum Beispiel Origin ) für die Hochschule Wellen- und Fotonenmodell des Lichts sind in ihrer Struktur sehr unterschiedlich: Ist beim Wellenmodell die Lichtenergie über den Raum verteilt, abhängig von der Amplitude und unabhängig von der Frequenz der elektromagnetischen Welle, so ist beim Fotonenmodell die Lichtenergie in einzelnen Fotonen konzentriert und frequenzabhängig. Schülerinnen und Schüler mit dem Fotoeffekt vom Wellen- zum Fotonenmodell zu führen, ist nicht einfach: Anhand eines Versuchs sollen relevante experimentelle Ergebnisse gewonnen und als im Wellenmodell nicht erklärbar erkannt werden. Das Fotonenmodell wird eingeführt und der Fotoeffekt damit erklärt. Die Unterrichtseinheit folgt diesem Weg und versucht die genannten Schritte zum besseren Verständnis für die Lernenden möglichst klar gegeneinander abzugrenzen. Das RCL "Fotoeffekt", eine Tabelle und Aufgaben sind dazu die wichtigsten Medien und Materialien dieser Unterrichtseinheit. Hinweise zum Unterrichtsverlauf und Materialien Lernvoraussetzungen, Unterrichtsverlauf, Steckbrief des RCLs "Fotoeffekt" und Arbeitsmaterialien zur Unterrichtseinheit